『セルロースナノファイバー』

NanoCellulose Symposium 2014
第250回生存圏シンポジウム
『セルロースナノファイバー』
∼日本には資源も知恵もある∼
KYOTO , JAPAN March 25 , 2014
主催:京都大学生存圏研究所
京都市産業技術研究所
京都大学産官学連携本部
日程:2014 年 3 月 25 日(火)
場所:京都テルサ テルサホール(京都府京都市)
◆プログラム
12:30-12:35 開会挨拶
12:35-13:20 <研究総括>
-「京都大学生存圏研究所におけるセルロースナノファイバー研究のこれまでとこれから」
京都大学生存圏研究所 矢野浩之氏 …………………………………………………………………………………… 1
13:20-13:40 <特別講演>
-「ナノセルロースフォーラム」の設立-ナノセルロースの実用化に向けて-
経済産業省製造産業局 紙業服飾品課長 渡邉政嘉氏
………………………………………………………… 19
13:40-14:40 <一般講演>
-「セルロースナノファイバーによるゴムの補強」
兵庫県立工業技術センター 長谷朝博氏
……………………
23
-「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」
愛媛大学 秀野晃大氏
………………………
33
-「セルロースナノファイバーの電子デバイスへの応用」
大阪大学産業科学研究所 能木雅也氏
………………
39
14:40-15:10 展 示 / 休 憩
15:10-17:10 <一般講演>
-「透明紙の開発」 日本製紙(株)伊達 …………………………………………………………………………
隆氏
45
-「セルロースシングルナノフィバーからなる増粘剤の開発」
第一工業製薬(株)後居洋介氏
………………
53
-「セルロースナノファイバーの開発」 中越パルプ工業(株)田中裕之氏
……………………………………… 63
-「ナノセルロースを用いたガスバリア紙の開発」
大王製紙(株) 大川淳也氏
…………………………………
67
-「セルロースナノファイバー複合材料の成形技術開発」
(株)日本製鋼所 時久昌吉氏
………………………
75
-「セルロースナノファイバーによる樹脂高機能化」
王子ホールディングス(株) 野一色泰友氏 ……………………………………………………………………… 81
17:10 閉会挨拶
17:10-17:40 展示
17:40 閉場
◆同時開催 ナノセルロース パネル展示
スギノマシン(株)、増幸産業(株)
、吉田機械興業(株)
、第一工業製薬(株)
、中越パルプ工業(株)、
大王製紙(株)
、日本製紙(株)
、王子ホールディングス(株)
、星光 PMC(株)
、トクラス(株)
、東
京大学農学生命科学研究科、京都大学生存圏研究所生物機能材料分野、京都大学化学研究所高分子材料
設計化学研究領域、大阪大学産業科学研究所セルロースナノファイバー材料研究分野、鳥取大学工学部
応用化学講座、産業技術総合研究所バイオマスリファイナリー研究センター、京都市産業技術研究所、
あいち産業科学技術総合センター (順不同)
主 催:京都大学生存圏研究所、京都市産業技術研究所、京都大学産官学連携本部
後 援:(独)新エネルギー・産業技術総合開発機構、経済産業省近畿経済産業局
(一財)バイオインダストリー協会、(公社)新化学技術推進協会、(一社)日本有機資源協会
(一社)西日本プラスチック製品工業協会、(公財)京都高度技術研究所
研究総括
京都⼤学⽣存圏研究所
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By Xiaolin Cheng, Oak Ridge National Laboratory.
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H17.9-19.3
H18.8-19.3
H19.8-H20.3
H19.9-H22.3
H20.12-H21.3
H22.3-H25.3
H25.9-
URL
hƩƉ://vm.rish.kyotŽͲƵ͘ĂĐ͘ũƉͬW/LABM/cnf/researcŚƉrojects-and-surveys
17
特別講演
経済産業省製造産業局 紙業服飾品課⻑
渡邉 政嘉⽒
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32
⼀般講演
愛媛⼤学
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HO
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O
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OH
CH2OH
OH
·····
3~5 nm
33
Ifuku et al., SEINI GAKKAISHI,
67, 34-38, 2011
34
Niimura et al., Cellulose, 17,
13-18, 2010
FE-SEM
TGA
XRD
Tensile test
35
100 nm
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100 nm
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100 nm
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100 nm
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10 mg-protein/g-substrate
Hideno et al., J. Food Sci. in press
Hideno et al., J. Food Sci. in press
36
100 nm
࣍ࣟࢭ࣮ࣝࣟࢫ㸩☻○ฎ⌮
Carpita & Gibeaut, The Plant
Jpurnal, 3, 1-30 (1993)
Abe and Yano, Cellulose,
16, 1017-1023 (2009)
200 nm
Hideno et al., J. Food Sci. in press
(A)
໬Ꮫฎ⌮
≀⌮ฎ⌮
(B)
Hideno et al., J. Food Sci. in press
37
38
⼀般講演
⼤阪⼤学産業科学研究所
能⽊ 雅也⽒
७ঝট‫ش‬५ॼঀই॓ॖং‫ش‬भ
ਗ਼৕ॹংॖ५षभૢ৷
ଚপਓଢ଼ ७ঝট‫ش‬५ॼঀই॓ॖং‫ش‬ଢ଼஢ী৙
ચ਽෎ื‫ق‬भऍऽऔृ‫ك‬
KWWSZZZQRJLPDVD\DFRP
2014ᖺ3᭶25᪥ 14:20-14:40䠄20ศ䠅
ி㒔䝔䝹䝃
উজথॸॵॻ‫؞‬ग़ঞॡॺটॽॡ५
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⼀般講演
⽇本製紙(株)
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⼀般講演
第⼀⼯業製薬(株)
後居 洋介⽒
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Solid Concentration [wt%]
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CMC
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⼀般講演
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⼀般講演
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E-mail: nanocell@daio-paper.co.jp
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74
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⼀般講演
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79
⼀般講演
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Nanocellulose Symposium 2014
2014年 3月25日 (火)
セルロースナノファイバーによる
樹脂高機能化
王子ホールディングス株式会社
開発研究所
野一色泰友
© Oji Holdings Corporation
March 25, 2014
期待される応用分野
木材パルプから作るハイテク素材
・ ディスプレイ・照明用基板
柔軟性、透明性、耐熱性、寸法安定性
スマートウォッチ Smile http://www.roomie.jp/2013/07/85989/
より
・ CNF 補強プラスチック
CNF reinforced plastics
高強度かつ軽量、再生可能資源、生分解性(例:ポリ乳酸コンポジット)
・ 包装材料、ガスバリアフィルム
再生可能資源、生分解性、透明性、高ガスバリア性
・ その他、応用が期待される材料
製紙添加剤、増粘剤、粒子フィルター etc.
