セルロース ナノファイバー 書籍
 
No.1803
(高・低)屈折率材料の作製と屈折率制御技術
ポリウレタンの材料選定、構造制御と改質 事例集

◎ 「効率的なナノ化プロセス」「脱水・乾燥技術」「樹脂中への均一分散」「利用に向けた技術開発」
                       産・学・官のリーダー達が明かす実用化を後押しするノウハウ!!

セルロースナノファイバー
調製、分散・複合化と製品応用


−分離・解繊技術/表面改質/凝集対策−

発刊 : 2015年1月30日  体 裁 : A4判 535頁   定 価:80,000円(税抜)


■ 執筆者(敬称略) 

京都大学 阿部賢太郎 星光PMC(株) 佐藤明弘
信州大学
荒木潤 (株)バイオポリ上越
坂口和久
鳥取大学 伊藤敏幸 静岡県立大学 坂口眞人
鳥取大学 伊福伸介 京都大学 榊原圭太
(独)北海道立総合研究機構 石倉由紀子 日本甜菜製糖(株) 櫻井博章
(株)日本製鋼所 石黒亮 岩手大学 芝崎祐二
(株)エマオス京都 石塚紀生 (株)日立製作所 島崎譲
王子ホールディングス(株) 岩井信乃 木村化工機(株) 関紀繁
(独)産業技術総合研究所 岩本伸一朗 京都市産業技術研究所 仙波健
東京大学 岩田忠久 北越紀州製紙(株) 楚山智彦
シナプテック(株) 井上潤一 徳島大学 高木均
東京大学 磯貝明 北海道大学 田島健次
横浜国立大学 上田一義 日本製紙(株) 伊達隆
北海道大学 浦木康光 九州大学 巽大輔
第一工業製薬(株) 後居洋介 立教大学 田渕眞理
岡山大学 内田哲也 東京大学 田仲玲奈
(独)産業技術総合研究所 遠藤貴士 京都大学 辻井敬亘
(株)クラレ 遠藤了慶 (独)海洋研究開発機構 出口茂
東京工業大学 扇澤敏明 (独)理化学研究所 出村拓
(株)三菱化学テクノリサーチ 大岸治行 九州工業大学 西田治男
(株)スギノマシン 小倉孝太 VALUENEXコンサルティング(株) 中村達生
奈良先端科学技術大学 大谷美沙都 京都大学 中坪文明
おかやまバイオマス
  イノベーション創造センター
小野史彰

徳島大学

ナカガイト
  アントニオ ノリオ
愛媛県産業技術研究所 大塚和弘 大阪大学
能木雅也
凸版印刷(株) 加藤友美子 兵庫県立工業技術センター 長谷朝博
ポリプラスチックス(株) 川口邦明 DIC(株) 濱田健一
鹿児島大学 門川淳一 (独)森林総合研究所 林徳子
(独)理化学研究所 菊地淳 愛媛大学 秀野晃大
京都市産業技術研究所 北川和男 同志社大学 藤井透
九州大学 北岡卓也 (株)トクラス 樋口逸郎
京都大学 木村恒久 あいち産業科学技術総合センター 森川豊
静岡大学 小島陽一 富山県工業技術センター 水野渡
東京農工大学 小瀬亮太 (株)KRI 山口日出樹
九州大学 近藤哲男 神戸女子大学 山根千弘
大阪大学 古賀大尚 モリマシナリー(株) 山本顕弘
熊本大学 佐々木満 住友化学(株) 柳澤正弘
吉田機械興業(株) 斉藤慶一 京都大学 矢野浩之
東京大学 齋藤継之 宮崎大学 湯井敏文
関西大学 齋藤賢一 京都大学 吉岡まり子
東京工業大学 福住早花 日本機械学会 渡邉政嘉

■ 目  次

第1章 セルロースナノファイバーの研究開発動向

第2章 セルロースのミクロフィブリル化、ナノファイバー化

第3章 セルロース、そのナノファイバーの前処理、化学修飾

第4章 セルロースナノファイバーの分散、複合化技術とその事例

第5章 セルロースナノファイバー、その複合材料の成形加工、フィルム化

第6章 セルロースナノファイバーの特性評価、複合材料の構造解析

第7章 セルロースナノファイバーの製品応用、利用技術


◇第1章 セルロースナノファイバーの研究開発動向◇

1節 セルロースナノファイバーの実用化に向けた将来ビジョンとロードマップ
1.セルロースナノファイバーとは
2.実用化に求められる要素技術
 2.1 成分分離技術
 2.2 解繊技術
 2.3 機能化・複合化技術
  −水系用途(増粘剤、分散剤、水系コーティング剤、フィルター材料 など)
  −複合材料用途(機能性フィルム、構造材料、光学材料 など)
3.実用化への課題
 3.1 用途の開発
 3.2 安全性・標準化への対応
4.セルロースナノファイバーの実用化に向けた将来ビジョンとロードマップ
 4.1 セルロースナノファイバーの実用化に向けた将来ビジョンとロードマップ
 4.2 セルロースナノファイバーの機能化のロードマップ
 4.3 セルロースナノファイバー関連材料の潜在市場予測
 4.4 セルロースナノファイバーによる新市場創造戦略


