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水溶性高分子の基礎と応用技術

(2004年『水溶性高分子の新展開』普及版)

商品コード: B0898

  • 監修: 野田公彦
  • 発行日: 2009年11月
  • 価格(税込): 3,672 円
  • 体裁: A5判、241ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0153-2
こちらの書籍については、お問い合わせください。

刊行にあたって

 水溶性高分子は、水の惑星と言われる地球に住むわれわれのまわりで、重要な役割を演じている。
 それは、水溶性高分子が、水の関与する系で、分散、凝集、増粘、接着、造膜、湿潤、アルカリ溶解等、幅広い機能を発揮するからであり、その機能は、例えば、食品、化粧品、トイレタリー、繊維製造、用廃水処理、土木建築、エレクトロニクス等の分野で、広く利用されている。用いられる水溶性高分子の種類にも、多くのものがあり、天然由来のデンプン、ゼラチン、半合成のカルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルセルロース(MC)等のセルロース誘導体から、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリアクリル酸系ポリマー、ポリアクリルアミド(PAM)、ポリエチレンオキシド(PEO)等の合成系の水溶性高分子に至るまで多くのものが知られている。
 ファインケミカルシリーズの本書は、1980年に初版が発刊されて以降、数次にわたって改訂を重ねてきた。この間、環境調和、IT、アメニティー等の経済価値が顕著に増大し、また、経済のグローバル化によって、水溶性高分子を巡るビジネス・技術環境をも激変させた。
 今回は、こうした状況下での水溶性高分子の最近の技術動向を「水溶性高分子の新展開」として取りまとめることとし、従来用途での最新レビューと共に、応用技術編として、いくつかのトピックスを取り上げた。水溶性高分子の用途の裾野が広いだけに、本書が種々の産業分野の第一線で活躍されている技術者の方々の技術課題解決の一助、あるいは新たな技術開発のヒントとなれば幸いである。

2004年5月  野田公彦

<普及版の刊行にあたって>
 本書は2004年に『水溶性高分子の新展開』として刊行されました。普及版の刊行にあたり、内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので、ご了承ください。

2009年11月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

野田公彦   三洋化成工業(株) 研究本部 研究技術部長
         (現)野田公彦技術士事務所 代表
金田 勇   (現)酪農学園大学 酪農学部 食品科学科 教授
川副智行   (現)(株)資生堂 リサーチセンター 主任研究員
堀江誠司   三洋化成工業(株) 繊維薬剤研究部 ユニットチーフ
桑島輝昭   (現)日本ペイント(株) R&D本部 副本部長
玉岡貴司   (現)DIC(China) Co.、Ltd. グラフィックアーツ事業部門 東アジア地区 技術総監
豊島利之   三菱電機(株) 先端技術総合研究所 マテリアル技術部 有機材料グループ グループマネージャー
         (現)三菱電機(株) 人事部 専任
竹下和宏   サンノプコ(株) 研究部 主任部員
坂井悦郎   (現)東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 教授
堀家尚文   (現)サンノプコ(株) 研究総括部 研究総括部長
岡本 俊   栗田工業(株) 研究開発本部 企画開発部 研究主幹
横山昌幸   神奈川科学技術アカデミー 研究室長
         (現)東京慈恵会医科大学 医用エンジニアリング研究室 准教授
磯部寛之   東京大学 大学院理学系研究科 助教授
         (現)東北大学 大学院理学研究科 教授
中村栄一   (現)東京大学 大学院理学系研究科 教授
高田洋樹   (現)江崎グリコ(株) 生物化学研究所 主幹研究員
山口 繁   (現)(株)日本触媒 機能性化学品研究所 主席研究員
勝間啓太   カネボウ合繊(株) 北陸合繊工場 製造部 技術課 係長
         (現)(株)ベルポリエステル プロダクツ 研究開発部 課長研究員
松永俊明   (現)(株)日本触媒 精密化学品営業グループ 課長
澤山 茂   (現)ハイモ(株) 開発本部 常務取締役・開発本部長
金村聖志   (現)首都大学東京 大学院都市環境科学研究科 教授
佐藤昌利   (現)京都市産業技術研究所 工業技術センター 窯業チーム 研究担当課長
守屋雅文   ミヨシ油脂(株) 環境材料研究所 所長
加藤忠哉   (現)(株)あの津技研 本社 代表取締役
稲垣靖史   (現)ソニー(株) 先端マテリアル研究所 シニアエコリサーチャー

