第1章 :分散・安定化のための、微粒子の表面処理・改質技術

第1節 シランカップリング剤による微粒子の分散性向上

• 1. カップリング剤の作用機構
  • 1.1 無機粒子との作用機構
  • 1.2 樹脂との作用機構
  • 1.3 カップリング処理微粒子の特性評価
• 2. 微粒子表面の水の影響
• 3. 微粒子へのカップリング剤の固着性
• 4. 樹脂中への微粒子の高充填化
• 5. 物理吸着シラン剤の長所と短所
• 6. 樹脂改質剤としてのシラン剤の応用

第2節 シリカ微粒子の表面処理およびシリカコーティング処理技術

• 1. 分散性の評価
  • 1.1 付着力
  • 1.2 沈降法による分散性評価
  • 1.3 レーザー光による分散性評価
• 2. 金属アルコキシドの加水分解を利用したシード粒子成長法
  • 2.1 シード粒子成長法
  • 2.2 単分散シリカ粒子の大粒径化
  • 2.3 チタニアコーティングシリカ粒子
• 3. シリカコーティングによる高分散化
  • 3.1 シリカコーティング酸化鉄粒子
  • 3.2 シリカコーティングポリマー粒子

第3節 グラフト化による微粒子の表面処理・改質技術

• 1. ナノ粒子表面のグラフト化の方法
• 2. ナノ粒子表面からのグラフト重合 (Grafting from法)
  • 2.1 ラジカルグラフト重合
  • 2.2 リビングラジカル重合
• 3. 表面官能基と末端反応性ポリマーとのグラフト反応 (Grafting onto法)
  • 3.1 表面官能基と末端反応性ポリマーとのグラフト反応
  • 3.2 表面官能基とリビングポリマーとの反応
  • 3.3 カーボンブラックとポリマーラジカルとの反応
  • 3.4 縮合芳香族環とフェロセンの配位子交換反応
• 4. 乾式系におけるナノ粒子表面へのグラフト反応
  • 4.1 多分岐ポリアミドアミン (PAMAM) のグラフト
  • 4.2 ラジカルグラフト重合
• 5. グラフト化によるナノ粒子の分散性制御
• 6. ポリマーグラフトナノ粒子表面への機能付与
  • 6.1 難燃性の固定化
  • 6.2 紫外線吸収剤の固定化
  • 6.3 生理活性物質の固定化

第4節 カーボンブラック粒子の表面処理・改質技術

• 1. カーボンブラック
  • 1.1 カーボンブラックとは
  • 1.2 カーボンブラックの基本特性
    • 1.2.1 カーボンブラック一次粒子の微細構造
    • 1.2.2 一次粒径
    • 1.2.3 比表面積
    • 1.2.4 凝集構造 (ストラクチャー)
    • 1.2.5 化学的性質
• 2. カーボンブラックの表面処理
  • 2.1 表面処理技術
  • 2.2 酸化処理
  • 2.3 有機化処理
  • 2.4 自己分散型カーボンブラック
  • 2.5 グラフト処理

第5節 顔料を事例とした表面処理技術

• 1. 顔料の分散とは
• 2. 顔料の表面処理
  • 2.1 ロジン処理
  • 2.2 界面活性剤処理
  • 2.3 顔料誘導体処理
  • 2.4 ポリマー処理
  • 2.5 マイクロカプセル化顔料

第2章 :微粒子の粉砕技術と粒径・粒形制御

第1節 ビーズミルによる湿式粉砕・分散技術

• 1. 粉砕とナノ分散の違い
• 2. 今までに開発されてきたビーズミル (粉砕機)
• 3. 最近開発されたビーズミル (ナノ分散機)
• 4. 寿工業におけるビーズミルの歴史
• 5. 粉砕 (アペックスミル)
  • 5.1 粉砕操作
  • 5.2 機構
  • 5.3 粉砕性能への要因
    • 5.3.1 ビーズ径
    • 5.3.2 ビーズ分離方式
    • 5.3.3 粉砕動力 (冷却性能)
  • 5.4 粉砕実施例
• 6. ナノ分散 (ウルトラアペックスミル)
  • 6.1 ナノ分散操作
  • 6.2 機構
  • 6.3 ナノ分散性能への要因
    • 6.3.1 微小ビーズのナノ分散への効果
    • 6.3.2 遠心分離利用によるビーズ分離
    • 6.3.3 ビーズの片寄りなし
    • 6.3.4 スラリーの前分散不要
    • 6.3.5 スケールアップ
  • 6.4 実施例
  • 6.5 まとめ