2節 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
1.ナノセルロース類の調製方法
2.ナノセルロース類の構造と特性
3.ナノセルロース類の研究事例
4.ナノセルロース類に関する実用化に向けた世界の動向


3節 セルロースナノファイバーの海外研究開発動向
1.北欧・北米におけるセルロースナノファイバー開発推進体制
 1.1 フィンランド
 1.2 スウェーデン
 1.3 ノルウェー
 1.4 米国
 1.5 カナダ
2.北欧・北米のセルロースナノファイバー技術開発及び事業化の状況
 2.1 フィンランド
 2.2 スウェーデン
 2.3 ノルウェー
 2.4 米国
 2.5 カナダ


4節 セルロースナノファイバの国内特許出願動向
1.分析対象の特許母集団
2.特許俯瞰図の作成
3.特許俯瞰図にみる技術開発のトレンド
4.主要出願人別分布領域
 4.1 富士フイルムの分布
 4.2 旭化成の分布
 4.3 王子製紙の分布
 4.4 日本製紙の分布
 4.5 三栄源エフ・エフ・アイの分布
 4.6 ダイセルの分布
 4.7 京都大学の分布
 4.8 三菱化学の分布
 4.9 特種製紙の分布
 4.10 花王の分布
5.成長領域の抽出
 5.1 食器用洗剤
 5.2 燃料電池用電解セル
 5.3 医療機器用複合材料
 5.4 機能性フィルム

 

◇第2章 セルロースのミクロフィブリル化、ナノファイバー化◇


1節 様々な資源からのセルロースナノファイバー製造

2節 セルロース系バイオマスの生産に向けたGM早生樹木の研究開発
1.セルロース系バイオマス生産の現状と問題点
2.GM早生樹木研究のこれまでの成果
 2.1 モデル樹木としてのポプラ
 2.2 組換えポプラ作出法の実際
 2.3 組換えによるセルロース改変効果
  −セルロース生合成関連遺伝子を用いた改変の試み
  −細胞壁ポリマー生合成改変のセルロースへの影響


3節 TEMPO酸化セルロースナノファイバーの特性とその応用展開
1.TEMPO酸化セルロースナノファイバーの特性
 1.1 基本物性
 1.2 フィルムおよび特性
2.応用事例
 2.1 バリア包材
 2.2 帯電防止剤


4節 酵素加水分解を用いたセルロースのナノファイバー化
1.セルロースはナノファイバー
2.セルラーゼおよびその加水分解機構
3.セルロースミクロフィブリル(CMF)の酵素分解
 3.1 Trichoderma CBHI(Cel7A)の作用で見られる微細化
 3.2 Trichoderma CBHI(Cel7A)のセルロース結合モジュール(CBM)の作用
 3.3 物理的破壊時にエンドグルカナーゼを投入し同時に処理することによる微細化


5節 固体酸触媒を用いたナノ結晶セルロースの製造
1.固体酸触媒
2.固体酸触媒を用いたNCCの調製(回分式)
 2.1 CNFの作製
 2.2 CNFと固体酸触媒との反応
 2.3 固体酸触媒の回収
3.固体酸触媒を用いたNCCの調製(流通式)
 3.1 CNF流通条件の最適化
 3.2 固体酸触媒充填層内でのCNF連続循環反応
4.NCCの表面特性と分散安定性


6節 酢酸菌におけるセルロース合成機構と通気攪拌培養によるナノフィブリル化バクテリアセルロースの合成
1.バクテリアセルロース(BC)
2.酢酸菌におけるセルロース合成
 2.1 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
 2.2 セルロース合成におけるAxCeSDの機能
 2.3 セルロース合成におけるCellulose complementing factor (CcpAx)の機能
3.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
4.バクテリセルロースのナノフィブリル化
5.NFBCの大量生産


7節 湿式微粉砕によるリグノセルロースナノファイバーの作製
1.木材の微粉砕
 1.1 木材の粉砕方式
 1.2 木材の微粉砕工程
2.微粉砕装置の開発
3.リグノセルロースナノファイバー
 3.1 観察
 3.2 分析
  −粘度 
  −結晶化度
  −比表面積
 3.3 プラスチックとの複合化
4.用途と展望


