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最新 界面活性剤選び方、使い方【ノウハウ集】

The latest/How to select/use surfactant
■ 執筆者(敬称略)
監修 元 神奈川大学 堀内 照夫 氏
九州大学大学院
横浜国立大学大学院
鶴見大学
東レ・ダウコーニング(株)
(独)産業技術総合研究所
(独)産業技術総合研究所
(独)産業技術総合研究所
(独)産業技術総合研究所
太陽化学(株)
(独)物質・材料研究機構(元 万有製薬)
日本ペイント(株)
理研ビタミン(株)
日油(株)
一方社油脂工業(株)
荒殿 誠
荒牧 賢治
石井 淑夫
稲垣 裕之
井村 知弘
福岡 徳馬
森田 友岳
北本 大
加藤 友治
川上 亘作
久司 美登
指田 和幸
嶋田 昌彦
高瀬 潔
新潟大学
日光ケミカルズ(株)
(株)資生堂
ライオン(株)
元 神奈川大学(元 ライオン)
ライオン(株)
(株)資生堂
ライオン(株)
(財)化学物質評価研究機構
(独)産業技術総合研究所
日本食品添加物協会(シニアアドバイザー)
東京理科大学
ビックケミー・ジャパン(株)
田中 眞人
田端 勇仁
中村 淳
中村 恒彰
堀内 照夫
前納 克裕
増田 秀之
三浦 千明
宮地 繁樹
森田友岳
湯川 宗昭
好野 則夫
若原 章博
■ 目  次
第1章 各 界面活性剤の化学的構造と特徴

第1節 アニオン性界面活性剤の化学的構造と特徴

1.カルボン酸塩
1.1.脂肪酸塩 
1.2. アルキルエーテルカルボン酸塩
1.3. アシル乳酸塩
(1)N-アシルサルコシン塩
(2)N-アシルメチルアラニン塩
(3)N-アシルメチルタウリン塩
2.スルホン酸塩
2.1 アルカンスルホン酸塩
2.2 α-オレフィンスルホン酸塩
3. 硫酸塩
3.1 アルキル硫酸エステル塩
(1)第一級アルキル硫酸エステル塩
(2)第二級アルキル硫酸エステル塩
3.2 アルキルエーテル硫酸エステル塩
3.3 モノアシルグリセリン硫酸エステル塩
4. リン酸塩
4.1 アルキルリン酸エステル塩

第2節 カチオン性界面活性剤の化学的構造と特徴

1. アミン塩
1.1. アルキルアミン塩
1.2. 脂肪酸アミドアミン塩
2. アルキル4級アンモニウム塩
2.1. モノアルキル型4級アンモニウム塩
2.2. ジアルキル型4級アンモニウム塩
2.3. トリアルキル型4級アンモニウム塩
3. 環式4級アンモニウム塩
3.1. ベンザルコニウム型4級アンモニウム塩
3.2. 塩化ベンゼトニウム
3.3. アルキルピリジニウム塩

第3節 両性界面活性剤の化学的構造と特徴

1. アミノ酸型両性界面活性剤
1.1. グリシン型両性界面活性剤
1.2. アミノプロピオン酸型両性界面活性剤
2. ベタイン型両性界面活性剤
2.1. アミノ酢酸ベタイン型両性界面活性剤
2.2. スルホベタイン型両性界面活性剤
3. リン酸型両性界面活性剤

第4節 非イオン界面活性剤の化学的構造と特徴

1. ポリオキシエチレン型
1.1. ポリ(オキシエチレン)アルキルエーテル
1.2. ポリ(オキシエチレン)アルキルフェニルエーテル
1.3. ポリ(オキシエチレン)ポリ(オキシプロピレン)アルキルエーテル
1.4. ポリ(オキシエチレン)脂肪酸エステル
1.5. ポリ(オキシエチレン)ソルビタン脂肪酸エステル
1.6. ポリ(オキシエチレン)ヒマシ油,ポリ(オキシエチレン)硬化ヒマシ油
2. 多価アルコール脂肪酸エステル型,多価アルコールアルキルエーテル型
2.1. プロピレングリコール脂肪酸エステル
2.2. グリセリン脂肪酸エステル
2.3. ポリグリセリン脂肪酸エステル
2.4. ソルビタン脂肪酸エステル
2.5. ショ糖脂肪酸エステル
2.6. アルキルポリグリコシド
3. 含窒素型
3.1. アルキルジエタノールアミド
3.2. アルキルアミンオキシド


