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【特集】進化する高機能性繊維
Advanced High Performance Fibers
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特集にあたって
Introduction
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望月政嗣(京都工芸繊維大学 繊維科学センター 特任教授)
-------------------------------------------------------------------------
エレクトロスピニング法によるナノファイバー
Polymer Nanofi bers via Electrospinning
-------------------------------------------------------------------------
小滝雅也(京都工芸繊維大学 大学院 工芸科学研究科 先端ファイブロ科学専攻 准教授)
本稿では,ナノファイバーを作製する技術の一つである「エレクトロスピニング法」の概要とともに,同手法によるナノファイバーのモルフォロジー制御技術,およびナノファイバーの内部構造と物性に関する研究動向について述べる。さらに,ナノファイバーの大量生産技術に関する動向についても述べる。
【目次】
1.はじめに
2.エレクトロスピニング法
2.1 原理
2.2 大量生産
3.ナノファイバーの形態制御
3.1 繊維径
3.2 ポーラス繊維
3.3 中空・芯鞘ナノファイバー
3.4 ナノファイバー集合体の規則性
4.ナノファイバーの内部構造と物性
4.1 PLLA
4.2 PHBV
4.3 PVDF
4.4 POM
4.5 複合ナノファイバー
5.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
高強度ポリエステルナノファイバーの開発と実用化
Development of Polyester Nanofi ber for Practical Applications
-------------------------------------------------------------------------
神山三枝(帝人ファイバー(株) グローバル生産・研究開発統轄 グローバル生産・研究開発統轄補佐(ナノファイバー技術担当))
中島 卓(帝人ファイバー(株) ファイバー開発グループ 長繊維技術開発担当チーム長)
田中謙吾(帝人ファイバー(株) 商品開発グループ 研究員)
最近,さまざまな分野でナノ材料への期待が高く,繊維分野においても繊維の直径が1マイクロメートル以下の,いわゆるナノファイバーの実用化研究がなされている。今回の超極細複合紡糸技術の開発は,長繊維形態・従来強度の2倍,繊維直径700nm～300nm,均一な繊維径を特徴とする高強度ポリエステルナノファイバーの量産化および種々の機能素材商品化を可能にした。
【目次】
1.はじめに
2.開発内容
3.技術の特徴
3.1 ポリマー設計と精密溶融成形加工技術
3.2 複合紡糸設計技術
3.3 商品開発における機能検証訴求
4.商品開発と今後
-------------------------------------------------------------------------
高吸湿発熱繊維アクリレート系繊維
Modifi ed Acrylic Fiber Generating Heat with High Moisture Absorption
-------------------------------------------------------------------------
石丸園子(東洋紡績(株) 総合研究所 コーポレート研究所 快適性工学センター 部長)
高吸湿発熱繊維アクリレート系繊維は,ポリマー改質技術により分子を親水化,高架橋して得られた繊維である。アクリレート系繊維は,天然繊維で最も吸湿発熱量の高いウールに対して約3倍の吸着熱を示す。この熱を利用することで,薄くても暖かい秋・冬用のアンダーウェアを実現することができる。また,吸湿性が高い特性を利用して,むれ感の低減や調湿機能を実現することもできる。
【目次】
1.はじめに
2.アクリレート系繊維
3.アクリレート系繊維の吸湿発熱性
4.アクリレート系繊維のむれ感低減性
5.アクリレート系繊維の調湿性
6.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
光触媒消臭繊維「セルフクリア」
Photocatalytic Deodorant Fiber “SELFCLEAR”
-------------------------------------------------------------------------
