send 夢の素材”五輪へ実用化加速　炭素繊維しのぐか「セルロースナノファイバー」

2016年2月29日 月曜日

    鉄の５分の１の重さで５倍の強度を持つとされる植物繊維由来の新素材「セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）」の実用化に向けた動きが加速している。産業創出に加え林業を活性化する波及効果が見込めるため政府も開発を後押ししており、スポーツ用品メーカーをはじめ関連企業は炭素繊維強化樹脂に代わる夢の素材として新市場創出に意欲を見せている。   「１グラムでも軽く」   「軽くて強靱（きょうじん）」な性質を使い、スポーツシューズの靴底軽量化に取り組んでいるのは、産業技術総合研究所（産総研）。開発に関わる企画主幹、岩本伸一朗さんは「アドバイザーのアシックスなどからは『１グラムでも軽くしたいというのが長距離選手の希望だ』と聞いています」と話す。試作品では、同じ性能を通常の靴底より１０％軽くできたという。目標は２０２０年東京五輪で日本選手に履いてもらうことだという。   産総研では、素材そのものの性質分析、加工法、用途開発など多面的に取り組み、研究を主導している。ＣＮＦは親水性が高く、疎水性のプラスチックとの相性があまりよくなく、いかに均一に分散させるかなど研究課題は多い。しかし、同じプラスチック強化素材として先行する炭素繊維は型に骨組み用の繊維を敷き詰めてからプラスチックを流し込むという作業が必要なのに対し、ＣＮＦはプラスチックに数％混ぜて通常の射出成型機で加工でき、既存の設備をそのまま使えるメリットもあるという。  

産総研とともに、地域連携プロジェクトで、ＣＮＦの自動車用ゴム製品への利用を研究している、丸五ゴム工業（岡山県倉敷市）のグループ会社で、作業靴などを製作する「丸五」が、靴底にＣＮＦを混ぜて耐摩耗性を向上させた作業靴を試作。自動車用部品や作業靴の底などではゴムの表面が劣化して剥落するのを防ぐ効果があるという。作業用手袋の指先にも適用してみたが、いずれにしてもコストアップと耐久性向上の兼ね合いが今後の課題だという。

  ■巨大市場創出　政府も後押し   化粧品や塗料に活用   １月末に東京ビッグサイトで開かれたナノテクノロジーの展示会「ナノテック２０１６」でも多くのブースでＣＮＦ関連の出展があり、活況を呈した。   ＣＮＦには、大手製紙会社や化学品メーカーのほか、工作機械切断装置も参入している。素材としてのＣＮＦも販売するモリマシナリー（岡山県赤磐市）では、路面に敷くプラスチックブロックなどさまざまな製品への適用を試している。また、スギノマシン（富山県魚津市）は超高圧水で物を切る「ウオータージェット」の技術を使った湿式微粒化装置に加え、自ら作製したバイオマスナノファイバーも販売。ＣＮＦだけでなくカニ由来のキチン、キトサンのファイバー素材や化粧品のサンプルを展示し、増粘材としての利用を呼び掛けている。セルロース分子には保湿効果のある水酸基と呼ばれる原子配列が多いため、医薬や化粧品などで求められる生体親和などの機能性も期待できる。  

モリマシナリーでは、経年劣化によって塗料の表面が剥がれるのを防ぐための用途についても検討。ＣＮＦがネットワーク構造を作るため、これが割れないように支えているとみている。

  昨年９月には、第一工業製薬と三菱鉛筆が「世界初の実用化」と銘打ってＣＮＦをインクに使ったボールペンを欧米で市販開始したと発表している。シングルＣＮＦをゲルインクに入れることで、低粘度のインクのようにサラサラとした書き心地でありながら、インクのかすれを防いでいるとしている。   大規模化でコスト減   木材だけでなく稲わらなど廃材からも作れるＣＮＦだが、作製にはエネルギーを使うため現状では１キロで数千円程度と素材としては決して安くない。しかし、大規模化によるコスト低減も可能で、「臨界点」を超えれば一気に拡大する可能性がある。産総研では、産学官連携コンソーシアム「ナノセルロースフォーラム」を組織しており、２８２会員（うち法人１７６社）が参加。政府の後押しも受けて、産業界は巨大市場への道をまっしぐらに進んでいる。（原田成樹）