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コア シェル 書籍

No.1586

 
“高分子量/低粘度” “速硬化性/ポットライフ” “分散性/密着性”

- 相反する物性、機能性を両立させる次世代のキーテクノロジー!!その考え方を正しく把握する!!

  - 「ナノスケールの評価が難しい」 「構造形成機構が分からない」  --そんな声に応える1冊!!

コア/シェル粒子の粒径/膜厚コントロールとその評価

〜「理論的な裏づけ」から「経験的なトラブル対策」「応用事例」までを収録!!〜

発 刊 2011年2月末   体 裁 B5判285頁(上製本)   定 価 78,000(税抜)


 
■ 本書のポイント

◎ 第一人者である執筆陣がこれまで蓄積した【構造形成メカニズム】を余すところなく収録!!

◎ 目的に応じた各種【合成法/作成法】やその【利点と欠点】を整理し網羅!!

◎ SP値、分子量、Tg、、、コアとシェルを組み合わせる上での【最低限のロジック】を掲載!!

◎ “粒径を制御する” “粒径分布を揃える” “粒径を視る”

  - 狙った大きさのコア粒子を得る為の考え方や指針を習得!!
  - 経時的に視た構造変化、粒子内部の不均一相、架橋密度の測定!!


◎ “膜を厚くする” “膜を薄くする” “膜を評価する”

  - 目的に応じたシェル膜の付け方、はずし方、維持の仕方、、、
  - ナノスケールのシェル膜を如何にうまく扱うのか!!

<対象分野>

 ○ コーティング

 ○ 光学材料

 ○ 電子材料

 ○ 分析技術

 ○ インク

 ○ 粘着剤

 ○ 電池材料

○ 建築材料

○ 食品

○ 化粧品

○ 塗料

○ 医薬品

○ 接着剤
 
   etc...

 

 
■ 執筆者【敬称略】 
新潟大学
東北大学
コニカミノルタビジネス
    テクノロジーズ(株)
東京農工大学
千葉大学
元・(株)巴川製紙所
豊橋技術科学大学
九州大学
元・関西ペイント(株)
田中 眞人
今野 幹男

倉地 育夫
尾見 信三
谷口 竜王
上山 雅文
松田 厚範
岸田 昌浩
中山 雍晴
東京理科大学
明治薬科大学
鈴木油脂工業(株)
バイエルマテリアル
     サイエンス(株)
徳山積水工業(株)
日本電気(株)
日機装(株)
富士フイルム(株)
弘前大学
小石 眞純
石井 文由
鈴木 和哉

桐原 修
川口 泰広
位地 正年
佐藤 浩二
市川 紀美雄
鈴木 裕史
 
■ 目次 
 
1章 コア/シェル粒子化による主な効果

2章 コア/シェル粒子の合成プロセス

3章 コア/シェル粒子合成法の選び方と用途展開


4章 コア粒子の 粒径/粒径分布のコントロール

5章 シェル層の膜厚のコントロール


6章 コア/シェルの組み合わせ方とその標準


7章 シェル/コア粒子構造体を用いた材料の機能構築設計


8章 医薬・化粧品・食品分野でのコア/シェル粒子の使われ方

9章 コア/シェル構造を用いた材料の高付加価値化とその用途事例

10章 コア/シェル構造の評価・解析技術
 
§ 1章 コア/シェル粒子化による主な効果 §
1.コア/シェル粒子化の目的と分類
   (1) コア粒子の保護
   (2) 環境へのコア粒子成分の放出速度の制御
   (3) コア粒子の物性調整
   (4) シェル材物性の利用
   (5) コア粒子形状の修正
   (6) 複数の機能の集積化

2.コア/シェル粒子の機能の具体例
   (1) コア粒子の保護
   (2) コア粒子成分の粒子外環境への放出速度の制御
   (3) コア粒子の物性調整
   (4) シェル材物性の利用
     @ 物理的刺激     
     A 化学的・生化学的刺激
   (5) コア粒子形状の修整
   (6) 複数の機能の集約集積化