渡辺義弘(日本エクスラン工業(株) 研究所 資材課長)
光触媒機能を利用した消臭繊維はすでに酸化チタンを中心とする材料を各種繊維に付与したものが各社から市販されている。最近開発したアクリル繊維に特殊な酸化チタン系材料を繊維内部に付与した「セルフクリア」の構造,機能について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.光触媒機構と「セルフクリア」の繊維構造
3.「セルフクリア」の消臭性能
3.1 消臭機能の試験方法
3.2 臭気成分の吸放出挙動
3.3 臭気成分の分解挙動
3.4 光触媒有効利用率
3.5 繰返し消臭性能
3.6 「セルフクリア」の消臭性能Ⅰ ─四大悪臭─
3.7 「セルフクリア」の消臭性能Ⅱ ─タバコ臭─
3.8 「セルフクリア」の消臭性能Ⅲ ─VOC ガス─
3.9 「セルフクリア」の汚れ分解性能
4.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
スマート・ファイバー ─“イノベーションのジレンマ”を超えて─
Smart Fiber ─ Beyond the Dilemma of Innovation ─
-------------------------------------------------------------------------
望月政嗣(京都工芸繊維大学 繊維科学センター 特任教授)
【目次】
1.はじめに
2.ポリ乳酸繊維・不織布“破壊的イノベーション”の真実
2.1 地球環境・資源問題…地球環境保全と資源循環型社会
2.2 繊維材料としての潜在的可能性…耐久性構造材料とバイオリサイクル材
2.3 ヒトと自然環境に対する安全・衛生性…抗菌・防黴性
2.4 衣服内環境における快適性…吸・放湿特性
2.5 火災防災における防炎・難燃性…燃え広がりにくい自己消火性
2.6 屋外での長期使用耐久性…耐光・耐候性
3.“イノベーションのジレンマ”を超えて新しいバリュー・ネットワークの構築へ
3.1 “破壊的イノベーション”の恐怖
3.2 “破壊的イノベーション”への対応
3.3 既成概念や価値観からの脱却
3.4 近い将来に期待される技術基盤の進化
3.4.1 高L 組成ポリ乳酸(highly LLA.rich PLA)への転換
3.4.2 長期使用耐久性(耐加水分解性,耐湿熱性)賦与技術
3.5 新しいバリュー・ネットワークの構築へ
3.6 PLA 繊維・不織布に期待される用途分野
3.6.1 農林・園芸・土木資材
3.6.2 食品・衛生・医療資材
3.6.3 生活雑貨寝具・インテリア資材
3.6.4 衣料・服飾資材
4.おわりに
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Material Report R&D
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固体触媒を用いたグリセリンの接触水蒸気改質による都市ガス製造の可能性
An Attempt to Produce Town Gas by Steam Reforming of Glycerin on Heterogeneous Catalyst
-------------------------------------------------------------------------
鈴木 崇(群馬県立群馬産業技術センター)
村上恵理(桐生ガス(株) 開発課)
木村 光(桐生ガス(株) 常務取締役)
グリセリンの接触水蒸気改質による都市ガス(メタン)への変換に関し,ニッケル系およびルテニウム系触媒を用いて反応特性を比較した。その結果,炭化水素に比べてグリセリンの改質は進行しにくいこと,メタン生成に関しては比較的高活性な触媒系が必要でルテニウム系触媒を用いた試験から都市ガス原料に使用可能な粗ガスが得られた。
【目次】
1.技術開発の背景
2.脂肪酸メチルエステル燃料とグリセリン
3.非化石系原料とローカルガス供給ビジネス
4.水蒸気改質反応について
5.グリセリンの水蒸気改質反応の課題
5.1 試作触媒を用いたグリセリンの水蒸気改質
5.2 アルミナ担持ニッケル(Ni/Al2O3)触媒による低温水蒸気改質
5.3 都市ガス成分への変換
5.3.1 高カロリー都市ガスとは
5.3.2 担持ルテニウム触媒によるプロパンおよびグリセリンの低温水蒸気改質
6.今後の展開
-------------------------------------------------------------------------
有機太陽電池の特性と標準化に向けて
Analysis & Evaluation Standards for the Performance and Basic Material Characteristics of Organic Photovoltaics
