界面活性剤の基礎及び使い方(通信教育)

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界面活性剤の基礎及び使い方(通信教育)

    

★界面活性剤の機能発現機構の理解と効果的な活用のために!
★複数の界面活性剤を混合し、その最適化を図るためにはどのようにしたら良いか?その指針を、基礎知識から事例を交え解説!

界面活性剤

基礎及び使い方ノウハウ

〜物性・機能及び各種パラメーターの
理解・計算法とその最適化〜

講師

(株)ミルボン 中央研究所 開発顧問
(元)ライオン(株) 研究開発本部
(元)明星大学 理工学部 非常勤講師 理学博士  堀内 照夫 先生

開講日・受講料

●開講日 2017年2月28日(申込締切 2月23日)
●受講料(税込(消費税8%)):
 1名 36,720円
 2名同時申込の場合 49,680円
 3名同時申込の場合 55,080円
 4名以上同時申込の場合、1名につき、18,360円


■ 通信教育講座受講の主な流れについて →

講座のポイント

 日常生活の中で使用されているトイレタリー製品をはじめ、化粧品、食品、口腔製品、医薬品、並びに化学製品のほとんどものに、界面活性剤が配合されているといって過言でない。これらの製品群のなかで、一般的に洗浄剤(衣料用、台所用、身体用)中には界面活性剤成分が主剤として高濃度配合されている。しかし、1)溶液・可溶化系製剤(化粧水、ヘアトニック、点眼剤)をはじめ、2)液/液分散系製剤(ヘアリンス、ドレッシング、クリーム、軟膏)、3)固/液分散系製剤(ファンデーション、歯磨、ペイント)、および、4)固/固分散系製剤(粉おしろい、トローチ錠)等の製品中には、界面活性剤成分は少量配合されているにすぎない。しかし、それらの製剤の中で界面活性剤は機能発現並びにエマルション製剤の分散安定性、ゲル製剤の保型性維持に重要な役割を果たしている。
 界面活性剤分子の化学構造上の特徴は一分子中に性質の異なる親水基と疎水基の構造要素を含む両親媒性化合物である。この界面活性剤分子中の(親水基)/(疎水基)比が乳化、分散、可溶化、洗浄、湿潤、起泡、カプセル能等の作用・機能の発現に重要な役割を果たしている。しかし、界面活性剤分子中の(親水基)/(疎水基)比の指標値として、従来、Griffinによる非イオン性界面活性剤のHLB概念が知られているに過ぎない。このHLB値の概念は油−水系で界面活性剤の両液体に対する相対的親和力の比を表わすために考案された経験値である。化学構造が異なる非イオン界面活性剤で、HLB値が同じ場合、(親水基)/(疎水基)比が同じなのか、異なるのか不明であった。
 有機概念図法の無機基数表を用いると、界面活性剤の化学構造が既知であれば、簡単に(親水基)/(疎水基)比のパラメーター値を計算でき、また、この値を用いて、HLB値に換算することも可能である。有機概念図法によれば、界面活性剤のような両親媒性化学物ならびに他の有機化合物の無機性(親水性)および有機性(疎水性)の座標もわかり、注目する有機化合物がお互いにどのくらいかけ離れているかも理解できる。有機概念図法は、界面活性剤分子の化学構造が既知であれば、非イオン界面活性剤のみならず、イオン性界面活性剤、両性界面活性剤にも適応できるほか、油性成分、溶媒、添加剤等の有機化合物に適用できる大変便利な指標値といえる。
 一方、溶解度パラメーターは溶媒と溶質の極性に係わる指標値であり、溶媒と溶質との位置関係から、お互いの親和性、相溶性を理解できる。界面活性剤のより効果的な活用をはかるためには、HLB方式、有機概念法、溶解度パラメーターの指標値を理解することが極めて重要である。
 本通信講座では,
 1)第1講 界面活性剤の分類・性質ならびに界面活性剤水溶液の物理化学的性質について詳細に解説した後、界面活性剤の機能発現事例を、(1)化学構造要因(単独系並びに複合系)、(2)界面活性剤の自己組織化の利用および、(3)水溶液の極性による機能向上の視点から、研究事例を用いて解説。さらに、水溶性高分子/界面活性剤相互作用についても解説する。
 2)第2講 界面活性剤分子の構造特性要因をHLB方式、有機概念図法、溶解度パラメーターの視点から詳細に解説する。(1)HLB方式については、HLB値の概念、混合界面活性剤のHLB値の計算法、混合油性基材の所要HLB値の計算法、HLB値の応用事例について、(2)、有機概念図法の原理、無機性基表による特性値の算定法およびHLB値への換算式および有機概念図法による応用事例について、(3)溶解度パラメーターの理論、および化学構造が既知な化合物に対する溶解度パラメーターの計算法、およびHansen式を用いた非イオン界面活性剤のHLB値と溶解度パラメーターの関係について解説する。
 3)第3講 界面活性剤の応用技術の中で、汎用性の高い「乳化技術」を選択し、乳化の基礎理論の解説の後、複数の油性基材が存在するとき、複数の界面活性剤を混合し、その最適化をどのように計ればよいのかの指針を示す。

