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ISBN 978-4-924728-56-1 C3050

★わかりやすくまとめた実用書★
ナノ・マイクロカプセル調製のキーポイント
Know−how in preparation of nano/micro−capsules

◇◆良好なカプセル化・高次元機能の発現化のための座右の書◆◇

●著 者 敬称略
 田中 眞人
 新潟大学 教授 工学部 工学博士 


◆発 刊 2008年 5月 6日
◆体 裁 B5判 上製本 248頁
◆価 格 30,000円 (+税)
      
国内送料弊社負担

◆ISBN 978-4-924728-56-1
      C3050
◆発 行 株式会社テクノシステム

印刷用パンフレット(PDF)

―発刊にあたって―
 マイクロカプセルの調製技術が確立されて 50 余年が経過したが、マイクロカプセルはその間、情報記録材料、化粧品材料、農医薬材料、塗料材料、文房具材料、土木建築材料、食料品材料などあらゆる分野で応用されると同時に、新規のマイクロカプセルに関する研究開発が行われてきた。

  マイクロカプセルに関するこれまでの研究開発や応用分野におけるマイクロカプセルの本質的な機能は、主に芯物質の保護隔離や徐放性であったと思われる。しかしながら、微粒子製造技術において著しい技術開発がなされてきた。 すなわち、機械的な高エネルギーを利用して粗大材料から粉砕して造粒する方法(breakdown法)や、分子オーダーから成長させて目的の大きさの粒子を製造する方法(build up法)に代表されるような微粒子製造技術、ミセルやミニエマルションをマイクロリアクターとして利用する合成技術、ゾル−ゲル法とヘテロ凝集を組み合わせた複合化技術、流動層を利用したコーティングや機械的エネルギーを利用した複合化(ハイブリタリゼーション)などの被覆・コーティング技術、微粒子表面でのポリマー析出層や、グラフト重合鎖および各種界面活性剤の吸着層を利用した分散制御技術など、マイクロカプセル化プロセスにおいて不可欠でかつ新規な技術が導入されるようになった。そして、カプセルの大きさの微小化と、分散安定性、光学特性、混合性、細胞吸収性などのようなサイズ効果を利用した機能、各種の刺激(pH、熱、圧力、超音波、光、酵素、磁場)応答性を利用した徐放コントロール機能、形状(球形や異形)による機械的特性、光学的特性および粉体特性などを利用した機能など、高機能化・高付加価値化されたマイクロカプセルが開発されるようになってきた。

 このような造粒技術の進歩と、環境および省エネルギーに対する社会的要請の下に単純な素材に付加価値をつける手段としての複合化・カプセル化技術の開発が求められている。このようなことから初めてマイクロカプセルの調製を試みようとする研究者や、これまでのマイクロカプセルにさらに高次元の機能を発現させようとする研究者は、解説書、特許、単行本などの記載技術を開発の手掛りとしている。しかしながら、文章から読みとる知識だけではなかなか良好なマイクロカプセルを調製することができないのが実情のように思える。 本書はこのような問題を解消すべく、マイクロカプセルの調製におけるキーポイントを中心に記述した。そこで、既存の書籍や解説書とともに利用されることを期待する。
田中 眞人
 

第1章 マイクロカプセルの基礎

1.1 機能
 1.1.1 一次的機能
 1.1.2 二次的機能
1.2 構造
1.3 マイクロカプセルの調製法
 1.3.1 化学的方法
  (1) 懸濁重合法
  (2) ミニエマルション重合法
  (3) エマルション(乳化)重合法
  (4) 析出重合法
  (5) 分散重合法
  (6) 界面重縮合法
  (7) 液中硬化法
 1.3.2 物理化学的方法
  (1) 液中乾燥法
  (2) 転相乳化法
  (3) コアセルベーション法
 1.3.3 機械的方法
  (1) スプレードライ法
  (2) ヘテロ凝集法

第2章 マイクロカプセルの構造と粒径制御

2.1 マイクロカプセル調製法と内部構造
 2.1.1 懸濁重合法における内部構造
 2.1.2 界面重縮合法における内部構造
 2.1.3 ソープフリー重合における内部構造
 2.1.4 液中乾燥法における内部構造
 2.1.5 分散重合法における内部構造
2.2 マイクロカプセルの粒径制御
 2.2.1 分裂法による分散系調製における粒径制御
 2.2.2 成長法によるマイクロカプセル調製法における粒径制御
 2.2.3 固体粉末のカプセル化における 粒径制御