-------------------------------------------------------------------------
斎藤英純((財)神奈川科学技術アカデミー 高度計測センター 微細構造解析グループ グループリーダー)
青木智子((財)神奈川科学技術アカデミー 高度計測センター 微細構造解析グループ 技師)
青木大輔((財)神奈川科学技術アカデミー 高度計測センター 有機系太陽電池評価プロジェクト)
高木克彦((財)神奈川科学技術アカデミー 専務理事)
地球温暖化の原因とされる二酸化炭素排出を抑制するため,主要な再生可能エネルギーである太陽光を用いた有機太陽電池(OPV)の実用化が期待されている。本稿は,OPVの性能評価とその標準化に向けて,シリコン太陽電池との特性の比較をその作動原理から解説する。
【目次】
1.はじめに
2.有機太陽電池とは
3.有機太陽電池の機能計測と標準化に向けて
3.1 有機太陽電池の機能計測
3.2 有機太陽電池の性能特性
4.今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
SERIES 先進国型情報化社会に貢献するヒューマンシグナルインターフェース
安心,安全,健康生活のためのセンサ開発(最終回)
-------------------------------------------------------------------------
画像処理技術による山林健康管理センサシステムと都市内緑地保全への適用に関する研究
Development of Forest Healthcare Sensor System by Image Processing and Application for Urban Green Space Maintenance
-------------------------------------------------------------------------
三田地成幸(東京工科大学 コンピュータサイエンス学部 大学院バイオ・情報メディア研究科 教授)
三田地研では安心,安全,健康生活のための各種センサの開発(ヒューマンシグナルインターフェースの研究開発)を行っている。今回は,山林管理のための簡易なセンサ技術と都市内緑地保全への適用を目指した研究開発を紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.原理および実験方法
2.1 樹木の輪郭抽出と樹幹密度
2.2 輪郭抽出率
2.3 自動解析方法
3.結果と考察
3.1 樹幹密度と山林樹木の疎密との対応
3.2 本研究に最適な輪郭抽出フィルタ選定
3.3 樹幹密度解析精度向上
3.4 手入れの要不要の閾値検討
3.5 自動解析結果
3.6 画像解像度の依存性の検討
3.7 山林健康管理センサの市街地への適用
3.7.1 市街地の緑地測定
3.7.2 公園の樹木の季節変化の検討
4.まとめと期待
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海外‘Niche’ビジネスレポート
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世界のタッチパネル市場の現状
Global Market of Touch Panel
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Global IBIS 編集部
【目次】
1.はじめに
2.台北国際コンピュータ見本市(COMPUTEX:台北國際電腦展)での出品状況
3.タッチパネル業界の構造
4.世界のタッチパネル市場とスマートフォン需要の恩恵
-------------------------------------------------------------------------
機能材料マーケットデータ
-------------------------------------------------------------------------
有機半導体の市場動向
Market Trend of Organic Semiconductor
-------------------------------------------------------------------------
【目次】
1.概要
2.市場規模
3.業界動向
3.1 有機トランジスタ
(1) 世界最高性能で印刷可能な有機トランジスタ(NEDOなど)
(2) 樹脂基板上にCNT薄膜トランジスタを形成(NEDOなど)
(3) 有機半導体の単結晶薄膜を作る新しいインクジェット印刷法(産総研)
(4) 大気中で安定駆動するn型有機トランジスタの新規材料(九州工大)
3.2 有機太陽電池
(1) 有機太陽電池で波長1000nm以上の光電変換に成功(産総研)
(2) 電流密度を最大3300倍に高めた有機薄膜太陽電池(分子科研など)