学習プログラム
第1講: 「界面活性剤の基礎知識〜物性・機能と作用機構の理解〜」

1.界面活性剤の分類とその性質
 1.1 アニオン界面活性剤
 1.2 カチオン界面活性剤
 1.3 非イオン界面活性剤
 1.4 両性界面活性剤


2.界面活性剤水溶液の物理化学的性質
 2.1 界面活性剤の溶解挙動

  1)イオン性界面活性剤のクラフト点と溶解性
  2)非イオン性界面活性剤の曇点と溶解性
 2.2 界面活性剤水溶液の分子集合状態
  1)臨界ミセル濃度の測定
  2)臨界ミセル濃度に対する作用要因
  (1)アルキル鎖長および官能基の影響
  (2)電解質の影響
  (3)温度の影響
  (4)SDSの会合数に対するNaClの添加量の影響
 2.3 界面活性剤の吸着挙動
 2.4 界面活性剤の可溶化現象
 2.5 界面活性剤の構造要因とその分子集合体
 2.6 高濃度界面活性剤分散液と高次分子集合体(液晶)


3.界面活性剤の物理化学的要因と作用・機能
 3.1 界面活性剤分子の(親水基)/(疎水基)比の影響

  1)クラフト点
  2)複合界面活性剤による蛋白変性抑制
 3.2 界面活性剤の濃度と作用・機能
  1)相図
  2)非イオン界面活性剤液晶二分子膜(ベシクル形成)とその特徴
  (1)ベシクルの種類とその特徴
  (2)ベシクル形成性非イオン界面活性剤
  (3)HCO−10によるベシクル形成性とその特徴
  3)洗浄過程におけるアルカリビルダーの役割と複合界面活性剤によるアルカリビルダーの塩入効果
  (1)界面活性剤の洗浄力と水の硬度
  (2)汚れ(油)の付着状態とその離脱仕事
  (3)油/水界面の界面張力に対するビルダーの影響
  (4)複合界面活性剤によるビルダーの塩入効果
 3.3 界面活性剤水溶液の泡物性に対する溶媒の化学構造の影響

4.水溶性高分子/界面活性剤相互作用
 4.1 水溶性高分子の役割
 4.2 水溶性高分子/界面活性剤相系の増粘効果とその作用機構

  【演習問題】

第2講:「界面活性剤の構造要因と各種パラメーターの算出方法
      〜HLB値・有機概念図法・溶解度パラメーター〜」

1.界面活性剤の構造要因について

2.HLB方式について

 2.1 HLB値と水に対する溶解性および主機能
 2.2 HLB方式による乳化剤の選択法

  1)油相の所要HLB値の決定
  2)混合油性基材の所要HLB値の算出法
  3)乳化剤および混合乳化剤のHLB値の算出法
  4)Daviesの式によるHLB値の算出式
  5)HLB値に対する温度の影響
  6)HLB値の応用事例
  (1)顔料の分散
  (2)乳化剤のHLB値と皮膚刺激性

3.有機概念図法による界面活性剤分子の(親水性/疎水性)比の指標値とHLB値の算出法
 3.1 はじめに
 3.2 有機概念図法とは
 3.3 無機性基表による有機化合物の特性値の計算
 3.4 有機概念図法による両親媒性化合物(界面活性剤)のHLB値の算出法
 3.5 有機概念図法の応用事例

  1)ゲル乳化法における界面活性剤の選定

4.溶解度パラメーターを用いた界面活性剤のHLB値の算出法
 4.1 はじめに
 4.2 溶解度パラメーターの定義
 4.3 溶解度パラメーターの応用事例

  1)油性成分の相溶性
  2)紫外線吸収剤の溶解
  3)金属石鹸の非水溶媒中での溶存状態
  4)香料成分の溶解度パラメーターとエマルション液滴の安定性
 4.4 溶解度パラメーターの計算法
 4.5 無機粒子の分散性と溶解度パラメーター
 4.6 溶解度パラメーターと界面活性剤のHLB値
 4.7 おわりに

  【演習問題】

第3講:「界面活性剤の選定・使い方ノウハウ〜乳化技術を中心に〜」

1.はじめに

2.エマルションの形態と特徴

3.乳化製剤における乳化剤の役割

4.乳化方式

 4.1 物理化学的乳化法

  1)転相乳化法
  2)D相乳化法
  3)転相温度乳化法
  4)ゲル乳化法
  5)液晶乳化法
 4.2 物理的(機械的)乳化法
  1)乳化機の種類と特徴
  2)SPG膜乳化
  3)電気毛管乳化

5.エマルションの安定性評価法
 5.1 エマルションの破壊過程
 5.2 エマルション製剤の安定性評価の加速試験

6.HLB方式による乳化剤の選定指針

7.おわりに


  【演習問題】

セミナー番号:CP170202

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