◎有機溶媒を使わない環境に優しいプロセスの構築に向けて！
　基礎物性、抽出・反応のメカニズムから実用的な応用プロセスの開発事例まで幅広く掲載

超臨界流体の物性、プロセス設計と応用技術
〜抽出・分離、材料開発、資源循環、食品、繊維〜

◇第１章　超臨界流体の物性とその測定、計算手法◇

第１節　抽出・分離・反応応用に向けた超臨界・亜臨界流体の基礎物性と理論計算
１．高圧CO2中の化学反応の紹介
２．高圧CO2溶媒中の水の溶解度の理論推算
３．高圧CO2溶媒中のDCPDの溶解度の理論推算
４．高圧CO2中のDCPD水和反応の実験および結果と考察
　4.1 試薬
　4.2 反応装置
　4.3 反応操作
　4.4 分析装置
　4.5 分析手順
　4.6 転化率，収率，選択率の定義
　4.7 結果と考察

第２節　超臨界二酸化炭素の物性測定と計算技術
１．超臨界CO2系の相平衡測定
　1.1 相平衡データの種類と測定法の分類
　1.2 各測定法の特徴
　　1.2.1 サンプリングを伴う方法
　　1.2.2 サンプリングを伴わない方法
　1.3 測定における留意点
　1.4 測定装置の具体例
２．超臨界CO2系の相平衡計算技術
　2.1 相平衡計算の基礎
　　2.1.1 相平衡の条件
　　2.1.2 高圧気液平衡計算の考え方
　2.2 超臨界CO2系に用いる状態方程式
　　2.2.1 状態方程式利用の動向
　　2.2.2 Peng-Robinson式
　　2.2.3 PC-SAFT式
　2.3 計算の具体例
　　2.3.1 高圧気液平衡の計算例：CO2−n-ヘキサン系
　　2.3.2 溶質溶解度の計算例：超臨界CO2中の金属前駆体
　　2.3.3 ポリマー系相平衡の計算例：CO2−ポリカプロラクトン系

第３節　超臨界流体中における無限希釈相互拡散係数の測定とその推算法
１．拡散係数の定義および特性
　1.1 拡散係数の定義
　1.2 温度および圧力に対する非線形な応答（高圧縮性領域）
　1.3 臨界点近傍における局所密度増大
２．拡散係数の測定法
　2.1 巨視的な濃度勾配を利用する流動系測定法
　　2.1.1 テイラー法
　　2.1.2 クロマトグラフィックインパルス応答法（CIR法）
　2.2 微視的な過渡的摂動を利用する静止系光学測定法（レーザー誘起過渡格子TG法）
３．拡散係数の推算法
　3.1 Wilke-Changの式
　3.2 He-Yu式
　3.3 Dymond式
　3.4 分数べきStokes-Einstein式
　3.5 推算戦略と近年の動向

第４節　超臨界流体におけるゆらぎ構造
１．平均構造を持つ系と不均一な揺らいだ系
２．超臨界流体のゆらぎの起源や観察
　2.1 超臨界流体のゆらぎ構造と分子間相互作用
　2.2 目で観る超臨界水とゆらぎ
　　2.2.1 観察用装置
　　2.2.2 目で観る超臨界水
３．ゆらぎの基本理論
４．状態図におけるゆらぎ構造の変化特性
５．ゆらぎ構造の定量的解析
　5.1 小角散乱からのゆらぎの解析方法

第５節　超臨界二酸化炭素中の放電プラズマの生成と観察・診断技術
１．超臨界二酸化炭素中の放電プラズマの特徴
　1.1 超臨界CO2の物性と放電開始機構
　1.2 ストリーマからアークへの移行
２．放電生成および光学観察系
　2.1 観察・診断技術の比較
３．ストリーマ放電のレーザー可視化
　3.1 電圧立上り速度とストリーマ分岐
　3.2 負極性ストリーマと逆放電
４．発光観測および分光診断
　4.1 発光分光法の有効性と限界
５．レーザーシャドウグラフ法による衝撃波の観測
　5.1 放電後の絶縁回復過程
６．Shack-Hartmann法による二次元電子密度診断
　6.1 SC-CO2中アークプラズマの電子密度分布
７．観察・診断結果から見た物理像と応用展望

