増粘剤・ゲル化剤の種類とメカニズム、選び方と使い方

第1部 増粘剤・ゲル化剤の種類と粘度コントロールの基礎

(2019年7月8日 10:30～13:00)

　増粘剤やゲル剤は主にゲル化や粘度を調整するために使用される。増粘ゲル化効果を有効的に発揮する方法も、分子量、濃度、温度、更にはその取り扱う条件で多様に異なる。 　本講では、多くの増粘ゲル化剤の効果を統一的に理解するための機構を、現象論的にさらには分子的観点から解説する。またそれらを統一的に理解する評価法について講述する。

1. 増粘剤、ゲル化剤の分類
   1. 高分子系、天然高分子とその誘導体、合成高分子
   2. 無機微粒子系
   3. 低分子ゲル化剤系
2. 代表的な増粘・ゲル化剤の特性
   1. 多糖類及びその多糖誘導体
   2. 合成高分子
   3. 無機系微粒子
   4. 低分子ゲル化剤 (oil gelator)
3. 増粘・ゲル化機構とその原動力
   1. 増粘・ゲル化機構のいろいろ
   2. 分子間に作用するいろいろな力
4. 粘性の起源
   1. 流動とは何か
   2. 粘度の濃度依存性
5. 弾性の起源
   1. 弾性変形とは何か
   2. エネルギー弾性とエントロピー弾性
6. 増粘剤・ゲル化剤の効果と評価
   1. 増粘・ゲル化効果をレオロジーの共通語で理解する
   2. 緩和時間とは何か
   3. 増粘・ゲル化効果と緩和時間
7. 実際のデータの解釈
8. 増粘・ゲル化効果を評価する便利な測定法
• 質疑応答

第2部 シリコーンの増粘・ゲル化技術とその応用

(2019年7月9日 13:45〜15:15)

　シリコーン油の増粘・ゲル化技術について、そのメカニズム毎に適用可能な材料を例示し、その機構・特徴・特性・化粧品用途への応用について説明する。

1. シリコーンの基礎的説明
2. 増粘・ゲル化技術の説明
3. 各増粘・ゲル化機構に応じたシリコーン系材料の個別説明
   1. 高重合ポリエーテル変性シリコーン
   2. シリコーン・ポリアミド
   3. アルキル変性シリコーン
   4. シリコーンエラストマー・ブレンド
   5. シリル化シリカ
4. 今後の展望
• 質疑応答

第3部 アクリル系の増粘剤、粘度調整剤、 ゲル化剤の特性とその使い方

(2019年7月9日 15:30〜17:00)

1. アクリル系増粘剤とは
   1. 増粘剤の種類と分類
   2. アクリル系ポリマーの種類
   3. アクリル系増粘剤の種類
2. 増粘メカニズムと化学構造
   1. 増粘メカニズム
   2. 濃度と粘度
   3. 化学構造と粘度
3. アクリル系増粘剤の特性と使用方法
   1. アクリル系増粘剤の特性
   2. アクリル系増粘剤の弱点
   3. アクリル系増粘剤の用途
   4. アクリル系増粘剤の設計、選定法
• 質疑応答

第4部 ベントナイト系ゲル化剤、増粘剤の特性とその使い方

(2019年7月9日 10:00～12:00)

　ベントナイトの特性をモンモリロナイト (ベントナイトの主成分) の特性によって説明し、その特性によって、ベントナイトのゲル化剤、増粘性としての特性を説明する。

1. ベントナイトとは
   • モンモリロナイト (粘土鉱物) を主成分とする粘土岩
2. ベントナイトの特性=モンモリロナイトの特性
3. モンモリロナイトの特性
   • 膨潤性
   • 増粘性
   • 粘結性
   • 陽イオン交換性
   • 吸着性
   • など
4. ベントナイトの種類
   • Na-ベントナイト
   • Ca-ベントナイト
   • Na交換ベントナイト (活性化ベントナイト)
5. コロイド懸濁液の粘度:Einstein の粘度式 に従う
6. ベントナイト懸濁液の粘度が高い原因
   • 板状粒子は回転により、見掛けの容積が200倍にも増大する:Simha の式
7. ベントナイト懸濁液の流動特性
8. 流動特性が異なる原因
   • 塩濃度
   • モンモリロナイト粒子のアスペクト比
   • 会合様式
9. ベントナイト懸濁液のゲル化剤
10. ベントナイト懸濁液の分散・解膠剤
• 質疑応答

第5部 ポリビニルピロリドンの種類と特性、その使い方

(2019年7月9日 12:40〜13:40)

1. 原料・構造
2. 特性
   1. 溶媒溶解性
   2. 相溶性
   3. 粘度
      1. K値、濃度、温度と水溶液粘度の関係
      2. pHと水溶液粘度の関係
      3. 無機塩の添加と水溶液粘度
   4. 熱安定性
   5. 吸湿性
3. PVPのゲル化 (架橋)
   1. 水溶性架橋剤
   2. ガンマ線照射
4. 材料への応用事例
   1. ゲル・増粘剤としての応用例
   2. その他の使用例
• 質疑応答

第6部 オイルゲル化の種類と特性、その使い方

(2019年7月9日 13:50〜15:10)

1. オイルゲル化剤の種類と用途
   1. オイルゲル化剤の種類
   2. オイルゲル化剤の種類
2. オイル増粘・ゲル化剤の設計指針
   1. オイル増粘・ゲル化剤の分子設計指針
   2. 従来の研究
   3. ベンゼンカルボキシアミド型増粘・ゲル化剤
   4. 幽霊通り抜けモデル
   5. その他:最近の技術動向
3. 新規オイル増粘・ゲル化剤の提案
   1. 開発の方針
   2. ベンゼンテトラカルボキサミド型増粘・ゲル化剤の開発
      1. 目的
      2. 新規ゲル化剤:PMDA-Rの合成
   3. 実験結果および考察
      1. PMDA-R のオイル溶解性とレオロジー特性
      2. オイルの極性がPMDA-Rの自己組織体に与える影響
      3. PMDA-Rの結晶性と熱相転移挙動
• 質疑応答

第7部 天然物由来の増粘剤、ゲル化剤の特性とその利用

(2019年7月9日 15:20〜16:40)

　天然物由来の水溶性高分子である増粘多糖類の増粘、ゲル化の基本特性をご紹介します。 増粘剤としては、キサンタンガムをはじめ、グアーガムやその誘導体、セルロース誘導体等の特徴、ゲル化剤としては、ジェランガム、カラギーナン等の特徴をご紹介します。

1. 増粘多糖類の特徴
   • 分類と特性
   • 利用のポイント
     • 分散
     • 溶解性
2. 増粘剤としての特徴
   • 増粘多糖類の一般的粘度特性
   • キサンタンガムの特徴
   • グアーガムの特徴
     • 未変性グアーガム
     • 変性グアーガム
       • HP化
       • カチオン化
   • セルロース誘導体の特徴
3. ゲル化剤としての特徴
   • 増粘多糖類の一般的ゲル化特性
   • ジェランガムの特徴
   • カラギーナンの特徴
   • 増粘多糖類の併用ゲルの特徴
• 質疑応答