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無機・有機ハイブリッド材料

(2000年『無機・有機ハイブリッド材料の開発と応用』普及版)

商品コード: B0775

  • 監修: 梶原鳴雪
  • 発行日: 2006年4月
  • 価格(税込): 4,104 円
  • 体裁: A5判、266ページ
  • ISBNコード: 978-4-88231-882-8

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刊行にあたって

 無機・有機ハイブリッド材料は,無機化合物と有機化合物とが分子レベルで組み組み合わさったもので,開発が活発であります。無機・有機のナノスケールでの複合化は有機物,無機物の特性を生かすのみならず,それぞれの素材とは全く異なった高機能性材料を創出する新しい技術として期待されております。
 無機成分の硬さ,有機成分の柔軟さを生かしたコーティング材料への応用,自然界に存在する典型的なハイブリッド材料である貝殻・骨・歯を目指した歯科材料・人工骨への応用,セラミックスの優れた工学特性を生かした透明で屈折率の高い光学材料への応用,光電子材料,分離材料,触媒材料,防カビ剤など,さまざまな分野で旺盛な応用開発が行われています。
 本書初版は,無機成分,有機成分のナノコンポジットテクノロジーをまとめるべく,梶原鳴雪先生にご監修をお願い致し,『無機・有機ハイブリッド材料の開発と応用』として,2000年6月に発行されました。
 ゾル-ゲル法,インターカレーション技術,合成法など無機・有機ハイブリッド材料を網羅するとともに,材料開発・応用開発20例が収載されました。
 なお,本書普及版の発行にあたり,内容は初版のままで,加筆修正は加えられておりませんことをご了承下さい。

2006年4月 シーエムシー出版 編集部

著者一覧

梶原鳴雪   愛知学院大学 客員教授
原口和敏   (財)川村理化研究所 材料化学研究室 室長
出村 智   大日本インキ化学工業(株) 高分子研究室 主任研究員
         (現)大日本インキ化学工業(株) 記録材料技術本部 主任研究員
藤本恭一   (株)常盤電機 新素材事業部 研究室 主任研究員
         (現)グランデックス(株) 研究室 取締役研究室長
横地陽子   (株)常盤電機 新素材事業部 技術グループ 無機合成担当
         (現)グランデックス(株) 技術グループ 無機合成担当
若村和幸   ユニチカ(株) 機能樹脂事業本部 樹脂開発技術部 主席
藤本康治   ユニチカ(株) 機能樹脂事業本部 樹脂開発技術部
倉地育夫   コニカ(株) MG材料システム開発センター 主幹研究員
         (現)コニカミノルタビジネステクノロジーズ(株) 生産技術センター先行デバイス技術部 第3デバイスグループ長
本間 至   工業技術院電子技術総合研究所エネルギー基礎部主任研究官
         (現)(独)産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 ナノエネルギー材料 グループ長
渡辺博之   三菱レイヨン(株) 中央技術研究所 高分子合成研究グループ
         (現)三菱レイヨン(株) 富山事業所 樹脂工場生産技術課 アクリライト担当課長
松山博圭   旭化成工業(株) 研究開発本部 住環境システム・材料研究所 主査
         (現)旭化成(株) 研究開発センター 主幹研究員
J.Francis Young   イリノイ大学 セメント複合材料研究センター 所長,教授
長谷川直樹   (株)豊田中央研究所 材料2部 機能高分子合成研究室
臼杵有光   (株)豊田中央研究所 材料2部 機能高分子合成研究室 室長
荒川源臣   オリヱント化学工業(株) 第1開発部
         (現)帝人テクノプロダクツ(株) 産業資材技術センター
須方一明   オリヱント化学工業(株) 第2開発部 部長
         (現)オリヱント化学工業(株) 法務部 特許室 主任部員
島田雅之   大阪市立工業研究所 プラスチック課
         (現)大阪市立工業研究所 有機材料課 研究主任
上利泰幸   大阪市立工業研究所 プラスチック課 研究主任
         (現)大阪市立工業研究所 有機材料課 研究副主幹
古薗 勉   厚生労働省 国立循環器センター研究所 生体工学部 
生体情報処理研究室 室長
玉田 靖   農林水産省 蚕糸・昆虫農業技術研究所 機能開発部 室長
         (現)(独)農業生物資源研究所 昆虫新素材開発研究グループ 生体機能模倣研究チーム長
阪上俊規   JSR(株) スペシャリティ事業部 事業企画部 主査
         (現)JSR(株) 高分子研究所 機能製品開発室 主査
山内淳一   (株)クラレ メディカル事業本部 学術主管
         (現)クラレメディカル(株) 歯科材料事業部 開発担当シニアスタッフ
長谷川良雄   (株)化研 機能材料研究所 主幹研究員
         (現)(株)アート科学 研究開発部 主幹研究員
細川輝夫   昭和電工建材(株) 開発技術部 主席
         (現)(株)KRI 技術戦略部 主任コンサルタント
大関真一   住友デュレズ(株) 工業樹脂研究所 主任研究員
         (現)Durez Corporation Market Development Manager
湯浅茂樹   (株)トクヤマ つくば研究所 研究開発センター 所長
風間秀樹   (株)トクヤマ つくば研究所 研究開発センター 主任研究員
         (現)(株)トクヤマデンタル つくば研究所 所長
合田秀樹   荒川化学工業(株) 研究所 化成品部 主任
宇加地孝志   JSR(株) 筑波研究所 主任研究員
         (現)JSR(株) 知的財産部 部長
大野泰晴   東亜合成(株) 名古屋総合研究所 高機能材料研究所
第5研究グループ 主事
森本 剛   旭硝子(株) 中央研究所 特別研究員
          (現)森本技術士事務所 代表
米田貴重   旭硝子(株) 中央研究所