第６節　高密度・ゆらぎ流体中プラズマの計測・可視化と非平衡現象
１．高密度・ゆらぎ流体の物理的特徴
　1.1 超臨界状態と臨界点近傍の異常
　1.2 プラズマ物理との関わり
２．高密度・ゆらぎ流体中でのプラズマ生成
　2.1 電気放電プラズマ
　2.2 レーザー誘起プラズマ
　2.3 強結合プラズマの生成（近年の展開）
３．計測・可視化技術
　3.1 電気計測と破壊統計解析
　3.2 発光分光法（OES）
　3.3 ラマン分光法
　3.4 シュリーレン法・シャドウグラフ法
　3.5 干渉計測・吸収計測（電子密度の定量）
　3.6 ポンプ・プローブ法と音響計測
４．臨界点近傍の密度ゆらぎとプラズマ特性への影響
　4.1 絶縁破壊電圧の臨界異常と電子なだれ機構
　4.2 破壊の統計性と気液クロスオーバー
　4.3 プラズマ温度・発光の異常
　4.4 キャビテーション気泡の異常挙動
５．非平衡現象
　5.1 高密度場における非平衡性の維持
　5.2 プラズマ生成過程の非平衡ダイナミクス
　5.3 緩和過程：振動緩和・衝撃波・非定常超臨界状態
６．応用展開

第７節　水素の超臨界流体相の物性
１．H2の回転、振動状態
　1.1 回転ラマン遷移の圧力依存性
　1.2 圧力に誘起される水素のop転換

第８節　超臨界流体プロセスの工業化に向けた開発の進め方と実践的留意点
― プロセス設計・高圧装置・超臨界流体取扱技術・経済性評価による実用化へのアプローチ ―
１．超臨界流体プロセスの工業化に必要な技術と経済性評価
２．適用対象分野／アプリケーションと超臨界流体取扱技術
　2.1 物性変化、相平衡の考慮
　2.2 処理での律速段階の把握
　2.3 固体（多孔質体）抽出での律速／固体抽出影響因子
　2.4 圧力変動の利用
　2.5 スループット （処理能力）
３．プロセス技術（化学工学：HAZOP4）、CO2分離・回収・精製・循環の最適化等）
　3.1 シリーズ運転（半連続装置）
　3.2 CO2の回収・精製
　　3.2.1 温室効果ガスとしてのCO2
　　3.2.2 CO2の回収／凝縮圧力の選定
　　3.2.3 CO2の回収・精製
４．高圧装置技術　（機械工学：被処理物の高圧場への急速装填可能容器他）
５．経済性評価（フィジビリティスタディ）
６．研究開発から商業化まで

◇第２章　高分子の構造制御、リサイクルとゲル作製への応用◇

第１節　超臨界流体を利用した高分子の高次構造制御
１．実験装置
２．非晶性高分子の構造制御
３．結晶性高分子の制御
４．ブレンド・コンポジットの制御
５．多孔構造の制御

第２節　超臨界流体によるCFRPからのマトリクス樹脂の除去技術とリサイクル
１．亜臨界・超臨界流体とは
２．亜臨界・超臨界水によるCFRPからのマトリクス樹脂の除去
３．亜臨界・超臨界メタノールによるCFRPからのマトリクス樹脂の除去
４．その他の亜臨界・超臨界流体を用いるCFRPからのマトリクス樹脂の除去

第３節　超臨界二酸化炭素を反応媒体とした自動車タイヤ用ゴムのマテリアルリサイクル技術
１．従来の脱硫技術とその課題
２．scCO2を利用した脱硫の基本概念
３．天然ゴムを用いた基礎研究
４．scCO2が脱硫を促進する機構
５．脱硫条件の最適化とその評価
６．工業化に向けた展開と最近の研究動向