 執筆者の所属表記は、注記以外は2004年当時のものを使用しております。

目次

【I 総論編】
第1章 水溶性高分子概説
1. はじめに
2. 水溶性高分子の種類
2.1 天然系の水溶性高分子
2.2 合成系の水溶性高分子
2.2.1 非イオン性水溶性高分子
2.2.2 アニオン性水溶性高分子
2.2.3 カチオン性水溶性高分子
2.2.4 両性水溶性高分子
3. 水溶性高分子の機能
3.1 水溶性高分子の構造と主な機能
3.1.1 凝集、分散
3.1.2 キレート・吸着除去
3.1.3 接着、固着
3.1.4 湿潤、保水吸水、帯電防止
3.1.5 増粘、レオロジーコントロール
3.1.6 選択的特性変化
3.1.7 分子サイズ効果
4. おわりに

【II 用途編】
第2章 化粧品・トイレタリー
1. 化粧品 
1.1 はじめに
1.2 アセチル化ヒアルロン酸の保湿剤としての応用
1.3 サクシノグリカンの化粧品増粘剤としての応用
1.4 寒天の化粧品への応用
1.5 おわりに

2. トイレタリー
2.1 はじめに
2.2 ヘアスタイリング剤
2.3 ヘアスタイリング剤用途の水溶性高分子
2.4 ヘアスタイリング剤の増粘剤に求められる機能
2.5 スタイリング剤に配合されるセット樹脂に求められる機能
2.6 最近の水溶性高分子の開発事例
2.6.1 ヘアジェル用カチオン性増粘剤(ビニルピロリドン/N、N-ジメチルアミノエチルメタクリル酸/メタクリル酸アルキルエステル共重合体の部分架橋物)
2.6.2 熱反応性セット成分天然多糖カードラン(β-1、3-グルカン)
2.6.3 その他の第三世代樹脂
2.7 おわりに

第3章 繊維・染色加工
1. はじめに
2. 染色加工業と水溶性高分子
2.1 セルロース用の染料について
2.2 直接染料と反応染料の化学構造と反応機構
2.2.1 直接染料の化学構造
2.2.2 反応染料の化学構造
2.2.3 反応染料とセルロース繊維との反応
2.3 染料固着剤
2.3.1 低分子型染料固着剤
2.3.2 染料固着剤の作用機構
2.3.3 水溶性高分子型染料固着剤の化学構造
2.3.4 水溶性高分子型染料固着剤の応用例
3. 繊維工業と水溶性高分子
3.1 PVAの化学構造と特性
3.1.1 PVAの化学構造
3.1.2 PVAの特性
3.2 環境にやさしい繊維
3.3 水溶性PVA繊維による新展開
4. おわりに

第4章 塗料・インキ
1. 塗料
1.1 はじめに
1.2 水性塗料用高分子概説
1.3 自動車塗料用水性高分子
1.3.1 ベースコート用水性高分子
1.3.2 中塗り塗料用水性高分子
1.3.3 電着塗料用水性高分子
1.3.4 自動車用水性塗装の新たな展開
1.4 建設建材塗料用水性高分子
1.4.1 低VOC内装塗料用水性高分子
1.4.2 外装塗料用常温硬化型水性高分子
1.4.3 錆び止め塗料用水性高分子
1.5 その他新しい水性塗料用高分子の動向
1.5.1 異種高分子複合水性アクリル樹脂
1.5.2 異種高分子複合乳化重合型エマルション
1.6 おわりに

