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植物由来ポリマー・複合材料の開発    
[コードNo.11STA074]

■体裁/ A4判上製本 305ページ
■発行/ 2011年12月22日 S&T出版(株)
■定価/ 64,800円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-86428-031-0
 
★「植物由来ポリマーは石油由来樹脂に敵わない」を覆す!

書籍趣旨

本書は、「植物由来ポリマーは石油由来樹脂に敵わない」を覆す!をコンセプトにまとめたものです。

ポリアミドでは、従来樹脂を凌ぐ性能を兼ね備えた植物由来樹脂が開発され、実用化が進んでいます。また、これまでに使われていなかった新原料や植物由来成分が利用できなかった樹脂で、植物由来原料の利用技術が開発されています。植物由来ポリマーの代表格であるPLA樹脂では製造プロセスの革新による低コスト化、絶え間の無い合成、複合化や成形方法による物性・機能・環境性能の向上により、様々な工業用途で採用が広がっています。本書では、これらの最先端の技術進歩を材料開発と用途開発の両面からまとめています。新たな環境負荷低減材料の開発・採用にお役立てください。

著者

平川亮太帝人(株)
三好孝則帝人(株)
三田寺淳三菱ガス化学(株)
山崎聡三井化学(株)
黒木一博昭和電工(株)
かん凱北陸先端科学技術大学院大学
※「かん」は門構えに敢です
金子達雄北陸先端科学技術大学院大学
郷義幸住友ベークライト(株)
湯川英明(財)地球環境産業技術研究機構
大久保明浩群栄化学工業(株)
位地正年日本電気(株)
松村秀一慶應義塾大学
越智杏奈北海道大学
渡辺剛志北海道大学
田口精一北海道大学
間瀬暢之静岡大学
玉川英幸キリンホールディングス(株)
生嶋茂仁キリンホールディングス(株)
合田公一山口大学
仲井朝美京都工芸繊維大学
木口実(独)森林総合研究所
宮保淳アルケマ(株)
三木康弘(株)カネカ
神澤岳史滋賀県東北部工業技術センター
小田顕通帝人(株)
庄司信一郎帝人(株)
上田一恵ユニチカ(株)
山本広志パナソニック電工(株)
上田芳久パナソニック電工(株)
斉藤英一郎パナソニック電工(株)
野々川竜司帝人(株)
北村卓朗帝人(株)
河西容督日産化学工業(株)
浅井茂雄東京工業大学
田中孝明新潟大学
廣本恭之UMG ABS(株)
国宗範彰(株)クニムネ
寺澤勇三菱自動車工業(株)
常岡和記三菱自動車工業(株)
種田尚広三菱自動車工業(株)
土屋浩一三菱自動車工業(株)
野口勉ソニー(株)
原田忠克(株)リコー
高木誠一富士ゼロックス(株)
生野雅也富士ゼロックス(株)
水谷善教リスパック(株)
西田政弘名古屋工業大学
西田治男九州工業大学
附木貴行九州工業大学
白井義人九州工業大学

