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顔料分散性について#2

1)顔料の分散安定化

 (1)顔料粒子の静電反発力:粒径によって必要な表面電荷は異なる。サブミクロンオーダーでは100mV以上が必要であり、これを得るのは極めて困難。

 (2)樹脂吸着による立体障害:上記の理由から、通常はこちらを利用。

 

2)粒径分布と粒径

 粒径には分布があるため、粒径の中央値と範囲を表すためにDx値 を用いる。粒子の形状を球形と仮定して、粒径から相対質量を計算する。

球の体積:V

粒子の半径:r

 V=(4πr^3)/3

粒径:D=2r

 V=(4πr^3)/3={4π(D/2)^3}/3={4π(D^3)/8}/3=π(D^3)/6

粒子の質量:M

粒子の密度:ρ

 M=Vρ

ρは全ての粒子で同じ、つまり定数として扱うと

 M=Vρ=πρ(D^3)/6

 6M/πρ=D^3

相対質量:M'=6M/πρ

 M'=D^3

よって粒径のみで相対質量を表すことができる。

分布図において粒径を横軸、個数を縦軸にとり、昇順で積算された相対質量が全体のx%を占めるとき、その境目の粒径をDxでの粒径としている。例えばD10における粒径が0.1umであるとき、全体の10%相対質量が0.1um以下の粒子によって構成されていることになる。中央値を知るにはD50が、範囲を知るためにD10及びD90が一般的な指標となる。

 

参考
顔料表面の化学的性質と分散安定性評価 DIC Technical Review No.5/1999
A Guide to D-Values in Pharmaceutical Particle Characterisation  Innopharma technology