第2節 乾式分級機による微粒子の粒子径制御

• 1. 性能表示法
• 2. 分級機の分類
  • 2.1 慣性力式分級機
  • 2.2 自由・半自由渦形遠心式分級機
  • 2.3 強制渦形遠心式 (ロータ式) 分級機
• 3. 分級に影響を及ぼす因子
  • 3.1 ロータ回転数と流体流量
  • 3.2 粒子径分布
  • 3.3 粉体濃度
  • 3.4 凝集粒子の分散
• 4. 分級技術の応用
  • 4.1 精密分級
  • 4.2 スカルピング
  • 4.3 不活性雰囲気分級
  • 4.4 減圧分級

第3節 超微粉砕技術としての粉砕助剤の活用法

• 1. 乾式粉砕における粉砕助剤の効果
• 2. 乾式超微粉砕における粉砕助剤の効果
• 3. 乾式粉砕における粉砕助剤の作用機構

第3章 :気中における粒子の付着・帯電メカニズムと分散技術

第1節 気中における粒子の付着メカニズム

• 1. 気相中で粒子に働く付着力
  • 1.1 van der Waals (ファン・デア・ワールス) 力
  • 1.2 液架橋力
• 2. 気相中での粒子の凝集現象

第2節 気中における粒子の帯電と付着

• 1. 静電気力
  • 1.1 クーロンの法則
  • 1.1 分極力
  • 1.1 鏡像力
• 2. 気相における粒子の帯電メカニズム
  • 2.1 接触帯電のメカニズム
  • 2.2 電場下でのイオンの衝突荷電
  • 2.3 拡散荷電
  • 2.4 正負両極イオンによる荷電中和

第3節 気中における微粒子分散技術

• 1. 各種分散機とその分散メカニズム
• 2. 分散結果と分散機性能の評価

第4章 :液中 (水系) における微粒子の分散技術とその安定化

第1節 水系における微粒子の分散技術と安定化

• 1. 微粒子分散系のもつ大きな自由エネルギー
• 2. 分子間のファンデルワールス引力エネルギー
• 3. 粒子間のファンデルワールス引力エネルギーとHamaker定数
• 4. Hamaker定数と表面張力
• 5. 帯電粒子周囲の電位分布と拡散電気二重層:Poisson-Boltzmann方程式
• 6. 微粒子間の静電反発エネルギー
• 7. 微粒子間の全相互作用のエネルギー

第2節 水系:無機微粒子の分散技術とその安定化 (事例)

• 1. TiO2の分散実施例 ～微小ビーズの影響
• 2. 有機顔料の分散 ～微小ビーズにおけるローター周速 (回転数) の影響
• 3. アルミナの分散実施例 ～ビーズ径の影響、ζ電位の影響
• 4. シリカの分散例 ～ビーズ径、周速の影響、コンタミネーション
• 5. セラミックコンデンサ原料 BaTiO3の分散例 ～微小ビーズによるサブミクロン分散
• 6. 分散実施例一覧
• 7. まとめ

第3節 水系:金属酸化物微粒子の分散技術とその安定化

• 1. α-Al2O3微粒子の凝集・分散挙動におよぼすポリアクリル酸の効果
  • 1.1 試料と分散性の評価
  • 1.2 ポリアクリル酸の分子量と添加量による凝集と分散
  • 1.3 まとめ
• 2. 水中でのマグネタイト微粒子の凝集・分散について
  • 2.1 マグネタイトのメジアン径とゼータ電位
  • 2.2 マグネタイトのメジアン径と吸着量
  • 2.3 マグネタイト表面での界面活性剤の吸着状態
  • 2.4 まとめ

第4節 水系:高分子微粒子の分散技術とその安定化

• 1. 水系での高分子微粒子の分散
• 2. 高分子微粒子自体の分散安定化
• 3. 界面活性剤存在下での分散安定化
  • 3.1 界面活性剤存在下
  • 3.2 乳化重合用乳化剤の存在下
  • 3.3 反応性乳化剤の存在下
• 4. 高分子存在下での分散安定化
  • 4.1 両親媒性高分子存在下
  • 4.2 高分子乳化剤存在下
  • 4.3 マクロモノマー存在下
  • 4.4 高分子分散剤存在下
• 5. まとめ

