【特集】分散化技術によるセルロースナノファイバー強化樹脂材料の創製と応用

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セルロースナノファイバー樹脂材料の分散化技術と自動車用部材への応用
Production of Cellulose Nanofi bers Reinforced Plastics for Automotive Parts

矢野浩之　(京都大学)

　木材や植物繊維の基本構成要素であるセルロースナノファイバーは、軽量で高強度、低熱膨張といった優れた機械的特性を有しており、高機能材料の開発を目指して、世界中で研究開発が活発化している。本稿では、セルロースナノファイバーの基本的性質、樹脂中への分散化技術と自動車用部材への応用について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. セルロースナノファイバーの構造と物性
3. セルロースナノファイバーおよびウィスカーの製造
4. セルロースナノファイバーおよびウィスカーによるラテックス補強
5. 構造用セルロースナノファイバー強化材料
6. 自動車部材への応用
7. 透明ナノコンポジット
8. 将来展望

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セルロースナノファイバーによる熱可塑性樹脂の高強度化,高機能化
High Performance Thermoplastic Polymer Composites Reinforced by Cellulose Nano‒Fibers

仙波健　((地独)京都市産業技術研究所)

　セルロースナノファイバーは持続的再生可能資源であるうえ、優れた機械特性、耐熱性を有する。さらにその比重はガラス繊維や炭素繊維よりも小さく、低コスト化も見込めることから、プラスチック強化繊維として大きな可能性を秘めている。本稿では、セルロースナノファイバー強化により得られる熱可塑性複合材料の特徴を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 構造材料としての特性と可能性
　 ― CNF のカチオン化処理とPA11 マトリックスにおけるCNF 分散性の向上―
2.1　CNF の表面処理
2.2　CNF/PA11 オールバイオコンポジットの物性
2.3　まとめ : CNF/PA11 コンポジットとエンジニアリングプラスチックアロイとの比較
3. 摺動材料としての特性と可能性―ポリアセタールの強化と摺動性向上―
3.1　CNF/ ポリアセタールの力学的特性と耐熱性
3.2　CNF/ポリアセタールの摺動性
3.3　まとめ : 出発原料をパルプとした複合材料の物性発現,CNF/POM 複合材料の特性
4. 総括

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分散化・界面制御によるセルロースナノファイバー強化ゴム材料の作製
Preparation of Cellulose Nanofi ber(CNF)/Rubber Nanocomposites by Controlling CNF Dispersion and Interfacial Interaction

長谷朝博　(兵庫県立工業技術センター)

　セルロースナノファイバー(CNF)とゴムの樹から採取される天然ゴム(NR)との複合化により作製したバイオマス比率の高いCNF強化ゴム材料について、CNFの分散性を向上させるための複合化技術、さらにはCNFとゴムとの界面親和性を向上させるための相容化剤・カップリング剤の添加効果、CNFの表面処理などについて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. CNFの作製方法と特徴
3. CNF 強化ゴム材料
3.1　CNF強化ゴム材料の作製
3.2　CNF強化ゴム材料の引張物性
3.2.1　相容化剤の添加効果
3.2.2　カップリング剤の添加効果
3.2.3　CNF の表面処理効果
4. おわりに

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ポリ乳酸/セルロースナノコンポジットの結晶化
Crystallization of Poly(L‒lactic acid)/Cellulose Nanocomposite

河井貴彦　(群馬大学)
黒田真一　(群馬大学)
林寿人　(日産化学工業(株))
長濱宅磨　(日産化学工業(株))
河西容督　(日産化学工業(株))

　ポリ乳酸/セルロースナノコンポジットの結晶化挙動について報告した。ナノセルロースファイバーを微量添加した際にはポリ乳酸の結晶化加速効果が現れるが、1%以上の添加では結晶化速度が逆に大きく低下することを見出した。この原因がセルロースファイバーによるマトリクスポリマーの空間的束縛であることを粘弾性測定より明らかにし、溶融体中の分子運動性と結晶化挙動の関係について議論した。

【目次】
1. 緒言
2. 実験
3. 結果および考察
4. 結論

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リグノセルロースナノファイバーの表面特性解析と複合材料の補強材としての利用
Surface Character and Utilization as Reinforcement in Polymer Composites of Lignocellulose Nanofi bers