8節 水中カウンターコリジョン法によるセルロースナノファイバーの調製
1.セルロースナノファイバーの調製法
2.ACC処理によるセルロースナノファイバーの創製
 2.1 木質由来セルロースシングルナノファイバー
 2.2 微生物由来セルロースシングルナノファイバー
 2.3 竹由来セルロースシングルナノファイバー
3.セルロースシングルナノファイバーの応用技術の発掘
 3.1 ポリ乳酸結晶核剤としてのセルロースナノファイバー
 3.2 表面コーティング剤としてのセルロースナノファイバー
 3.3 セルロースナノファイバー 懸濁水により形成されるエマルション


9節 超高圧ウォータージェット技術を利用したCMCのナノファイバー化
1.ウォータージェット法によるナノファイバー化
2.バイオマス系ナノファイバーの商品化
 2.1 バイオマスナノファイバー
 2.2 カルボキシメチルセルロース(CMC)のナノファイバー化
3.セルロースナノファイバーおよびCMCナノファイバーの物性
4.セルロースナノファイバーおよびCMCナノファイバーの応用事例


10節 湿式加圧粉砕および湿式加熱加圧粉砕を用いたセルロースナノファイバーの生産
1.微粒化
 1.1 湿式微粒化装置
 1.2 コンタミレス分散
2. セルロースの微細化処理
 2.1 セルロースの微細化挙動
 2.2 加熱システムを利用したセルロースのナノ化
3.他の手法との比較


11節 酵素糖化前処理技術としての木質組織のフィブリル化処理
1.木質組織の特徴
2.木質の酵素糖化性を向上させるための重要ポイント
3.木質組織をフィブリル化する
4.フィブリル化試料の乾燥方法
5.セルロース・木質試料の粉末X線回折測定
6.フィブリル化試料の酵素糖化性
7.フィブリル化の高効率化・実用化技術
8.フィブリル化度合いと酵素糖化性の関係


12節 木質からの複合処理によるリグノセルロースナノファイバー製造技術
1.セルロースナノファイバーの製造方法
2.木質構造とナノファイバー製造メカニズム
3.ナノファイバー生成度合いの評価方法
4.ナノファイバーにほぐすための予備処理
5.複合処理の効果
6.ナノファイバーの評価技術


13節 エレクトロスピニング法によるセルロースナノファイバーの調整とその特性
1.電界紡糸
2.電界紡糸を用いたセルロースナノファイバー作製法のストラテジー
3.セルロース溶液の電界紡糸
4.セルロースエステルの電界紡糸と再生繊維への変換
 4.1 セルロースアセテートの電界紡糸
 4.2 電界紡糸を用いたセルロースアセテートナノファーバーによる合成高分子のコーティングと表面物性の改変


14節 ミカン搾汁残渣に含まれるセルロースナノファイバーの分離およびその特性
1.ミカン搾汁残渣の排出過程
2.ミカン搾汁残渣に含まれる中性糖類
3.ミカン搾汁残渣から得られたCNFの形態
4.ミカン搾汁残渣から得られたCNFの物性
5.一次壁のセルロース


15節 セルロース繊維のナノフィブリル化
1.セルロースミクロフィブリル
2.セルロースのナノフィブリル化
 2.1 セルロース素材
 2.2 ナノフィブリル化工程
  −叩解処理
  −脱水処理
  −二軸押出機
  −酵素の利用
  −蒸煮処理の利用
 2.3 パルプ繊維からのナノフィブリル化
  −パルプ繊維からのナノフィブリル化
  −ミクロフィブリル化の観察・評価方法


16節 セルロースパウダーのナノ化繊維技術
1.遊星型ボールミルを使用した市販セルロースパウダーのナノファイバー化
 1.1 方法および評価方法
 1.2 応用例


17節 リアクティブプロセッシングによる竹のナノファイバー化
1.セルロースナノファイバー系コンポジットの利用展開
 1.1 CNFへの解繊技術
 1.2 リグノセルロースの解繊技術
2.竹からのリグノセルロースナノファイバー(LCNF)コンポジットの開発
 2.1 竹の過熱水蒸気(Super-Heated Steam : SHS)処理
 2.2 押出機内反応(リアクティブプロセッシング)
 2.3 BLCNF/ポリマーコンポジット
 2.4 BLCNF/ポリマーコンポジットの透明性と力学物性


18節 選択的溶解性イオン液体を利用した結晶性セルロースナノファイバーの抽出技術
1.セルロースナノファイバーの製造方法について
2.セルロースを溶解するイオン液体
3.イオン液体混合溶媒でのセルロースの溶解挙動
4.イオン液体を用いたセルロースナノファイバーの製作
5.セルロースナノファイバーの応用例(ナノコンポジット)