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§ 2章 コア/シェル粒子の合成プロセス §
1節 コア/シェル粒子の形態・分類と合成プロセス

  1.コア/シェル粒子の形態の分類と機能
     1-1 コア/シェル粒子の形態の分類
     1-2 コア/シェル粒子の機能
  2.球形コア/シェル粒子の合成法
     2-1 コア/シェル粒子の合成法
     2-2 コア/シェル粒子の合成と機能化
       (1)無機物質によるシェル形成
       (2)有機ポリマーによるシェル形成
  3.球形コア/シェル以外の複合粒子の合成


2節 コア・シェルラテックス以外の有機無機複合化事例

  1.緒言
  2.有機無機複合薄膜の力学物性への応用
     2-1 シリカとラテックスを均一分散したゼラチン膜の力学物性
     2-2 実験方法
       (1)試料の作製
       (2)試料の評価
     2-3 結果と考察
       (1)ゼラチン溶液の粘度測定結果
       (2)複合膜のヒビワレ評価結果
  3.有機無機複合薄膜の電気物性と応用例
     3-1 帯電防止薄膜の例
     3-2 SnO2ゾルに含まれる粒子の結晶性と導電性
     3-3 感材の帯電防止性能評価技術
     3-4 PET用帯電防止処理下引きのバインダー検討


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§ 3章 コア/シェル粒子合成法の選び方と用途展開 §

  1.コア/シェル粒子の合成法
     1-1 コア/シェル粒子の合成法の分類
     1-2 マイクロカプセルに関する成書
  2.重合法
     2-1 シード重合法
       1) 熱力学的平衡論による粒子モルフォロジー予測
       2) 粒子モルフォロジーを決定する速度論的要因
       3) コア/シェル粒子の合成法
     2-2 in situ 重合法
     2-3 中空コア/シェル粒子
  3.物理化学的方法
     3-1 コアセルベーション法(相分離法)
     3-2 液中乾燥法(分散法)
  4.物理的・機械的方法
     4-1 固体混合法
     4-2 2重オリフィス法
     4-3 スプレー(噴霧)乾燥法
     4-4 流動層造粒法


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§ 4章 コア粒子の 粒径/粒径分布のコントロール §

1節 表面官能基を利用したコア/シェル粒子調製


2節 グラフト重合を用いた粒子の合成と粒径制御

  1.ATRPによるグラフト重合
  2.RAFTによるグラフト重合
  3.NMPによるグラフト重合
  4.その他の手法によるコアシェル微粒子の調製


3節 機械的操作による粒子径の制御

  1.攪拌
     1-1 攪拌と粒子径分布 − 分裂と合一
     1-2 攪拌方法        
     1-3 攪拌容器の形状
  2.オリフィス(細管)法
     2-1 単純オリフィス(細管)法
     2-2 種々のオリフィス(細管)法
         2-2-1 超音波震動法
         2-2-2 二重管オリフィス(細管)法
         2-2-3 回転ノズル法
  3.多孔膜法
  4.マイクロチャネル法
  5.高効率分散器
  6.一段分散法

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§ 5章 シェル層の膜厚のコントロール §

1節 プロトン伝導性コア/シェル粒子のイオニクス素子への応用

  1.交互積層法を用いた機能性コア-シェル粒子の作製
  2.コア-シェル粒子の圧着による燃料電池電解質膜の作製
  3.イオン液体を固定化した機能性カプセルの作製


2節 分散安定剤を利用したコア/シェル粒子生成とシェル層厚のコントロール

  1.ソープフリー重合法
  2.in-situ重合法
  3.界面重縮合法
  4.ヘテロ凝集法(layer-by-layer法)
  5.シード析出重合法
  6.粒子状分散安定剤付着法

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§ 6章 コア/シェルの組み合わせ方とその基準 §
1節 コアシェルラテックス

