【特集】セルロースナノファイバーの実用化動向

-------------------------------------------------------------------------

「セルロースナノファイバーの実用化動向」の特集にあたり


磯貝　明(東京大学　大学院農学生命科学研究科　生物材料科学専攻　教授)
-------------------------------------------------------------------------

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　　　　　　　　
Recent Development and Application Researches of Nanocelluloses
in Japan and Overseas

-------------------------------------------------------------------------
磯貝　明(東京大学　大学院農学生命科学研究科　生物材料科学専攻　教授)

再生産可能で豊富な植物バイオマスを原料とするナノセルロース類の構造および特性と
しての優位性が明らかになりつつあり,ポストカーボンナノチューブ素材として期待され
ている。現在世界レベルでその基礎および応用研究が進められており,既にパイロットプ
ラントによる生産とサンプル提供も開始された。本稿ではナノセルロースに関連する国内
外の開発状況と検討事例についてまとめ,今後進むべき研究・開発の方向性について考察
した。

【目次】
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

-------------------------------------------------------------------------

TEMPO 酸化セルロースナノファイバーの製造法
Manufacturing Method of TEMPO-oxidized Cellulose Nanofibers

-------------------------------------------------------------------------
河崎雅行(日本製紙　研究開発本部　CNF 事業推進室　室長)

　セルロースナノファイバー(CNF)の製造および用途開発に関する研究が注目されて
いる。現在までに様々なCNF 製造法が検討されているが,TEMPO 酸化法はセルロース
を均一にナノ分散が可能な唯一の方法で,高機能部材として応用展開ができる新規ナノ素
材である。本稿では実用化段階にあるTEMPO 酸化法によるCNF の製造法や特性につい
て述べる。

【目次】
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

-------------------------------------------------------------------------

セルロースナノファイバーの変性・改質と機能化
Chemical Modification and Functionalization of Cellulose Nanofibers

-------------------------------------------------------------------------
佐藤明弘(星光PMC 　新規開発本部　新規開発グループ　課長)

セルロースナノファイバー(CNF)は再生可能資源であり,軽量,高強度,高弾性,
低熱膨張等の優れた特徴を持つが,親水性が高いため,一部の用途では適用し難い。
本稿ではCNF を疎水変性・改質する手法とその応用例について紹介する。CNF の変
性・改質により耐水フィルムや熱可塑性樹脂の補強材への適用などCNF の応用範囲の拡
大が期待される。

【目次】
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

-------------------------------------------------------------------------

セルロースナノファイバーの高機能化技術(増粘・ゲル化)
Highly Functional Technology of Cellulose Nano Fiber(CNF)
/Thickening and Gelation

-------------------------------------------------------------------------
神野和人(第一工業製薬　事業本部　機能化学品事業部　機能化学品研究所　
合成研究グループ　課長)

　セルロースシングルナノファイバー(CSNF)からなる増粘剤は,環境負荷が低く,再
生産可能な新規増粘剤である。ナノファイバー同士の相互作用により,高い粘度と,降伏
値を有する高い擬塑性流動を示す。これに起因して,高い乳化・分散安定性,スプレー可
能なゲル,水のようなサッパリとした使用感といった応用上の特長を持つ。

【目次】
1.はじめに
2.セルロース由来の増粘・ゲル化剤
3.CSNF の調製
3.1　CSNF の調製および試験方法
3.2　パルプのカルボキシル基量と粘度・透明度の関係
3.3　保存安定性
4.CSNF の粘度挙動
4.1　濃度と粘度の関係
4.2　せん断速度と粘度の関係
4.3　濃度と降伏値の関係
5.CSNF 増粘剤の応用特性
5.1　スプレー可能なゲル
5.2　曳糸性,塗布感
5.3　乳化安定性
5.4　分散安定性

-------------------------------------------------------------------------

TEMPO 酸化セルロースナノファイバーの応用研究
Applications of TEMPO Oxidized Cellulose Nanofibers

-------------------------------------------------------------------------
熊本吉晃(花王　エコイノベーション研究所　上席主任研究員)
向井健太(花王　加工・プロセス開発研究所)
河尻浩宣(花王　加工・プロセス開発研究所　副所長)

