セルロースナノファイバー技術資料集

Technical Data of Cellulose Nanofibers

【第I編　製造技術】

第1章　セルロースナノファイバーの国内外の開発動向と応用事例　(磯貝明)
1　はじめに
2　ナノセルロース類の分類と研究開発動向
3　セルロースナノフィブリル分散液からの成形と複合化等の材料化
4　今後の展望

第2章　TEMPO 酸化セルロースナノファイバーの製造法　(河崎雅行)
1　はじめに
2　CNF の製造方法
2.1　樹木の階層構造
3　TEMPO 触媒酸化によるCNF 製造方法
3.1　セルロースのTEMPO 触媒酸化
3.2　TOCN の調製方法
4　TOCN 製造の実用化に向けた取り組み
4.1　樹種によるTOCN およびCNF 化のメカニズム
4.2　TOCN 改質技術
4.2.1　機能性の付与
4.2.2　アスペクト比の制御
5　TOCN の特性について
5.1　TOCN と他の製法によるCNF との形態比較
5.2　TOCN の特性と考えられる用途
6　おわりに

第3章　セルロースナノファイバーの変性・改質と機能化　(佐藤明弘)
1　はじめに
2　セルロースナノファイバー(CNF)の種類と特徴
3　耐水性フィルム(吸着によるCNF の疎水化)
4　変性セルロースナノファイバー強化樹脂材料(化学変性による疎水化)
5　おわりに


【第II編　複合化・フィルム化技術】

第4章　セルロースナノファイバー　(矢野浩之)
1　はじめに
2　木材の構造とセルロースナノファイバー
3　セルロースナノファイバーの製造
4　構造用途への展開
4.1　CNFシート成形体
4.2　CNF強化ポリ乳酸樹脂
4.3　CNF強化ポリオレフィン樹脂
4.4　CNF強化樹脂の発泡
4.5　透明ナノコンポジット
4.6　セルロースナノファイバー強化天然ゴム
4.7　セルロースナノファイバーの染色
4.8　CNF強化樹脂材料の製造プロセス開発
4.9　リグノセルロースナノファイバー
5　セルロースナノファイバーに関する最近の動向

第5章　セルロース・ミクロフィブリルを骨格とする天然繊維の力学的挙動と強度評価　(合田公一)
1　はじめに
2　天然繊維の構造と強度特性
3　天然繊維の断面形状と断面積変動
4　天然繊維の力学的挙動
5　天然繊維の強度分布モデルとヤング率変動
5.1　天然繊維の強度分布モデル
5.2　天然繊維のヤング率変動に関する一考察
6　結言

第6章　植物バイオマス―プラスチック複合材料の開発　(吉岡まり子)
1　はじめに
2　木粉以外のバイオマスの混練複合材料化検討
3　セルロースナノファイバー/ポリエチレン複合体のリチウムイオン電池用セパレータへの応用
3.1　セルロースの化学修飾と微細化・ナノファイバー化
3.1.1　セルロースの化学修飾と微細化・ナノファイバー化の方法
3.1.2　セルロースの化学修飾と微細化・ナノファイバー化の検討結果
3.2　CeNF複合ペレット製造
3.2.1　CeNF複合ペレット製造方法
3.2.2　CeNF複合ペレットの分散状態
3.3　CeNF複合セパレータの製造
3.3.1　CeNF複合セパレータ製造方法
3.4　セパレータの特性
3.4.1　セパレータ特性の評価方法
3.4.2　CeNF複合セパレータ特性および電池評価結果
3.5　CeNFのリチウムイオン電池用セパレータへの応用に関する上記取扱いおよびデータの考察
3.6　CeNFのリチウムイオン電池用セパレータへの応用に関する小節の結論
4　おわりに

第7章　竹繊維利用強化プラスチックの開発　(西田治男,附木貴行)
1　はじめに
2　竹の構造
3　竹の解繊によるファイバー化とコンポジットの物性
4　マイクロファイバーへの解繊とコンポジットの物性
4.1　リグノセルロースマイクロファイバーへの解繊
4.2　BP/プラスチックコンポジット(BPC)の溶融成形性
4.3　BP/PPコンポジットのモルフォロジーと熱的性質
4.4　BPC押出成形体の吸水性
4.5　BP/PPコンポジットの機械的性質
4.6　BPC成形体の帯電防止特性
5　ナノファイバーへの解繊とワンポットコンポジット合成
5.1　リグノセルロースナノファイバーへの解繊
5.2　二軸押出機を用いたナノファイバーへの解繊
5.3　BLCNF/プラスチックコンポジット
5.4　BLCNF/プラスチックコンポジットの力学物性
6　まとめ

第8章　非木材セルロースナノファイバーコンポジットの開発　(藤井透,大窪和也)
1　はじめに
2　竹CNFコンポジットの開発
2.1　材料および試験方法
3　PLA(ポリ乳酸)の強化材としての竹CNFの可能性
4　間違いだらけのCNFの活用?　と,炭素繊維/エポキシ複合材料の強化助材としての活用例