  1.緒言
  2.コアシェルラテックス合成の基礎理念
  3.一般的なコアシェルラテックスの相分離の要因と期待する効果
     1)Tg    /
     2) Sp値
     3)分子量(架橋も含む)
     4)機能性モノマーの活用
  4.特別なコアシェルラテックス合成例
     4-1 相分離によるスチレンーMMAコアシェルラテックスの合成
     4-2 シリコーン樹脂―アクリル樹脂コアシェルラテックスの合成
     4-3 フッ素樹脂―アクリル樹脂コアシェルエマルションの合成
     4-4 中空ラテックスの合成と利用
     4-5 粘度調性用コアシェルラテックス
     4-6 パワ−フィード法


2節 有機コア/有機シェルの組み合せ方とその基準

  1.化学的方法
     1-1 シード重合法
     1-2 懸濁重合相分離法
  2.物理化学的方法



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§ 7章 シェル/コア粒子構造体を用いた材料の機能構築設計 §

1節 乾式混合による コア/シェル粒子の複合・表面改質技術

  1.乾式混合を活用した複合・表面改質技術
   ・コ−ティング(単分子層被覆)改質
   ・トポケミカル(場所化学的)改質
   ・メカノケミカル(機械化学的)改質
   ・メカニカル(機械的)改質
   ・カプセル化(膜被覆化)改質
   ・高エネルギ−利用改質
   ・沈殿反応(表面複合化)改質
   ・集積化(粒子層被覆)改質
   ・超臨界流体法による複合化改質
   ・噴霧熱分解法による複合化改質
   ・交互吸着法(layer-by-layer assembly)
   ・鋳型(テンプレ−ト)技術利用改質
  2.乾式混合を活用した混合・複合・表面改質技術の展開


2節 無機・有機・金属粒子によるカプセル化・複合化技術



3節 粒子膜/コア粒子構造の構築と一般的応用分野

  1.粒子膜/コア粒子構造の構築とは
  2.一般的応用分野

   ○複合材料   ○合金      ○セラミックス・ガラス
   ○医薬品     ○化粧品     ○食品
   ○触媒      ○情報材料   ○電池・エネルギ−
   ○建築材料   ○分析技術   ○文房具

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§ 8章 医薬・化粧品・食品分野でのコア/シェル粒子の使われ方 §

1節 食品分野におけるコア/シェル粒子の目的と作り方

  1.コア/シェル粒子の目的
  2.調製法
     2-1 化学的方法
       @ 液中硬化反応法
       A 液滴合一法
     2-2 物理化学的方法
       @ コアセルベーション法
       A 液中乾燥法
       B コーティング法
       C スプレードライ法
       D 溶融分散冷却法



2節 医薬品分野におけるコア/シェル粒子

  1.ナノハイドロゲルを用いたペプチド医薬品のマイクロカプセル化
  2.温度応答性放出型マイクロカプセル
  3.中空型生分解性マイクロカプセル

3節 化粧品分野におけるコア/シェル粒子

  1.無機質マイクロカプセル
  2.化粧品分野における無機質マイクロカプセルの利用
  3.化粧品原料としての機能と特性
      3-1 シリカマイクロカプセル
        ・使用感の向上
        ・化粧崩れ、ベトツキ防止
        ・徐放性
      3-2 無機質複合化マイクロカプセル
      3-3 無機質複合化カプセルの特性
        ・化粧持ち効果
        ・紫外線遮蔽
        ・シワ毛穴ぼかし効果
        ・分散安定性向上


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§ 9章 コア/シェル構造を用いた材料の高付加価値化とその用途事例 §

1節 塗料・コーティング分野でのコア/シェル粒子の使い方

  1.作業性間の相反
     1-1 2K−PURの乾燥性とポットライフ
        1-1-1 溶剤型2K−PUR
        1-1-2 水性2K−PUR
     1-2 1K−PUR(ブロックイソシアネート)の乾燥性とポットライフ