CNF の利用で新たなビジネスを創造
© Oji Holdings Corporation
March 25, 2014
81
王子のCNF 研究
CNF 製造技術
パルプ
シート化技術
セルロース
ナノファイバー
CNFシート巻取り
多分野に渡り、CNF 研究開発の協力関係を構築
ディスプレイ基版
フィルター
プラスチック
紙・板紙
包装
© Oji Holdings Corporation
添加剤
March 25, 2014
様々なCNF グレード
化学処理・・・アニオン化、カチオン化、疎水化、反応性官能基の導
入など
機械処理・・・処理装置の使い分けにより品質、コストを調整
例えば、
・化学処理① + 機械処理
高透明CNF
透明シート用途など
・化学処理② + 機械処理
・軽微な機械処理
紙添加剤用途など
疎水化処理CNF
低解繊CNF
樹脂コンポジット用途など
樹脂コンポジット用途、
様々な種類のCNFを作り分ける技術を開発
用途に応じたCNF を提供
© Oji Holdings Corporation
82
March 25, 2014
CNF透明連続シートの物性
< CNF透明シートの特徴・物性>
・ 巻取りで作製可能
・ 厚さ:
20~100 ȝm
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© Oji Holdings Corporation
March 25, 2014
CNF多孔連続シート
<多孔CNFシートの特徴・物性>
・ CNF繊維径: 4∼80nm
・ 米坪:
8∼85g/m2
・ 比表面積: 39∼148m2/g
・ 平均細孔径: 8∼46nm
・ 空孔率:
Pore size (avg.) : 8nm
© Oji Holdings Corporation
Pore size (avg.) : 23nm
35∼62%
Pore size (avg.) : 46nm
March 25, 2014
83
樹脂複合化フィルム
多孔CNFシート
透明樹脂複合化フィルム
樹脂含浸
CNF複合体の線熱膨張係数
エポキシ樹脂とCNFの複合体におけ
る
CNF配合量と線熱膨張係数
CNFの配合により、樹脂の線熱膨張係数を銅、アルミ並みに低減
© Oji Holdings Corporation
March 25, 2014
CNF/エマルション混抄シートを用いた樹脂複合化
CNF/エマルション混抄シー
ト
混合
CNF
樹脂エマルショ
ン
CNF
Resin emulsion
エマルションを含有することで
CNF同士の凝集・水素結合形成を抑
制
二軸押出機による混練
CNF補強樹脂
樹脂ペレット
CNF/エマルション
混抄シート
© Oji Holdings Corporation
84
March 25, 2014
CNF 補強樹脂の射出成型
•
適切な繊維率、樹脂グレードを選択することで大型の射出成型品を
作製
テスト品の方が剛性が高
くたわまない。
現行品より薄肉・軽量化が可能
射出成型サンプル(タイヤハウス)
(CNF 含有率5%、カラーペレット入)
© Oji Holdings Corporation
March 25, 2014
今後の方向性
まとめ
・王子HDでは大学、企業との協力関係のもと、CNF 開発を加速
・多様なCNF を製造するプロセスを開発
・製紙技術を応用し、CNF をシート化
多様なCNF シートを作製し、樹脂との複合化により高機能製品を開発中
・CNF スラリー、シート、樹脂複合化品などのサンプルを積極的に提供中
パートナーとの密な研究開発を進めたい
© Oji Holdings Corporation
March 25, 2014
85
Nanocellulose Symposium 2014
『セルロースナノファイバー』
∼日本には資源も知恵もある∼
発 行 日 平成26年 3 月25日
編集兼発行者 京都大学 生存圏研究所
京都大学 産官学連携本部
〒611-0011
〒606-8501
京都府宇治市五カ庄
電話0774-38-3658
京都府京都市左京区吉田本町
電話075-753-5536
印 刷 所 株式会社 田中プリント
〒600-8047 京都市下京区松原通麸屋町東入
後 援:
(独)新エネルギー・産業技術総合開発機構
経済産業省近畿経済産業局
(一財)バイオインダストリー協会
(公社)新化学技術推進協会
(一社)日本有機資源協会
(一社)西日本プラスチック製品工業協会
(公財)京都高度技術研究所