目次

第1章新しい植物由来ポリマー・材料とプロセス開発
第1節植物由来バニリン酸ポリエステルの開発
1バニリン酸由来のポリマーについて
2バニリン酸C2ポリマーの合成
2.1ポリマーの合成
2.2ポリマーの評価
3バニリン酸C2ポリマーの基本特性
3.1熱特性
3.2結晶性の評価
3.3溶融粘度の評価
4成型体の物性
4.1射出成型による成型体の作製
4.2機械特性
4.3耐溶剤性
第2節植物由来高耐熱ポリアミド(LEXTER)の開発
1LEXTERの特徴
1.1LEXTERの概要
1.2LEXTERのグレード
1.3LEXTERの吸水率と吸水時物性
1.4LEXTERのバリア性
1.5LEXTERの耐薬品性
2LEXTERの用途
2.1射出成型用途
2.2フィルム・繊維用途
2.3改質用途
第3節植物由来ポリウレタンの開発
1ポリウレタンの市場と化学
1.1ポリイソシアネート
1.2ポリオール
2植物由来ポリウレタンフォームの開発
2.1開発コンセプト
2.2植物由来原料の選定と植物由来ポリウレタンフォームの位置づけ
2.3第一世代植物由来(バイオ)ポリオールの開発
2.4第二世代植物由来(バイオ)ポリオールの開発
3植物由来(バイオ)ポリウレタンの動向
3.1最近の開発事例
3.1.1硬質フォーム
3.1.2塗料
3.1.3エラストマー
3.1.4複合材
3.2植物由来のポリウレタン原材料
3.2.1ポリオール
3.2.2ポリイソシアネート
4今後の技術課題
第4節植物由来不飽和ポリエステル樹脂の開発
1植物由来不飽和ポリエステル樹脂の開発
1.1一般グレード
1.2軟質グレード
1.3硬質グレード
1.4ガラス繊維含浸性評価
第5節高性能・高機能植物分子由来プラスチックの開発
1カーボンマイナス
2分解性プラスチック
3高分子設計
44-ヒドロキシ桂皮酸ホモポリマー
53,4-ジヒドロキシ桂皮酸由来高分岐高分子
6高耐熱性バイオプラスチック
7全芳香族アミノ酸の利用
第6節バイオリファイナリーの新潮流 −グリーンフェノール製造への挑戦−
1フェノール樹脂について
1.1100 年の歴史を有するフェノール樹脂
1.2フェノール樹脂とは?
1.3市場規模
2フェノール樹脂の利用分野と技術動向
2.1成形材料
2.2工業用フェノール樹脂
2.3フェノール樹脂のリサイクル技術
3グリーンフェノール製造法への挑戦
3.1高生産性RITE バイオプロセス
3.2RITE バイオプロセスの特質とフェノール生成
第7節糖鎖技術を利用したフェノール樹脂誘導体の開発
1澱粉を出発原料としたフェノール系バイオマス樹脂
1.1合成及び樹脂特性
1.2フェノール成形材料への適用検討
1.3エポキシ樹脂硬化剤への適用検討
2非可食加工澱粉廃棄物を利用したフェノール系バイオマス樹脂
2.1合成及び樹脂特性
2.2フェノール成形材料への適用検討
3バイオマスエポキシ樹脂
第8節セルロース・カルダノール利用による新バイオプラスチックの開発
1カルダノール付加セルロース樹脂開発の目的
2安定供給性のある非食用の天然有機物:カルダノール
3カルダノール付加セルロース樹脂の合成
4カルダノール付加セルロース樹脂の特性
5まとめと今後
第9節新規バイオベースエラストマーの酵素触媒重合による合成
1ポリリシノール酸型熱硬化性エラストマー
2イタコン酸含有ポリエステル型エラストマー
3大員環ラクトンー12HSポリエステル型熱可塑性エラストマー
第10節微生物を用いた乳酸ポリマーのワンステップ重合法
1バイオポリマーの微生物合成システム(微生物工場)
2乳酸ポリマー微生物工場の誕生
3乳酸分率向上を目指した微生物工場の改善
4PLAおよび多元乳酸ポリマーの合成と物性
第11節金属・有機溶媒フリー ポリ乳酸合成:有機分子触媒と超臨界二酸化炭素の活用
1金属・有機溶媒フリー ポリ乳酸合成
2ポリ乳酸の粒子化
第12節トルラ酵母Candida utilisを用いた乳酸の発酵生産
1細菌による乳酸の生産
2Saccharomyces属酵母、Kluyveromyces属酵母による乳酸の生産
3トルラ酵母Candida utilisによる乳酸の生産
4キシロースからの乳酸の生産
第2章物性と機能の向上技術
第1節グリーンコンポジット用強化材としての植物系天然繊維 −力学評価と特性発現性−
1天然繊維の構造・形状と断面積変動
2天然繊維の力学的挙動
3天然繊維の強度・剛性評価
4天然繊維の強度分布モデル
