粒子分散プロセスにおけるレオロジー解析

濃厚な粒子分散系を対象としたプロセスは、内部の粒子の状態を観察することが困難であり、適応できる計測方法にも制限があることから、そのメカニズム理解が困難とされてきた。一方で、習熟した研究者や技術者には感覚的に最適な条件を導き出すことができていることも少なくない。これは例えば、分散液を揺らしたときの時の液面の状態や手に感じる僅かな力を敏感に感じ取ることで実現できていると考えられる。このような人間の感覚に近い物性を評価する手法としてレオロジー計測があげられる。しかしながら、レオロジー物性と内部構造に関する知識なくしては、適切な評価方法およびデータ理解を行えない。 　本講では、粒子分散系に限定して、液相中において粒子が形成する内部構造やその力学的応答性とレオロジー特性の関係について初歩的な導入から実用的な取り扱いまで説明する。特に、粘度とそのせん断速度依存性から粒子の凝集・分散状態を定量的に評価する手法について述べる。また、粘弾性を指標とすることで、静止状態においてどのように粒子分散液中で内部構造が発達しており、それが変形を与えることでどのような応答を示すのかが明らかになり、粒子分散液の内部構造について多面的な理解に繋がる。これら、粘度や粘弾性を指標として、粒子分散操作のみならず、塗布膜乾燥プロセスや噴霧乾燥による造粒プロセスと粒子分散性との関係を調査した事例についても述べる。

1. 粒子分散系のレオロジー
   1. 非ニュートン性の起源
   2. 粒子分散液の粘度と内部構造
   3. 粒子凝集分散の基本的な考え方
   4. 完全分散粒子分散液の粘度
   5. 粘度に対する粒子径の寄与
   6. 粒子が形成する内部構造と粘弾性
   7. 非線形粘弾性解析
2. 粘度を指標とした粒子凝集・分散の評価
   1. チクソトロピーモデル
   2. 沈降性粒子分散液の粘度計測
   3. スプレードライ顆粒製造プロセスと粒子分散状態
   4. 粒子分散液のスピンコートプロセス解析
   5. せん断流動場における凝集体破壊解析
3. 粒子分散プロセスの粘度変化と塗布膜性能～燃料電池電極膜を例に～
   1. 不安定系の分散プロセスのレオロジー解析
   2. 超音波照射の分散促進効果のレオロジー解析
4. 粒子分散プロセスの粘弾性解析～リチウムイオン二次電池電極スラリーを例に～
   1. 定せん断場における分散プロセス理解
   2. PMMAスラリーの分散プロセス
   3. グラファイトスラリーの分散プロセス
   4. 粘弾性を利用した分散機の特性評価
   5. 導電助剤分散液の内部構造制御
   6. LiB正極スラリーの分散手順と内部構造
• 質疑応答