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【特集】セルロースナノファイバー強化樹脂の実用展開

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CNF強化樹脂の製造技術と汎用樹脂およびバイオプラスチックの高性能化
Manufacturing and Improvement of CNF Reinforced General Purpose Plastics and Bioplastics

　CNF強化樹脂の一貫製造プロセスである京都プロセスの特徴は,CNF強化樹脂の高性能化とともに大きなコストダウンが図れることである。本稿では,京都プロセスにより製造されるCNF強化ポリプロピレンの性能と課題,優れた性能が得られているCNF強化ポリ塩化ビニル,そして環境対応型材料としてのCNF 強化バイオプラスチックの特徴を述べる。

【目次】
1　はじめに―京都におけるCNF強化樹脂の開発
2　京都プロセスによるCNFと樹脂の複合化の特徴
3　ポリプロピレン
　3.1　CNF強化ポリプロピレンの物性および特徴
　3.2　CNF強化PPの課題
4　ポリ塩化ビニル
5　バイオプラスチックス
6　まとめ

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RTM成形によるCNF製大型自動車部材への挑戦
Challenge to CNF Large Automobile Parts by RTM

　自動車分野における,さまざまな部品の軽量化はエネルギー効率の改善につながり,温室効果ガスの削減に期待できる。我々はCNFを活用し,その特性を生かした部材や部品を提案し,RTMの低圧成形による大型自動車部材の試作と評価を行った。また,マルチマテリアル化することでさらなる軽量化と物性の向上を検討した。

【目次】
1　はじめに
2　バイオマス由来の繊維について
3　実験
　3.1　バイオマス繊維の樹脂含浸性と物性について
　3.2　評価方法(曲げ試験)
4　結果および考察
　4.1　バイオマス繊維(亜麻繊維織物)の機械的特性の評価
　4.2　バイオマス繊維の機械的特性の評価
5　RTM による試験片の作製
　5.1　積層構成の検討
　5.2　RTM成形によるエンジンフードの作製
6　おわりに

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リグノセルロースナノファイバーの特性と樹脂への混練
Characteristics of Lignocellulose Nanofibers and Kneading into Resin
　
　日本には再生可能資源としての木材が大量にあり,循環型社会形成のための素材として注目されている。その木材を解繊していくとセルロースナノファイバーという様々な機能を持った新たな素材を製造することができる。木材から製造したセルロースナノファイバーについて,特性や現在注目されている樹脂強化の研究について記載する。

【目次】
1　はじめに
2　セルロースナノファイバーとリグノセルロースナノファイバー
3　樹脂への分散
4　おわりに

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CNFの応用とCNF複合樹脂マスターバッチ
Application of CNF and CNF Resin Composite Masterbatch

　セルロースナノファイバーは植物由来の天然素材ということもあり,同じく樹脂用強化フィラーの類であるガラス繊維,炭素繊維と比較して環境に配慮している素材として優位性がある。本件では,セルロースナノファイバー応用製品と,主に同じく環境に良い材料であるバイオプラスチック類との複合材料,及びそれらの成型品も含め紹介させて頂く。

【目次】
1　序論
2　プラスチック,樹脂の分類
3　弊社においての種々の石油系プラスチック,生分解性プラスチック,バイオマスプラスチックや廃プラスチックとのセルロースナノファイバー複合体材料
4　弊社においての生分解性樹脂
5　非可食性バイオマスであるセルロース系生分解性樹脂
6　セルロースナノファイバーを複合した100%天然バイオマス生分解性組成を維持したまま汎用の成型機で大量生産できる樹脂材料とそれを用いた各種成形品
7　100%天然バイオマス系生分解性樹脂材料から作られるセルロースナノファイバー複合生分解性ビーズ,スクラブ,微粒子
8　100%天然バイオマス系材料から作られる各種植物油へのCNF分散体
9　100%天然バイオマス系材料からなるコーティング材料,色材製品など
10　抗菌性を持つ天然バイオマス系生分解性樹脂,コーティング材料
11　セルロースナノファイバー複合然バイオマス系生分解性樹脂で作ったネイルチップ,付け爪

