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キラリ公設試(中部地域 公設試験研究機関のご紹介)

更新日:平成26年10月1日

キラリ公設試
セルロースナノファイバー:
植物資源からナノ材料を製造する新技術を企業と共同開発(1/2)
Vol.10あいち産業科学技術総合センター
産業技術センター
【今回のキーワード/ポリ乳酸】
セルロースナノファイバー木や草などの植物には、セルロースという繊維が多く含まれています。 その繊維を細かくほぐし、太さを髪の毛の2万分の1ほど(10~20nm)にしたものがセルロースナノファイバーです。

【応用可能な技術分野】
自動車などのプラスチック部品、光学レンズ、電子機器の基板、食品、化粧品、バイオ燃料、フィルター吸着剤、再生医療など
プラスチックにセルロースナノファイバーを<br />添加(右)しても、透明性を維持しています
プラスチックにセルロースナノファイバーを
添加(右)しても、透明性を維持しています
試作された花粉除去フィルター
試作された
花粉除去フィルター
地域企業の総合的技術支援機関として、様々な産業分野における技術支援を行っている、あいち産業科学技術総合センター産業技術センター(刈谷市)におじゃましました。
環境材料室の森川豊さんと伊藤雅子さんが取り組むのは、セルロースナノファイバーについての研究。 吉田機械興業(株)(本社:名古屋市)との共同研究に成功し、開発した新技術が特許を取得して注目を浴びつつあります。

そもそもセルロースナノファイバーの魅力はどんなところか?
この技術によってどんなことが可能になるのか?
特許取得によって知的財産を戦略的にどう活用しているのか?

森川さん、伊藤さんに加え、吉田機械興業(株)の仲田さんにお話を伺い、たっぷりと探ってきました。
セルロースナノファイバーは植物から作る材料ということですが、どんな点が優れているのでしょう?
(森川)
試作したセルロースナノファイバーの電子顕微鏡写真
試作したセルロースナノファイバーの
電子顕微鏡写真。繊維が非常に細かく
粉砕されている特徴を持っています
ナノ材料というのはこれまでほとんど無機物が原料ですが、セルロースナノファイバーは木・草などの有機物が原料です。 木・草などの植物は、二酸化炭素を吸収して成長するので、環境に優しい材料であるといえます。
また、植物は資源としては豊富に存在することから、セルロースナノファイバー製造は、次世代産業として期待されています。 さらに、植物であることから、安全性の高い材料として注目されています。
なるほど、地球温暖化対策が懸念される中、植物原料の新規材料は注目を集めそうですね。
(森川)
セルロースは、鋼鉄の5倍の強度がありながら、軽さ(比重)は鋼鉄の1/5になると言われています。
既存の材料…金属や無機材料に代わる軽量の材料として有効利用が期待されています。 例えば自動車の内装品に使用した場合、製品製造コストを下げたり、軽量化による燃費の向上が期待できます。さらに水を保持することから、吸水性・保水性の付与が期待できます。

また、セルロースは熱膨張率が低いので、他の石油系のプラスチックに比べて加熱しても熱変形が小さいと考えられます。 また、有機物であることから、化学的な処理をして性質を変えることが、金属や無機材料より比較的容易です。 あと、ナノ材料は分散性が非常に高く、透明なセルロース膜の製造も可能です」

仲田「今、材料として主流になっているのはパルプなのですが、セルロースならそれに限ったことではありません。その気になれば世界中の木で作れるということも魅力ですね。
聞けば聞くほど魅力たっぷり、メリットいっぱいという印象ですが、今回そんなセルロースナノファイバーを効率よく製造する技術を開発されたとか。
(森川)
吉田機械興業の加熱システム
吉田機械興業の加熱システム
実液(水)処理が180℃まで可能です
セルロースというのは細い束が数十ミクロンの太さで存在しているのですが、これを裂けるチーズのように裂かなければナノ材料になりません。
そこで高いせん断力(こする力、ほぐす力)を機械処理で与えてファイバー化します。

私たちの技術では、セルロースと水の懸濁液(註:固体の粒子が液体中に分散している混合物)を180℃の高温にして、150MPaの高圧でノズルに送り込みます。
セルロースの水素結合を切るため、加熱・加圧処理と粉砕処理は別々の工程で行っていたのですが、加熱・加圧・粉砕が連続でできることが、この装置の最大の特長ですね。
公設試の概要
Public research organization
あいち産業科学技術総合センター 産業技術センター
愛知県刈谷市恩田町一1丁目157番地1
センター長
伊藤俊治
相談
(セルロースナノファイバー)環境材料室 担当 森川、伊藤
(一般的な相談)総合技術支援・人材育成室 担当 松崎、森
あいち産業科学技術総合センター 産業技術センター ホームページ外部リンク
TE
0566-24-1841
FA
0566-22-8033
E -Mail
acist-sangyou@pref.aichi.lg.jp
あいち産業科学技術総合センター 産業技術センター 外観写真

このページに関するお問い合わせ先

中部経済産業局 総務企画部 情報公開・広報室
住所:〒460‐8510 愛知県名古屋市中区三の丸二丁目五番二号
電話番号:052-951-0535
FAX番号:052-951-0557

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