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第1章

次◆◆◆目◆◆

界面化学の歴史… ………………………………………………………………………………………………… 1

1.1 日本における界面化学の歴史………………………………………………………………………………………… 2
1.1.1 はじめに…2

1.1.2 界面化学研究の起源（1920 年以前）…2

1.1.3 日本における界面化学の源流（1920 年代）…3
1.1.4 戦前の界面化学の発展（1930 ～ 1945 年代）…5
1.1.5 戦後の界面化学（1946 ～ 1960 年代）…6
1.1.6 戦後の界面活性剤の研究とその周辺について…7
1.1.7 おわりに…8

1.2 界面活性剤のあゆみ…………………………………………………………………………………………………… 9
1.2.1 界面活性剤の歴史…91.2.2 現代における界面活性剤の製造方法と応用分野…121.2.3 界面活性剤に関わるコロイド科学の歴史…14
1.2.4 界面活性剤と界面科学の今後…16

第2章

表面と界面… …………………………………………………………………………………………………… 19

2.1 表面・界面の物性…………………………………………………………………………………………………… 20
2.1.1 液体の表面…202.1.2 表面張力・界面張力…21

2.1.3 界面張力と界面構造…242.2 表面張力と界面張力の測定法……………………………………………………………………………………… 27
2.2.1 はじめに…27

2.2.2 表面張力の測定法…28

2.2.3 界面張力の測定法…31

第3章

界面活性剤… …………………………………………………………………………………………………… 35

3.1 界面活性剤の定義と分類…………………………………………………………………………………………… 36
3.1.1 はじめに…36

3.1.2 界面活性剤の定義…36

3.1.3 界面活性剤の分類…383.2 炭化水素系界面活性剤……………………………………………………………………………………………… 42
3.2.1 アニオン界面活性剤…423.2.3 両性界面活性剤…49

3.2.2 カチオン界面活性剤…47
3.2.4 非イオン界面活性剤…50

3.3 フッ素系界面活性剤………………………………………………………………………………………………… 55
3.3.1 はじめに…55

3.3.2 フッ素系界面活性剤の構造…55

3.3.3 フッ素系界面活性剤の合成…58

3.3.4 フッ素系界面活性剤の性質…59

vi

3.4 シリコーン系界面活性剤…………………………………………………………………………………………… 60
3.4.1 はじめに…60

3.4.2 シリコーン系界面活性剤の構造…60

3.4.3 シリコーン系界面活性剤の合成方法…60
3.4.4 シリコーン系界面活性剤の応用分野…61
3.4.5 シロキサン構造による特徴…63

3.5 バイオサーファクタント…………………………………………………………………………………………… 69
3.5.1 はじめに…69

3.5.2 種類と特徴…69

3.5.3 微生物による生産…70
3.5.5 生理活性…74

3.5.4 界面活性と自己集合特性…733.5.6 石油技術への利用…75

3.5.7 環境浄化技術ヘの利用…75

3.5.8 タンパク質分離技術ヘの利用…75

3.5.9 薬剤や遺伝子輸送担体への利用…76
3.5.10 バイオサーファクタントの展望…76

3.6 特殊界面活性剤の合成と分類……………………………………………………………………………………… 78
3.6.1 はじめに…78

3.6.2 界面活性剤合成の基本戦略…78

3.6.3 二鎖一親水基型界面活性剤（2 ＋ 1type）…79
3.6.4 Bolaphile…79
3.6.6 多鎖多親水基型…81

3.6.5 Gemini Surfactant…79
3.6.7 特異な官能基を有する界面活性剤…81

3.7 ポリマー界面活性剤………………………………………………………………………………………………… 83
3.7.1 ポリソープ…83

3.7.2 テロマー型界面活性剤…84

3.7.3 ブロックコポリマー型界面活性剤…85
3.7.4 デンドリマー型界面活性剤…86

第4章

分子集合体… …………………………………………………………………………………………………… 89

4.1 水溶液中における界面活性剤分子集合体………………………………………………………………………… 90
4.1.1 分子集合体の構造の多様性…90
4.1.2 界面活性剤分子の幾何学的な形と分子集合体の構造…914.1.3 濃度による分子集合体の移り変わりとそのしくみ…92
4.1.4 分子集合体から構成される相の特性…934.1.5 おわりに…94