(3) 塗布変換系有機太陽電池(三菱化学)
3.3 有機半導体材料
(1) 塗布型有機半導体材料(帝人)
(2) n型有機半導体材料のサンプル供給を本格化(東京化成工業)
(3) 有機半導体ポリ3-ヘキシルチオフェン(P3HT)の新規合成法(綜研化学)
(4) ディスプレイ向け新有機半導体材料「lisicon」を共同開発(独メルク,英プラスチック・ロジック)
Advanced High Performance Fibers
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特集にあたって
Introduction
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望月政嗣(京都工芸繊維大学 繊維科学センター 特任教授)
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エレクトロスピニング法によるナノファイバー
Polymer Nanofi bers via Electrospinning
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小滝雅也(京都工芸繊維大学 大学院 工芸科学研究科 先端ファイブロ科学専攻 准教授)
本稿では,ナノファイバーを作製する技術の一つである「エレクトロスピニング法」の概要とともに,同手法によるナノファイバーのモルフォロジー制御技術,およびナノファイバーの内部構造と物性に関する研究動向について述べる。さらに,ナノファイバーの大量生産技術に関する動向についても述べる。
【目次】
1.はじめに
2.エレクトロスピニング法
2.1 原理
2.2 大量生産
3.ナノファイバーの形態制御
3.1 繊維径
3.2 ポーラス繊維
3.3 中空・芯鞘ナノファイバー
3.4 ナノファイバー集合体の規則性
4.ナノファイバーの内部構造と物性
4.1 PLLA
4.2 PHBV
4.3 PVDF
4.4 POM
4.5 複合ナノファイバー
5.おわりに
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高強度ポリエステルナノファイバーの開発と実用化
Development of Polyester Nanofi ber for Practical Applications
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神山三枝(帝人ファイバー(株) グローバル生産・研究開発統轄 グローバル生産・研究開発統轄補佐(ナノファイバー技術担当))
中島 卓(帝人ファイバー(株) ファイバー開発グループ 長繊維技術開発担当チーム長)
田中謙吾(帝人ファイバー(株) 商品開発グループ 研究員)
最近,さまざまな分野でナノ材料への期待が高く,繊維分野においても繊維の直径が1マイクロメートル以下の,いわゆるナノファイバーの実用化研究がなされている。今回の超極細複合紡糸技術の開発は,長繊維形態・従来強度の2倍,繊維直径700nm～300nm,均一な繊維径を特徴とする高強度ポリエステルナノファイバーの量産化および種々の機能素材商品化を可能にした。
【目次】
1.はじめに
2.開発内容
3.技術の特徴
3.1 ポリマー設計と精密溶融成形加工技術
3.2 複合紡糸設計技術
3.3 商品開発における機能検証訴求
4.商品開発と今後
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高吸湿発熱繊維アクリレート系繊維
Modifi ed Acrylic Fiber Generating Heat with High Moisture Absorption
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石丸園子(東洋紡績(株) 総合研究所 コーポレート研究所 快適性工学センター 部長)
高吸湿発熱繊維アクリレート系繊維は,ポリマー改質技術により分子を親水化,高架橋して得られた繊維である。アクリレート系繊維は,天然繊維で最も吸湿発熱量の高いウールに対して約3倍の吸着熱を示す。この熱を利用することで,薄くても暖かい秋・冬用のアンダーウェアを実現することができる。また,吸湿性が高い特性を利用して,むれ感の低減や調湿機能を実現することもできる。
【目次】
1.はじめに
2.アクリレート系繊維
3.アクリレート系繊維の吸湿発熱性
4.アクリレート系繊維のむれ感低減性
5.アクリレート系繊維の調湿性
6.まとめ
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光触媒消臭繊維「セルフクリア」
Photocatalytic Deodorant Fiber “SELFCLEAR”
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渡辺義弘(日本エクスラン工業(株) 研究所 資材課長)