19節 イオン液体を用いたリグノセルロースの三成分分離技術
1.バイオマス溶解性イオン液体
2.イミダゾリウム塩化物イオン液体処理によるリグノセルロース成分分離


20節 セルロースナノファイバーの抽出とその低コスト化
1.ブレンダーによるセルロースナノファイバーの抽出
2.製紙スラッジからのセルロースナノファイバーの抽出


21節 キチンナノファイバーの単離技術と利用開発
1.キチンナノファイバーの単離技術
 1.1 カニ、エビ、キノコからのキチンナノファイバーの単離
 1.2 キトサンナノファイバーの製造
2.キチンナノファイバーの利用開発
 2.1 キチンナノファイバーで補強した透明なフレキシブルフィルム
 2.2 キチンナノファイバーの服用に伴う腸管の炎症抑制
 2.3 キチンナノファイバーの皮膚への塗布による効果

 

◇第3章 セルロース、そのナノファイバーの前処理、化学修飾◇

1節 セルロースの構造的特徴とナノファイバーの長さ制御
1.セルロースの構造的特徴
 1.1 長周期構造
 1.2 結晶多形
 1.3 両親媒性
2.ナノファイバーの長さ制御


2節 セルロースナノファイバーの加工と表面処理
1.セルロースナノファイバー加工と表面処理
 1.1 セルロースファイバー加工
 1.2 表面処理(撥水化)
 1.3 表面処理(表面電位変化)
 1.4 表面処理セルロースナノファイバーを用いた花粉除去フィルタ


3節 セルロースのアルカリ処理による構造・物性変化
1.アルカリ処理による繊維のセルロースの構造と物性変化
2.アルカリ処理による天然繊維、セルロースナノファイバーを補強繊維とした材料の物性変化
3.アルカリ処理による木材のセルロースの構造と物性変化
 3.1 アルカリ処理に伴う木材の形状変化
 3.2 アルカリ処理に伴う木材の力学的性質の変化


4節 ケイ酸カルシウム水和物によるミクロフィブリル化セルロースの表面改質
1.バイオマス系繊維と無機物の複合化
2.セルロースのMFC化とケイ酸カルシウム水和物複合フィラーの調製
 2.1 MFCの水熱処理
 2.2 メカノケミカル無し(原料後添加)のケイ酸カルシウム水和物複合フィラーの水熱処理
 2.3 メカノケミカル有り(原料前添加)のケイ酸カルシウム水和物複合フィラーの水熱処理
4.表面改質によるMFCの凝集抑制効果
5.表面改質によるMFCの耐熱性向上効果
6.表面改質したMFCを用いた複合材料の機械特性


5節 セルロース・キチンナノウィスカー懸濁液への表面修飾
1.コロイド分散系のメカニズム
 2.1 静電安定化
 2.2 立体安定化
3.セルロースおよびキチンナノウィスカーの荷電基導入・制御による静電安定化
 3.1 セルロースナノウィスカー表面荷電基の種類および量の制御
 3.2 キチンナノウィスカー表面荷電基の種類および量の制御
4.セルロースおよびキチンナノウィスカーの立体安定化
 4.1 非共有結合性吸着を利用した立体安定化
 4.2 “Grafting onto”法による立体安定化 -“ポリマーブラシ”の形成-
 4.3 “Grafting onto”法による立体安定化 -界面による重合の開始-
 4.4 Other types of steric stabilization of cellulose nanowhiskers


6節 木質系セルロースのナノ粒子化とその応用
1.機械的破壊により生成するMCCメカノラジカル
2.MCC-ポリメチルメタクリレートブロック共重合体(MCC-block-PMMA)の合成
3.MCC-block-PMMAによるMCC微粒子固体表面の化学修飾


7節 希薄溶液からの結晶化を利用したセルロースナノファイバー(コア)/高分子結晶(シェル)ナノ複合繊維の作製とその応用
1.セルロースナノファイバー表面での高分子の結晶化
2.セルロースナノファイバー(コア)/高分子結晶(シェル)ナノ複合繊維の構造制御
3.セルロースナノファイバー(コア)/高分子結晶(シェル)ナノ複合繊維を用いた複合体の作製と物性評価


8節 セルロースの超臨界水可溶化処理と分子量制御
1.結晶性セルロースの超臨界水中での可溶化
 1.1 連続流通式反応装置による結晶性セルロースの可溶化
 1.2 結晶性セルロースの可溶化現象のin situ観察
 1.3 結晶性セルロースの可溶化と処理様式との関係
2.近臨界および超臨界水中での結晶性セルロースの膨潤を伴う加水分解モデル