4.2 2 成分系の相挙動…………………………………………………………………………………………………… 95
4.2.1 界面活性剤の構造と溶液の特性…954.2.2 水―界面活性剤 2 成分系の相図…964.2.3 界面活性剤の自己組織化と臨界充填パラメーター…98
4.2.4 非水溶液中への界面活性剤の溶解…99vii

4.3 多成分系の相挙動…………………………………………………………………………………………………… 101
4.3.1 水／界面活性剤／油系の相挙動…1014.3.2 混合界面活性剤系における相挙動…1034.3.3 水／界面活性剤／油系における界面活性剤高濃度領域の相挙動…105

4.4 単分子膜……………………………………………………………………………………………………………… 107
4.4.1 はじめに…107

4.4.2 展開単分子膜…107

4.4.3 π－ A 等温線…107

4.4.4 展開単分子膜の評価法…108

4.5 累積膜（ラングミュア－ブロジェット膜，自己組織化膜，交互積層膜）… ………………………………… 111
4.5.1 ラングミュア－ブロジェット（LB）膜…111
4.5.2 自己組織化膜（SAM）…114

4.5.3 交互積層膜…115

4.6 界面活性剤の新しい利用法………………………………………………………………………………………… 118
4.6.1 界面活性剤を鋳型としたポーラス材料の創製…1184.6.2 界面活性剤を利用した画像診断用ナノバブルの調製…1214.6.3 分子集合体の形態制御に関する新たなアプローチ…124

第5章

吸着… ………………………………………………………………………………………………………… 127

5.1 吸着理論……………………………………………………………………………………………………………… 128
5.1.1 吸着現象…1285.1.2 気固界面での吸着現象…129

5.1.3 吸着，吸収，吸蔵，貯蔵…130

5.1.4 細孔の分類と細孔性…130

5.1.5 気体吸着と表面解析…131

5.1.6 吸着等温線の測定…1315.1.7 吸着等温線のタイプと吸着機構…131
5.1.8 吸着等温線の解析法…134

5.2 吸着と界面活性剤…………………………………………………………………………………………………… 140
5.2.1 界面活性剤の吸着現象の利用…140

5.2.2 液相吸着の基礎…140

5.2.3 界面活性剤の吸着特性…144
5.2.4 界面活性剤含有廃水の吸着法による浄化…146

第6章

分散… ………………………………………………………………………………………………………… 149

6.1 分散理論……………………………………………………………………………………………………………… 150
6.1.1 微粒子分散系のもつ大きな自由エネルギー…150
6.1.2 分子間のファンデルワールス引力エネルギー…150
6.1.3 粒子間のファンデルワールス引力エネルギーと Hamaker 定数…151
6.1.4 Hamaker 定数と表面張力…152
6.1.5 帯電粒子周囲の電位分布と拡散電気ニ重層…152
6.1.6 電荷と電場・電位…153

6.1.7 Poisson-Boltzmann 方程式…155

viii

6.1.8 微粒子の大きさ，エネルギー，電位の尺度…157
6.1.9 微粒子間の静電反発エネルギー…157
6.1.10 微粒子間の全相互作用のエネルギー…158
6.1.11 電気泳動移動度測定による微粒子のゼータ電位の評価…158