第４節　小角中性子散乱法を用いた超臨界水による高分子材料のリサイクル過程の観察と最適化
１．超臨界水の特徴と反応場としての意義
　1.1 臨界点と連続的な物性変化
　1.2 誘電率、水素結合、密度、輸送特性
　1.3 イオン積と分解反応
２．高温高圧水を用いた高分子リサイクル
　2.1 水熱液化の位置づけ
　2.2 PS分解研究と未解決の構造過程
　2.3 構造計測を導入する意義
３．その場SANSによる高温高圧下の構造観察
　3.1 中性子とD2Oコントラスト
　3.2 高温高圧セルと測定条件
　3.3 散乱モデル
４．亜臨界条件におけるPS粒子の膨潤
　4.1 散乱縞の移動が示す粒径増大
　4.2 半径と粒子内高分子体積分率
　4.3 約200℃で現れる二段階性
５．超臨界条件での粒子消失と相分離
　5.1 球形散乱から界面散乱への転換
　5.2 超臨界状態の散乱モデル
　5.3 「粒子消失」と「化学変換」の区別
６．SANS膨潤度から構築するPS／D?O相図
　6.1 構造因子と相分離熱力学
　6.2 膨潤量を濃厚相と希薄相の組成へ変換する
　6.3 FHS平衡条件からχと共存曲線を求める
　6.4 温度・圧力依存性
７．中性子イメージングによる実空間観察
　7.1 SANSを補完する長さスケール
　7.2 PSゲルの加熱・加圧経路
　7.3 散乱と画像の統合
８．統合的な分解機構と今後の課題
　8.1 観察から導かれる構造経路
　8.2 一般化に必要な検証

第５節　先端PFAS類の超臨界水・亜臨界水分解技術
１．超臨界水と亜臨界水
２．フッ素ポリマーの無機化
　2.1 ポリフッ化ビニリデン(PVDF)および関連物質
　　2.1.1 酸素ガス＋超臨界水反応
　　2.1.2 過酸化水素＋亜臨界水反応
　　2.1.3 過マンガン酸カリウム＋亜臨界水反応
　　2.1.4 アルカリ試薬＋亜臨界水反応
　2.2 フッ素エラストマーFKM
　2.3 テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロペン共重合体
３．低分子量先端PFAS類の無機化
　3.1 中性PFAS類
　3.2 電気化学用PFAS類
　3.3 フッ素系イオン液体

第６節　超臨界乾燥を利用したキトサンエアロゲルの開発
１．エアロゲルとは
　1.1 エアロゲルのつくりかた：超臨界乾燥
　1.2 エアロゲルのつくりかた：超臨界乾燥以外
　1.3 エアロゲルの素材、機能、応用
　1.4 エアロゲルをめぐる近年の混乱
２．キトサンエアロゲルの開発
　2.1 超臨界乾燥によるキトサンエアロゲルの作製
　2.2 疎水化改質と熱伝導率測定
　2.3 微細構造はどのようにできる？
３．エアロゲル断熱材に向けて
　3.1 多孔質体の熱伝導率
　3.2 論文データの信頼性の傾向
　3.3 熱伝導率を正確に評価することは難しい

第７節　超臨界乾燥による導電性高分子エアロゲルの作製と熱電特性評価
１．エアロゲルの熱電変換への適性
２．導電性高分子クライオゲル
３．導電性高分子エアロゲル

◇第３章　ナノ材料の合成、作製への応用◇

第２節　マイクロフローによる超臨界エマルション抽出とナノ粒子形成
１．超臨界二酸化炭素によるエマルション抽出の基本原理
２．マイクロフローを活用した超臨界エマルション抽出
　2.1 スラグ長さと抽出挙動
　2.2 空間時間と異相間の接触面積
　2.3 界面活性剤PVAの疎水性と抽出効率
　2.4 PVAナノ粒子の形成
３．エマルション形成／抽出／粒子形成を統合したフロープロセス
　3.1 溶媒除去法の検討
　3.2 流量による油滴径と粒子径の制御
　3.3 界面活性剤による粒子径の変化
　3.4 圧力がナノ粒子形成に及ぼす影響

第３節　超臨界二酸化炭素を溶媒としたコロイド分散系の調製と応用
１．ScCO2コロイド分散系の状態を支配する因子
　1.1 親CO2基
　1.2 分子形状
　1.3 親水性―親CO2性バランス(HCB)
　1.4 Winsor R理論
２．W/CO2コロイド分散系の構築
３．W/CO2コロイド分散系の相挙動と物性
４．W/CO2コロイド分散系の応用

第４節　超臨界凍結造粒法を用いた微粒子ハンドリング手法
１．超臨界流体の特徴
２．超臨界二酸化炭素を用いた微粒子生成
３．超臨界凍結造粒法
４．改良型超臨界凍結造粒法