 

◇第4章 セルロースナノファイバーの分散、複合化技術とその事例◇

1節 セルロースナノファイバーの変性・改質と熱可塑性樹脂との複合化事例
1.CNFの変性・改質について
2.静電相互作用を利用したCNFの改質
3.変性CNF強化樹脂


2節 High-strength cellulose nanofiber-based composites
1.Cellulose nanofibers as reinforcement in composites
2.Future prospectives


3節 セルロースナノファイバーの樹脂強化フィラーへの応用
1.CNF化学修飾と分散性の向上
 1.1 CNF強化ポリアミド12材料
  −CNFのカチオン化剤による化学修飾 
  −カチオン化CNFとPA12の複合化と分散性評価
  −カチオン化CNF強化PA12の力学的特性と耐熱性
 1.2 CNF強化ポリアミド11材料
  −ポリアミド11とCNFについて
  −様々なカチオン化剤によるCNFの表面処理と複合材料化
  −CNF/PA11バイオコンポジットの物性
  −CNF/PA11複合材料とエンジニアリングプラスチックアロイとの比較
 1.3 CNF強化ポリアセタール材料  
  −ポリアセタールとの複合化
  −疎水化セルロースとその複合化
  −力学的特性と耐熱性
2.CNFの熱劣化を抑制する複合化
 2.1 CNF/PA12複合材料
 2.2 CNF/PA11複合材料
 2.3 CNF/ABS複合材料


4節 リグノセルロースナノファイバー補強樹脂複合材料
1.セルロース系素材の樹脂複合化技術
2.ナノファイバー樹脂複合化のポイント
3.凍結乾燥法によるナノファイバーのポリプロピレンへの複合化
4.水系モデル系でのナノファイバー複合化
5.マスターバッチ法によるナノファイバーのポリプロピレンへの複合化
6.ナノファイバー表面コートによるポリプロピレンへの複合化
7.ナノファイバーのポリプロピレンへの直接的複合化/固相せん断法


5節 セルロースナノファイバーのポリプロピレン樹脂への配合
1.セルロースナノファイバーのポリプロピレン樹脂への配合方法の検討
2.セルロースナノファイバー/ポリプロピレン樹脂の物性


6節 イミドオリゴマーとセルロースナノファイバーとの複合化
1.ポリアミド酸溶液の含侵による複合化
2.熱硬化型ポリイミドとの複合化


7節 Cellulose nanofiber-reinforced polylactic acid and its properties

8節 TEMPO酸化セルロースナノファイバー複合ポリビニルアルコール繊維の創製
1.はじめに
 1.1 ポリビニルアルコール(PVA)繊維
 1.2 TEMPO酸化セルロースナノファイバー(TOCN)
 1.3 ナノコンポジット化技術
2.PVA/TOCN複合繊維の特性解析
 2.1 PVA/TOCN複合繊維の延伸挙動
 2.2 PVA/TOCN複合繊維の力学物性
 2.3 PVA/TOCN複合繊維の延伸に伴う高次構造変化


9節 セルロースナノファイバーのゴム材料強化への応用
1.CNFの作製方法と特徴
2.CNFによるゴム材料強化
 2.1 CNF強化ゴム材料の作製
 2.2 CNF強化ゴム材料の引張物性
  −相容化剤の添加効果
  −カップリング剤の添加効果
  −CNFの表面処理効果


10節 変性セルロースナノファイバーによるエポキシ樹脂の強化
1.CNFの調製
2.変性CNFの調製
 2.1 CNFのエステル化
 2.2 エステル化変性CNFのアジド化
 2.3 アジド化変性CNFのアミノ化
  −クリック反応(Huisgen環化付加反応)によるアミノ化
  −トリフェニルホスフィンによる還元反応を用いたアミノ化
  −エステル化試薬の異なるアミノ化変性CNFの作製
3.変性CNF複合成形品の作製
 3.1 トランスファー成形による変性CNF複合成形品の作製
 3.2 シート積層成形による変性CNF複合成形品の作製
4.広角X線回折による変性CNFの結晶化度測定
5.変性CNF複合成形品の物性評価


11節 CFRPへのセルロース・ナノファイバーの微量添加と高サイクル寿命の飛躍
1.母材にCNFを微量添加したCFRPの製作
 1.1 材料
 1.2 積層板の作成
  −MFCおよびナテデココ周りの水の除去
  −CNFのエポキシ樹脂への分散
  −積層板成形条件
2.試験方法
 2.1 静的引張試験
 2.2 引張り−引張り疲労試験
 2.3 modeI層間疲労き裂進展試験
 2.4 横繊維束および縦繊維束疲労き裂進展試験
 2.5 フラグメンテーション試験
3.結果および考察
 3.1 静的特性
 3.2 疲労特性
  −疲労寿命
  −疲労中の剛性低下と破壊形態
  −繰り返し荷重下での層間剥離進展
  −内部損傷の進展
  −Meta-delaminationの進展
  −CNFは樹脂とカーボン繊維の接着強度を高める?