 執筆者の所属は,注記以外は2000年当時のものです。

目次



【I 材料開発 編】
第1章 新しい無機・有機ハイブリッド材料開発とその用途
1. 無機・有機ハイブリッド材料
2. フェノール樹脂/シリカ系ハイブリッドの開発と用途
2.1 合成
2.2 モルフォロジー
2.3 物性
3. 界面重合法によるハイブリッドの合成
3.1 粘土鉱物共存下でのIn Situ界面重縮合による調製
3.2 ハイブリッド化の機構
3.3 ヘクトライト/ナイロン66系ハイブリッドの特性
4. ナイロン樹脂/シリカ系ハイブリッドの開発と用途
4.1 ナイロン樹脂/シリカ系ハイブリッドの開発
4.2 モルフォロジー
4.3 基本特性
4.4 抄紙シートへの応用

第2章 コロイダルシリカとイソシアネートの反応と応用
1. はじめに
2. コロイダルシリカについて
3. ポリイソシアネートについて
4. HDIポリイソシアネートとの直接反応
5. ブロック型での反応
6. 二段反応による形成
7. 皮膜の違い
8. 表面特性の違い
9. 皮膜の密度の向上
10.  耐熱特性
11. 水系での反応
11.1 コロイダルシリカについて
11.2 水溶性ポリイソシアネート
12. 反応
13. 塗料としての応用

第3章 ナノコポジットナイロンの生成と材料物性,その用途
1. はじめに
2. 「ナノコンポジットナイロン」とは
3. 「ナノコンポジットナイロン」の開発
3.1 重合法
3.1.1有機処理法
3.1.2 In-Situ重合法
3.1.3 界面重合法
3.2 コンパウンド法
4. 「ナノコンポジットナイロン」の生成過程
5. 「ナノコンポジットナイロン6」の特徴
5.1 基本物性
5.2 結晶化特性
5.3 溶融粘度特性
5.4 バリア性
5.5 リサイクル性
5.6 耐クリープ性
6. 「ナノコンポジットナイロン6」の用途
7. 今後の展開

第4章 無機・有機複合ラテックス薄膜の物性とその用途
1. はじめに
2. 無機・有機複合ラテックス
3. 電気物性と応用例
3.1 薄膜材料の電気特性
3.2 帯電防止薄膜の例
3.2.1 SnO2ゾルに含まれる粒子の結晶性と導電性
3.2.2 感材の帯電防止性能評価技術
3.2.3 PET用帯電防止処理下引きのバインダー検討
4. 力学物性と応用例
4.1 無機・有機複合薄膜の力学物性
4.2 無機・有機複合ラテックスを用いたゼラチン膜の物性
4.2.1 実験方法
4.2.2 結果と考察
5. まとめ