2. 印刷インキ
2.1 はじめに
2.2 印刷インキの水性化
2.2.1 水性化の定義
2.2.2 グラビアインキ及びフレキソインキの水性化率
2.2.3 水性化へのアプローチ
2.2.4 分野別水性化の状況
2.3 印刷インキ用水性樹脂
2.3.1 ポリマーの水性化方法
2.3.2 水溶性ポリマーの形態と機能
2.3.3 アクリル系エマルジョン樹脂
2.3.4 ウレタン樹脂
2.3.5 ポリエステル樹脂
2.3.6 ポリミアド樹脂
2.3.7 塩素化ポリプロピレン樹脂
2.4 中和剤
2.5 今後の樹脂検討ポイント
2.6 印刷システムによる水性化促進
2.7 おわりに

第5章 エレクトロニクス工業
1. はじめに
2. 半導体開発の背景
3. 回路パターンの微細化とリソグラフィ技術
4. 水溶性高分子材料を用いたレジストプロセス技術
4.1 反射防止技術
4.2 レジスト膜保護技術
5. パターンサイズ縮小技術
5.1 SAFIERプロセスの概要
5.2 RELACSプロセスの概要
5.3 KrFホールパターンへの適用結果
5.3.1 下地膜の加工性/ドライエッチング耐性
5.3.2 ホールサイズ均一性(リサイズ効果)
5.4 ArFエキシマレジストホールへの適用
5.5 RELACSプロセスの展開
6. おわりに

第6章 製紙・紙加工
1. はじめに
2. サイズ剤
2.1 内添サイズ剤
2.1.1 酸性抄紙用内添サイズ剤
2.1.2 中性抄紙用内添サイズ剤
2.2 表面サイズ剤
2.2.1 表面サイズ剤の効果発現機構
2.2.2 表面サイズ剤の代表例
3. 紙力増強剤
3.1 紙力増強剤の効果発現機構
3.1.1 乾燥紙力増強剤の効果発現機構
3.1.2 湿潤紙力増強剤の効果発現機構
3.2 紙力増強剤の代表例
3.2.1 内添型乾燥紙力増強剤
3.2.2 表面紙力剤
3.2.3 湿潤紙力増強剤
4. 歩留・濾水性向上剤
4.1 歩留・濾水性発現の機構
4.2 歩留・濾水性向上剤の代表例
5. 粘剤
6. ピッチコントロール剤
6.1 ピッチコントロール剤の効果発現機構
6.2 ピッチコントロール剤の代表例
7. 塗工紙の概要
8. 顔料分散剤
8.1 分散剤の効果発現機構
8.2 代表的分散剤
9. 塗工紙バインダー用デンプン
9.1 塗工紙バインダー用デンプンの代表例
10. 耐水化剤
10.1 耐水化剤のメカニズム
10.2 耐水化剤の代表例
11. 保水・流動性改良剤
11.1 保水・流動性改良剤の効果発現機構
11.2 保水・流動性改良剤の代表例

第7章 土木・建築
1. はじめに
2. 水溶性高分子の利用
3. 高性能AE減水剤
4. 分離低減剤
5. 水中不分離性混和剤
6. おわりに

第8章 用廃水処理
1. 廃水処理
1.1 はじめに
1.2 廃水処理に使用される水溶性高分子
1.2.1 高分子凝集剤
1.2.2 有機凝結剤
1.3 おわりに

2. 用水処理
2.1 はじめに
2.2 スケール障害とその防止
2.3 高分子のスケール防止機能
2.3.1 析出抑制効果
2.3.2 付着防止効果
2.3.3 分散効果
2.4 高分子の分子構造
2.5 高分子の分子構造、化学的性質とスケール防止効果の関係
2.5.1 従来の研究
2.5.2 高分子のスケール析出抑制能、錯形成能およびゲル化能
2.5.3 水質の影響
2.6 種々の水系への高分子の適用
2.6.1 冷却水
2.6.2 ボイラー

