微粒子の表面処理と粒子表面への機能性コーティング技術

粉体は様々な産業に利用されているが、トラブルがあった場合には経験豊富な技術者がいないと中々解決しない。これは粉体にはバルクの性質に加えて粉体の性質と表面の性質があるためで、それらの大まかな知識がないと現象を全体的に把握できないためだと思われる。 　表面に関する性質には表面積や細孔分布、表面に吸着した分子の状態、表面電荷および親水性・疎水性といった濡れに関する性質などがあり、それらがお互いに影響を及ぼし合っている。特に触媒活性はさほど強い活性がなくても共存する他の成分に影響を与え、製品の品質を劣化させる場合がある。このような場合には表面処理を行うが、まず表面の触媒活性を消失させて、その後に機能性を付与することが望ましい。粉体の表面処理というと古臭さを感じさせるが、精密なナノコーティングは「先端技術」の匂いの強いプロセスとなる。 　本講では粉体表面の性質とその表面を不活性化した後に機能性を付与する「機能性ナノコーティング」についてその応用も含めて述べる。

1. 粉体とは何か
   1. 粉体の粒子的性質
      • 粒子の大きさ
      • 粒子の形
   2. 粉体の表面の性質
      • 表面積、細孔分布
      • 電荷、等電点、
      • 表面官能基、濡れ
   3. 粉体の触媒活性
      • 粉体表面の酸、塩基、酸化、還元
      • 光触媒
      • パルス反応装置を用いた粉体の固体酸・塩基の評価法
      • 熱測定を用いた粉体の油脂酸化測定法
2. 粉体の表面処理
   1. 表面官能基との直接反応
      • 表面水酸基との反応
      • カップリング剤による反応
   2. 表面への被覆
      • ゾル-ゲル法による金属酸化物処理
      • 金属石鹸処理
      • シリコーン処理
      • フッ素系ポリマー処理
3. 機能性ナノコーティング
   1. 化学気相蒸着 (CVD)
      • CVDの概略
      • 有機物のCVD
   2. 環状シロキサンによるナノコーティング
      • コーティング方法
      • ナノコーティングされた粉体のキャラクタリゼーション
      • ナノ薄膜の生成機構
      • ナノコーティングされた粉体の親水・疎水性
      • ナノコーティングされた粉体の触媒活性
      • ナノコーティングされた粉体の酸化および結晶転移
   3. 焼成による複合酸化物生成
      • 焼成温度と表面物性変化
      • 焼成温度と触媒活性変化
   4. コーティング膜へのペンダント基の付加
      • アルキル基の付加
      • アルコール性水酸基の付加
      • イオン交換基の付加
   5. 機能性ナノコーティングの応用
      • 化粧品への応用
      • 塗料への応用
      • 高速液体クロマトグラフィーへの応用
• 質疑応答・名刺交換