<通信教育>相図の読み方・描き方・評価と活用テクニック 2019年5月開講

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<通信教育>相図の読み方・描き方・評価と活用テクニック 2019年5月開講

★相図漬けの3ヶ月です!


<3ヶ月マスター通信教育講座>

<初心者・入門者のための>
相図の読み方・描き方・評価と活用テクニック

講師

(株)コスモステクニカルセンター 執行役員 工学博士 鈴木 敏幸 先生

講師紹介

■主経歴
 1976.4 花王(株) 入社、東京研究所にて化粧品の開発研究
 2002.3 花王(株) パーソナルヘルスケア 研究所 所長
 2009.2 花王(株) 退職
 2009.3 エスエス製薬(株) 取締役 新製品開発本部長
 2011.3 エスエス製薬(株) 退職
 2011.4 (株)コスモステクニカルセンター 主席研究員、現在に至る。

■本テーマに関する業界団体での活動
 日本化粧品技術者会、日本薬剤学界(経皮投与製剤FG)
 日本化学会(コロイドおよび界面化学部会)、日本油化学会、

■専門分野・研究
 コロイド界面化学(乳化、界面活性剤)

開講日・受講料

●開講日 2019年5月31日(申込締切 5月27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

■講座全体の目的
 すべての物質は固体、液体、気体のいずれかの状態で存在する。それらが存在する系(容器内あるいは空間)の環境によって、単独で存在する場合もあれば複数の状態が共存することもある。系の状態をそれが置かれた環境条件(温度・圧力・濃度など)を変数として図で示したものが相図(相平衡図)である。相図を用いることにより、系の状態や外的条件に伴う系の変化を網羅的に理解することができる。
 また、界面活性剤や生体によく存在する極性脂質の様な両親媒性の分子は、分子間の相互作用が強く、単に固体、液体、気体という状態のみならず、中間相(mesophase、intermediate state)と呼ばれる液体と固体の中間の状態や様々な構造の分子会合体を形成する。これらは生体の生理現象の基となったり乳化・可溶化などにも応用されるため、その相挙動を理解することは、界面化学現象の理解や工業的に有用な技術の解析に役立つ。特に乳化・可溶化の解析に相図を用いると、これまで経験やノウハウの世界であると言われてきた製剤化において、科学的根拠に基づく設計やプロセスの妥当性検証が可能となる。

 本講座の目的は、熱力学的な理論や原理を詳細に学ぶのではなく、相と相平衡に関する最低限の基礎知識を身につけた上で、相図の読み方描き方の実際を学び、それをもとに界面活性剤など、両親媒性物質の性質や挙動を理解し応用することにある。特に実用系で頻繁に用いられていながら理論的取り扱いが困難で、経験やノウハウの世界であると言われてきた乳化分散、可溶化、マイクロエマルションなどの生成、安定化について、3成分系の相図理解と利用法を含め平易に解説をおこなう。さらにはそれを応用した特長ある製品の設計および開発事例も盛り込んだ、実践講座として位置づけたい。

■受講後、習得できること
・相図の読み方、描き方の基本と手法
・相図を用いた界面活性剤の特性および会合挙動の理解
・両親媒性分子の会合体(液晶、D相、αゲルなど)の観察法と見分け方
・3成分系相図の読み方とマイクロエマルションの理解
・相図を用いた乳化解析と微細エマルション調製・安定化への応用
・液晶、両連続相の調製と応用技術

学習プログラム
 第1講

■目的
 第1講では、まず相図と相平衡に関する用語を含めた基本の理解、一般的な相図の読み方と1成分、2成分、3成分系の相図を用いた活用例を示す。また相平衡を理解する上で不可欠である熱力学とエネルギーに関する最低限の知識についてまとめをおこなう。

■プログラム
1.相と相平衡に関する基礎

 1.1 相の状態と相転移
 1.2 相転移とエネルギー状態
 1.3 相平衡の基本ルール(Gibbsの相律)と相図
2.一般的な相図の例と読み方
 2.1 1成分系の相図
 2.2 2成分系の相図の読み方
  2.2.1 液相/液相2成分系の相図
  2.2.2 気相/液相2成分系の相図
      ・定圧下での気相/液相平衡
      ・定温下での気相/液相平衡
      ・相図で理解する蒸留の原理
      ・共沸混合物
  2.2.3 固相/液相2成分系の相図
      ・固溶体を形成する場合
      ・共融混合物を形成する場合
      ・分子化合物を形成し、共融点を二つ持つ場合
 2.3 3成分系の相図の読み方
  2.3.1 三角図(三角座標)の読み方
  2.3.2 液体からなる3成分系の相図例
  2.3.3 液体/固体からなる3成分系の相図例
3.相平衡とエネルギー
 3.1 相図に関連する熱力学用語と概要
      ・内部エネルギーとは
      ・エンタルピーとは
 3.2 相状態と自由エネルギー
      ・エントロピーとは
      ・自由エネルギーとは
      ・温度、圧力と自由エネルギー変化
 3.3 相平衡と化学ポテンシャル
      ・化学ポテンシャルとは
      ・平衡状態での化学ポテンシャル
      ・相図と化学ポテンシャル
参考文献

