ナノファイバー技術の基礎、エレクトロスピニング法とその応用展開

ナノファイバーといえば今はセルロースナノファイバーCNFをさすことが多いです。このCNFについても解説します。またそれ以外のナノファイバーとしてはエレクトロスピニング法が主流です。この方法によるナノファイバーの作成と応用事例について詳しく紹介します。

1. 極細繊維開発の歴史
   • フラッシュ紡糸、メルトブローン紡糸、エレクトロスピニング紡糸
     • 1950年代から極細繊維の研究開発は続けられてきました。
       これらの中で一番生産量が多いのはメルトブローンです。
       ただしこの方法では用いるポリマーはPPがほとんどです。
       フラッシュ紡糸は高圧下でポリエチレンを溶かして大気中に押し出す方法です。
       それに対してエレクトロスピニング法は溶媒に可溶なポリマーであればナノファイバー化できる技術でだれでも容易にクモの糸のような繊維を作ることが可能になります。
   • 芯鞘極細繊維
2. エレクトロスピニングナノファイバーの歴史
   1. アクロン大学でのレネカー教授の研究を振り返って
      • レネカー教授はこの分野の第一人者として研究を先導されました。
        その功績をたどりながら、これからのエレクトロスピニングの将来について紹介します。
   2. エルマルコの果たした功績
      • リベレツ工科大学のオルドリッチ教授はノズルを使わない方式のエレクトロスピニングを提案しました。
        工業化に向けてはこの方が広く採用されています。
        この方法の面白い点やなぜこの方法が生まれたのかなどを紹介します。
3. エレクトロスピニングでナノファイバーを作るためのノウハウ
   1. 溶液の作り方
      • 溶液濃度、溶媒の選定などを説明します。
   2. 電圧と電流
      • 電圧が高いほど細いナノファイバーができるわけではありません。
        また電流をきちんとモニタリングしないと思わぬ感電をすることもあります。
   3. ノズルの作り方
      • ノズルの太さや形状などについてご紹介します。
   4. ナノファイバーを回収するターゲットの作り方
      • ナノファイバーを一方向に配向させたり、綿状に堆積させたりするための工夫を紹介します。
   5. オンラインによる実演
      • 実際のカトーテック社のNEUや手作りの装置を用いてエレクトロスピニングの実演をします。
4. ナノファイバーの用途
   1. バイオ・メディカル用途
   2. フィルター用途
   3. 食品用途
   4. 複合材料補強材用途
5. エレクトロスピニング法ナノファイバーの安全性
6. セルロースナノファイバーとエレクトロスピニング法ナノファイバーの違い
   • セルロースナノファイバーは天然由来で非常に多くの企業でも取り組みを始めています。
     用途やその性能について紹介します。
7. セルロースナノファイバーの今後
   • セルロースナノファイバーには多くの製紙メーカーや成形加工メーカーも取り組んでいます。
     それらを通してこれらの実用化に向けた方向性を紹介します。
• 質疑応答