第5章 無機・有機ハイブリッド化とメソポーラス材料合成
1. はじめに
2. 機能分子ドープメソポーラス物質の合成
3. メソ構造薄膜の合成
4. ブロックポリマーテンプレートによるメソ構造物質合成
5. まとめ

第6章 ポリメタクリレートとテトラアルコキシシラン縮合物との複合体の合成とその性質
1. はじめに
2. ポリメタクリレート/テトラアルコキシシラン縮合物系複合体の合成および性質
2.1 テトラアルコキシシランのゾルゲル反応挙動とメタクリレートモノマーへの相溶性
2.2 PMMA/TEOS縮合物系複合体
2.2.1 物性
2.2.2 有機・無機界面の補強
2.2.3 シリカ骨格の形成
2.3 PHEMA/TEOS縮合物系複合体
3. ポリメタクリレート/テトラアルコキシシラン縮合物系複合体の応用
3.1 構造材
3.2 被覆材料
3.3 光学材料
3.4 接着剤
3.5 多孔質ガラス前駆体
4. おわりに

第7章 珪酸カルシウム水和物/ポリマー複合体の合成と評価
1. はじめに
2. セメント系材料と珪酸カルシウム水和物(C-S-H:Calcium-Silicate-Hydrate)
2.1 セメント系材料
2.2 珪酸カルシウム水和物(C-S-H:Calcium-Silicate-Hydrate)
3. C-S-H/ポリマー複合体の合成
3.1 実験方法
3.1.1 水溶性ポリマー
3.1.2 水溶液からの析出による合成
3.1.3 高反応性β-C2Sの水和による合成
3.1.4 解析方法
3.2 C-S-H/陰イオン性ポリマー複合体
3.3 C-S-H/陽イオン性ポリマー複合体
3.4 C-S-H/非イオン性ポリマー複合体
4. まとめと今後の展望

第8章 機能性クレイナノコンポジット材料―液晶クレイナノコンポジットの開発―
1. はじめに
2. 機能性クレイナノコンポジット
3. 液晶クレイナノコンポジット
3.1 合成
3.2 クレイの分散性
3.3 光散乱効果
3.4 メモリ効果
3.5 電場でのメモリ性光スイッチング
3.6 液晶とクレイのぬれ性と電気光学特性の関係
3.6.1 液晶とクレイのぬれ性
3.6.2 メモリ性との関係
4. まとめ

第9章 ポリカーボネート/シリカハイブリッド材料の作製とその機能発現
1. はじめに
2. PC/シリカハイブリッド材料の作製
2.1 両末端にシリル基を有するPCの合成
2.2 シリカ架橋PCおよびPC/シリカハイブリッド材料の作製
3. PC/シリカハイブリッド材料の特性
3.1 モルフォロジー
3.2 耐熱特性
3.3 表面硬度
3.4 機械的特性
3.5 酸素バリアー性
4. PC/シリカ成分傾斜ハイブリッド材料
5. おわりに

第10章 MPCおよびアパタイトとのシルクハイブリッド材料の開発
1. はじめに
2. MPCシルクハイブリッド材料
2.1 MPCハイブリッドシルク
2.2 MOIによる化学修飾
2.3 MPCによるグラフト重合
2.4  血小板粘着試験
3. アパタイトシルクハイブリッド材料
3.1  アパタイトハイブリッドシルク
3.2  アパタイト複合体の調製
3.3 X線回折(XRD)分析
3.4 フーリエ変換赤外(FT-IR)分光法
3.5 X線光電子分光法(XPS)
4. まとめ

【II 応用 編】
第1章 無機・有機ハイブリッドコート材の開発と応用
1. はじめに
2. 有機-無機ハイブリッド体の合成
2.1  側鎖修飾型
2.2 ハイブリッド型
3. 有機-無機ハイブリッド体の特性
3.1 ブレンド体とハイブリッド体の比較
3.2 側鎖修飾型とハイブリッド型の特性
4. 水系有機-無機ハイブリッド体の開発
5. 応用
6. おわりに