第5節 バイオサーファクタントの化学的構造と特徴

1. 種類と特徴
2. 微生物による生産
2.1 マンノシルエリスリトールリピッド
2.2 ソホロリピッド
2.3 ラムノリピッド
2.4 トレハロースリピッド
2.5 スピクルスポール酸
2.6 サーファクチン
2.7 エマルザン
3. 界面活性と自己集合特性
4. 生理活性
5. 石油技術への利用
6. 環境浄化技術への利用
7. タンパク質分離技術への利用
8. 薬剤や遺伝子輸送担体への利用


第6節 高分子界面活性剤の化学的構造と特徴

1. 高分子界面活性剤の種類 
1.1. 合成高分子界面活性剤の種類
1.2. 天然水溶性高分子
1.3. 化粧品で使われる高分子界面活性剤
1.4. 高分子分散剤3)
1.5. 高分子帯電防止剤4)
1.6. その他
2. 高分子界面活性剤の性質
2.1. 吸着と自己組織性
2.2. 吸着膜と分散能
2.3. 乳化性能
2.3.3. 粉末油脂用高分子乳化剤
2.3.4. 酸性染毛料としての高分子乳化剤
2.4. 毛髪、皮膚表面改質剤としての性質
2.5. 低分子界面活性剤との相互作用

第7節 シリコーン系界面活性剤の化学的構造と特徴

1. シリコーン系界面活性剤の構造
2. シリコーン系界面活性剤の特徴
2.1. 表面張力および界面活性効果
2.2. シリコーン系界面活性剤のHLB値(Hydrophile-Lipophile Balance)
3. シリコーン界面活性剤の用途
3.1. 化粧品用途
3.2. 塗料用途
3.3. 展着剤用途
3.4. 発泡ウレタン用途

第8節 フッ素系界面活性剤の化学的構造と特徴
1. フッ素系界面活性剤の構造
1.1. 陰イオン性フッ素系界面活性剤                                  
1.2. 陽イオン性フッ素系界面活性剤
1.3. 両イオン性フッ素系界面活性剤
1.4. 非イオン性フッ素系界面活性剤
2. フッ素系界面活性剤の合成
2.1. 陰イオン性フッ素系界面活性剤の合成
2.2. 陽イオン性フッ素系界面活性剤の合成
2.3. 両イオン性フッ素系界面活性剤の合成
2.4. 非イオン性フッ素系界面活性剤の合成
3. フッ素系界面活性剤の特徴
                       
第9節 機能性界面活性剤の化学的構造と特徴

1. 界面活性剤とは
1.1. 界面活性剤の歴史
1.2. 界面活性剤の構造要因とその性質・作用
1.3. 界面活性剤の構造要素とその分子集合体
2. 疎水基による界面活性剤の機能化
2.1. 油性成分固定化界面活性剤(金属石けん)
2.1.1. ステアリン酸金属石けんの各種有機溶剤に対する溶解性
2.1.2. アルミニウム石けんのゲル化能
2.2. 酸化防止性界面活性剤(トコフェロール誘導体)
2.3. 重合性界面活性剤
2.4. 高分子乳化剤
2.5. ハイブリッド型界面活性剤
2.6. 有機ケイ素系界面活性剤
2.7. フッ素系界面活性剤
2.8. 有機遷移金属系界面活性剤(酸化還元電位応答型)
3. 親水基による界面活性剤の機能化
3.1. バイオサーファクタント
3.2. 筒状アニオン界面活性剤(シクロデキストリン誘導体) 
3.3. 糖質系界面活性剤
3.3.1. 抗菌性界面活性剤
3.3.2. アルコキシメチルグルコシド四級化物
3.3.3. その他の糖質系界面活性剤誘導体
3.4. 半極性有機ホウ素系界面活性剤
3.5. ペプチド系界面活性剤
4. 親水基および疎水基による界面活性剤の機能化
4.1. ブロック・コポリマ−型非イオン界面活性剤
4.2. 多鎖・多親水性型界面活性剤

