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 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

(2022年8月19日 9:50〜10:50)

　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解説する。

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2部 シリコーン系増粘剤・ゲル化剤

(2022年8月19日 11:00〜12:00)

　シリコーン系増粘・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
2. シリコーン系増粘・ゲル化技術
3. 各増粘・ゲル化機構に応じたシリコーン系材料
   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
   6. シリコーンエラストマーとシリル化シリカの併用
• 質疑応答

第3部 オイルゲル化剤、増粘剤とその使い方

(2022年8月19日 12:50〜13:50)

　オイルゲル化剤、増粘剤の種類、用途および最新のオイル増粘技術について紹介し、特に様々なオイルに用いることができ、透明性を維持したままとろみを付与できるオイル増粘剤の分子設計について報告する。

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. オイルゲル化剤の用途
2. オイルゲル化剤、増粘剤の設計指針
   1. 分子設計指針
   2. 従来の研究
   3. 技術動向
3. 新規オイル増粘剤の提案
   1. 開発方針
   2. 従来品の性能
   3. ベンゼンテトラカルボキサミド型増粘剤の開発
   4. シリコーンオイル増粘剤の開発
• 質疑応答

第4部 モンモリロナイト系 ゲル化剤、増粘剤の特性とその使い方

(2022年8月19日 14:00〜15:00)

　モンモリロナイト(ベントナイトの主成分)の特性を、化学組成、結晶構造、などによって説明し、その特性によって、モンモリロナイトのゲル化剤、増粘剤としての特性を説明する。

1. モンモリロナイトとは
   • ベントナイト (火山性粘土岩) の主成分粘土鉱物。板状のコロイド粒子
2. 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
3. コロイド粒子
   • 懸濁液の粘度
   • 粒子の容積分率に比例する
   • Einstein の粘度式に従う
4. モンモリロナイト懸濁液の粘度が高い理由
   • 粒子の総剥離により、粒子数が増大する 。
   • 板状粒子は、水分子のブラウン運動によって回転し、見掛け容積が200倍にもなる。
   • S imha の式。
5. 流動特性が異なる原因
   • モンモリロナイトの流動性は、母岩母岩である。
   • ベントナイトの産地産地により、大きく異なる。
   • モンモリロナイト粒子の化学組成、アスペクト比、会合様式アスペクト比、会合様式などが異なるためである。
6. モンモリロナイト懸濁液のゲル化剤
   • 水中でプラスに帯電する粒子 (プラスに帯電する粒子 (MMgOgO など)
   • 硫酸硫酸アルミニウム
   • 高分子量 (数百万) ポリアクリル酸ナトリウムなど。
7. モンモリロナイト懸濁液の分散・解膠剤
   • ピロリン酸ナトリウム、
   • 低分子量 (2000~3000 程度) ポリアクリル酸ナトリウムなど。
• 質疑応答

第5部 セルロースナノファイバーの増粘剤としての特徴とその応用・実用化例

(2022年8月19日 15:10〜16:10)

　第一工業製薬では、セルロースナノファイバーを水系機能性添加剤「レオクリスタ」として提供している。本講座では、増粘・ゲル化など、レオロジーコントロール剤としての機能を中心に、セルロースナノファイバーのユニークな特徴や実用化事例などについて紹介する。

1. セルロースナノファイバー (CNF) とは
   1. CNFの特徴と期待される用途
   2. CNFの種類と製造方法
   3. TEMPO酸化CNFの構造と特徴
2. 第一工業製薬のCNF「レオクリスタ」の機能と特徴
   1. ネットワーク構造によるユニークなレオロジーコントロール
   2. ヒドロゲルの形成、水溶性高分子との複合化によるダブルネットワークゲルの形成
   3. 油、微粒子への吸着による乳化・分散
   4. 皮膜の形成
3. CNFの応用例と実用化事例
   1. 化粧品用途
   2. 塗料・インク用途
   3. セラミック用途
   4. 電池用途
   5. その他
• 質疑応答

第6部 天然物由来の増粘剤、ゲル化剤の特性とその利用

(2022年8月19日 16:20〜17:20)

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