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Fabrication of highly dispersed cellulose nanofibers/polymer composites and their functionalization

Research Project

Project/Area Number 17K00665
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Design and evaluation of sustainable and environmental conscious system
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Yoshioka Mariko  京都大学, 農学研究科, 准教授 (30220594)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsバイオマス / セルロースナノファイバー / 変性UV硬化型ポリビニルアルコール / 水性ブロックイソシアネート / アクリロイル化変性ポリロタキサン / アセチル化セルロースナノファイバー / シンナモイル化セルロースナノファイバー / 脂肪酸表面処理炭酸カルシウム / ヒドロキシプロピルセルロース / シンナモイル化 / 光架橋 / CNFフィルム / 光重合型リグニンモデルポリマー / UV遮蔽効果 / 抗酸化能 / アセチル化 / UV硬化型樹脂 / 混練機 / 脂肪酸処理炭酸カルシウム / ポリエチレン / 凝集抑制 / 粉末セルロース / 紫外線硬化型水性ポリビニルアルコール / ブロックイソシアネート / 超高圧斜向衝突処理 / デュアルキュア / 熱安定性 / 耐水性 / ナノ分散 / 複合材料
Outline of Final Research Achievements

We succeeded in high dispersions of untreated cellulose nanofiber (CNF), acetylated CNF and cinnamoylated CNF into acryloylated modified polyvinyl resin, hydrophobic acryloylated resin and cinnamoylated hydroxypropyl cellulose,respectively. At that time, suitable amount additions of aqueous blocked isocyanates and acryloylated modified polyrotaxanes enhanced water resistance-durability and anti-shock property of the composite films.
CNF coated in fatty acids surface-treated calcium carbonate, that has surface activating abilities, well dispersed in polyethylene(PE) to enhance the tensile strength of PE.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

CNFの樹脂中への高分散を実現するには、水性樹脂への場合は未処理のままで問題ないが、疎水性樹脂の場合、当然のことながらCNFにできるだけ該樹脂の表面エネルギーに近い化学修飾を施すことが求められる。また、CNFはその表面積が極めて大きいため、セルロースⅠの結晶構造を残しながらできるだけ密度の高い化学修飾を施すことが重要であることが示されたところに学術的意義が存在する。
本検討においてCNFで補強した樹脂は、低エネルギー消費のUV硬化型や汎用樹脂PEである。CNFを添加するとより薄いフィルムで間に合うことにもなり、低炭素化に加えて省エネルギー、省資源の面からも社会的意義が存在すると考える。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 1 results) Book (5 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] セルロースナノファイバーの複合化技術2017

    • Author(s)
      吉岡まり子
    • Journal Title

      ケミカルエンジニヤリング

      Volume: 62 Pages: 16-24

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      礒本菜緒、吉岡まり子、上高原 浩
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      サイエンス&テクノロジー(株)
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      吉岡まり子
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    • Inventor(s)
      白石信夫、吉岡まり子、藤本栄之助、安井裕彦
    • Industrial Property Rights Holder
      藤井基礎設計事務所、清水建設、神鋼環境ソリューション
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-174322
    • Filing Date
      2017
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URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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