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セルロースナノファイバー技術資料集

  • Technical Data of Cellulose Nanofibers
★成長産業として大きな期待が寄せられるセルロースナノファイバー!
★製造技術、複合化・フィルム化技術、応用展開の3編構成で国内第一線の専門家が解説!
★シーエムシー出版が発行した雑誌、書籍への掲載論文を再編集し待望の書籍化!
セルロースナノファイバー技術資料集

商品コード: S0810

  • 発行日: 2016年5月30日
  • 価格(税込): 71,280 円
  • 体裁: B5判、246ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-1164-7

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  • セルロース/ナノファイバー/ミクロフィブリル/バイオマス/プラスチック/酢酸菌/竹繊維/ポリ乳酸/ナノコンポジット/リグノセルロース/熱可塑性樹脂/ゴム/ゲル/プリンテッド・エレクトロニクス

刊行にあたって

 セルロースナノファイバーはその製造技術、コンポジット、応用展開が多くの研究者、技術者の皆様の並々ならぬご努力で、やっと実用化にこぎつけ、今後日本の成長産業として大きな期待が寄せられております。
 弊社といたしましても、以前からこのテーマに注目し、雑誌、書籍などに掲載、発表させていただいております。弊社に蓄積された多くの文献、資料をこの機会に『セルロースナノファイバー技術資料集』としてまとめ、出版物の形で広くご紹介をしていきたいと考えまして、今回書籍の発行を企画いたしました。
 本レポートは弊社の出版物に以前ご執筆いただいた文献を、製造技術、複合化・フィルム化技術、応用展開の3編構成で再編集いたしました。国内第一線の執筆陣による現時点での研究の集大成となっています。是非、セルロースナノファイバーの研究者の皆様、関連業界の皆様にご一読をお勧めいたします。
(シーエムシー出版編集部)

著者一覧

磯貝明 東京大学
河崎雅行 日本製紙(株)
佐藤明弘 星光PMC(株)
矢野浩之 京都大学
合田公一 山口大学
吉岡まり子 京都大学
西田治男 九州工業大学大学院
附木貴行 金沢工業大学
藤井透 同志社大学
大窪和也 同志社大学
盤指豪 王子ホールディングス(株)
伏見速雄 王子ホールディングス(株)
田島健次 北海道大学
小瀬亮太 東京農工大学
櫻井博章 日本甜菜製糖(株)
河井貴彦 群馬大学
黒田真一 群馬大学
林寿人 日産化学工業(株)
長濱宅磨 日産化学工業(株)
河西容督 日産化学工業(株)
遠藤貴士 (国研)産業技術総合研究所
熊本吉晃 花王(株)
向井健太 花王(株)
河尻浩宣 花王(株)
仙波健 (地独)京都市産業技術研究所
長谷朝博 兵庫県立工業技術センター
熊谷明夫 (国研)産業技術総合研究所
古賀大尚 大阪大学
能木雅也 大阪大学
神野和人 第一工業製薬(株)

目次

【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
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
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 
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 
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
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
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
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
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
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」
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
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