第3章 マイクロカプセルの特性評価

3.1 幾何学的特性
 3.1.1 平均粒径
 3.1.2 粒径分布
 3.1.3 シェル厚
 3.1.4 マイクロカプセル径と機械的強度
3.2 マクロカプセル化効率
 3.2.1 含有率の測定
 3.2.2 芯物質の安定性とカプセル化効率
 3.2.3 表面処理によるカプセル化効率の向上
3.3 徐放特性
 3.3.1 透過係数の評価法
 3.3.2 溶媒膨潤性と徐放
3.4 モルホロジー
 3.4.1 形状・表面・内部構造

第4章 マイクロカプセルの応用例

4.1 懸濁重合法によるマイクロカプセル調製
 (1) 相変化物質(Phase Change Material) のマイクロカプセル化
 (2) 固体粉末被覆型ポリマー粒子の調製
 (3) アルカリ水溶液含有温度応答性 マイクロカプセル
 (4) コア−シェル構造のマグネタイト含有マイクロカプセルの調製
4.2 ソープフリー重合法によるマイクロ カプセル化
 (1) ナノ粒子のマイクロカプセル化
 (2) 古紙セルロース繊維の導電性ポリマーによるカプセル化
4.3 界面重縮合法によるマイクロカプセル化
 (1) フレーバー油のマイクロカプセル化
 (2) 殺虫剤のポリウレア樹脂によるマイクロカプセル化
4.4 分散重合法によるマイクロカプセル化
 (1) アルミフレークのカプセル化
 (2) 顔料のカプセル化
4.5 ミニエマルション重合法によるナノカプセル調製
 (1) 水溶性染料のナノカプセル化
 (2) TiO2ナノ粒子のカプセル化
 (3) シリカ粒子含有ナノ複合粒子の調製
4.6 液中硬化法によるマイクロカプセル調製
 (1) シェル材液滴と硬化剤液滴の合一を利用したグルタミン含有マイクロ
    カプセル調製
4.7 転相乳化法によるマイクロカプセル調製
 (1) 顔料含有ナノポリエステルカプセ ルの調製
4.8 液中乾燥法によるマイクロカプセル調製
 (1) 発泡ポリスチレンを素材としたマイクロカプセルの調製
 (2) 反応成分のマイクロカプセル化と歯科材料への応用
4.9 ヘテロ凝集を利用したマイクロカプセル調製
 (1) (ソープフリー)→(ゾル−ゲル法) →(ヘテロ凝集)の連続プロセスにより
     コア−シェル構造粒子の調製
4.10 溶融分散冷却法
 (1) ヘム鉄粒子のマイクロカプセル化
 (2) 生分解性ポリマーによる多孔質微粒子調製

