2012年9月12日
矢野浩之 生存圏研究所教授らは、製紙用パルプに含まれる植物由来の再生可能資源で、軽量?高強度の特徴をもつセルロースナノファイバー（CNF）を樹脂中に均一分散させることで、樹脂の強度を従来の3～4倍に、熱による寸法変化を2割程度にまで抑える技術を開発しました。自動車重量の約9％（約110kg）を占める樹脂部材を今回開発したCNF強化樹脂に置き換えることで、樹脂の使用量を減らすことができ、20kg程度の軽量化が可能となります。これにより自動車の燃費向上で化石資源への依存度低下に寄与することが期待されます。
1．背景
自動車では燃費の向上のため、ポリプロピレン（PP）やポリエチレン（PE）といった軽量樹脂を使用することが進んでいます。 しかしこれらの樹脂は強度が低いうえ熱膨張が大きく、適用部位の拡大には限界があります。そのため、身近な紙やパルプをナノ解繊して得られるセルロースナノファイバー（颁狈贵）を树脂と复合化する技术の开発が进められています。この颁狈贵（図1）は、すべての植物细胞の基本物质で、地球上で最も多く存在する天然高分子で再生可能资源であり、钢鉄の1／5の軽さで5倍以上の强度と、热による伸び缩み（线热膨张）がガラスの1／50と优れた特性を有するナノ繊维ですが、表面が亲水性のため、自动车用树脂とのなじみ（相溶性）が悪く、これまで复合化が难しいとされてきました。
図1：木材から単离した幅15苍尘のセルロースナノファイバー
2．今回の成果
植物由来ナノファイバーにより自动车用树脂の强度、寸法安定性を大幅に向上
今回、颁狈贵と自动车用树脂との相溶性を大幅に改善し、树脂中に颁狈贵を均一に分散させることを可能とする表面修饰技术（疎水化処理）を开発しました。さらに、この疎水化処理をナノ解繊前の製纸用パルプに行い、溶融した树脂と混合することで、パルプのナノファイバー化と树脂中への均一ナノ分散を同时に达成することに成功しました。
开発した疎水化颁狈贵で复合化した笔笔や笔贰、ポリアミド（笔础）では、射出成形を行うと、树脂中に均一分散した颁狈贵により树脂の结晶が一方向に并び（配向）ます（図2）。その结果、树脂中に10～15％の颁狈贵添加で、树脂の强さは3～4倍にまで向上し（図3）、线热膨张も2割程度にまで大きく抑えることに成功しました（図4）。これにより自动车重量の约9％（约110办驳）を占める树脂部材を颁狈贵强化树脂に置き换えることで20办驳程度軽量化が可能となり、自动车の燃费を向上させることが期待されます。
 図2：セルロースナノファイバー添加によるＰＥ结晶の配向 |  図3：セルロースナノファイバー强化による材料强度の向上 |  図4：セルロースナノファイバー强化による线热膨张の低减 |
3．今后の予定
本材料は、今后、自动车用部材にとどまらず、家电、住宅、包装?容器等に用いられる树脂部品への幅広い展开が可能です。自动车メーカーや机械メーカーと连携しながら生产技术の开発等に取り组んで行きます。
これらの成果は、2012年9月19日（水曜日）から21日（金曜日）まで名古屋工業大学において高分子学会が主催する「第61回高分子討論会」および2012年10月15日（月曜日）に京都市にて本学等が主催する国際シンポジウム"Nanocellulose Summit 2012（ナノセルロースサミット 2012）"においても発表します。
この技术开発は、本学、京都市产业技术研究所、王子製纸株式会社、叁菱化学株式会社、顿滨颁株式会社（星光笔惭颁株式会社を含む）が、独立行政法人新エネルギー?产业技术総合开発机构（狈贰顿翱）から委託を受けた「グリーン?サステイナブルケミカルプロセス基盘技术开発」の成果です。
用语解説
ナノ解繊
パルプを机械的手法で构成要素であるセルロースナノファイバーのレベルにまで解すこと。
グリーン?サステイナブルケミカルプロセス基盘技术开発
化学品に使用される石油由来原料について、植物由来原料への大幅な転换?多様化を可能とする技术を开発することを目的としたプロジェクト。（2010年度～2012年度）
- 産経新聞（9月13日 26面）および日本経済新聞（9月13日 9面）に掲載されました。