岩本伸一朗　((独)産業技術総合研究所)
熊谷明夫　((独)産業技術総合研究所)
遠藤貴士　((独)産業技術総合研究所)

　木材をそのまま湿式粉砕することで得られるリグノセルロースナノファイバーについて、酵素をプローブとして水晶振動子微量天秤(QCM)を用いて解析した表面特性、PPとの固体同士の混合による複合材料中での分散性の改善方法、マスターバッチを用いた簡便な乾燥方法による複合材料の作製方法と材料物性について解説する。

【目次】
1. はじめに
2. リグノセルロースナノファイバーの表面状態解析
3. 固相せん断処理によるリグノセルロースナノファイバーの分散性の改善
4. 低融点エラストマーマスターバッチを用いたリグノセルロースナノファイバー補強ポリプロピレン複合材料
5. おわりに

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CNF 強化ポリオレフィン複合材料用高分子分散剤の開発
Polymer Dispersants for Cellulose Nanofi ber Reinforced Polyolefin Composite Materials

榊原圭太　(京都大学)
辻井敬亘　(京都大学)

　セルロースナノファイバー(CNF)強化樹脂複合材料の作製において、CNFの高分散性と界面の高接着性が重要であり、いずれかが欠けると本来の物性が発現されない。本稿では、高分子分散剤による表面・界面制御技術を鍵としたCNF強化ポリオレフィン複合材料の創製に関する、筆者らの最近の取り組みについて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 高分子分散剤の設計
3. CNFへの高分子分散剤の吸着
4. 高分子分散剤によるCNF凝集抑制効果
5. 高分子分散剤を用いて作製したCNF強化樹脂複合材料の引張特性
6. パルプを出発原料としたCNF強化樹脂複合材料の作製
7. おわりに

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セルロースナノファイバーの製造と透明シート化技術
Technology for Manufacturing Cellulose Nano Fiber(CNF) and Making Transparent CNF Film

嶋岡隆行　(王子ホールディングス(株))
伏見速雄　(王子ホールディングス(株))

【目次】
1. はじめに
2. CNF製造技術
2.1　酸化処理
2.2　エステル化
3. CNFの透明シート化技術とその物性
3.1　CNFの透明シート化技術
3.2　CNF透明シートの物性
4. CNF樹脂コンポジットの開発
5. おわりに

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連載 : 最先端科学技術を駆使した新世代大規模植物工場の開設

植物工場における最先端工学技術

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植物工場空調の現状と課題

伊能利郎　(ダイキン工業(株))

【目次】
1. はじめに
2. 植物工場の空調方式
2.1　植物工場の空気調和
2.2　植物工場の空調方式
2.3　植物工場に使用される空調機の種類
2.4　空調機の配置
3. 植物工場空調の現状と問題点
3.1　植物工場空調の負荷条件,要求仕様
3.1.1　負荷条件
3.1.2　要求仕様
3.2　栽培面,空調負荷面からの現状と問題点
3.2.1　栽培面から見た現状と問題点
3.2.2　空調負荷特性から見た現状と問題点
4. 今後の課題とまとめ

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植物工場における多層栽培システムと自動化

大原均　((株)椿本チエイン)

【目次】
1. 植物工場の自動化
2. 立体倉庫型自動栽培システムの概要
3. 実際の稼働状況
4. 最後に

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環境制御技術を応用した植物生産システムの開発

中村謙治　(エスペックミック(株))

【目次】
1. はじめに
2. コンテナ式植物工場
3. ミニ野菜工場・プラントセラー
4. おわりに

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機能材料マーケットデータ

プラスチック添加剤工業の市場動向
Market Trend of Plastic Additives Industry

【目次】
1. はじめに
2. 概要
3. 添加剤の需給動向
3.1　可塑剤
3.2　安定剤
3.3　酸化防止剤
3.4　紫外線吸収剤・光安定剤
3.5　難燃剤
3.6　その他の添加剤

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異分野探訪コラム　セレンディピティの種　―第6回―

タンニンの化学構造研究でのある経験

波多野力　(岡山大学)

【目次】
・奇妙な構造の発見
・タンニンの化学構造研究の進歩
・「信じられない」現象への科学的説明
・セレンディピティと研究