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木質バイオマスのマテリアル利用・市場動向    
Material-use and Market Trend of Woody Biomass
[コードNo.2015S801]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■体裁/ B5判 254ページ
■発行/ 2015年7月31日 (株)シーエムシー出版
■定価/ 81,000円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-1082-4

 
★日本に豊富に存在する木質バイオマスの材料開発・市場動向を一冊に!
★セルロースナノファイバー(CNF)やリグニンをはじめ、木材プラスチック複合材料(WPC)、天然繊維強化複合材料などの
  開発動向を代表的研究者が詳述!
★木質ボードや合板、WPC、セルロース、リグニン、ヘミセルロース、セルロース誘導体などの市場・メーカー動向を解説!

キーワード

木質系材料 / セルロース / セルロースナノファイバー(CNF) / リグノCNF / TEMPO触媒酸化法 / リグニン / ヘミセルロース / セルロース誘導体 / 木材プラスチック複合材料(WPC) / 相溶化剤 / 無水マレイン酸変性ポリプロピレン / 熱可塑性樹脂 / 木材液化 / 天然繊維強化複合材料 / 流動成形 / 成形加工 / 竹 / 木粉 / 集成材 / 合板 / セルロース断熱材 / 木質ボード / 市場動向 / メーカー動向

刊行にあたって

 日本の森林は約2500万haあり、国土面積に占める森林面積は約67%。森林面積は過去約40年間横ばいで推移している。我が国は森林大国といえる。その森林資源=木質バイオマスは、石油資源に代替し得る可能性のある、再生可能でカーボンニュートラルな資源として注目を集めている。

 2012年7月1日にスタートした再生可能エネルギーの固定価格買取制度を契機に、間伐材や製材所廃材などの未利用木材をエネルギー源とした木質バイオマス発電所の建設ラッシュが起こった。これは木質バイオマスのエネルギー利用としての側面である。

 一方でマテリアルとしての利用開発も継続して行われてきた。既に実用化が進む木材とプラスチックの複合体である木材プラスチック複合材料(WPC)、そしてセルロースナノファイバー(CNF)やリグニンの研究開発がある。特に、鋼鉄の1/5の軽さで5倍超の強度を有するCNFや芳香族資源であるリグニンの利用に関して注目が高い。国は「日本再興戦略」2014年改訂版にCNFの産業化を明記するなど力を入れている。

 最近はCNFがリグニンで覆われたままの状態であるリグノCNFの研究開発も活発である。従来はリグニンを除去してCNFのみを精製していたが、リグノCNFのまま用いることでリグニン除去工程を簡略化でき、強度もより強くなる。
上記のように盛り上がる木質バイオマスのマテリアル利用について、本書はその最新の開発動向と市場動向をまとめたいという考えから企画した。  【開発編】では、木質バイオマスの変形加工技術や液化処理、木材プラスチック複合材料、木質繊維を利用した繊維強化プラスチック、そしてCNF・リグノCNFやリグニンの開発動向について、各分野の代表的な専門家の方々のご協力を得て解説して頂いた。

 【市場編】では、集成材・合板・木質ボード・セルロース断熱材・竹素材などの木質系材料、WPC、セルロース、リグニン、ヘミセルロース、セルロース誘導体などの市場・メーカー動向に関して、独自取材に基づいた最新の情報を掲載している。

 製紙、樹脂、建材、化学、繊維、自動車など木質バイオマスのマテリアル利用に関心をお持ちの方々の情報収集の一助となれば幸いである。

シーエムシー出版 編集部

著者一覧

金山公三京都大学
伊藤弘和トクラス(株)
青木憲治化薬アクゾ(株)
吉岡まり子京都大学
栗本康司秋田県立大学
合田公一山口大学
西田治男九州工業大学大学院
附木貴行金沢工業大学
矢野浩之京都大学
遠藤貴士国立研究開発法人 産業技術総合研究所
舩岡正光三重大学
野寺明夫出光ライオンコンポジット(株)

