セルロースナノファイバーの樹脂との複合化技術とその応用

第1部 セルロース/PP複合材料開発における無水マレイン酸変性PPの機能と役割

(2025年9月11日 10:30〜12:00)

　ポリプロピレン (PP) 系複合材料設計において「相溶化剤」は必須添加剤であり、一般に無水マレイン酸変性PP (MAPP) が使用されている。 　MAPPは“たかが“添加剤ではあるが、分子量/グラフト量バランス、ベース樹脂等の違いにより、複合材料の機械的物性に大きな影響を与える。昨今、活発に研究開発が進められているセルロースナノファイバー (CNF) やミクロフィブリル化セルロース (MFC) とPPの複合化においてもCNF、MFCの分散性向上や界面結合形成等の重要な役割を担っている。 　本講演では、無水マレイン酸変性PPの相溶化剤としての機能について、また、当研究室で行っているセルロース/PP複合化に関する研究内容について紹介する。

1. 無水マレイン酸変性PP (MAPP)
   1. グラフト反応メカニズムとその構造
   2. 分子量/グラフト量バランス
2. MAPPの添加効果
   1. ガラス繊維強化ポリプロピレン (GFRPP)
   2. ウッドプラスチック (WPC)
   3. 各種フィラーとの複合材料
3. セルロース/PP複合材料の開発
   1. セルロース/PP複合化の課題と解決へのアプローチ
   2. セルロースナノファイバー (CNF) /PP
   3. ミクロフィブリル化セルロース (MFC) /PP
• 質疑応答

第2部 京都プロセスの最近の成果

〜高耐衝撃PP、摺動材料、高バイオ難燃材料〜

(2025年9月11日 13:00〜14:00)

　セルロース繊維強化プラスチックの社会実装には、目標製品ごとに、プラスチック種を選択し、セルロース繊維を上手く複合化しなければなりません。 　本講演では、最近の複合化例の中で、要求性能に応えられるように上手く複合化できた材料 (高衝撃PP、摺動ナイロン、高バイオ度材料) の特性とメカニズムについて紹介します。 　いずれの材料もセルロースの特徴を反映させた材料となっています。CNF/プラスチックスの用途展開のヒントを得ていただければ幸いです。

1. CNF強化プラスチック一貫製造プロセス「京都プロセス」の概要
2. 京都プロセスによる高弾性率CNF/PPの複合化
   1. セルロース解繊促進技術
   2. 相容化技術
   3. 曲げ特性など
3. 京都プロセスによる高耐衝撃PP
   1. 要求性能
   2. 耐衝撃性、曲げ特性
   3. 耐衝撃性発現メカニズム
4. 京都プロセスによる高摺動性リサイクルポリアミド
   1. 要求性能
   2. 材料構成
   3. 摺動性評価
5. 京都プロセスによる高バイオ度難燃材料
   1. 要求性能
   2. 力学的特性
   3. 難燃性
6. その他材料事例
• 質疑応答

第3部 疎水化CNFの調製とUV硬化性モノマーとの複合化による屈曲性の高いハードコート材の開発

(2025年9月11日 14:40〜15:40)

　植物由来の機能性ナノ繊維であるセルロースナノファイバー (CNF) は、透明な補強材料として期待されています。さらに、CNF繊維表面の疎水化により、材料の強度を上げるだけでなく靭性も向上させられることが分かっています。 　東亞合成では、独自の酸化技術で分散性の高いCNFを開発し、「アロンフィブロ」として上市しています。当社では、疎水化したCNFと、UV硬化性モノマー「アロニックス」を複合化することで、本来は硬いが脆いハードコート材に、硬くて曲がる機能性を付与させられました。本講演では、その内容に関して紹介します。

1. セルロースナノファイバー (CNF) の基本知識
   1. セルロースの高次構造
   2. CNFの種類
   3. 東亞合成のCNF「アロンフィブロ」とその水系応用展開
2. CNFの表面修飾技術
   1. 対イオン交換による疎水化
   2. 水酸基の変性による疎水化
3. CNFとUV硬化性モノマー「アロニックス」との複合化
   1. UV硬化性モノマーの基本とその用途例
   2. ハードコート材の構造とその応用展開
   3. CNFとハードコート材の複合化と各種物性評価
• 質疑応答