6.2 分散と界面活性剤…………………………………………………………………………………………………… 160
6.2.1 塗料と印刷インキの組成…160

6.2.2 顔料分散性と機能との関係…160

6.2.3 顔料の製造工程と分散システム…161
6.2.5 顔料の表面処理…162

第7章

可溶

6.2.4 顔料の特性…161

6.2.6 界面活性剤処理…164化… …………………………………………………………………………………………………… 167

7.1 可溶化の定義，作用………………………………………………………………………………………………… 168
7.1.1 可溶化とは…168

7.1.2 可溶化の機構…169

7.1.3 可溶化量を増大させる方法…171

7.1.4 可溶化の効果…173

7.2 マイクロエマルション……………………………………………………………………………………………… 174
7.2.1 マイクロエマルションの歴史…1747.2.2 マイクロエマルションを得るために…174
7.2.3 マイクロエマルションの構造…177

7.3 可溶化技術の応用…………………………………………………………………………………………………… 179
7.3.1 化粧品…1797.3.2 医薬品…1837.3.3 その他…187

第8章

乳化… ………………………………………………………………………………………………………… 191

8.1 乳化の基礎…………………………………………………………………………………………………………… 192
8.1.1 エマルションとは？…192

8.1.2 エマルションの分類…192

8.1.3 エマルションの生成…193
8.1.4 エマルションの安定性と不安定化プロセス…1948.1.5 乳化剤の役割と選択…195

8.1.6 乳化処理方法…1968.1.7 おわりに…196

8.2 エマルションの評価………………………………………………………………………………………………… 198
8.2.1 乳化型判定方法…198

8.2.2 乳化粒子径測定法…199

8.2.3 乳化安定性試験法…200

8.2.4 界面膜の状態解析…201

8.3 エマルションの調製………………………………………………………………………………………………… 204
8.3.1 エマルションの生成…204
8.3.3 W/ О乳化…2088.3.2 О /W 乳化…2058.3.4 三相乳化…210

ix

8.3.5 ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンランダム共重合体ジメチルエーテル（DPDME）を用いた超微細乳化…213
8.3.6 高含油微細乳化…215

8.4 乳化技術の応用……………………………………………………………………………………………………… 218
8.4.1 化粧品…2188.4.2 医薬品…2238.4.3 食品…2268.4.4 農8.4.5 塗料…232

第9章

薬…229

マイクロカプセル，リポソーム，ベシクル… ……………………………………………………………… 237

9.1 マクロカプセル……………………………………………………………………………………………………… 238
9.1.1 はじめに…238

9.1.2 マイクロカプセルの調製…238

9.1.3 マイクロカプセル膜の透過性…242

9.1.4 最近の話題…243

9.2 リポソーム・ベシクル……………………………………………………………………………………………… 244
9.2.1 はじめに…244
9.2.2 ベシクル・リポソームの構成成分と基本形態…244
9.2.3 リポソーム・ベシクルの調製法…245
9.2.4 ベシクル・リポソームの形成および形態の確認…247
9.2.5 ベシクル・リポソームの内包率（保持率，カプセル化率，収率）…248
9.2.6 ベシクル・リポソームの機能…249
9.2.7 リポソームの医薬品，化粧品，食品分野での応用…249
9.2.8 おわりに…250

第 10 章泡… …………………………………………………………………………………………………………… 253

10.1 起泡… …………………………………………………………………………………………………………… 254

10.1.1 はじめに…254
10.1.2 泡の安定性に奇与する基礎的諸因子…254
10.1.3 界面活性剤の構造と起泡性の相関関係…257
10.1.4 界面活性剤の起泡性の測定法…258