12節 エンジニアリングプラスチックとセルロース繊維の複合化と材料特性向上
1.POM/セルロース単繊維複合材料の特性
 1.1 材料の調製
 1.2 機械的特性
 1.3 耐熱変形性
 1.4 制振特性
 1.5 熱伝導特性
 1.6 摺動特性
2.POM/セルロースナノファイバー複合材料の特性
 2.1 材料の調製
 2.2 機械的特性
 2.3 耐熱変形性


13節 セルロースナノ結晶の配向技術
1.せん断誘起配向及び蒸発誘起配向
2.電場配向
3.磁気エネルギーと電気エネルギーの比較
4.磁場配向
5.静磁場配向
6.回転磁場配向
7.精密配向
8.セルロースキラルネマチック相の配向
9.トラッピングに伴う配向


14節 セルロース微結晶懸濁液の基本的な性質と応用研究
1.セルロース微結晶懸濁液
2.セルロース分解研究への応用
3.複合素材研究への応用
4.その他の研究への応用と産業応用及び展望

 

◇第5章 セルロースナノファイバー、その複合材料の成形加工、フィルム化◇

1節 ミクロフィブリル化セルロース/オレフィン樹脂の複合化とその接着性
1.湿式法によるセルロースナノファイバーの調製
 1.1 MFCスラリーからのドライサンプルの調製
 1.2 混練装置内での脱水によるMFC複合材料の調製
  −水溶媒以外でのMFCスラリーの調製による複合材料化
  −水溶媒MFCスラリーからの複合材料化(連続式加圧脱水法)
  −水溶媒MFCスラリーからの複合材料化(バッチ式脱水法)
2.乾式法によるMFC複合材料の調製
 2.1 セルロースの繊維長と化学修飾の必要性
  −セルロース繊維長と形状
  −セルロースへの化学修飾
 2.2 混練装置によるセルロース繊維の解繊及び分散

3.実例と考察

2節 セルロースナノファイバー/熱可塑性樹脂複合材料の微細発泡とセルロースナノファイバーの染色及び材料着色
1.セルロースナノファイバー/熱可塑性複合材料の微細発泡
 1.1 疎水変性CNF 強化HDPEの高圧ガスを用いたバッチ発泡法
 1.2 疎水変性 CNF 強化HDPE の高圧ガスを用いた発泡射出成形法(Mucell)
2.セルロースナノファイバーの染色及び材料着色
 2.1 CNFの染色
 2.2 染色CNFを用いた熱可塑性樹脂複合材料の材料着色


3節 セルロースナノファイバーの透明連続シート化技術
1.CNF製造技術
 1.1 酸化処理
 1.2 エステル化
2.CNF透明シート製造技術の開発とその物性
 2.1 CNF透明シート製造技術
 2.2 CNF透明シートの物性
3.CNF樹脂コンポジットの開発


4節 セルロース誘導体のグラフト化とナノファイバーフィルム形成
1.多糖主鎖へのグラフト化手法
2.化学‐酵素法によるアミロースグラフト化カルボキシメチルセルロースの合成
3.アミロースグラフト化カルボキシメチルセルロースからのナノファイバーフィルム形成

 

◇第6章 セルロースナノファイバーの特性評価、複合材料の構造解析◇

1節 セルロースの分子量、分子量分布測定と評価
1. セルロースの分子量および分子量分布の評価方法
 1.1 粘度法によるセルロースの分子量測定
 1.2 SECによるセルロースの分子量および分子量分布測定
  −LiCl/アミド溶剤を用いたセルロースのSEC分析


2節 セルロース系材料の構造多型性解析
1.構造多型性と分光学的解析
2.イオン液体によるセルロースの非晶化過程追跡
 2.1 イオン液体によるBCの可溶化と再結晶後の構造変化13
 2.2 ILによるセルロースの可溶化状態
3.NMRの化学シフト評価からセルロースの構造多型をひも解く27
4.NMR法によるリグノセルロース研究の動向
5.リグノセルロースの分解利用