第2章 界面活性剤の物理化学的性質

1. 界面活性剤とは
1.1. 界面活性剤の分類
1.1.1. アニオン界面活性剤
1.1.2. カチオン界面活性剤
1.1.3. 非イオン界面活性剤
1.1.3. 両性界面活性剤
1.2. 合成界面活性剤の製造ルート
2. 界面活性剤水溶液の物理化学的性質
2.1. 界面活性剤の構造要因とその性質・作用
2.2. 界面活性剤分子の親水基/疎水性比の指標値
2.2.1. HLB方式
(1)界面活性剤のHLB値と機能
(2)混合界面活性剤の親水基/疎水基比
2.2.2. 有機概念図法
2.2.3. Davies方式
2.2.4. 溶解度パラメーターとHLB値 
2.3. 界面活性剤の溶解挙動
2.3.1. 界面活性剤の溶解度曲線
2.3.2. 汎用界面活性剤のクラフト点と溶解性
2.3.3. 非イオン界面活性剤の曇点と溶解性
2.4. 界面活性剤の分子集合体
2.5. 球状ミセル
2.5.1. 臨界ミセル濃度
2.5.2. 界面活性剤の吸着挙動
2.5.3. ミセル形成に対する要因
2.5.4. anion-cation surfactantによる表面張力低下作用
2.6. 棒状ミセル
2.6.1. 棒状ミセルの性質
2.6.2. ESRスピンプローブ法による棒状ミセルの分子集合状態
2.6.3. [NaSal]/[HMODA]系水溶液の粘弾性挙動
2.6.4. 棒状ミセルによる「流体」の制御
(1)配管抵抗減少効果とは
(2)第四級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤誘導体水溶液の分子集合状態と配管抵抗減少効果
2.7. 界面活性剤の高次分子集合体
2.7.1. 液晶について
2.7.2. ベシクルについて
2.7.3. ポリ(オキシエチレン)(10)硬化ひまし油(HCO-10)が形成する液晶二分子膜の分子集合状態

第3章 界面活性剤ならびに水溶性高分子/界面活性剤系相互作用の利用例

第1節 食品産業関連業界における事例紹介

1. 食品用乳化剤の種類と特徴
1.1. 乳化剤の国内需要
1.2. 乳化剤の特徴比較
2. 乳化剤の機能と用途
2.1. 界面活性能
2.1.1. 乳化
2.1.2. 分散
2.1.3. 起泡と消泡
2.1.4. 湿潤
2.1.5. 洗浄
2.2. 改質機能
2.2.1. デンプンの改質
2.2.2. 油脂の改質
2.2.3. タンパク質の改質
2.3. 抗菌作用
3. 食品への応用例
3.1. 乳製品
3.2. 飲料
3.3. 加工油脂
3.4. 菓子類
3.5. 小麦粉製品
3.6. その他の食品

第2節 医薬品関連業界における事例紹介

1. 界面活性剤の薬物可溶化能
2. 経口剤における界面活性剤の利用
2.1. 難水溶性薬物に対する対処法の一般論
2.2. 可溶化製剤・自己乳化型製剤
3. その他の投与ルートにおける界面活性剤の利用
3.1. 注射剤における界面活性剤の利用
3.2. 外用剤における界面活性剤の利用
3.3. 点眼剤における界面活性剤の利用
4. 界面活性剤と生体の相互作用
4.1. 吸収促進剤としての作用
4.2. 薬物トランスポータへの影響
4.3. その他の影響
5. コロイドキャリア
5.1. コロイドキャリア利用の現状
5.2. エマルション
5.3 リポソーム
5.4 その他のコロイドキャリア

第3節 香粧品関連業界における事例紹介

1. 化粧品分野の製品に用いられている主な原料と界面活性剤との関わり
1.1. 油性原料
1.2. 顔料
1.3. 水溶性高分子
1.4. 香料
1.5. 添加剤
2. 界面活性剤
2.1. 洗髪洗浄剤
2.1.1. 毛髪について
2.1.2. 毛髪の損傷
2.1.3. 脱脂作用
2.1.4. 毛髪の伸張に対する界面活性剤の影響
2.2. 複合界面活性剤による蛋白変性抑制効果
2.3. [2-in-1]機能を有するシャンプー:組成とその作用機構
3. 水溶性高分子/界面活性剤系相互作用
3.1. 各種産業分野における水溶性高分子の利用状況
3.2. 水溶性高分子/界面活性剤系の増粘効果とその作用機構
3.3. 界面活性作用
3.3.1. 表面張力低下作用
3.3.2. 可溶化作用
3.3.3. 乳化作用