10.2 消泡… …………………………………………………………………………………………………………… 260

10.2.1 はじめに…260

10.2.2 泡膜が壊れるメカニズム…260

10.2.3 安定化因子の削除による消泡…261
10.2.4 発生直後の泡膜の破壊…261
10.2.5 泡膜内部からの作用による消泡…263

x第 11 章

洗

浄… ……………………………………………………………………………………………………… 265

11.1 洗浄理論… ………………………………………………………………………………………………………… 266
11.1.1 はじめに…266

11.1.2 洗浄の原理…266

11.1.3 汚れと付着…266

11.1.4 ぬれと付着…267

11.1.5 洗浄のメカニズム…268
11.1.6 固体粒子汚れの洗浄メカニズム…271

11.2 衣料洗浄… ………………………………………………………………………………………………………… 273
11.2.1 はじめに…273

11.2.2 汚れの種類…273

11.2.3 汚れの性質による分類…274

11.2.4 衣料の素材…274

11.2.5 繊維に対する汚れの付着機構と汚れのつきやすさ・とれやすさ…275
11.2.6 洗浄媒体…275

11.2.7 家庭洗濯…276

11.2.8 洗浄効果に影響を及ぼす因子…277

11.3 洗浄と界面活性剤… ……………………………………………………………………………………………… 280
11.3.1 繊維製品の洗浄力の評価…280

11.3.2 洗浄力試験機…280

11.3.3 天然汚染布による試験…280

11.3.4 人工汚染布による試験…281

11.3.5 各種界面活性剤による繊維製品の洗浄…282

11.4 皮膚と洗浄… ……………………………………………………………………………………………………… 286
11.4.1 はじめに…286

11.4.2 洗顔料の機能…286

11.4.3 洗顔料の安全性…287

11.4.4 洗顔料の使用法…288

11.4.5 おわりに…289

11.5 毛髪洗浄… ………………………………………………………………………………………………………… 290
11.5.1 はじめに…290

11.5.2 シャンプー…290

11.5.3 リンス，コンディショナー…292

11.5.4 おわりに…29311.6 精密洗浄… ………………………………………………………………………………………………………… 294
11.6.1 はじめに…294

11.6.2 精密洗浄とは…294

11.6.3 精密洗浄の主な利用分野…295

11.6.4 精密洗浄の主な方法…295

11.6.5 精密洗浄事例（半導体分野）…295

11.6.6 洗浄と界面活性剤…297

11.6.7 洗浄の機構における界面活性剤の役割…298
11.6.8 洗浄に用いられる界面活性剤の種類…298
11.6.9 実用例…298

第 12 章11.6.10 界面活性剤に対する今後の期待…299

腐食・防食，トライボロジー，帯電防止… ……………………………………………………………… 301

12.1 腐食・防食… ……………………………………………………………………………………………………… 302
12.1.1 はじめに…302
12.1.3 金属の防食…303

12.1.2 金属の腐食…302
12.1.4 腐食試験法…305xi

12.2 トライボロジー… ………………………………………………………………………………………………… 306
12.2.1 トライボロジーとは…306
12.2.3 潤滑…306

12.2.2 固体の接触…306

12.2.4 摩耗の機構…30712.2.5 摩擦の機構…308

12.2.6 潤滑油…308

12.2.7 グリース…310

12.2.8 固体潤滑剤…310

12.3 帯電防止… ………………………………………………………………………………………………………… 311
12.3.1 帯電現象…311

12.3.2 帯電防止剤の作用機構…311

12.3.3 帯電防止剤の種類…31212.3.4 帯電防止性の評価方法…313

12.3.5 帯電防止剤を選定するときのポイント…314
12.3.6 帯電防止剤の安全性…315

第 13 章

界面活性剤と環境… ………………………………………………………………………………………… 317

13.1 界面活性剤の生分解… …………………………………………………………………………………………… 318
13.1.1 環境中での化学物質の分解…318
13.1.3 生分解性試験法…319

13.1.2 生分解とは…318

13.1.4 界面活性剤の生分解性…322

13.2 界面活性剤の光分解… …………………………………………………………………………………………… 323
13.2.1 はじめに…323

13.2.2 光分解の原理…323

13.2.3 分解速度に及ぼす諸因子…324
13.2.4 界面活性剤の種類と光分解速度…326
13.2.5 界面活性剤混合系の光分解…330
13.2.6 太陽光による光分解…331

13.2.7 おわりに…332