第5章 :液中 (非水系[溶媒中]) における微粒子の分散技術とその安定化

第1節 非水系における微粒子の分散技術とその安定化

• 1. 分散安定化の基本
• 2. 溶媒および添加剤における分散安定化を左右するパラメータ
  • 2.1 SP値
  • 2.2 SP値の因子分解
  • 2.3 酸塩基特性
• 3. 粒子表面特性に関係するパラメータ
  • 3.1 ぬれ
  • 3.2 粒子表面のSP値
  • 3.3 粒子表面の酸塩基特性
  • 3.4 粒子表面の改質
• 4. 分散・凝集制御のポイント
  • 4.1 SP値および酸塩基特性で見る分散性
  • 4.2 分散安定化剤の働き
  • 4.3 ポリマーの吸着特性
  • 4.4 ポリマーの立体反発作用

第2節 非水系 (溶媒中) :無機微粒子の分散技術とその安定化および濃度依存

• 1. 水系と非水系の違い
• 2. 電解質イオンと粒子由来の対イオン
• 3. 通常のPoisson-Boltamann方程式
• 4. 体積無限大の電解質溶液中の1個の粒子
• 5. 自由体積モデル
• 6. 無塩系のPoisson-Boltamann方程式
• 7. 無塩系における粒子周囲の電位分布
• 8. 粒子の実効電荷と自由な対イオン
• 9. 電気泳動移動度
• 10. 電気伝導度
• 11. 沈降電位とOnsagarの関係
• 12. 帯電粒子間の静電相互作用
• 13. 無塩系における帯電粒子間の全相互作用
• 14. 多体効果
• 15. 高分子層の効果

第3節 非水系 (溶媒中) :金属酸化物微粒子の分散技術とその安定化

• 1. チタン酸バリウム (BaTiO3) のトルエンおよびエタノールの混合溶液中での分散
  • 1.2 試料と分散性の評価
  • 1.3 アルキルリン酸エステルによるBaTiO3の分散
  • 1.4 まとめ
• 2. 直鎖飽和脂肪酸による磁性酸化鉄の分散安定化
  • 2.1 試料と分散性の評価
  • 2.2 流動特性におよぼすγ-Fe2O3の含水率の影響
  • 2.3 流動特性におよぼすγ-Fe2O3添加量の影響
  • 2.4 流動特性におよぼす脂肪酸のアルキル鎖長の影響
  • 2.5 脂肪酸のγ-Fe2O3に対する吸着形態
  • 2.6 流動特性におよぼす脂肪酸の添加量の影響
  • 2.7 まとめ

第4節 非水系 (溶媒中) :高分子微粒子の分散技術とその安定化

• 1. 非水系での高分子微粒子の分散
• 2. 非極性溶媒中での高分子微粒子の分散
  • 2.1 立体安定剤系
  • 2.2 反応性立体安定剤系
• 3. 極性溶媒中での高分子微粒子の分散
  • 3.1 立体安定剤系
  • 3.2 反応性立体安定剤系
• 4. まとめ

第6章 :高分子材料への微粒子の分散技術とその安定化

第1節 無機微粒子の分散技術とその安定化 (シリカ微粒子)

• 1. PMMA/シリカナノハイブリッドの調製
  • 1.1 シリカナノ粒子
  • 1.2 マトリクスPMMA
  • 1.3 ハイブリッドの調製方法と分散-凝集特性の評価
• 2. ハイブリッドサスペンションの絡み合い凝集特性 (調製方法1)
  • 2.1 C‘のポリマーの分子量依存性
  • 2.1 C‘とポリマー溶液物性の関係: 理論解析
• 3. ハイブリッドフィルムの絡み合い凝集特性 (調製方法2)
  • 3.1 分子量依存性
  • 3.2 溶融PMMA分子鎖の絡み合い形成へのダイナミクス
• 4. SiO2ナノ粒子の分散安定化技術: 透明ハイブリッドフィルムの調製

第2節 無機微粒子の分散技術とその安定化 ～事例～

• 1. 原材料および前処理の効果
  • 1.1 フィラー表面処理をはじめとするフィラー性状による分散性の変化
    • 1.1.1 イオン結合性表面処理剤
    • 1.1.2 シランカップリング剤
    • 1.1.3 フィラー表面の脂肪酸処理による分散性向上例
    • 1.1.4 ハイブリッドフィラー
    • 1.1.5 フィラー性状が分散性に影響を及ぼすその他の要因
  • 1.2 ポリマーの変性や変性ポリマーの添加によるフィラー分散の制御
    • 1.2.1 ポリマーの変性によるフィラー分散の向上
    • 1.2.2 ポリマーアロイにフィラーを添加する場合の注意点と利点
• 2. コンパウンド手法によるフィラー分散性の向上
  • 2.1 副資材の利用によるフィラー分散性の向上
  • 2.2 加工条件によるフィラー分散状態の変化
  • 2.3 マスターバッチについて

