SSK 株式会社 新社会システム総合研究所

■ポイント■
　・軽量高強度を実現する生物由来材料「セルロースナノファイバー」の最新研究!
　・調整、分析、強化・複合材料の開発、さらに応用展開、製品適用をまとめた1冊!
　・複合材だけじゃない!化粧品等の新規用途開発も収載!

■概要■
　セルロースナノファイバーの研究開発が、世界に注目され始めたのは、今から20年ほど前のことである。それら研究開発の歴史を振り返ってみると、黎明期・停滞期・成長期を経て、現在へと繋がっており、そして現在、さらなる飛躍に向けた研究開発が、産学官で幅広く行われている。垣根を越えて、セルロースナノファイバーに関する情報交換を行ってきたことにある。本書では、セルロースナノファイバー材料のさらなる飛躍に向けて、その一助を担うため、23つの新しい技術を紹介する。それぞれの技術の背景・目的に応じ、以下のように6編に分類した。読者の方々が、各自のバックグラウンド・目標に応じて、読み進めて頂ければと考える。

【第1編　植物・木材資源の新たな活用方法の提案】
＜1＞植物材料の自動車への適用例と今後の展開
1．はじめに
2．TABWD(R)(タブウッド)の開発
3．TABWD(R)の開発に際して行った様々な植物繊維を用いた検討
　・実験
4．結果
　・繊維の種類による機械的性質への影響
　・植物繊維複合材料の破断面の調査
　・自動車部品の調査
5．これまでの採用事例
　・コンセプトカー
6．その他の開発
　・パルプを用いた吸音材
　・パルプから作るセルロースナノファイバー強化ポリマー
7．最後に

＜2＞セルロースファイバー成形材料「kinari」〜循環型社会を目指した開発・事業展開〜
1．はじめに
2．セルロースファイバー成形材料の製造プロセスの開発
　・全乾式プロセスの概要
　・セルロースファイバー樹脂の機械的特性について
3．セルロースファイバー成形材料の商品展開
　・スティック掃除機への展開
　・リユースカップへの展開
　・材料販売の開始
　・循環型事業
　・高バイオマス度の材料開発
4．まとめ

＜3＞木材の階層構造を活かした新規セルロース素材の創出
1．はじめに
2．化学処理による調製方法
3．化学構成成分評価
4．階層構造評価
5．配向シートの調製
6．引張試験
7．セルロースの重合度と力学的特性の関係
8．おわりに

【第2編　セルロースナノファイバー複合材料の最前線】
＜4＞CNF添加による3Dプリンターフィラメントの開発
1．はじめに
2．3Dプリンターについて
　・3Dプリンターの現状
　・3Dプリンターの材料について
　・3Dプリンターの主な使用用途
3．配合実験の開始
4．青木憲治先生(静岡大学)との取組
5．おわりに

＜5＞セルロースナノファイバー強化ナイロン6樹脂の開発
1．はじめに
2．CNFと樹脂の複合化における課題
3．重合法によるCNFとナイロン6の複合化
　・背景
　・重合法によるCNFとPA6の複合化
4．CNF強化PA6樹脂の特長
　・機械的特性
　・吸水性
　・成形加工性
5．耐熱性
　・荷重たわみ温度
　・線膨張係数
　・成形収縮率
6．機能性
　・摺動性
　・異種接合
7．環境対応
　・マテリアルリサイクル性
　・環境負荷低減
8．総括

＜6＞CNF配合樹脂「STARCEL(R)NCシリーズ」の特徴と応用事例
1．はじめに
2．STARCEL(R)の製法と特徴
3．各種の疎水化セルロース配合樹脂
4．セルロース繊維の解繊度の成形体への影響
5．様々な樹脂の補強
6．終わりに

＜7＞セルロースナノファイバーによる高分子材料の強化
1．はじめに
2．ポリカーボネートとCNFの複合化
3．ポリプロピレン、パルプ繊維、CNFの複合材料
4．天然ゴムとCNFの複合材
5．おわりに

【第3編　市場を席巻する革新的セルロースナノファイバー材料の最前線】
＜8＞セルロースナノファイバーの開発・採用状況
1．日本製紙グループについて
　・沿革
　・日本製紙グループの事業概況
　・製品
2．セルロースナノファイバー(CNF)
　・CNFとは
　・日本製紙のCNFについて
　・日本製紙CNFの製造方法①(CM化CNF、TEMPO酸化CNF)
　・CM化CNFの利用分野・状況
　・TEMPO酸化CNFの利用分野・状況
　・CNFが持つ各種特性について
3．CNF強化樹脂
　・日本製紙のCNF製造方法②(CNF強化樹脂(セレンピア(R)プラス))
　・特徴
　・CNF強化樹脂の利用分野
　・使用実績
4．おわりに

＜9＞化粧品処方におけるセルロースナノファイバーによるピッカリングエマルションの形成挙動
1．はじめに
2．水系添加剤としてのCNFの開発
3．CNFの乳化機能
　・CNFによるエマルション形成のメカニズム
　・CNFによるエマルションの安定化
　・エマルションの形態観察
　・乳化可能な油の構造からの推測
　・乳化への添加剤の種類と量の影響
　・乳化における添加剤の配合順の影響
4．さいごに

＜10＞セルロースナノファイバーで補強した消石灰のフッ素吸着剤への応用
1．はじめに
2．CNFの水処理分野への応用
3．消石灰/CNF複合成形体の製造
　・消石灰とCNFの混合方法
　・消石灰/CNF混合物の成形方法
　・押出成形後の乾燥方法
4．複合成形体の評価
　・強度
　・フッ酸との反応性
5．大量生産へのプロセス
6．おわりに

