京都プロセス、セルロースナノファイバー強化樹脂複合材料を製造

京都大学生存圏研究所の矢野浩之教授を中心とする産官学連携グループでは、高強度・軽量で耐熱性があり、樹脂との相溶性に優れたセルロースナノファイバー強化樹脂複合材料を効率的に製造するための研究を、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)のプロジェクトとして実施してきました。その成果の一つとして開発されたのが京都プロセスで、木材や竹などの原料からCNF強化樹脂複合材料を一気通貫で連続生産するものです。

プロセスの概略図を示します。

京都プロセス

このプロセスでは、原料バイオマスからリグニンが残存したリグノパルプを製造したのち、これを予備解繊し、シート化します。続いてこれをアセチル化して耐熱性を付与したのち、粉砕してから樹脂と混練することで、混練中にリグノパルプの繊維をナノレベルにまで微細化することができます。できたマスターバッチをさらに樹脂と混錬してペレットを製造しますが、このペレットは射出成形によりさまざまな形状に加工することができます。従来の方法では、パルプをナノレベルまで解繊してから化学修飾したのちに樹脂と混ぜていましたが、このプロセスでは樹脂と混ぜる段階ではナノレベルにする必要がないので、時間とエネルギーが節約できるとのことです。

京都大学宇治キャンパス内で、このプロセスのベンチスケールプラントが稼働しているほか、関連特許として
特許第5500842号:セルロースナノファイバーの製造方法
特許第 5836361 号:透明樹脂複合材料
が成立しています。

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