第5章 最近のカプセル調製法

5.1 吸油性ポリマーを利用した相変化物質(PCM)含有マイクロカプセルの調製
 (1) PCM 含有マイクロカプセルの調製
 (2) 浸せき時間の影響
5.2 高分子電解質の吸着により機能化されたポリスチレン粒子への
   TiO2の液相沈澱
 (1) 高分子電解質の吸着
 (2) 液相沈澱法
5.3 グルタルアルデヒドを媒体とした共有結合したLayer−by−Layer
   集合体による単一高分子電解質マイクロカプ セル
 (1) Layer−by−Layer 法による中空マイクロカプセルの調製
 (2) MnCO3 粒子表面への多重層の形成と中空カプセルの調製
5.4 ミニエマルション重合におけるハイドロホーブとしての
    [4’−pentyl−4−bi-phenylcarbonitrile(PBC)/
    4’-heptyl-oxy−4−biphenylcarbonitrile(HOBC)]
    を含有するポリマーナノカプセル
 (1) ナノ複合粒子の調製
 (2) 粒径分布
5.5 熱エネルギー貯蔵マイクロカプセルの調製と機械的特性
 (1) 相変化物質( PCM )含有マイクロカプセルの調製
 (2) マイクロカプセルの機械的強度
5.6 コロイド状ナノ複合ハイドロゲル粒子(Colloidal nanocomposite hydrogel particles)
 (1) ハイドロゲル粒子の調製
 (2) フェライト粒子含有複合ナノ粒子の調製
5.7 カルボキシル化されたポリスチレン/シリカ複合ナノ粒子の調製
 (1) 複合ナノ粒子の調製
 (2) シリカ複合ナノ粒子
5.8 ヘテロ凝集によるナノサイズシリカ/PMMA 複合粒子の調製
   (3種の合成法の比較)
 (1) シリカ/ PMMA 複合粒子の調製
 (2) PMMA粒子のpH依存性
5.9 両親媒性ブロックポリマー共重合体で コートされた磁性ナノ粒子の調製
    (疎水性ドラッグデリバリーのためのコア−シェル−コロナ構造をもった
    潜在的なドラッグキャリヤー)
 (1) コア−シェル型構造の複合微粒子の調製
 (2) 改質マグネタイトの除放性
5.10 沈澱重合による多孔性PNIPAMゲル ビーズの合成
 (1) 多孔性ゲルビーズの調製
 (2) ゲルビーズの性質
5.11 カプセル化によるコア−シェル型 ポリマーコロイド粒子の調製
 (1) カプセル化法とシェル厚の評価
 (2) コア粒子の調製
 (3) シェル粒子の調製
 (4) マイクロカプセルの調製
5.12 水のマイクロカプセル化と発泡素材 製造への応用
 (1) 水のマイクロカプセル化
 (2) 発泡法と発泡率
 (3) 発泡率の向上
5.13 テンプレートとして球状バテライト炭酸カルシウム粒子を使用して、
    異なる表面親和性をもつ半球状中空シリカマ イクロカプセルの調製
 (1) 親水性と疎水性の表面をもつ半球状中空シリカマイクロカプセルの調製
 (2) 界面活性能
5.14 気体発泡多孔性生分解性ポリマーミクロスフェアの調製
 (1) 気体発生物質を芯物質とした多孔性粒子の調製
 (2) 気体発生物質の添加量
5.15 溶液分離法に基づく乳化溶媒蒸発法による多孔質ポリアクチド
    ミクロスフェアの調製
 (1) 多孔質ポリマーミクロスフェアの調製
 (2) 攪拌速度の影響
 (3) 良溶媒/貧溶媒の比
5.16 熱応答性ポリマー(PNIPAM)でコート された磁性ナノ粒子の生成と評価
 (1) 熱応答性磁性ナノ粒子の調製
 (2) タンパク質の吸着
5.17 刺激応答性多層ハイブリッドナノ粒子/高分子電解質カプセル
 (1) 金ナノ粒子の調製
 (2) CaCO3マイクロ粒子の調製
 (3) 多層カプセルの調製
 (4) 各種生成粒子の評価
5.18 メチルメタクリレート(MMA)の乳化重合によるTiO2のカプセル化
 (1) TiO2の表面修飾
 (2) マイクロカプセル化
 (3) カプセル化効率に及ぼす影響
5.19 (銀)Ag ナノ粒子で被覆された均一サブ ミクロンポリマー粒子
 (1) 複合粒子の調製
 (2) 銀ナノ粒子によりコーティングされた複合粒子調製
5.20 ミニエマルション重合によるラズベ リー状シリカ/ポリスチレン/
     シリカ複層ハイブリッド粒子の合成
 (1) シリカ/ポリスチレン/シリカ多層複合粒子の調製
 (2) 複合粒子の評価
5.21 ミニエマルション重合による酸化硫黄イットリウム蛍光粒子のポリマーカプセル化
 (1) ポリマーカプセル化Y2O2Sの調製
 (2) カプセル化に影響を及ぼす因子
5.22 気泡をテンプレートとした中空カプ セル調製
 (1) 中空マイクロカプセルの調製
 (2) 生分解性ポリマーをシェルとする単核球形マイクロカプセル
5.23 石油エーテルを用いたSt−DEGAの懸濁重合によるミクロンサイズの
    中空ミクロスフェアの生成
 (1) 中空ミクロスフェアの調製
 (2) 懸濁重合
5.24 コア−シェル構造をもつ磁性と導電性のFe3O4−ポリピロールナノ粒子
 (1) Fe3O4ナノ粒子の調製
 (2) Fe3O4−PPy コア−シェル構造ナノ粒子の調製
5.25 銀ナノ粒子により機能化されたハイブ リッドミクロゲルの調製
 (1) ミクロゲルの調製
 (2) 銀ナノ粒子含有ミクロゲルの調製
5.26 (ポリスチレン/ジルコニア)コア− シェルミクロスフェアの調製と
     ジルコニア中空シェルの調製
 (1) コア−シェル型ミクロスフェアの調製
 (2) 中空ZrO2粒子の調製
5.27 シリカ−PMMA コア−シェル型ナノ スフェアと中空ナノスフェアの調製
 (1) コア−シェル型ナノスフェアの調製
 (2) 中空ナノスフェアの調製

参考・引用文献

索引

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