3節 レオロジー測定によるセルロースナノフィブリル長の評価
1.実験
2.ずり粘度測定による長さ評価方法
3.結果と考察


4節 セルロースナノファイバーの弾性率測定と剛直性
1.ナノファイバーの原子間力顕微鏡を用いた3点曲げ試験
 1.1 測定原理
 1.2 弾性率測定
 1.3 ホヤCNFの3点曲げ試験
2.懸濁液の粘度とCNFの剛直性の関係
 2.1 軸比の異なるナノセルロース
 2.2 軸比と粘度の関係


5節 計算化学的手法によるセルロース結晶の構造と相互作用の解析
1.6x6本鎖セルロースナノ結晶の分子動力学シミュレーション
2.セルロース結晶の量子化学計算


6節 計算化学手段によるセルロースナノファイバー構造のミクロ解析
1.計算化学手段の概略
2.有限セルロース結晶モデルのダイナミクス挙動
 2.1 セルロースI型有限結晶モデルのねじれ変形挙動
 2.2 セルロースIIII型有限結晶モデルの結晶構造変換
3.有限分子鎖シートモデルの密度汎関数計算
4.セルロースナノチューブ構造形成


7節 分子動力学法によるセルロースナノファイバーの構造解析
1.分子動力学(MD)計算
 1.1 基礎式と計算方法
  −運動方程式
  −初期条件・境界条件
 1.2 セルロース分子モデル
  −セルロース分子の構造
  −セルロースナノファイバー(CNF)のMDモデル
  −全原子(AA)モデルによるMD計算
 1.3 粗視化したMD計算モデル
  −結合原子(ユナイテッドアトム)モデル
  −ハイブリットモデル
 1.4 原子間ポテンシャル
2.セルロースナノファイバーの構造解析
 2.1 AAモデル、UAモデル、ハイブリットモデルによる構造安定性の評価および比較
 2.2 機械的性質と強度の評価−引抜き試験−


8節 セルロースナノファイバー分散系のネットワーク構造解析
1.ネットワーク構造を解析する意義
2.散乱法による構造解析
3.レオロジー測定による構造解析
 3.1 定常流動測定
 3.2 動的測定
4.構造と物性の相関 〜まとめにかえて

 

◇第7章 セルロースナノファイバーの製品応用、利用技術◇

1節 変性パルプを用いた透明フィルムの作成 −セルロースナノファイバー集合体としてのパルプの活用−
1.背景
2.セルロースナノファイバー
3.製紙用パルプを用いた透明フィルム
4.透明フィルムの製造方法と物性
5.透明フィルムの特性
 5.1 透明性、線熱膨張率
 5.2 耐熱性、耐溶剤性
6.用途探索
 6.1 既存技術、競合技術との基本性能の比較
 6.2 印刷物の透明化、立体加工性
 6.3 透明フィルムへの導電性の付与


2節 プラスチックを用いない透明セルロースナノファイバー基板
1.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
2.ナノペーパーの特徴
 2.1 白い紙と透明な紙
 2.2 透明性
 2.3 機械的特性
3.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


3節 セルロースナノファイバー膜のガスバリア性とその評価
1.セルロースナノファイバー膜のガスバリア性
 1.1 酸素
 1.2 水蒸気
 1.3 水素、窒素、二酸化炭素
2.陽電子消滅法によるセルロースナノファイバー膜のナノ空隙解析


4節 セルロースナノファイバーを用いた多孔質材料の作製とその特性
1.セルロースナノファイバーの多孔質化
2.セルロースナノファイバーの多孔質化方法
 2.1 溶媒置換乾燥法
 2.2 凍結乾燥法
 2.3 水/t‐ブチルアルコール凍結乾燥法
 2.4 熱乾燥法
 2.5 エレクトロスピニング法
 2.6 その他乾燥法


5節 セルロースシングルナノファイバーの増粘・ゲル化剤への応用と用途展開
1.セルロース由来の増粘・ゲル化剤
2.CSNFの粘度挙動
 2.1 CSNFの調製および試験方法
 2.2 濃度と粘度の関係
 2.3 せん断速度と粘度の関係
 2.4 濃度と降伏値の関係
3.CSNF水分散物の応用特性
 3.1 スプレー可能なゲル
 3.2 曳糸性、塗布感
 3.3 乳化安定性
 3.4 分散安定性


6節 セルロースナノファイバー・キチンナノファイバーを用いたハイドロゲルの作製と応用
1.セルロースナノファイバーのゲル化
2.キチンナノファイバーのゲル化


7節 セルロースナノファイバーの医療材料への応用
1.セルロースナノファイバーの医療応用
 1.1 バクテリアセルロースナノファイバーの医療応用
 1.2 歯科治療の現状
 1.3 バクテリアセルロースナノファイバーの歯科治療応用
  −バクテリアセルロースナノファイバーペーパーポイントの作製
  −比表面積の比較検討
  −水分膨張率の比較検討
  −薬剤叙放性の検討