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セルロースナノファイバー(CNF)複合樹脂STARCEL®の開発状況と応用展開
The Development and Application of Cellulose Nano Fiber (CNF) Reinforced Plastics “STARCEL®”

　当社は,変性CNFを樹脂に配合したマスタバッチSTARCEL®を開発し,樹脂添加剤としての用途開発を行っている。代表的な配合効果として,樹脂の補強効果,耐熱性向上効果,発泡体の気泡径を微細化して補強する効果,ゴムなどの軟質材料の補強効果が確認されており,実用化に向けた研究開発の一例を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　CNFの特徴と製法
3　CNF 配合樹脂STARCEL®
4　研究開発事例
　4.1　T-NC316の成形材料への適用
　4.2　T-NC318 の発泡材料への適用
　4.3　T-NC318 のゴム材料への適用
5　まとめ
6　今後の展開
　
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脱炭素社会への貢献が期待されるセルロースナノファイバー
Cellulose Nanofibers that Expected to Contribute toward a Decarbonized Society

　菅首相の2050年カーボンニュートラル宣言を受け,日本は脱炭素社会に向けた変革期にある。この実現のためには,資源の採取や素材製造から使用・廃棄に至る製品の一生を通じたCO2排出量の大幅な削減が求められる。CNFはその一つの切り札として期待されている素材であることを,自動車へのCNFの適用事例を通して紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　カーボンニュートラル,脱炭素社会
3　脱炭素技術としてのCNFの評価
4　CNFを活用した脱炭素社会の将来像

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[Material Report-R&D]

水素/空気二次電池の開発と放電特性の向上
Development of Metal-Hydride Air Secondary Batteries and Improvement of Discharge Characteristics

　パイロクロア型結晶構造を持つBi2Ru2O7-z を空気極触媒に用い,水素/空気二次電池の電池特性を評価した。MnO2助触媒の添加や分散性向上により,充放電時の空気極反応の過電圧を低減でき,良好な反応場形成のための空気極設計指針を得た。実用化に向けた取り組みとして18直列の積層可能な電池モジュールを開発し安定な充放電特性を得た。

【目次】
1　はじめに
2　水素/空気二次電池の反応式とその特徴
3　水素/空気二次電池用空気極の開発
　3.1　空気極用触媒の選定
　3.2　空気極の課題と対応
　3.3　MnO2添加による放電性改良
　3.4　分散性向上による空気極の放電性改良
4　水素/空気二次電池のセル開発
　4.1　電池の大型化・積層化
　4.2　積層型モジュールの充放電特性
5　おわりに

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[Market Data]

3Dプリンター材料動向

1 市場動向
2 材料別動向
　2.1　ABS樹脂
　　2.1.1　主なABS フィラメントメーカー
　2.2　PLA樹脂
　2.3 ポリカーボネート
　2.4 青銅
　2.5 セラミック
　2.6 炭素繊維
　　2.6.1　 主な炭素繊維強化プラスチック材料メーカー
　2.7 チタン
　　2.7.1　チタン材料の主なメーカー
　2.8 グラフェン
　2.9 アルミニウム
　2.10 熱可塑性エラストマー
　　2.10.1　主な熱可塑性エラストマー材料メーカー
　2.11 ゲル
　2.12 エポキシ樹脂
　2.13 その他
　　2.13.1　PP(ポリプロピレン)ライク樹脂
　　2.13.2　ABSライク樹脂
　　2.13.3　ナイロン樹脂
　　2.13.4　ゴムライク樹脂
　　2.13.5　ASA樹脂
　　2.13.6　PC-ABS樹脂
　　2.13.7　ULTEM(PEI)樹脂
　　2.13.8　ポリプロピレン(PP)
　　2.13.9　樹脂ワックス
　　2.13.10　ゴールド
　　2.13.11　シルバー
　　2.13.12　プラチナ
　　2.13.13　真鍮
　　2.13.14　ステンレス
　　2.13.15　ベリリウム銅
　　2.13.16　石膏パウダー

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[Material Profile]

トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート