非可食バイオベースプラスチックの開発、汎用樹脂との複合化、その応用と可能性

第1部 バイオマスを原料とした化学品開発の現状と将来

(2015年10月22日 11:00〜12:10)

これまでバイオマスを原料とした化学品の開発は欧米のベンチャーは主体となっていたが2014年にドイツのBASFがバイオコハク酸の商業化をするなど大手化学会社が参入し始めた。本講座では、バイオマスを原料とした化学品の開発・商業化の現状を紹介するとともに将来を展望する。

1. バイオマスを原料とした化学品開発の現状
   1. 日米欧における国家プロジェクトの現状
   2. ビルディングブロックについて
   3. バイオマスベンチャーと企業における開発の現状
   4. バイオプラスチック開発の現状
2. 日本企業のバイオマス化学品開発への取り組み
   1. 化学会社の取り組み
   2. 異業種参入
3. バイオプレミアムはあるか
   1. 消費者のバイオプレミアムに対する意識
   2. 生産者のバイオプレミアムに対する意識
4. バイオマスを原料とした化学品開発の将来
   1. 将来の市場規模
   2. バイオマスを原料とした化学品開発の方向性
   3. 非可食バイオマス原料
   4. 藻類バイオマス
• 質疑応答

第2部 麻繊維と樹脂との複合材料とその応用

(2015年10月22日 12:50〜14:00)

石油由来の化学繊維の普及に伴い、その用途が限定的であった天然繊維の麻が環境と健康問題の高まりによって、その活用がはじまっている。本講演では、麻繊維の自動車分野への応用を通じて農作物を工業製品に使うためのポイントについて述べる。

1. 麻繊維の基礎知識
   1. 麻繊維の意義
   2. 麻の利用の歴史
   3. 麻類作物の種類
   4. 麻繊維の特徴
2. 複合化における技術とその課題
   1. マトリックス (汎用樹脂) と強化材 (麻繊維)
   2. マトリックス (麻繊維) とバインダー樹脂
   3. グリーン・コンポジットへの応用
3. 自動車内装材の素材としての麻
   1. ベンツ及びBMW等の利用事例
   2. 加工技術:栽培から精練
   3. 加工技術:不織布化から複合化
• 質疑応答

第3部 非可食バイオマス由来原料を用いた高耐熱ポリアミド樹脂の 特性および自動車、電気電子用途への応用

(2015年10月22日 14:10〜15:20)

非可食バイオマスを原料に用いた高耐熱ポリアミド樹脂「XecoT」は耐熱ポリアミドの中でも特に耐熱性や摺動性、耐薬品性に優れており自動車、電気電子用途への展開が期待される。応用展開に軸足をおいた説明を行いたい。

1. 高耐熱ポリアミド樹脂「XecoT」の構造と特性
   1. 耐熱性
   2. 耐薬品性、ガスバリア性
   3. 摺動特性
2. 高耐熱ポリアミド樹脂「XecoT」の成形特性
   1. 高結晶化速度に由来する成形サイクルの短縮
   2. 金型温度の低減について
   3. 流動特性について
3. 高耐熱ポリアミド樹脂「XecoT」の自動車、電気電子用途への応用
   1. 自動車用途
   2. 電気電子用途
   3. その他の用途
4. 将来展望について
• 質疑応答

第4部 非食用バイオマス由来フルフラールを原料とする バイオPETおよび機能性バイオポリエステルの開発

(2015年10月22日 15:30〜16:40)

非食用のバイオマス資源を用いた汎用プラスチックの開発が求められています。本セミナーでは、汎用プラスチックであるバイオPETと新規機能性バイオポリエステルを非食用バイオマス由来化合物であるフルフラールから合成する手法について解説します。

1. バイオマス資源
   1. 化石資源とバイオマス資源
   2. 食用バイオマス資源と非食用バイオマス
   3. バイオマス資源の利用
2. バイオマス由来プラスチック
   1. ポリオレフィン
   2. ポリエステル
3. フルフラール
   1. フルフラールの歴史
   2. 利用用途
   3. フルフラールの可能性
4. バイオポリエチレンテレフタレート (bio-PET)
   1. 市販されているbio-PET
   2. bio – テレフタル酸合成
   3. フルフラールからのbio-テレフタル酸の合成
5. フルフラール由来のプラスチック
   1. ポリブチレンサクシネート
   2. オキサビシクロ骨格を有するポリエステルとエポキシ樹脂
• 質疑応答

第5部 高分子多糖類および植物由来芳香族化合物からの 新規バイオベースプラスチックの開発とその可能性

(2015年10月23日 10:00〜11:10)

高分子多糖類の特徴を活かした結晶性および非晶性バイオベースプラスチック、農産廃棄物より抽出される植物由来芳香族化合物を用いた高耐熱性バイオベースプラスチック、微生物が糖や植物より生産するバイオポリエステルについて紹介する。