◇第４章　バイオマス、化学品、エネルギー分野への応用◇

第２節　亜臨界水・超臨界水を用いた未利用資源の化成品原料への変換
１．バイオマスを化成品原料に変換する反応場としての亜臨界水・超臨界水
　1.1 亜臨界水・超臨界水の反応特性
　1.2 亜臨界水・超臨界水中のバイオマス変換の特徴
２．微細藻類（クロレラ）抽出残渣からの糖類回収への適用事例
　2.1 微細藻類の水熱液化
　2.2 亜臨界水処理を基盤とした糖類回収プロセスの検討
　　2.2.1 亜臨界水処理によるクロレラの可溶化
　　2.2.2 亜臨界水処理技術と膜分離技術との組み合わせ
３．α−ピネンの化学変換への適用事例
　3.1 α−ピネンの異性化反応による単環モノテルペン類の合成
　3.2 α−ピネンからp-シメンを合成する二段階流通式反応の検討

第３節　超臨界二酸化炭素および二酸化炭素膨張液体中での酵素反応による有用化合物の合成
１．CO2を溶媒とする生体触媒反応　
　1.1 超臨界CO2を溶媒とするリパーゼによる反応
　1.2 液体CO2を溶媒とするリパーゼによる反応
　1.3 CO2膨張液体を溶媒とするリパーゼによる反応
　1.4 超臨界CO2を溶媒とするアルコール脱水素酵素による反応
２．CO2を原料とする生体触媒反応
　2.1 芳香族化合物のカルボキシル化反応
　2.2 ケト酸の還元的カルボキシル化反応

第４節　超臨界二酸化炭素を用いたイオン液体からの溶質分離技術
１．IL/scCO2系の相挙動と二酸化炭素溶解特性
　1.1 IL/scCO2系における超臨界二酸化炭素の役割
　1.2 イオン液体への二酸化炭素溶解
　1.3 IL/scCO2二相系の形成と相平衡
２．IL/scCO2系における溶質分配および応用分離プロセス
　2.1 分配平衡・物質移動および抽出機構の基礎
　2.2 反応?分離統合プロセスによる有機化合物分離
　2.3 天然物・医薬関連化合物への応用
　2.4 金属イオンおよび放射性元素分離への応用
　2.5 Supported Ionic Liquid Phase（SILP）/scCO2系
３．IL/scCO2系における分配定数の理論的予測

第５節　超臨界メタノールによる木質系バイオマスの成分分画と化学変換
１．メタノールおよび水による高温高圧処理の比較
２．メタノール処理による分解生成物
３．メタノール/水混合溶媒を用いた高温高圧処理

第６節　熱化学処理によるリグノセルロースからのリグニン分解とその評価
１．超・亜臨界流体における物性変化とリグニン分解への影響
２．熱化学処理によるリグニン分解
　2.1 水熱処理
　2.2 超臨界アルコール処理
　2.3 亜臨界フェノール処理
３．リグニン由来物の構造評価および物性・機能評価
　3.1 分子量分布分析
　3.2 官能基組成および結合様式の解析
　3.3 光学特性解析
　3.4 熱的特性解析
４．トポ化学的観点から見たリグニン分解挙動

第７節　超臨界二酸化炭素による木材のアセチル化処理と各種性能
１．木材のアセチル化処理
２．超臨界二酸化炭素を用いた木材のアセチル化処理
３．超臨界二酸化炭素中でアセチル化した木材の耐朽性
　3.1 土中埋設試験
　3.2 室内強制腐朽試験
４．超臨界二酸化炭素中でアセチル化した木材の海洋環境における利用可能性

第８節　超臨界CO2含浸とバイオマス由来活性炭による水系全有機電池の高性能化
１．超臨界CO2含浸による高密度担持と界面制御
　1.1 液相含浸の課題と超臨界CO2の利点
　1.2 サブナノ細孔への高密度担持と高利用率
　1.3 π-π相互作用、界面分極とフルセル性能
２．バイオマス由来活性炭による高担持パウチセル
　2.1 分子ごとに異なる細孔設計指針
　2.2 厚膜・大面積パウチセルへの展開
　2.3 低電解液・密閉構造による長寿命化
３．バイオマス活性炭×超臨界含浸の相乗効果
　3.1 二つの研究が示した異なるボトルネック
　3.2 期待される性能向上と検証項目