第4節 家庭日用化学品関連業界における事例紹介 

1.洗濯用液体洗剤
1.1.ヘビーデューティー用
1.2.ライトデューティ用
2.カーペット用洗浄剤
3.台所用洗剤
4.フロア用クリーナー
5.便器用洗浄剤
6.浴槽、タイル用洗浄剤
7.配水管用クリーナー

第5節 塗料・染料・顔料関連業界における事例紹介

1.水性塗料の様々な形態
2.ミニエマルション重合
3.顔料分散・高分子分散剤:
3.1. 分散剤の種類
3.2. 分散剤の機能
3.3. 湿潤ぬれ性
3.4. 吸着
3.5. 分散安定化
3.6. 水性系での顔料分散と高分子分散剤
3.6.1. 水性系での顔料分散の課題
3.6.2. 高分子分散剤の分子設計
3.6.3. 高分子分散剤の合成方法
3.6.4. 高分子分散剤の発
3.6.5. 低VOC水性塗料を構成する新規な顔料分散剤
4. 水性二液ウレタン

第6節 印刷(トナー,インクジェット,オフセット,グラビア等)関連分野における事例紹介
 
1.懸濁重合トナーの粒径制御
2.ミニエマルション重合による複合粒子の調製
3.ソープフリー重合におけるカプセル化

第7節 ゴム・プラスチック関連業界における事例紹介

1. 曇りを防止する「防曇剤」
1.1. 防曇性付与の具体的方法
1.2. 表面の親水化方法
1.2.1. 化学的処理
1.2.2. 物理的処理
1.2.3. 内部処理
1.3. 界面活性剤の防曇剤としての利用 
1.4. 防曇剤の要求性能
1.5. 防曇剤の性能
2. 静電気の発生を抑制する「帯電防止剤」
2.1. 帯電防止剤について
2.2. 帯電防止剤の種類
2.3. 帯電防止方法
2.3.1. 帯電防止剤(界面活性剤)の表面塗布
2.3.2. 帯電防止剤(界面活性剤)の添加(練り込み)
2.4. 帯電防止剤の作用機構

第8節 繊維関連業界における事例紹介

1. 繊維産業での利用
2. 界面活性剤の利用事例
2.1. 精練剤への利用
2.1.1. スパンデックス用精練剤
2.1.2. スパンデックス混製品の問題点
2.1.3. 精練工程での問題点 
2.2. 浴中柔軟剤への利用
2.2.1. 実用例
2.3. 起毛前処理剤
2.4. 帯電防止剤

第4章 界面活性剤の人体安全性と環境安全性

1. 界面活性剤をとりまく安全性評価の現状
1.1 化学物質の安全性評価
1.2 安全性評価のための国際調和
2. 界面活性剤の人体安全性評価
2.1. 人体安全性評価の考え方と代表的な安全性試験項目
2.2. 化学物質管理に基づく安全性評価
 2.2.1. 単回投与毒性試験(急性毒性試験)
 2.2.2. 反復投与毒性試験
 2.2.3. 生殖・発生毒性試験
 2.2.4. 局所刺激性試験
 2.2.5. 抗原性試験
 2.2.6. 光毒性試験・光感作性試験
 2.2.7. 遺伝毒性試験
 2.2.8. がん原性試験
 2.2.9. トキシコキネティックス(吸収・分布・代謝・排泄)
 2.2.10. その他
2.3. 使用条件を想定した安全性評価
 2.3.1. 実用条件を考慮した安全性評価
 2.3.2. 実用上の安全性評価と評価項目
 2.3.3. 通常使用時の安全性評価
2.3.4. 誤使用・誤摂取時の安全性評価
3. 界面活性剤の環境安全性評価
3.1. 代表的な安全性試験項目と留意点
3.1.1. 生分解性試験
3.1.2. 生態影響試験
3.1.3. 生物濃縮性
3.2. 環境濃度の把握
3.3. 安全性評価結果に基づく環境リスクアセスメント
4. 界面活性剤の安全性データ