第9章　セルロースナノファイバーフィルムの物性評価　　(盤指豪,伏見速雄)
1　はじめに
2　CNF の製造技術(リン酸化前処理)
3　CNF フィルムの物性評価
3.1　透明性および機械物性
3.2　熱物性
4　おわりに

第10章　酢酸菌によるセルロース合成と発酵ナノセルロース(NFBC)の大量生産　(田島健次,小瀬亮太,櫻井博章)
1　はじめに
2　バクテリアセルロース(BC)
3　酢酸菌におけるセルロース合成
3.1　ターミナルコンプレックス(TC)に含まれる各サブユニットの機能
3.2　セルロース合成におけるAxCeSD の機能
3.3　セルロース合成におけるCellulose complementing factor(CcpAx)の機能
4　廃グリセリンを原料としてBC を合成可能な菌のスクリーニング
5　NFBC(発酵ナノセルロース)の創製
6　発酵ナノセルロース(NFBC)の大量生産
7　まとめ

第11章　ポリ乳酸/セルロースナノコンポジットの結晶化　(河井貴彦,黒田真一,林寿人,長濱宅磨,河西容督)
1　緒言
2　実験
3　結果および考察
4　結論

第12章　リグノセルロースナノファイバーの製造と複合材料への応用　(遠藤貴士)
1　はじめに
2　木質構造とナノファイバー製造原理
3　ナノファイバー製造方法
4　水熱・メカノケミカル処理技術
4.1　木質組織の効率的解繊プロセス
4.2　水熱・メカノケミカル処理プロセスの実際
5　リグノセルロースナノファイバーの乾燥方法
6　リグノセルロースナノファイバーの樹脂複合化技術
6.1　木粉系複合材料
6.2　ナノファイバーの樹脂への複合化のポイント
6.3　凍結乾燥法によるナノファイバー複合化
6.4　マスターバッチ法によるナノファイバー複合化
6.5　固相せん断法によるナノファイバー複合化
7　おわりに

第13章　TEMPO 酸化セルロースナノファイバーの応用研究　(熊本吉晃,向井健太,河尻浩宣)
1　はじめに
2　TOCN/無機粒子ナノコンポジットの酸素バリア機能
3　TOCN/樹脂ナノコンポジットの諸物性
4　さいごに


【第III編　応用展開】

第14章　セルロースナノファイバーの構造用途への利用　(矢野浩之)
1　はじめに
2　経済産業省地域新生コンソーシアム:2005‒2006 年度
3　NEDO 大学発事業創出実用化研究:2007‒2009 年度
4　グリーン・サステイナブルケミカルプロセス基盤技術開発:2010‒2012 年度
5　おわりに　ナノ繊維からナノ構造繊維体へ

第15章　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　(矢野浩之)
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

第16章　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　(仙波健)
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

第17章　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　(長谷朝博)
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

第18章　リグノセルロースナノファイバーによるプラスチックの補強　(熊谷明夫)
1　はじめに
2　植物由来のナノ繊維素材「リグノセルロースナノファイバー(LCNF)」
2.1　水熱・メカノケミカル処理によるLCNF の製造
2.2　化学処理によるLCNF の製造
3　LCNF の表面組成と特性解析
3.1　水晶振動子マイクロバランス(QCM)法
3.2　QCM によるLCNF 表面組成の解析
3.3　QCM を用いたLCNF と親和性を示す物質の探索
4　LCNF によるプラスチックの補強
4.1　CNF とLCNF の補強効果の比較
4.2　マスターバッチ法を用いたLCNF によるPPの補強
4.3　固相せん断処理法を用いたLCNF によるPPの補強
5　おわりに

第19章　ナノセルロースを用いた透明導電紙の開発　(古賀大尚,能木雅也)
1　はじめに
2　透明導電フィルムの研究開発動向
3　抄紙プロセスの応用による透明導電紙の開発
4　おわりに

第20章　セルロースナノファイバーのプリンテッド・エレクトロニクスへの応用事例　(能木雅也)
1　はじめに
2　プリンテッド・エレクトロニクスにおける紙基板の現状と課題
3　ナノペーパーの特徴
3.1　白い紙と透明な紙
3.2　透明性
3.3　機械的特性
4　プリンテッド・エレクトロニクスの観点から見たナノペーパーの特徴
5　プリンテッド・エレクトロニクスへの応用
5.1　金属ナノインクを印刷した高導電性ラインの開発
5.2　折り畳み可能な高導電性配線の開発
5.3　高感度ペーパーアンテナの開発
5.4　太陽光発電する紙
5.5　カーボンナノチューブ/セルロースナノファイバーインクの開発
6　まとめ

第21章　セルロースシングルナノファイバーからなる増粘・ゲル化剤「レオクリスタ」　(神野和人)
1　はじめに
2　セルロース由来の増粘・ゲル化剤
3　CSNF の粘度挙動
3.1　CSNF の調製および試験方法
3.2　濃度と粘度の関係
3.3　せん断速度と粘度の関係
3.4　濃度と降伏値の関係
4　CSNF 水分散物の応用特性
4.1　スプレー可能なゲル
4.2　曳糸性,塗布感
4.3　乳化安定性
4.4　分散安定性
5　おわりに