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。

完全にナノ化しないナノセルロースの効果（ゴム補強）

内容

　ナノセルロース（セルロースナノファイバー/CNF）により、ゴムは効果的に補強することができます。本研究では、どのようなナノセルロースがゴムを最も効果的に補強できるのかを明らかにするため、パルプを原料として、解繊処理方法を変えることで、様々なサイズ（主に幅）のナノセルロースやセルロースナノファイバーを調製しました。これらを用いてゴム補強効果を調べた結果、完全にナノ化（幅約20nm）したナノセルロースではなく、部分的にナノ化したセルロースファイバー（サブミクロンファイバー）が最も効果的に補強できることを明らかにしました。特に、低伸張領域での、物性向上が顕著です。剛直な主ファイバーの表面に、ナノのフィブリルが存在することで、ゴムマトリックスとアンカー効果により複合化し、剛直ファイバーにより弾性率も大きく向上すると考えています。
　部分的にナノ化したセルロースファイバー（部分ナノ化セルロースファイバー／サブミクロンファイバー）で補強効果が最も良いと言うことは、補強用ナノセルロース（部分ナノ化セルロースファイバー）の製造コストは劇的に低減できると考えています。

参考：「研究紹介」−「ナノセルロースによる天然ゴム補強技術」

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"

説明図

追記事項

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