【III 応用技術編】
第9章 水溶性高分子とドラッグデリバリーシステム
1. 薬物ターゲティングとその方法論
2. 水溶性高分子を用いた薬物キャリヤーシステムのタイプと例
2.1 高分子‐薬物結合体
2.2 水溶性高分子による修飾
2.3 高分子ミセル

第10章 水溶性フラーレンの可能性
1. はじめに
2. フラーレン抗ガン剤の開発
3. フラーレン抗エイズ薬の開発
4. 筋萎縮性側索硬化症(ALS)治療薬の開発
5. 遺伝子治療薬の開発
6. おわりに

第11章 クラスターデキストリンとその応用
1. はじめに
2. クラスターデキストリンの特徴
3. クラスターデキストリンの応用
3.1 スポーツドリンクへの利用
3.2 味質改良効果の利用
3.3 粉末化基剤としての利用
3.4 物性改良効果と利用
4. おわりに

第12章 洗剤ビルダーへの応用
1. はじめに
2. 水溶性高分子の洗剤ビルダーとしての機能
2.1 Ca、Mgイオン捕捉能
2.2 泥汚れ成分(クレイ)分散能
2.3 汚れ成分の再付着防止
2.4 pH緩衝能
2.5 洗剤製造時の高濃度スラリー粘度低下用の分散剤
2.6 水垢沈着防止能
3. 各種洗剤ビルダー用水溶性高分子
4. 洗剤ビルダーとしての応用例
5. 水溶性高分子の安全性

第13章 極細繊維製造への水溶性高分子の応用
1. はじめに
2. 溶解分割型極細繊維種類
3. 溶解成分への水溶性高分子(PEG)の応用
3.1 アルカリ水易溶性ポリエステルについて
3.2 アルカリ易溶ポリエステルの組成変遷
3.3 アルカリ水易溶性ポリエステルの性能
3.4 重合反応に関して
3.5 直接連続重合法によるアルカリ水易溶性ポリエステルの製造技術
4. 極細繊維の用途と市場
5. 今後の展望

第14章 ポリビニルピロリドンの新規コーティング剤への応用
1. ポリビニルピロリドン(PVP)を用いた親水性/耐水性の両立
2. PVP/メラミン架橋系の改良
3. インクジェット受容層への応用―吸水/耐水両立コーティング剤

第15章 ポリアミジンのインクジェットプリンター用紙等定着剤への応用
1. はじめに
2. ポリアミジンの合成
3. ポリアミジンの性能
4. 各種低分子カチオンポリマーとの比較
5. 低分子カチオンポリマーとのインクジェット用紙比較
6. インクジェット用紙用製品の概要

第16章 ポリマー電池・バッテリーへの高分子電解質の応用動向
1. はじめに
2. 活物質としての高分子
3. 電解質に用いられる高分子
4. 粘結剤としての高分子
5. まとめ

第17章 セラミックスの成形における水溶性高分子の応用動向
1. セラミックスの成形方法
2. 水溶性高分子を中心とするセラミックス成形用有機成形助剤
2.1 分散剤
2.2 結合剤(有機バインダー)
2.3 粘結剤
2.4 可塑剤
3. セラミックスの成形において水溶性高分子に求められる性能
4. 具体例

第18章 焼却飛灰処理への水溶性高分子の応用動向
1. はじめに
2. キレート高分子による重金属の固定化
2.1 キレート高分子
2.2 キレート高分子の基本性能
3. キレート高分子による飛灰処理の実際例
4. おわりに

第19章 海洋環境再生のための浚渫による底質土浄化への水溶性高分子の応用
1. はじめに
2. 海洋土木工事に用いられる水溶性高分子
3. 浚渫土処理への水溶性高分子の利用
4. おわりに

第20章 使用済み樹脂の化学的改質による高付加価値化
1. はじめに
2. 使用済みポリスチレン(PS)の高分子凝集剤への転換
2.1 使用済みPS樹脂の化学的改質
2.2 PSS凝集剤の特性評価
3. 使用済み繊維の高分子脱水剤への転換



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