8節 微生物の培養担体としてのセルロースナノファイバーの利用
1.セルロースプレートの調製
2.セルロースナノファイバーの構造特性
3.セルロースプレート表面での微生物培養
4.セルロースプレートを用いた極限環境微生物の培養


9節 TEMPO酸化パルプを用いたシート状触媒
1.セルロース繊維のTEMPO酸化
2.鈴木‐宮浦クロスカップリング反応
3.機能紙としてのシート状触媒
 3.1 試験試料
 3.2 TEMPO酸化反応及びTOCN化
 3.3 Pd吸着シート作製
 3.4 鈴木-宮浦クロスカップリング反応
4.結果及び考察
 4.1 TEMPO酸化反応及びTOCN化
 4.2 Pd吸着シート作製
 4.3 鈴木-宮浦クロスカップリング反応


10節 セルロースナノファイバーと金属触媒の融合マテリアル
1.TEMPO酸化セルロースナノファイバー結晶界面での金属ナノ粒子合成
2.金属ナノ粒子担持セルロースナノファイバーの触媒機能
3.銅(I)イオン担持セルロースナノファイバーエアロゲルの調製とHuisgenクリック反応


11節 セルロースナノファイバーのトライボマテリアルへの応用
1.CNFを補強繊維とした高潤滑材料
2.ポリマーブラシによる潤滑
3.CPBとCNFの複合化
 3.1 ボトルブラシの合成と複合化
 3.2 表面ポリマーグラフト化
4.CPB/CNF複合膜のトライボロジー特性
 4.1 摩擦試験
 4.2 力学試験


12節 セルロースナノファイバーの自動車部材への応用の可能性
1.はじめに - NEDOエコイノベーション推進事業報告書より -
2.構造用セルロースナノファイバー強化材料
3.NEDO大学発事業創出実用化研究の成果
4.NEDOグリーン・サスティナブルケミカルプロセス基盤技術開発事業の成果
5.セルロースナノファイバーの染色
6.将来展望


13節 セルロースナノファイバーのリチウムイオン電池用セパレータへの応用
1.基盤としての進めてきた「セルロースナノファイバーの製造と利用の研究
2.セルロースナノファイバーのリチウムイオン電池用セパレータへの応用
 2.1 セルロースの化学修飾と微細化・ナノファイバー化
 2.2 CeNF複合ペレット製造
 2.3 CeNF複合セパレータの製造
 2.4 セパレータの特性
  −セパレータ特性評価方法
  −CeNF複合セパレータ特性及び電池評価結果
  −CeNF複合セパレータ特性
  −エネルギー分散型X線分析装置(EDX)を用いたCeNF 分散状態の測定
  −熱収縮による溶融観察
  −電池評価結果
 2.5 データの考察


14節 セルロースナノファイバー補強ポリマーモノリス膜のリチウムイオン電池用セパレータへの応用
1.モノリスとは?
2.リチウムイオン電池用モノリス型セパレータの開発
3.エポキシモノリスとセルロースナノファイバーの複合化
4.高分子分散剤によるセルロースナノファイバーの分散と界面補強


15節 セルロースナノファイバーを用いた透明高熱伝導フィルムの作製とその諸特性
1.セルロースナノファイバー(CeNF)
2.透明高熱伝導フィルムの作製
3.透明高熱伝導フィルムの透明性
4.透明高熱伝導フィルムの熱伝導性

16節 セルロースナノファイバーと銀ナノワイヤでつくる透明導電紙
1.セルロースナノファイバー由来の透明な紙
2.透明導電膜の研究開発動向と課題
3.抄紙プロセスの応用による透明導電紙の調製


17節 セルロースナノファイバーとカーボンナノチューブからなるプリンタブル透明導電ナノコンポジット
1.CNT/TOCNフィルムの調製と物性評価
2.CNT/TOCNインクを用いたプリンテッドエレクトロニクス


18節 セルロースナノファイバー基板を用いた折り畳み可能な印刷アンテナ
1.背景と目的
2.パルプ繊維またはセルロースナノファイバーを用いた紙の作製
3.銀ナノワイヤペーストを印刷した導電性配線
4.銀ナノワイヤ配線のアンテナ特性
5.銀ナノワイヤ配線の折り畳み特性
6.折り畳み可能な銀ナノワイヤペーパーアンテナ


19節 セルロースナノファイバー基板を用いた印刷電気配線
1.背景と目的
2.紙基板の耐熱性
3.金属ナノ粒子インクのナノペーパーへの印刷性と導電性
4.あらゆる方法でのナノペーパーの上に作製した導電性配線

 

セルロース ナノファイバー