1. 高分子多糖類からの高性能バイオベースプラスチック
   1. カードランエステル誘導体
      1. ホモエステル誘導体
      2. 混合エステル誘導体
   2. グルコマンナンエステル誘導体
      1. ホモエステル誘導体
      2. 混合エステル誘導体
   3. プルランエステル誘導体
   4. キシランエステル誘導体
      1. キシランエステルの基礎物性
      2. ポリ乳酸への結晶核剤効果
   5. セルロースエステル誘導体
      1. 位置選択的ヘテロエステル誘導体
      2. 位置選択的ヘテロエステル誘導体の酵素分解性
2. 植物由来芳香族を有するバイオベースプラスチック
3. 微生物産生ポリエステル
   1. 基礎物性
   2. 超高分子量バイオポリエステルの生合成
   3. 高強度繊維と構造解析
   4. 生分解性制御技術
• 質疑応答

第6部 セルロースナノファイバーを用いた 透明高熱伝導フィルムの作製とその諸特性

(2015年10月23日 11:20〜12:30)

セルロースナノファイバーは、高強度、低熱膨張性であるとともに、高熱伝導性も有する。本講ではセルロースナノファイバーの細さ (<100nm) と高熱伝導性に着目し、ガラス並みの高い熱伝導性を有する透明樹脂フィルムの製法とその特性について解説する。

1. セルロースナノファイバーの細径化と熱伝導性
2. 高熱伝導フィルムとは
   1. 結晶性高分子フィルム
   2. フィラー充填型フィルム
   3. 高熱伝導フィルムと透明性
3. セルロースナノファイバーを用いた透明高熱伝導フィルム
   1. フィルムの透明化に必要な条件
   2. セルロースナノファイバーの適用
4. セルロースナノファイバーを用いた透明高熱伝導フィルムの作製
5. セルロースナノファイバーを用いた透明高熱伝導フィルムの諸特性
   1. 透明性
   2. 熱伝導性
   3. その他 (弾性率、線膨張係数)
6. まとめ
• 質疑応答

第7部 竹繊維の抽出とその活用:竹繊維を用いた複合材料とその応用例 (竹紡績糸から自動車用内装材まで) (2015年10月23日 13:10〜14:20)

①中国の慈竹、日本の孟宗竹から、ジュート、ケナフなどの靭皮繊維代替となり得る (不織布に使える) 繊維を取り出す方法とこれを使った各種製品、特に船舶、自動車用内装材への応用について) ②竹繊維を一層微細化、綿との混紡糸を作る。③竹繊維のコスト効果の高い使い方 ⇒ 爆砕・機械式パルプとPP/PLA射出成形品への応用④竹繊維からナノ繊維、セルロースミクロフィブリルの製造とその実用的活用。

1. なぜ竹なのか
   1. 竹の生育地
   2. 竹の生産性
   3. 国内での供給可能性
2. 竹の活用
   1. 竹の構造と繊維
   2. 繊維、実は繊維束、各種取り出し方法
      • 機械式
      • 熱分解式 (蒸煮、爆砕)
      • アルカリ処理
   3. 繊維の特徴 (性能)
   4. 不織布への展開とその応用
      • ガラス繊維代替⇒ガラスマットに替えて使える? … BFRP
      • PPバインダーと組み合わせて、ホットプレス⇒自動車用内装材
   5. 射出成形用強化材として
      • PPとの複合⇒ペレット製造とその性能
3. 竹から本物の糸ができないか?
   1. 中国・浙江林学院との連携と慈竹からの微細繊維
      • これと綿とを混紡⇒竹/綿
      • 混紡糸、竹/絹混紡糸
   2. 国内の孟宗竹では??
4. 竹の賢い使い方
   1. 新しい竹単繊維=直線状パルプの製造とフィブリル化
   2. PPおよびPLAの高じん化
5. 竹からナノ繊維=セルロースミクロフィブリルとその実用的利用
   1. 竹スピーカへの展開
   2. プラントオパールもある
   3. 竹からのナノ繊維=セルロース繊維は少量でぴりりと辛い。
• 質疑応答

第8部 植物油からのバイオポリエステル合成とその利用

(2015年10月23日 14:30〜15:40)

植物油や糖質などのバイオマス資源から生産されるバイオポリエステルに関して、生産法や材料物性について概説し、部材化の開発事例について紹介する。

1. バイオポリエステルの種類と特徴
   1. 微生物がつくるバイオポリエステル
   2. 微生物ポリエステルの熱的性質
   3. 生分解性プラスチックとバイオマスプラスチック
   4. 微生物ポリエステルの生分解性
2. バイオマス利用における利点と課題
   1. 地球温暖化と炭素循環サイクル
   2. バイオマス資源の種類
   3. バイオマス度とその測定法
   4. 認証マーク制度
   5. 非可食性バイオマスの資源化
3. 植物油を原料とした微生物ポリエステル生産
   1. ポリエステル原料としての植物油
   2. 生産菌株の育種
   3. 大豆油からのポリエステル発酵生産
   4. ライフサイクルアセスメント
   5. 汎用プラスチックとの環境影響比較
   6. 植物油利用の動向
4. 微生物ポリエステル製品と検討例
   1. 微生物ポリエステルの製品例
   2. 特許からみた自動車部材化への検討例
• 質疑応答