第2講

■目的
 第2講では、両親媒性物質を用いた実際の相図作成方法と、2成分系相図の読み方、相図による界面活性剤の特性の理解について修得していただく。まず相図作成に役立つ基礎知識として、試料の調製と具体的な相図作成操作法をしめした。また相図作成の際出現する、さまざまな相と相状態の判定のための知識として、両親媒性分子が形成する会合体の種類と状態および構造についてまとめ、実際の構造解析手法をしめした。さらに実際の界面活性剤/水2成分系の相図を例に、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤の分子構造とその特性、相図の読み方をしめした。

■プログラム
1.相図の作成法

 1.1 相図作成用の準備
      ・試料調製
      ・状態の判定と表示
 1.2 具体的な相図作成操作
  1.2.1 組成固定法
  1.2.2 滴定法
2.界面活性剤の溶解挙動と会合体の形成
 2.1 界面活性剤の種類と構造
 2.2 界面活性剤がつくる会合体
      ・界面活性剤の溶解挙動
      ・界面活性剤の会合体
 2.3 分子構造と会合構造
 2.4 結晶(コアゲル)、ゲル(α-ゲル)、液晶
 2.5 会合状態と構造の判定法
  2.5.1 偏光顕微鏡観察
  2.5.2 X線解析
3.界面活性剤/水2成分系の相図
 3.1 イオン性界面活性剤/水系の相図
  3.1.1 1鎖型界面活性剤の相図
  3.1.2 2鎖型界面活性剤の相図
  3.1.3 対イオン、疎水鎖による溶存状態の違い
      ・対イオンの影響
      ・疎水鎖の影響
 3.2 非イオン界面活性剤/水系の相図
  3.2.1 酸化エチレン型界面活性剤の相図
      ・温度による溶存状態の変化と曇点現象
      ・EO鎖長と溶存状態
  3.2.2 非酸化エチレン型界面活性剤の相図
      ・脂肪酸モノグリセリド/水系
      ・ポリグリセリン脂肪酸エステル/水系
参考文献

第3講

■目的
 第3講では、乳化・可溶化など実用系に即した界面活性剤/水/油3成分系の相図の基本と応用について学んでいただく。3成分系相図の表示パターンとそれぞれに対する実例を示し、乳化、可溶化、マイクロエマルションの違い、界面活性剤の特性・機能の見分け方と最適な使用条件の選び方を理解していただく。さらに相図を用いた乳化の解析法と相図を利用した乳化法の実例を示す。また実用系における相図の応用例を取り上げ、製品設計、処方化、特性の賦与について解説をおこなう。

■プログラム
1.界面活性剤/水/油3成分系の相図

 1.1 3成分系相図の表示パターン
 1.2 相図で理解する乳化、可溶化、マイクロエマルション
  1.2.1 可溶化限界と曇点曲線
  1.2.2 マイクロエマルションと可溶化能
  1.2.3 HLBと相挙動変化
2.相図を用いたエマルションの解析
 2.1 相図で見るエマルション状態
 2.2 構造体形成によるエマルションの安定化
      ・エマルション2次粒子とその形成条件
      ・2次粒子の構造と形成機構
 2.3 エマルションの生成と相図
      ・一般的な乳化法
      ・乳化手順によってエマルションの状態が異なる理由
 2.4 微細なエマルション生成と相図による解析
3.相図を応用した乳化技術
 3.1 HLB温度乳化法
 3.2 液晶乳化法
 3.3 D相乳化法
 3.4 凝集法によるナノエマルション調製
      ・マイクロエマルションからのナノエマルション生成
      ・ナノエマルションの安定化
 3.5 逆ヘキサゴナル液晶を用いたW/Oエマルション
4.実用系における相図の利用
 4.1 自己乳化型液晶ジェルの調製
      ・多価アルコールによるHLB調整と液晶ジェル調製
      ・相図によるクレンジング機構解析
 4.2 脂質分散型エマルション
参考文献

セミナー番号:CP190516

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