第5章 各機能に関する最新のトピックス 〜界面活性剤の選択法などについて〜

第1節 乳化に関する最新のトピックス

1. 乳化
1.1. エマルションの形態と特徴
1.1.1. 多相(複合)エマルション
1.1.2. 無水エマルション
1.1.3. 発色エマルション
1.1.4. ゲル・エマルション
1.1.5. リピッド・マイクロスフェア
1.1.6. ベシクル
2. 乳化技術動向
3. 乳化剤の分類とその特徴
4. 乳化剤をどのようにして選択したらよいか
4.1.
4.1.1. 界面活性剤のHLB値と機能
4.1.2. 混合界面活性剤の親水基/疎水基比
4.1.3. 油相の所要HLB
4.2. 有機概念図法
4.3. Davies方式
4.4. 転相滴定法(Emulsion inversion point; EIP)による被乳油性基剤の所要HLB値の決定法
5. 乳化―乳化剤をどのように配合したらよいかー
5.1. 物理的(機械的)乳化方式
5.1.1. 乳化機の種類と特徴
5.1.2. 高圧ホモジナイザ−と他の乳化機との性能比較 
5.1.3. シラス多孔質ガラス膜(SPG)乳化法
5.1.4. 電気毛管現象による乳化方式(Electrocapillary Emulsification)
5.2. 物理化学的乳化方式
5.2.1. 乳化剤の添加方法
5.2.2. 乳化粒子に対する相転移の影響
5.2.3. 乳化粒子に対する相転移温度の影響
6. 低エネルギ−乳化法
6. エマルションの安定性をどのように評価したらよいか
6.1. エマルションの破壊過程 
6.1.1. クリ−ミング(creaming)
6.1.2. 凝集 (flocculation)
6.1.3. 合一(coalescence)
6.1.4. オストワルド熟成(Ostwald ripening)
6.2. エマルションの安定性向上要因
6.2.1. 液晶の形成による安定化
6.2.2. 水溶性高分子
6.2.3. 有機変性モンモリロナイト
6.3. エマルション製剤の安定性評価の加速試験法
6.3.1. 温度耐性試験法
6.3.2. 遠心分離加速試験法
6.3.3. ζ電位(Zp)によるO/W型エマルションの安定性評価
6.3.4. 誘電率法
7. 最近のエマルションの話題
7.1. 無機粒子の濡れとエマルション型
7.2. 微粒子の乳化作用

 

第2節は著作権の都合上、掲載しておりません

 

第3節 分散に関する最新トピックス

1. コーティング材における界面活性剤
2. 分散安定化;顔料の濡れと安定化における界面活性剤
3. コントロール重合の水系への展開
4. 粉体塗料における界面制御

第4節 表面張力低下に関する最新トピックス

1. 表面張力低下能や吸着能の評価
1.1. Szyszkowskiの式
1.2. 吸着および表面張力低下の効率と効果
1.3. 表面張力低下の効率・効果と熱力学量
2. 表面張力低下に関するトピックス
2.1. 界面活性剤混合系
2.2. 界面活性剤が油相にも溶解する系
2.3. イオン液体系
2.4. ジェミニ型界面活性剤

第5節 濡れと浸透に関する最新トピックス

1. 界面活性剤に求められる機能1)と界面活性剤の分類別機能評価2)
2. 界面活性剤水溶液の濃度増大による浸透性に対する効果
3. 繊維
4. 印刷
5. 古紙のリサイクル
6. その他,浸透に関与するトピックス

第6章 各種規制への対応法

 

第1節は著作権の都合上、掲載しておりません

 