第3節 電子ペーストにおける粉末分散技術とその安定化

• 1. 材料技術編
  • 1.1 電子ペースト概要説明
  • 1.2 各種金属粉末概要
  • 1.3 樹脂概要
  • 1.4 溶剤概要
  • 1.5 分散剤概要
• 2. 分散技術
  • 2.1 分散工程
• 3. 安定化
  • 3.1 粉体粒子とベヒクルおよび溶剤との濡れ性
  • 3.2 分散安定性
  • 3.3 レオロジー
• 4. 応用例
  • 4.1 分散強度差による電子ペースト中の樹脂の燃焼挙動検討
  • 4.2 分散工法と脱バインダー挙動

第7章 :分散系の挙動特性と分散性の評価

第1節 微粒子のぬれ性とその評価

• 1. ぬれ、接触角、表面張力の基本概念
  • 1.1 ぬれと接触角
  • 1.2 表面張力
  • 1.3 固体の表面張力
  • 1.4 界面張力
  • 1.5 表面自由エネルギーと表面積
  • 1.6 Youngの式
  • 1.7 ぬれ性と表面張力、接触角の関係
  • 1.8 重力支配と表面張力支配
• 2. 粉体における接触角測定方法
  • 2.1 液滴法による接触角測定
    • 2.1.1 基本原理
    • 2.1.2 測定例
    • 2.1.3 液滴法の特徴
  • 2.2 浸透速度法
    • 2.2.1 基本原理
    • 2.2.2 測定例
    • 2.2.3 浸透速度法の特徴

第2節 粒径別によるゼータ電位の測定とその評価

• 1. 帯電粒子周囲の拡散電気二重層
• 2. 大きな粒子:Smoluchowskiの式
• 3. 小さな粒子:Huckelの式 (ヒュッケルの式)
• 4. 任意のサイズの粒子:Henryの式
• 5. 緩和効果を考慮した式
• 6. 液滴 (エマルション)
• 7. 高分子電解質
• 8. 柔らかい粒子
• 9. 沈降電位
• 10. 濃厚系
• 11. 動的電気泳動

第3節 SP値による微粒子分散性の評価

• 1. 溶解度パラメーター
• 2. 溶媒の種類とvan der Waals引力の関係
• 3. 溶解度パラメーターによる分散性の評価
• 4. 溶解度パラメーターと他の物性との相関性とその利用

第4節 微粒子分散系のレオロジー評価

• 1. 凝集分散系の基本的な流動挙動
  • 1.1 三次元網目構造の形成と降伏応力
  • 1.2 非ニュートン流動と動的降伏応力
  • 1.3 せん断流動停止後の応力緩和挙動
• 2. 凝集分散系における時間依存性挙動とその測定
  • 2.1 チクソトロピー
  • 2.2 履歴の消失と平衡流動曲線
  • 2.3 三次元網目構造とチクソトロピー
• 3. 特許に見る凝集分散系の流動性評価法
  • 3.1 特許例
  • 3.2 分散系レオロジーとしての請求内容の検討

第5節 微粒子の沈降挙動の制御と評価

• 1. 非凝集分散系の沈降挙動
  • 1.1 液体中における微粒子の運動学的性質
  • 1.2 非凝集性微粒子の沈降挙動とブラウン運動
• 2. 通常の凝集分散系の沈降挙動
  • 2.1 孤立凝集体の構造と沈降挙動
  • 2.2 光学的手法による凝集分散系の沈降挙動の評価
• 3. 特殊な粒子間引力により凝集した分散系の沈降挙動
  • 3.1 結晶構造をもつ沈降層
  • 3.2 高分子の可逆架橋により凝集した分散系の沈降挙動

第6節 スラリー中の微粒子集合状態の評価

• 1. 流動挙動の観察
• 2. 沈降・堆積挙動の観察 (回分沈降実験)
• 3. 静水圧測定
• 4. 定圧ろ過
• 5. 直接観察
• 6. 毛管吸引時間測定による粒子集合状態の評価