セルロース材料グループでは、「作る」「知る」「使う」のサイクルで研究開発を進めています。

当研究グループで得られた知見や開発した技術の例をご紹介します。

ナノセルロースによる天然ゴム補強技術

内容

　ゴムは単体では強度がほとんどありません。そのため、フィラーの添加がとても重要です。タイヤなどのゴム製品では、カーボン・ブラックが大量に添加されています。しかし、ナノセルロースを、添加すると、とても少ない量で、カーボン・ブラック以上の補強効果を発揮させることができます。
　実験では、天然ゴムラテックス（水分散液/エマルジョン）に含水ナノセルロース（セルロースナノファイバー/CNF）を複合化しました。複合化系は水系であるため、疎水性のポリプロピレン等に複合化する場合と比較して、容易と思われがちです。しかし、ナノセルロースは超微細な長い繊維であり、スターラーやプロペラ式撹拌機などで、必要以上にプロペラ式装置などで撹拌・混合すると、ナノセルロースは凝集して、ダマを形成する場合があります。
　そこで、当研究グループでは、遠心力を活用する混合装置を用いて天然ゴムエマルジョンと含水ナノセルロースを複合化しています。

参考：「技術のポイント」−「ナノセルロースを水系で混ぜるのも簡単ではない。」

参考文献等

Akio Kumagai, Naoko Tajima, Shinichiro Iwamoto, Takahiro Morimoto,Asahiro Nagatani,Toshiya Okazaki, Takashi Endo, International Journal of Biological Macromolecules, 121, 989-995 (2019), "Properties of natural rubber reinforced with cellulose nanofibers based on fiber diameter distribution as estimated by differential centrifugal sedimentation"

複合化プロセス

補強結果

装置・設備への リンク

「特殊ミキサー」
・自転・公転ミキサー　／　(株)シンキー　あわとり練太郎　ARE-310
・公転自転撹拌脱泡装置　／　(株)写真化学　カクハンター　SK-300SII
・公転自転撹拌脱泡装置　／　(株)写真化学　カクハンター　SK-1100

追記事項

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