ナノレベルの大きさをもつ超微粒子を別の材料と複合化することで機能発現を目指すナ
ノコンポジット技術が注目を集めている。TEMPO 酸化セルロースナノファイバー
(TOCN)は幅が3〜4 nm で均一,長さ数μm,高弾性率といった極めてユニークな特長
を有する。このTOCN と無機ナノ粒子を複合化した薄膜は高い酸素バリア性を発現し,
またナノフィラーとして樹脂と複合化した膜は透明性を維持しつつ高弾性,高耐熱性を示
した。

【目次】
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

-------------------------------------------------------------------------

セルロースナノファイバーの構造用途への利用
Cellulose Nanofibers for Structural Utilization

-------------------------------------------------------------------------
矢野浩之(京都大学　生存圏研究所　教授)

　軽量,高強度,低熱膨張のセルロースナノファイバーには,樹脂補強用ナノ繊維として
の期待も大きい。本稿では,京都大学生存圏研究所を集中研として京都市産業技術研究所
ならびに複数の企業と共同で進めてきた構造用セルロースナノファイバー材料に関するプ
ロジェクト研究の成果について紹介する。

【目次】
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

-------------------------------------------------------------------------

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
Applications of Cellulose Nanofibers for Printed Electronics

-------------------------------------------------------------------------
能木雅也(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分野　准教授)

プリンテッド・エレクトロニクスとは,新聞や雑誌を印刷するように電子デバイスを製
造する技術であり,フレキシブルな太陽電池や電子ブックなどを実現する技術として期待
されている。本稿では,フレキシブル印刷デバイスの実現に向けて,セルロースナノファ
イバーを用いた紙(ナノペーパー)の製造方法,特性,プリンテッド・エレクトロニクス
への応用事例を紹介する。

【目次】
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

-------------------------------------------------------------------------

BIOR&D

-------------------------------------------------------------------------

ケラチンのケミカルリサイクルによる人工毛髪の開発
Development of Regenerated Hair by Chemical Recycle of Keratins

-------------------------------------------------------------------------
金山賢治(あいち産業科学技術総合センター　三河繊維技術センター　主任研究員(技術士))

未利用・廃棄ケラチン(KR)含有物質のケミカルリサイクルと新規人工毛髪を目指し
て,可溶化KR をコラーゲン繊維にコーティングした人工毛髪用の繊維を試作した。毛織
物裁断屑,廃棄毛髪等からKR を還元抽出し,高分子量で再架橋可能な可溶化KR 液を得
た。これを透析・濃縮後,コラーゲン繊維にコーティングした結果,パーマ液による
ウェーブセット性を有する繊維を開発できた。今後,残る課題を解決することで人工毛髪
としての実用化が期待される。

【目次】
1.はじめに
2.頭飾毛素材の現状
3.KR の性質
4.KR 原料
5.KR の抽出(可溶化)
6.KR 液の精製
7.コーティング
8.パーマネントウェーブセット性
9.実験結果および考察
9.1　原料の選定と適合性
9.2　KR の還元抽出・精製手法
9.3　コーティング
9.4　パーマネントウェーブセット性
10.おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

抗体医薬特許のトレンドと留意点
Patent Strategy of Antibody Pharmaceuticals

-------------------------------------------------------------------------
宍戸知行(SK 特許業務法人　弁理士)
奥野彰彦(SK 特許業務法人　代表社員　弁理士)

【目次】
1. はじめに
2. 抗体医薬について
2.1　抗体医薬の定義
2.2　抗体医薬の市場
2.3　抗体医薬の種類
2.4　最近の動き(協和発酵のPOTELLIGENT(R)技術)
3. 抗体医薬に関する各国特許の状況
3.1　特許成立件数の推移
3.2　Amgen およびGenentech 等の最新出願の特許請求項記載様式
3.3　米国等における抗体の審査基準
3.4　記載要件不備の米国での判決例(Centocor Ortho Biotech, Inc. v. Abbott Laboratories
(Fed. Cir. 2011))
3.5　抗体技術に関する最新米国特許
3.6　侵害事件で有用な情報
4. まとめ(欧米企業の特許地雷戦略)