第2節オール天然材料による複合材料
1含浸性向上のための成形技術確立
2天然由来表面処理技術の開発
3天然由来表面処理と化学表面処理の比較
第3節木材・プラスチック複合体の技術動向と評価
1木材・プラスチック複合体(WPC)の動向
1.1WPC市場の動向
1.2WPCの用途
2WPCの性質
2.1強度的性質
2.2耐水性能
2.3耐久性能
2.3.1耐朽性能
2.3.2耐候性能
3環境性能
4今後の展開
4.1建築部材
4.2耐久性
4.3使用ポリマー
第4節ヒマシ油由来エンジニアリングプラスチック ポリアミド11の高機能化
1注目される原料 ヒマシ油
2ポリアミド11の歴史と現状
3ポリアミド11およびヒマシ油由来エンジニアリングプラスチックの高機能化
3.1ポリエーテルブロックアミドのハードセグメントのポリアミド11への転換(Pebax Rnew)
3.2耐熱柔軟グレードの開発(Rilsan HT)
3.3高耐熱グレード(融点300℃以上)の開発(Rilsan THT)
3.4低融点高弾性率ポリアミドの開発(Rilsan XD)
3.5植物由来透明ポリアミドの開発(Rilsan Clear G830 Rnew)
3.6ホットメルト向け植物由来ポリアミド材料の開発 (Platamid Rnew)
第5節植物由来微生物産生ポリエステルの開発と応用展開
1植物由来微生物産生ポリエステルの開発動向
2アオニレックスの特徴
3アオニレックスの成形加工性
4用途展開
第6節リアクティブプロセッシングによるポリ乳酸のブレンド技術と高機能化
1押出機とリアクティブプロセッシングの位置づけ
2リアクティブプロセッシングによるポリオレフィン材料の官能化技術
3リアクティブプロセッシングによるポリ乳酸の改質研究
3.1末端基反応を利用したポリ乳酸ブレンド
3.2ラジカル発生剤を利用した主鎖への化学結合直接導入によるポリ乳酸ブレンド
3.2.1官能化法
3.2.2動的架橋法
第7節ステレオコンプレックスポリ乳酸の開発
1ステレオコンプレックスポリ乳酸(scPLA)
1.1scPLA研究概要
1.2scPLAの結晶構造と特徴
1.3ステレオコンプレックス結晶の安定生成技術
2バイオフロントの耐久性向上検討
2.1溶融安定性
2.2耐加水分解性
3バイオフロントのその他特性
3.1結晶性
3.2耐溶剤性
4バイオフロントの実用例
4.1繊維での展開
4.2フィルムでの展開
4.3成型品での展開
第8節電子機器筐体適用における植物由来材料の耐加水分解性向上
1ポリ乳酸の課題
1.1耐熱性
1.2耐加水分解性
2ポリ乳酸の耐熱化技術
3ポリ乳酸の耐加水分解性向上
4電子機器筐体への応用
第9節ハイサイクル・高耐衝撃性・高耐久性を実現するポリ乳酸成形材料
1ステレオコンプレックス型ポリ乳酸の特徴
2ポリ乳酸実用化のための課題および目標値
3アプローチと検討の概要
3.1成形サイクルの短縮
3.2耐衝撃性の向上
3.2.1耐衝撃性付与剤の複合化
3.2.2結晶化度の制御
3.3高耐久性の付与
第10節結晶核剤添加によるPLAの成形速度の向上
1結晶化と結晶核剤
1.1高分子の結晶化
1.2ポリ乳酸の結晶化
2フェニルホスホン酸金属塩添加による結晶化
2.1結晶化に伴う発熱挙動の観察
2.2偏光顕微鏡による結晶成長の観察
2.3成形試験でのサイクルタイムの評価
2.4核化促進要因の考察
3高機能グレードの開発
第11節高圧CO2を用いたポリ乳酸の微細発泡化
1高圧CO2処理によるPLLAの発泡化
2高圧CO2処理及び加熱処理により作製したPLLA発泡体の発泡構造
3高圧CO2処理したPLLAフィルムの構造
4高圧CO2処理及び加熱処理によるPLLAフィルムの発泡の機構
第12節ポリ乳酸多孔質膜の開発
1ポリ乳酸の生産と分解
1.1ポリ乳酸の生産
1.2ポリ乳酸の分解
2ポリ乳酸の多孔質化
2.1多孔質化の目的
2.2多孔質化の方法
2.2.1発泡法
2.2.2ポロジェン溶出法
2.2.3相分離法
2.3相分離法を用いた多孔質化
2.3.1非溶媒誘起相分離法
2.3.2熱誘起相分離法
2.3.3乾燥操作による孔径制御
3ポリ乳酸多孔質膜の応用
3.1分離膜としての応用
3.2複合材料への応用
第13節ABS/PLA系アロイ
1ABS/PLA系アロイ材料の特徴
2ABSを用いたPLAの改質方法
2.1耐衝撃性の改善
2.2耐熱性の改善
2.3耐久性の改善
2.4発色性の改善
2.5リサイクル性
2.6当社製品のラインアップ