◇第５章　超臨界流体薄膜堆積法の製膜プロセスとその場観察技術◇

◇第６章　食料品、化粧品への応用◇

第２節　超臨界二酸化炭素を用いたイチゴからの有用成分抽出技術
１．イチゴ花托からの有用成分回収
　1.1 超臨界CO2＋エタノール混合溶媒を用いたイチゴ花托の抽出
２．イチゴ葉からの有用成分回収
　2.1 超臨界CO2＋エタノール混合溶媒を用いたイチゴ葉の抽出
　2.2 超臨界CO2＋水混合溶媒を用いたイチゴ葉の抽出

第３節　超臨界二酸化炭素を用いたカロテノイドの抽出と異性体制御
１．カロテノイドとその異性体
　1.1 カロテノイドの構造と分類
　1.2 カロテノイドのシス-トランス異性体
　1.3 カロテノイド異性体の生理学的特徴
　　1.3.1 カロテノイド異性体の吸収性と体内動態
　　1.3.2 カロテノイド異性体の抗酸化作用と生理活性
２．カロテノイドの異性化方法
　2.1 熱異性化
　2.2 光異性化
　2.3 その他の異性化法
３．異性化に伴う物理化学的性質の変化
　3.1 結晶性の変化
　3.2 溶解性の変化
　3.3 安定性の変化
４．SC-CO2を用いたカロテノイド抽出と異性化
　4.1 SC-CO2抽出の基本特性とカロテノイド抽出への応用
　4.2 カロテノイド抽出における課題
　4.3 異性化前処理によるSC-CO2抽出効率の改善
　4.4 SC-CO2中での熱異性化による抽出効率の改善
　4.5 SC-CO2によるシス体カロテノイドの選択的抽出と濃縮
　4.6 SC-CO2を利用した乳化および微粒子化工程への展開
５．今後の課題と展望

第４節　超臨界二酸化炭素抽出法による米ぬかからの高機能性米油精製手法
１．超臨界CO2に対するトリアシルグリセロールおよび遊離脂肪酸の溶解度推算
　1.1 モデルの概要
　1.2 モデルの適用結果と考察
２．超臨界CO2を用いた米ぬかからの米油抽出ならびにモデル適用
　2.1 実験方法
　2.2 モデル
　2.3 結果と考察

第５節　亜臨界DME（ジメチルエーテル）抽出による化粧品原料の製造
１．亜臨界DME抽出プロセスの概要
　1.1 ジメチルエーテルの特徴
　1.2 亜臨界DME抽出プロセス
２．亜臨界DME抽出の事例
　2.1 亜臨界DMEを用いたグレープシードオイルの抽出
　2.2 亜臨界DME抽出オイルの精製プロセス
　2.3 機能性評価
３．亜臨界DME抽出の実用化検討

◇第７章　繊維染色への応用◇

第２節　超臨界二酸化炭素を用いた高圧吐出による繊維の無水染色技術
１．高圧吐出制御装置を利用した乾熱連続染色プロセス
　1.1 超高圧・高温対応パルスジェットヘッドの開発
　　1.1.1 パルスジェットヘッドの基本構成
　　1.1.2 シミュレーションによる解析
　1.2 超臨界二酸化炭素による染料付着
　　1.2.1 分散染料を用いた超臨界二酸化炭素吐出染色のプロセス
　　1.2.2 分散染料の吐出量確認
　　1.2.3 分散染料を用いた吹付染色結果
　　1.2.4 機能剤における乾熱含浸の結果

第３節　超臨界二酸化炭素を用いたポリプロピレン繊維の染色技術
１．PP用染料の化学構造と染色性
　1.1 疎水化によるPPへの親和性向上
　1.2 脂肪族性
　1.3 染料母体骨格上の置換位置と分子対称性
　1.4 ペンダント基上の疎水基の種類と置換位置
　1.5 小括
２．染料の色調展開と実用性
　2.1 三原色を構成する染料の選択
　2.2 淡色から中色の配合染色
　2.3 濃色・ブラックの染色
　2.4　染料設計から色調設計へ
　2.5 小括
３．PP/scCO2染色における染色条件と染色評価