光触媒機能を利用した消臭繊維はすでに酸化チタンを中心とする材料を各種繊維に付与したものが各社から市販されている。最近開発したアクリル繊維に特殊な酸化チタン系材料を繊維内部に付与した「セルフクリア」の構造,機能について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.光触媒機構と「セルフクリア」の繊維構造
3.「セルフクリア」の消臭性能
3.1 消臭機能の試験方法
3.2 臭気成分の吸放出挙動
3.3 臭気成分の分解挙動
3.4 光触媒有効利用率
3.5 繰返し消臭性能
3.6 「セルフクリア」の消臭性能Ⅰ ─四大悪臭─
3.7 「セルフクリア」の消臭性能Ⅱ ─タバコ臭─
3.8 「セルフクリア」の消臭性能Ⅲ ─VOC ガス─
3.9 「セルフクリア」の汚れ分解性能
4.おわりに
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スマート・ファイバー ─“イノベーションのジレンマ”を超えて─
Smart Fiber ─ Beyond the Dilemma of Innovation ─
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望月政嗣(京都工芸繊維大学 繊維科学センター 特任教授)
【目次】
1.はじめに
2.ポリ乳酸繊維・不織布“破壊的イノベーション”の真実
2.1 地球環境・資源問題…地球環境保全と資源循環型社会
2.2 繊維材料としての潜在的可能性…耐久性構造材料とバイオリサイクル材
2.3 ヒトと自然環境に対する安全・衛生性…抗菌・防黴性
2.4 衣服内環境における快適性…吸・放湿特性
2.5 火災防災における防炎・難燃性…燃え広がりにくい自己消火性
2.6 屋外での長期使用耐久性…耐光・耐候性
3.“イノベーションのジレンマ”を超えて新しいバリュー・ネットワークの構築へ
3.1 “破壊的イノベーション”の恐怖
3.2 “破壊的イノベーション”への対応
3.3 既成概念や価値観からの脱却
3.4 近い将来に期待される技術基盤の進化
3.4.1 高L 組成ポリ乳酸(highly LLA.rich PLA)への転換
3.4.2 長期使用耐久性(耐加水分解性,耐湿熱性)賦与技術
3.5 新しいバリュー・ネットワークの構築へ
3.6 PLA 繊維・不織布に期待される用途分野
3.6.1 農林・園芸・土木資材
3.6.2 食品・衛生・医療資材
3.6.3 生活雑貨寝具・インテリア資材
3.6.4 衣料・服飾資材
4.おわりに
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Material Report R&D
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固体触媒を用いたグリセリンの接触水蒸気改質による都市ガス製造の可能性
An Attempt to Produce Town Gas by Steam Reforming of Glycerin on Heterogeneous Catalyst
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鈴木 崇(群馬県立群馬産業技術センター)
村上恵理(桐生ガス(株) 開発課)
木村 光(桐生ガス(株) 常務取締役)
グリセリンの接触水蒸気改質による都市ガス(メタン)への変換に関し,ニッケル系およびルテニウム系触媒を用いて反応特性を比較した。その結果,炭化水素に比べてグリセリンの改質は進行しにくいこと,メタン生成に関しては比較的高活性な触媒系が必要でルテニウム系触媒を用いた試験から都市ガス原料に使用可能な粗ガスが得られた。
【目次】
1.技術開発の背景
2.脂肪酸メチルエステル燃料とグリセリン
3.非化石系原料とローカルガス供給ビジネス
4.水蒸気改質反応について
5.グリセリンの水蒸気改質反応の課題
5.1 試作触媒を用いたグリセリンの水蒸気改質
5.2 アルミナ担持ニッケル(Ni/Al2O3)触媒による低温水蒸気改質
5.3 都市ガス成分への変換
5.3.1 高カロリー都市ガスとは
5.3.2 担持ルテニウム触媒によるプロパンおよびグリセリンの低温水蒸気改質
6.今後の展開
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有機太陽電池の特性と標準化に向けて
Analysis & Evaluation Standards for the Performance and Basic Material Characteristics of Organic Photovoltaics
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斎藤英純((財)神奈川科学技術アカデミー 高度計測センター 微細構造解析グループ グループリーダー)