＜11＞セルロースナノファイバー連続脱水濃縮・シート化法の開発
1．はじめに
2．機械的解繊CNFの形態およびCNFフロックのサイズ
3．CNFスラリーの固形分濃度と多層ワイヤーの効果
4．孤立分散型CNFの脱水に向けた検討
5．CNFの多段階脱水および動的脱水試験
6．CNF連続脱水濃縮およびシート化に関する実証試験機の開発
7．おわりに

【第4編　次世代を担うセルロースナノファイバー材料】
＜12＞化学染料・天然染料により染色されたCNFとその耐光性
1．はじめに
2．化学染料によるCNFの染色
　・CNFの染色と後処理について
　・直接染料によるCNFの染色
　・反応染料によるCNFの染色
3．天然染料によるCNFの染色
　・天然染料による染色
　・CNFの藍染め
　・CNFのカチオン化と天然染料による染色
4．着色CNFの耐光性評価

＜13＞導電化CNFとpNIPAMを併用した高速感温調光ガラスの開発
1．はじめに
2．遮熱・遮光材料
　・無機材料系遮熱材料
　・温度応答性材料を用いた遮光材料
3．合わせガラス中間層の設計
　・温度応答性材料およびそのLCSTの制御
　・CNFの選択と温度応答性高分子への配合
　・CNFの遮熱・調光ガラス中間層への配合効果
　・導電性高分子の配合
4．導電性高分子、PEDOT/硫酸化セルロースナノファイバー(s-CNF)
　・PEDOT/硫酸化セルロースナノファイバー(s-CNF)の特性
　・PEDOT/s-CNF配合の配合効果
　・PEDOT/s-CNFを配合した温度応答性遮光・調光ガラス
　・白色化速度の加速化
5．フィルム化
　・遮熱・調光フィルムの作成
　・遮熱・調光フィルムの特性
6．おわりに

＜14＞凍結を利用したカルボキシメチルセルロースナノファイバーの微細構造制御による新しいハイドロゲル物性の発現
1．はじめに
2．凍結架橋カルボキシメチルセルロースナノファイバー(CMCF)ゲルの開発
3．凍結架橋のメカニズム
4．おわりに

＜15＞高強度・自己消火性のセルロースナノファイバー透明板材
1．はじめに
2．積層
3．力学特性
4．自己消火性
5．膨潤の抑制
6．おわりに

【第5編　セルロースナノファイバー　新たな調整方法の提案】
＜16＞CNF調製のための木材セルロースの化学前処理:リン酸エステル化とTEMPO 触媒酸化
1．はじめに
2．セルロース繊維(針葉樹BKP)のリン酸エステル化処理
3．セルロース繊維(針葉樹および広葉樹BKP)のTEMPO 触媒酸化
4．おわりに

＜17＞セロファン製造技術を応用したセルロースナノファイバー(RCNF(R))の開発
1．はじめに
2．セロファン
3．セロファン製造技術を応用した新しいCNF「RCNF」の特長
　・繊維幅
　・粘度特性
　・熱安定性
　・乳化安定性
4．RCNFの調製条件を変更した場合の影響
　・水酸化ナトリウム濃度を変更した場合の結晶化度、硫化度への影響
　・水酸化ナトリウム濃度を変更した場合のRCNF物性への影響
　・調製条件の異なるRCNFによる乳化安定性への影響
5．おわりに

＜18＞容易に解繊できるアロンフィブロ(R)の特徴と用途開発
1．緒言
2．アロンフィブロの特性
3．アロンフィブロの応用例
　・セラミックスバインダーへの応用
　・カーボンナノチューブ分散剤への応用
　・天然ゴム(NR)の補強
　・光硬化性モノマーとの複合化
　・増粘剤への応用

＜19＞北海道内のバイオマス資源から作るナノファイバーとその特性評価
1．はじめに
2．湿式および乾式解繊処理に用いたナノファイバーの原料について
3．グラインダー法による湿式解繊処理を行ったナノファイバーの粘度特性について
4．パルプ直接混練法による乾式解繊処理から作製したナノファイバー強化樹脂の機械的特性評価
5．表面修飾した微生物産生CNF(NFBC)強化樹脂の機械的特性評価
6．おわりに

【第6編　セルロースナノファイバーの深淵に迫る研究成果】
＜20＞グリーンな高分子構造制御機構としてみたセルロース合成酵素
1．はじめに
2．セルロースの構造と生合成
3．セルロース合成酵素
4．セルロース合成酵素の構造生物学
5．高分子鎖の制御というタンパク質機能
6．SAXSによる高分子鎖集合過程の直接観察
7．高分子鎖集合過程に関与するタンパク質の生化学的解析
8．おわりに

＜21＞CNF1本の乾燥と構造変化
1．はじめに
2．CNF1本の乾燥と構造
3．おわりに

＜22＞セルロースナノファイバーに生じる欠陥
1．はじめに
2．これまでの欠陥研究の概要
3．「捻れ」における結晶構造の解析
4．原子間力顕微鏡像の統計的解析による「凹み」欠陥の発見
5．AFM画像を解析するための半自動的画像処理手法の確立
6．おわりに

＜23＞セルロースナノファイバー製フィラメントの高い熱伝導性
1．はじめに
2．従来のCNF材料の熱伝導性
3．CNFの分子スケールの構造制御
4．フローフォーカシング法ならびに機械・熱特性の評価方法
5．フローフォーカシング法で構築したCNFフィラメントの熱伝導および機械的特性
6．CNFフィラメントの高熱伝導化のメカニズム
7．熱伝導率の温度特性について
8．おわりに

■監修■
能木 雅也
大阪大学