ページ内を移動するためのリンクです

セルロースナノファイバー(CNF)開発

セルロースナノファイバー(CNF)開発

当社グループはこれまで化成品・機能性材料を通じて、溶解パルプをはじめセルロースやリグニンといった木材の成分を無駄なく利用する多くの産業用素材を生み出してきました。さらに木質資源の新たな可能性を拓くべく、パルプ化技術からナノ化技術や化学変性技術へと応用範囲を広げ、セルロースナノファイバー(CNF)やバイオエタノール、バイオプラスチックなど、バイオケミカル分野の素材開発を推進しています。
CNFは木材から得られる木材繊維(パルプ)をナノオーダー(1ミリメートルの百万分の一の単位)の細さまで高度に解きほぐした超極細繊維で、軽くて強い(弾性率は高強度繊維で知られるアラミド繊維並み)特長があるほか、水中で特徴的な粘性を示すことや、温度変化に伴う寸法変化が小さいことなど優れた性質を備えています。そのためCNFは、自動車用や電子機器用の樹脂強化材や工業用途向け添加剤として、また、食品・化粧品等の添加剤用途など、様々な産業用素材としての利用が見込まれています。

 

フロー図

セルロースナノファイバーの製造技術と用途開発

当社は、再生可能な資源である「木」の新たな可能性を拓くべく、パルプ化技術からナノ化(微細化)技術へと応用範囲を拡げ、セルロースナノファイバーの製造および用途開発を進めています。当社では用途に適した特性を有する3種類のCNFを製造しています。

石巻工場(宮城県石巻市):主に工業用途向けに、TEMPO触媒酸化法(注1)により化学処理した木材パルプから、繊維幅が約3nmと均一に完全ナノ分散したCNFを製造しています。

江津工場(島根県江津市):食品添加物として既に製造・販売しているカルボキシメチルセルロース(CMC)の製造技術を応用し、食品や化粧品用途向けのCM化CNFを製造しています。

富士工場(静岡県富士市):CNF強化樹脂(注2)の実証生産設備を稼働させ、製造技術の開発、スケールアップの検討を進めています。

「木とともに未来を拓く総合バイオマス企業」として、CNFの安定生産を継続するとともに、新素材であるCNFの新たな市場創出を進めてまいります。

(注1)東京大学大学院農学生命科学研究科 磯貝 明教授らが開発した、TEMPO触媒によるセルロースの化学変性方法。これにより、パルプが解繊しやすく均一な幅のナノファイバーを得られる。

(注2)ポリプロピレン(PP)やポリエチレン(PE)、ナイロンなどの樹脂にCNFを混練することにより強度を付加したもの

セルロースナノファイバーの特長と用途

セルロースナノファイバーは、その形状や特徴的な物性により、モビリティ、蓄電デバイス、各種工業製品、食品、化粧品、ヘルスケアなど様々な分野において利用されています。

 

特長

  1. 軽くて強い

  2. 超極細の繊維(繊維幅約3nm)

  3. 比表面積が大きい

  4. 熱による寸法変化が小さい

  5. ガスバリア性が高い

  6. 水中で特徴的な粘性を示す

  7. 環境にやさしいバイオマス素材

 

 

強化材

樹脂やゴムにナノファイバーを混ぜると強度が向上し、軽くて強い部品を作ることができます

化粧品

CNFには泡質改善や乳化・分散安定、保湿、保湿・さらっとした触感などの化粧品用途に適した機能があります。

食品

生地がしっとり、ふっくらしたり、ゼリーや中華まんのあんからの離水防止や、クリームやドレッシングの乳化安定化に寄与します。

塗料・インク

塗料やインクの原材料の顔料を均一分散する機能が優れているとともに、塗装面が液だれしにくい特徴的な粘度特性を塗料に付与できます。

ヘルスケア

TEMPO酸化CNFやその原料のTEMPO酸化パルプに金属イオンを担持することで、消臭、抗菌、抗ウイルスの機能を付与できます。この機能を活かし社グループにおいては日本製紙クレシア株式会社の大人用紙おむつ「肌ケアアクティ®」シリーズや軽失禁用ケア商品「ポイズ®」を商品化しています。

将来の蓄電デバイス向け材料

CNF由来の強靭なナノファイバー骨格により、薄膜でもハンドリングしやすいイオン交換基を導入した自立膜を実現します。高い電子絶縁性により、電気化学デバイスの安全性・耐久性の向上に寄与します。