青木智子((財)神奈川科学技術アカデミー 高度計測センター 微細構造解析グループ 技師)
青木大輔((財)神奈川科学技術アカデミー 高度計測センター 有機系太陽電池評価プロジェクト)
高木克彦((財)神奈川科学技術アカデミー 専務理事)
地球温暖化の原因とされる二酸化炭素排出を抑制するため,主要な再生可能エネルギーである太陽光を用いた有機太陽電池(OPV)の実用化が期待されている。本稿は,OPVの性能評価とその標準化に向けて,シリコン太陽電池との特性の比較をその作動原理から解説する。
【目次】
1.はじめに
2.有機太陽電池とは
3.有機太陽電池の機能計測と標準化に向けて
3.1 有機太陽電池の機能計測
3.2 有機太陽電池の性能特性
4.今後の展望
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SERIES 先進国型情報化社会に貢献するヒューマンシグナルインターフェース
安心,安全,健康生活のためのセンサ開発(最終回)
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画像処理技術による山林健康管理センサシステムと都市内緑地保全への適用に関する研究
Development of Forest Healthcare Sensor System by Image Processing and Application for Urban Green Space Maintenance
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三田地成幸(東京工科大学 コンピュータサイエンス学部 大学院バイオ・情報メディア研究科 教授)
三田地研では安心,安全,健康生活のための各種センサの開発(ヒューマンシグナルインターフェースの研究開発)を行っている。今回は,山林管理のための簡易なセンサ技術と都市内緑地保全への適用を目指した研究開発を紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.原理および実験方法
2.1 樹木の輪郭抽出と樹幹密度
2.2 輪郭抽出率
2.3 自動解析方法
3.結果と考察
3.1 樹幹密度と山林樹木の疎密との対応
3.2 本研究に最適な輪郭抽出フィルタ選定
3.3 樹幹密度解析精度向上
3.4 手入れの要不要の閾値検討
3.5 自動解析結果
3.6 画像解像度の依存性の検討
3.7 山林健康管理センサの市街地への適用
3.7.1 市街地の緑地測定
3.7.2 公園の樹木の季節変化の検討
4.まとめと期待
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海外‘Niche’ビジネスレポート
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世界のタッチパネル市場の現状
Global Market of Touch Panel
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Global IBIS 編集部
【目次】
1.はじめに
2.台北国際コンピュータ見本市(COMPUTEX:台北國際電腦展)での出品状況
3.タッチパネル業界の構造
4.世界のタッチパネル市場とスマートフォン需要の恩恵
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機能材料マーケットデータ
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有機半導体の市場動向
Market Trend of Organic Semiconductor
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【目次】
1.概要
2.市場規模
3.業界動向
3.1 有機トランジスタ
(1) 世界最高性能で印刷可能な有機トランジスタ(NEDOなど)
(2) 樹脂基板上にCNT薄膜トランジスタを形成(NEDOなど)
(3) 有機半導体の単結晶薄膜を作る新しいインクジェット印刷法(産総研)
(4) 大気中で安定駆動するn型有機トランジスタの新規材料(九州工大)
3.2 有機太陽電池
(1) 有機太陽電池で波長1000nm以上の光電変換に成功(産総研)
(2) 電流密度を最大3300倍に高めた有機薄膜太陽電池(分子科研など)
(3) 塗布変換系有機太陽電池(三菱化学)
3.3 有機半導体材料
(1) 塗布型有機半導体材料(帝人)
(2) n型有機半導体材料のサンプル供給を本格化(東京化成工業)
(3) 有機半導体ポリ3-ヘキシルチオフェン(P3HT)の新規合成法(綜研化学)
(4) ディスプレイ向け新有機半導体材料「lisicon」を共同開発(独メルク,英プラスチック・ロジック)