第2節は著作権の都合上、掲載しておりません



第3節 食品における対応法

第4節 化粧品における対応法

1.日本国内の法規制
1.1.薬事法
1.2.PRTR法(化学物質の環境への排出量の把握等及び管理の改善の促進に関する法律)
1.3.化審法(化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律)
1.4.外為法(外国為替及び外国貿易法)
1.5.労働安全衛生法
2.主な海外法規制
2.1.欧州(EU) 
2.1.1.EU化粧品指令
2.1.2.EU−REACH規制
2.2.米国
2.2.1.連邦食品、医薬品及び化粧品法(Federal Food,Drug and Cosmetic Act,1938)
2.2.2.化粧品原料の安全性評価機関(CIR:Cosmetic Ingredient Review)
2.2.3.米国国家毒性プログラム(NTP:National Toxicology Program)
2.2.4.有害物質規制法(TSCA:Toxic Substances Control Act)
2.3.中国
2.3.1.化粧品衛生監督条例
2.3.2.化粧品衛生規範
2.3.3.衛生部化粧品衛生行政許可申告受理規定
2.3.4.中国化粧品衛生基準
2.4.ASEAN化粧品指令
2.5.その他の法規制
2.5.1.生物多様性条約
2.5.2.ワシントン条約

第5節 家庭用品における対応法

1. 化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律(化審法)
2. 毒物及び劇物取締法
3. 有害物質を含有する家庭用品の規制に関する法律
3.1.漏水試験
3.2.落下試験
3.3.耐酸(アルカリ)試験
3.4.圧縮変形試験
4. 食品衛生法
5. 薬事法
6. 家庭用品品質表示法
7. 計量法
8. 特定化学物質の環境への排出量の把握等及び管理の促進に関する法律
9. 資源の有効な利用の促進に関する法律

第6節 化学品における対応法

1. 化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律
1.1. 化審法の背景及び目的
1.2. 化審法の制度
1.2.1. 事前審査制度
1.2.2. 管理制度
1.3. 規制対象物質
1.3.1. 事前審査制度
1.3.2. 管理制度
1.4. 事前審査の試験スキーム
2. 特定化学物質の環境への排出量の把握等及び管理の改善の促進に関する法律
2.1. 化管法の背景及び目的
2.2. 化管法の制度
2.2.1. 化学物質排出量・移動量の届出
2.2.2. 化学物質安全性データシートの提供
2.3. 化管法の対象物質
2.3.1. 第1種指定化学物質
2.3.2. 第2種指定化学物質
2.4. 化管法の対象事業者、対象物質の量及び濃度
2.4.1. 化学物質排出量・移動量の届出
2.4.2. 化学物質安全性データシートの提供
2.5. 排出量・移動量の推定方法
2.6. 化管法の公開データ
3. 労働安全衛生法
3.1. 労働安全衛生法の背景及び目的
3.2. 労働安全衛生法の制度
3.3. 新規化学物質の有害性調査制度
3.3.1. 有害性調査制度
3.3.2. 有害性調査制度の対象物質
3.3.3. 有害性調査制度で要求される試験
3.3.4. 有害性調査制度のスキーム
3.3.5. 化審法と労働安全衛生法における新規化学物質申請の相違
4. 毒物及び劇物取締法、消防法
4.1. 毒物及び劇物取締法 
4.1.1. 規制対象物質
4.1.2. 規制
4.2. 消防法
4.2.1. 規制対象物質
4.2.2. 規制
5. REACH (Registration, Evaluation Authorisation and Restriction of Chemicals)
5.1. REACHの背景及び目的
5.2. REACHの制度
5.3. 対象物質
5.4. REACH登録
6. 界面活性剤を取り扱う事業者の法対応
6.1. 新規化学物質の製造・輸入
6.2. 化管法に基づく排出量・移動量の届出
6.3. 化学物質安全性データシート(MSDS)
6.4. その他

第7章 最新 原料事情 〜天然系原料・石油系原料などグローバル情報から〜

1.天然系原料の市場状況
1.1.植物原料の生産量
1.2.油脂の価格
1.3.油脂の製造方法
1.4.世界の植物油消費量
1.5.油脂の脂肪酸組成
1.6.天然油脂中の微量有用成分
1.7.油脂を取り巻く環境問題と安全性
1.7.1.バイオマス燃料
1.7.2.遺伝子組み換え技術
1.7.3.トランス酸問題
2.石油系原料の市場動向
2.1.石油資源の埋蔵量
2.2.原油価格の動向
2.3.原油の精製と用途
2.4.地球温暖化問題
3.天然系原料と石油系原料の共生に向けて
3.1.天然系・石油系由来の各種界面活性剤
3.2.天然系原料・石油系原料の比較