第14節耐熱ポリ乳酸樹脂の射出成形加工
1ポリ乳酸樹脂の特性
2耐熱化手法
2.1結晶核剤
2.2モノマー純度
2.3ポリマーの架橋
2.4ステレオコンプレックス
2.5ポリマーアロイ・ブレンド
3金型内での結晶化
4金型急速加熱冷却法
4.1特殊金型
4.2温冷設備
5成形例
5.1高温金型
5.2急温急冷金型
6その他の耐熱成形加工
第3章ユーザーにおける植物由来材料の適用と要求特性
第1節自動車部品への植物由来材料の適用と要求特性
1液状化木材フェノール樹脂
1.1液状化木材フェノール樹脂
1.2成形材料の製造工程
1.3自動車用カップ型灰皿の要求性能
1.4成形材料の性能
1.4.1射出成形性
1.4.2耐湿熱老化性
1.4.3耐熱性
1.4.4難燃性および消火性
1.4.5CO2排出量
1.4.6その他の性能
1.5今後の課題
2PTT繊維フロアマット
2.1PTT繊維フロアマット
2.2PTT繊維フロアマットの特徴
2.3CO2排出量
3綿PETシート生地
3.1綿PETシート生地の特徴
3.2CO2排出量
3.3その他性能
4竹繊維PBSボード
5PLA繊維フロアマット
6開発中の部品
6.1植物由来ポリエステルウォ―タプルーフフィルム
6.2植物由来ウレタンクッション
6.3竹繊維植物由来ウレタン内装ボード
7今後の課題
第2節ソニーにおける家電・電子機器への植物由来材料の適応と要求特性
1植物原料プラスチックの導入事例
1.1製品導入事例
1.2実用化に向けての要求特性
2材料開発事例
2.1難燃化技術
2.2結晶化促進技術
2.3繊維添加による耐熱性向上
第3節リコーにおける画像機器への植物由来樹脂の適用と要求特性
1植物由来樹脂の課題
2植物由来樹脂の適用事例
3将来に向けた植物由来樹脂関連技術の開発
第4節富士ゼロックスにおける事務機器への植物由来材料の適用と要求特性
1植物由来材料の複合機・プリンターへの適用
1.1難燃ABS代替可能な植物度30%の植物由来プラスチックの開発
1.2難燃ABS代替可能な植物度30%の植物由来材料の複合機・プリンター部品への適用
2要求特性と技術アプローチの例
2.1基本特性と機能特性
2.1.1機能特性の評価方法
2.2要求仕様達成のための技術アプローチの例
2.2.1難燃化アプローチ
2.2.2機能特性確保アプローチの例
第5節食品容器におけるバイオマスプラスチックの適応と要求性能
1PLA事業の経緯
2PLAの特徴
2.1石油資源の節約
2.2地球温暖化問題
2.3廃棄物増大
3食品容器に求められる要求性能
4PLAの物性
4.1耐熱性
4.1.1石油系樹脂との複合化による耐熱性の改良
4.1.2結晶化による耐熱性の改良
4.2耐衝撃性
5使用事例
6今後の展望
6.1PLAの改質
6.2その他バイオマスプラスチック容器の開発
第4章バイオマスプラスチック、複合材料の力学特性評価
1エステル化澱粉
1.1ひずみ速度の影響
1.2吸水の影響
1.3試験片温度の影響
1.4温度上昇の測定
2ポリアミド11
2.1ひずみ速度の影響
2.2吸水の影響
2.3温度の影響
3PLLA/PCLポリマーブレンド
3.1エネルギー解放率
3.2ひずみ速度の影響
3.3配合比率の影響
4PLA/PBATポリマーアロイ
4.1圧縮特性
4.2引張特性
5でんぷん/PLA/PBATポリマーブレンド
5.1衝撃特性
5.2吸水の影響
5.3温度の影響
第5章ポリマーアロイからのポリ乳酸の資源循環
1ポリ乳酸系ポリマーアロイの展開
2ポリマーアロイからの選択分解・分離特性の理論的検討
2.1動力学解析方法の改良
3実用的な熱分解触媒の検討
3.1酸化マグネシウム触媒の高性能化
3.2PPの安定化剤のMgO触媒活性への影響
3.3水酸化アルミニウム含有ポリ乳酸コンポジットの熱分解反応の主因子の探索
3.4MgOとAl(OH)3の共触媒効果
4押出成形機によるケミカルリサイクル実証試験
4.1試験装置の構造
4.2PLLA/PP/MgOブレンドからのPLLA選択的ケミカルリサイクル
4.3PLLA/PP/Al(OH)3ブレンドからのPLLA選択的ケミカルリサイクル
4.4Al(OH)3/MgO共触媒系の効果
5残渣汎用樹脂のマテリアルリサイクル性
6PLLAケミカルリサイクルにおける共存成分のポジティブおよびネガティブマップ



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