微粒子分散安定化のための必須基礎知識

粒子分散系は、導電ペースト、電池、セラミックス、コーティング、インキ、など様々な分野で利用されているが、「ポテポテで流動性が無い。」、「うまく塗れない。」、「時間が経つと凝集や沈降を生じたり、粘度が増加したりする。」、「粒子そのものは小さいはずだが、スラリー中でなかなか小さくできない。」などの問題に直面するケースが多い。 　本講座では、上記の諸問題を解決するために必要となる、微粒化し粒子を分散安定化するための基本的な考え方、粒子と分散剤 (高分子) と溶剤の最適な組み合わせ方、分散剤の作用機構・最近の開発動向と配合量の決め方、分散機の種類と最近の開発動向などを平易に解説する。

1. 粒子分散の基本的な考え方
   1. 粒子分散とは一次粒子の凝集体 (二次粒子) を解凝集する工程である。
   2. 粒子分散を単位過程に分けて考える ～ぬれ、機械的解砕、安定化～
   3. 主要成分 (粒子、分散剤や樹脂、溶剤) の親和性はどうあるべきか
   4. 粒子の分散状態や分散安定性と粒子分散系の性質、メカニズム、不良対処法
      1. 流動性 (ポテポテ・サラサラの違い)
      2. 沈降
         (これ以上小さくしておけば沈降しない。沈降するのは安定性不良による凝集のせい。)
      3. ヘテロ凝集 (それぞれの分散系は安定であっても、混合すると…。)
   5. 粒子分散の評価法概論
2. 分散プロセス概論
   1. 分散機の種類と特徴
      1. 高粘度用分散機
      2. 低粘度用分散機
   2. バッチ分散、パス分散と循環分散
   3. ナノサイズ分散
      1. ナノサイズ分散機の特徴
      2. 異種分散方式の組み合わせ
   4. 過分散～異常粘度や粒子物性の変化～
3. 溶剤系における粒子分散の実際
   1. 溶剤、粒子の表面張力とぬれ性 ～だから溶剤系はぬれを意識しなくてもよい～
   2. 粒子、分散剤や樹脂の酸塩基性の評価法
   3. バインダー樹脂で分散する～酸塩基変性による分散用樹脂の調製～
   4. 溶剤選択の指標
4. 水性系における粒子分散の実際
   1. 水の溶剤としての特異性
   2. 水性系での疎水性粉体の分散ではぬれのプロセスが重要
      1. 粒子の親水 – 疎水性度とぬれ
      2. 粒子の乾燥凝集状態とぬれ ～ガス吸着を用いた凝集隙間の評価～
   3. 水性系における安定化の考え方と事例
      1. DLVO理論のエッセンスと実用分散系に適用する際のチェック項目
      2. 水の構造と疎水性水和
      3. 疎水性相互作用による高分子樹脂吸着と分散安定化
   4. ぬれと安定化を両立する粒子表面の最適親水性度
   5. 共存有機溶剤の影響
5. 分散剤の利用
   1. 分散剤の分子構造 ～アンカー部と溶媒和部～
   2. 高分子分散剤の開発動向 ～精密重合法による合成～
   3. 分散配合、分散剤配合量の決め方