2節 成形分野でのコア/シェル粒子の使い方

[1] 熱膨張性マイクロカプセルの成形用途への展開


  1.熱膨張性マイクロカプセルの特徴
  2.成形用途に適した熱膨張性マイクロカプセルについて
  3.熱膨張性マイクロカプセルの諸性能
   −シェルポリマーの特性と発泡挙動との関係−
     3-1 熱膨張性マイクロカプセルの調整
     3-2 シェルポリマー特性の測定方法と結果
        3-2-1 架橋度の測定方法
        3-2-2 粘弾性の測定方法
        3-2-3 ガスバリア性の代替評価方法
        3-2-4 架橋度及び粘弾性の評価結果及び考察
        3-2-5 ガスバリア性の代替評価結果及び考察
     3-3 熱膨張性マイクロカプセルの発泡特性
        3-3-1 TMAによる発泡曲線の測定と結果及び考察
        3-3-2 可視化装置による発泡挙動の測定と結果及び考察
     3-4 射出及び押出によるPP樹脂の発泡成形


[2] 自己組織型の3層構造ナノ粒子によるバイオプラスチックの強靭化


  1.3ユニット有機シリコン化合物による3層構造ナノ粒子の自己組織化
  2.3層構造ナノ粒子の添加によるポリ乳酸の強靭化

 
§ 10章 コア/シェル構造の評価・解析技術 §

1節 粒子径分布の測定技術と特徴

  1.幾何学的な情報を利用した計測技術
     1-1 ふるい分け法
     1-2 顕微鏡法
  2.nmオーダー粒子への対応(動的光散乱法)
     2-1 光子相関法
     2-2 周波数解析法
     2-3 動的散乱法における微弱な散乱光の検出
  3.μm〜mmオーダー粒子への対応
     3-1 沈降法
     3-2 電気的検知帯法
     3-3 レーザー回折・散乱法

 

2節 コア/シェル粒子の膜厚の評価

  1.初期においてはコア材とシェル材とが均一相を形成しているが,
    重合や溶媒除却などで発生する相分離あるいは析出などで
    粒子の形成がすすむにつれて,コア/シェル構造を形成する場合
          (懸濁重合法,ミニエマルション重合法,液中乾燥法,溶融分散冷却法など)
  2.コア粒子表面へシェル物質が析出・付着してコア/シェル粒子を形成する場合
          (析出重合法,コアセルベーション法,分散重合法,ヘテロ凝集法など)
  3.界面重縮合反応によりシェルを形成する場合
  4.ピッカリングエマルション系を利用してコア/シェル粒子を調製する場合
  5.シェル厚の直接的観察
     5-1 ピッカリングエマルション系を利用したハイブリッドシェルを持つコア/シェル粒子調製
     5-2 コア粒子表面に形成された界面活性剤の
          吸着層への可溶化を利用したコア/シェル粒子調製
     5-3 コア粒子存在下での乳化重合によるコア/シェル粒子調製

 

3節 相溶性に基づくコア/シェル構造の形成機構とその解析データ

  1.界面エネルギーとコア/シェル構造
  2.高分子の膨潤性とコア/シェル構造
     2-1 ポリウレタンウレアマイクロカプセル
         (PUUMC)のコア/シェル構造形成過程
     2-2 高分子膨潤理論とコア/シェル構造形成

 

4節 ナノスケールで見たコア/シェル構造特性

  1.ToF-SIMSによるPUUMC最表面層の解析
     1-1 実験方法
     1-2 PUUMC最表面層での芯物質の存在量解析結果
  2.ESI-TEM法によるシェル膜中の元素分布解析
     2-1 ESI-TEM法による軽元素のマッピングについて
     2-2 PUUMC単一粒子の超薄切片による元素マッピング解析結果
     2-3 コア成分として燐酸系化合物を含むPUUMCでの元素マッピング結果
     2-4 コア成分としてジアゾニウム塩化合物を含むPUUMCでの元素マッピング結果
  3.PUUMCでの壁膜構造、コア/シェル構造形成過程のまとめ

 

5節 コア/シェル粒子の構造解析

  1.XAFS
  2.Core-shell粒子解析の実例
     2-1 実験条件
     2-2 結果
     2-3 議論
       2-3-1 one-shell curve-fitting
       2-3-2 two-shell curve-fitting

 
 



コア シェル 粒径 膜厚