粒子分散安定化に最適な分散剤・添加剤の選定技術

粒子の分散安定化は材料設計において基本技術の一つである。有機顔料や金属酸化物・金属、カーボン系など粒子の構造・特性はそれぞれ異なる。また用途により、分散媒体やマトリクス (バインダー) も多岐にわたる。可能ならば、統一的・汎用的な見方があると、分散へのアプローチが楽になる。ここではコーテイング分野の実例を多く取り上げて、分散設計へのガイドとしたい。 　あわせて、分散液を塗布するときにおける実際的な問題 (濡れ性・沈降・泡・平滑性など) についても、その解決策を紹介する。分散剤をはじめ、ここに紹介する各種添加剤はできうる限り、その構造と特徴、選択方法を示すようにした。

1. どのようにして分散安定化を図るか:粒子とマトリクスと分散剤
   • ―問題は沈降?透明性?粒度分布?色?導電性?
   • ―溶媒のみ?バインダーも入る?
   • ―そもそもどのような性質の粒子か?有機顔料、金属酸化物、金属、カーボン系
2. どうして分散剤で分散・安定化が図られるのか:メカニズム
   • ―粒子との相互作用、まずは吸着すること
   • ―周りにも気を使うこと、バインダー・溶媒との相互作用
   • ―忘れてならないのは最終製品の姿、使われ方、特性への影響
3. では具体的にどのような分散剤があるのか:その構造と特徴
   • ―比較的小さな分子の分散剤、直鎖状ポリマー
   • ―分岐した構造の分散剤、いわゆるくし形構造
   • ―ABブロックの分散剤
   • ―超分岐タイプの分散剤
   • ―水系、溶剤系、UV系向けそれぞれの分散剤
4. 最終製品によって求められる特性は異なる
   • ―カーボン系粒子の分散例
   • ―CNTの分散例
   • ―シリカ、アルミナの分散例
   • ―インクジェットでの分散例
5. ではどのようにして分散液を均一に塗布するか;消泡剤、濡れ剤、レべリング剤
   • ―泡をなくしたい、水系では消泡剤は必須
   • ―きちんと基材に濡らしたい、薄膜では特に問題が多い、水系では深刻
   • ―塗布した時はよいが乾燥過程で平滑性が損なわれる
   • ―表面張力が関与するのはわかるが、どのようにして調整する
6. 粘性制御について整理しておこう
   • ―分散体による粘性
   • ―添加するだけで粘性をコントロールするレオロジーコントロール剤
   • ―そもそも粘弾性・レオロジーの基礎
   • ―どんな粘性がこのましい
7. 表面張力についても確認しよう
   • ―液の表面張力
   • ―固体・フィルムの表面張力
   • ―表面張力を上げる添加剤
   • ―表面張力を下げる添加剤
• 質疑応用・名刺交換