第2章 歯科材料の無機・有機ハイブリッドの応用
1. はじめに
2. 歯科用コンポジットレジンとは
3. 歯科用コンポジットレジンのフィラー配合による分類
3.1 従来型
3.1.1 マクロフィラー配合型
3.1.2 微粉砕フィラー配合型
3.2 有機複合フィラー配合MFR型
3.3 ハイブリッド型
3.3.1 セミハイブリッド型
3.3.2 2元配合ハイブリッド型
3.3.3 3元配合ハイブリッド型
4. ハイブリッドセラミックスへの発展
4.1 ハイブリッド型コンポジットレジンの限界
4.2 ハイブリッドセラミックスの基本技術と組成
4.3 ハイブリッドセラミックスの特性
5. おわりに

第3章 無機・有機ハイブリッド前駆体のセラミックス化とその応用
1. はじめに
2. 有機-無機ハイブリッド熱分解法
2.1 有機物基材の効果
2.2 セラミックス前駆体
2.3 含浸,焼結方法
3. 有機-無機ハイブリッド熱分解法の特徴
3.1 プロセス
3.2 比表面積と細孔径の制御
4. 応用例
5. まとめ

第4章 ポリマー-粘土鉱物のナノコンポジット
1. はじめに
2. ポリマーナノコンポジットの分類
2.1 Intercarated hybrids
2.1.1 ポリスチレン(PS)
2.1.2 ポリアクリルアミド(PMA)
2.1.3 ポリピロール(PPY)
2.1.4 キトサン複合体
2.2 Delaminated hybrids
2.2.1 ポリアミド(PA)
2.2.2 エポキシ樹脂
3. ブレンドによる方法
3.1 層間化合物のキャラクタリゼーション
3.2 有機カチオンから見た分散性
3.3 ポリマーの結晶性が耐熱性能に及ぼす影響
3.4 ポリマーの種類による分散性への影響
3.5 ブレンドによる分散のメカニズム(モデル)

第5章 シリコーンゲル変性フェノール樹脂の性能とその用途開発
1. はじめに
2. 摩擦材の概要
3. 摩擦材の要求特性とフェノール樹脂への品質展開
4. シリコーンゲル変性樹脂の特長
4.1 樹脂特性,および硬化特性
4.2 柔軟性,および振動吸収性
4.3 撥水性
4.4 機械的特性
5. 今後の課題

第6章 歯科用コンポジット材料
1. はじめに
2. 歯科用コンポジットレジン
2.1 コンポジットレジンと構成成分
2.2 市販のコンポジット材料
2.2.1 直接充填修復材料
2.2.2 間接修復材料
3. 歯科用セメント
3.1 歯科用レジンセメント
3.2 市販のレジンセメント
3.3 レジン強化型アイオノマーセメント
4. おわりに

第7章 セグメントポリウレタン-シリカハイブリッド材料
1. セグメントポリウレタン
2. ゾル-ゲルハイブリッド
3. 位置選択的ゾル-ゲルハイブリッド
4. 位置選択的ゾル-ゲルハイブリッドの形成
5. ハイブリッドドメイン
5.1 ハイブリッドフィルムの作成
5.2 ドメインの観察
5.3 ドメインの変形
6. ハイブリッドドメインを持つポリウレタンの特性
6.1 柔軟性保持・高弾性率
6.2 耐寒性保持・超耐熱性
6.3 耐光性
6.4 親水性,耐水性
6.5 密着性
7. まとめ

第8章 UV硬化型無機・有機ハイブリッドハードコート材
1. はじめに
2. ハイブリッド化の試み
3. ハイブリッド体への光硬化性付与
4. デソライトUV硬化型無機・有機ハイブリッドハードコート材の特性
4.1 鉛筆硬度
4.2 耐摩耗性
4.3 密着性
4.4 耐候性
4.5 硬化収縮率
4.6 塗膜の靭性
4.7 不燃性
5. 応用と今後の展開

第9章 無機・有機ハイブリッド防カビ剤
1. はじめに
2. カビノンとは
3. カビノンのグレードと各種性能
3.1 物性
3.2 防カビ・抗菌性能
3.3 安全性
4. カビノンの特長
4.1 耐熱性
4.2 耐候性
4.3 持続性
5. カビノンの応用例
5.1 不織布
5.2 粉体塗料
5.3 ABS樹脂成形品
5.4 接着性
5.5 シーリング剤
6. 今後の展開

第10章 ゾル-ゲル法によるガラスへの撥水コーティング
1. はじめに
2. 撥水性の発現
3. 転落性の発現
4. 実用化技術
5. 撥水ガラスの特性
6. おわりに
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