目 次

【開発編】
第1章木質系材料の流動性発現と大変形加工技術  (金山公三)
1はじめに
2木材の微細構造と流動成形
3流動成形例と各種特徴
4おわりに
第2章木材とプラスチックの複合材「ウッドプラスチック」  (伊藤弘和)
1はじめに
2ウッドプラスチックの概要
2.1ウッドプラスチックの歴史
2.2ウッドプラスチックの製造方法
2.2.1ウッドプラスチックの原料
2.2.2コンパウンド化
2.2.3成形
2.3ウッドプラスチックの規格化
2.4エクステリア用途向けウッドプラスチックの展開
3プラスチック製品に向けた展望
3.1フィラー充填プラスチック分野に向けて
3.2繊維補強プラスチック分野に向けて
3.3ウッドプラスチックのポテンシャル
3.3.1軽量化
3.3.2有機素材
3.3.3フィラー形状の多様化
3.3.4高充填化
3.4プラスチック製品への実用化に向けた課題
4まとめ
第3章木質プラスチック複合材料(WPC)における相溶化剤の機能と役割   (青木憲治)
1はじめに
2接着のメカニズム
3相溶化剤の役割
4相溶化剤の種類
4.1極性モノマー共重合体
4.2グラフト変性ポリマー
5グラフト反応のメカニズム
5.1無水マレイン酸変性ポリエチレン
5.2無水マレイン酸変性ポリプロピレン
5.2.1グラフト率と分子量
6おわりに
第4章植物バイオマス―プラスチック複合材料の開発  (吉岡まり子)
1はじめに
2木粉以外のバイオマスの混練複合材料化検討
3セルロースナノファイバー/ポリエチレン複合体のリチウムイオン電池用セパレータへの応用
3.1セルロースの化学修飾と微細化・ナノファイバー化
3.1.1セルロースの化学修飾と微細化・ナノファイバー化の方法
3.1.2セルロースの化学修飾と微細化・ナノファイバー化の検討結果
3.2CeNF複合ペレット製造
3.2.1CeNF複合ペレット製造方法
3.2.2CeNF複合ペレットの分散状態
3.3CeNF複合セパレータの製造
3.3.1CeNF複合セパレータ製造方法
3.4セパレータの特性
3.4.1セパレータ特性の評価方法
3.4.2CeNF複合セパレータ特性および電池評価結果
3.5セルロースナノファイバーのリチウムイオン電池用セパレータへの応用に関する上記取扱いおよびデータの考察
3.6セルロースナノファイバーのリチウムイオン電池用セパレータへの応用に関する小節の結論
4おわりに
第5章木材の液化処理によるリグノセルロース資源の再利用  (栗本康司)
1はじめに
2木材の液化処理とは
3多価アルコールによる液化処理とリグノセルロース資源の利用方法
4廃コンパネを原料とした多孔質複合体の製造とその利用
4.1骨材および液化木材の調製
4.2木材―ウレタン樹脂複合体の製造と特性
4.3農業資材としての利用
5現場施工による木質系廃材の利用
6最後に
第6章セルロース・ミクロフィブリルを骨格とする天然繊維の力学的挙動と強度評価  (合田公一)
1はじめに
2天然繊維の構造と強度特性
3天然繊維の断面形状と断面積変動
4天然繊維の力学的挙動
5天然繊維の強度分布モデルとヤング率変動
5.1天然繊維の強度分布モデル
5.2天然繊維のヤング率変動に関する一考察
6結言
第7章竹繊維利用強化プラスチックの開発  (西田治男、 附木貴行)
1はじめに
2竹の構造
3竹の解繊によるファイバー化とコンポジットの物性
4マイクロファイバーへの解繊とコンポジットの物性
4.1リグノセルロースマイクロファイバーへの解繊
4.2BP/プラスチックコンポジット(BPC)の溶融成形性
4.3BP/PPコンポジットのモルフォロジーと熱的性質
4.4BPC押出成形体の吸水性
4.5BP/PPコンポジットの機械的性質
4.6BPC成形体の帯電防止特性
5ナノファイバーへの解繊とワンポットコンポジット合成
5.1リグノセルロースナノファイバーへの解繊
5.2二軸押出機を用いたナノファイバーへの解繊
5.3BLCNF/プラスチックコンポジット
5.4BLCNF/プラスチックコンポジットの力学物性
6まとめ
第8章セルロースナノファイバー  (矢野浩之)
1はじめに
2木材の構造とセルロースナノファイバー
3セルロースナノファイバーの製造
4構造用途への展開
4.1CNFシート成形体
4.2CNF強化ポリ乳酸樹脂
4.3CNF強化ポリオレフィン樹脂
4.4CNF強化樹脂の発泡
4.5透明ナノコンポジット
4.6セルロースナノファイバー強化天然ゴム
4.7セルロースナノファイバーの染色
4.8CNF強化樹脂材料の製造プロセス開発
4.9リグノセルロースナノファイバー
5セルロースナノファイバーに関する最近の動向
第9章リグノセルロースナノファイバーの製造と複合材料への応用  (遠藤貴士)
1はじめに
2木質構造とナノファイバー製造原理
3ナノファイバー製造方法
4水熱・メカノケミカル処理技術
4.1木質組織の効率的解繊プロセス
4.2水熱・メカノケミカル処理プロセスの実際
5リグノセルロースナノファイバーの乾燥方法
6リグノセルロースナノファイバーの樹脂複合化技術
6.1木粉系複合材料
6.2ナノファイバーの樹脂への複合化のポイント
6.3凍結乾燥法によるナノファイバー複合化
6.4マスターバッチ法によるナノファイバー複合化
6.5固相せん断法によるナノファイバー複合化
7おわりに
第10章リグニンの構造と新しい応用展開  (舩岡正光)
1はじめに
2リグニンの形成とその特徴
3天然リグニンのネットワーク制御と機能性材料化
4工業リグニンの高分子材料化
5フェノールモノマー誘導技術
6リグニンの新しい応用展開に向けて
第11章リグニンによる高機能難燃材料への展開  (野寺明夫)
1はじめに
2リグノフェノールによる難燃化
2.1ポリオレフィン
2.2ポリカーボネート
2.3難燃剤との相乗効果
3リグノフェノール複合材料の特性
3.1ポリプロピレン難燃材料
3.2ポリカーボネート難燃材料
4今後の展開について
【市場編】
第1章木質バイオマスの現状と展開
1木質バイオマスの現状
2木質バイオマスの展開
3木質バイオマスの種類
3.1木材、廃材、木粉など
3.2木材パルプ
3.3セルロース
3.4ヘミセルロース
3.5リグニン
3.6セルロース誘導体
第2章木質系材料の市場動向
1木材市場の概要
2木質系材料の種類別市場動向
2.1木材/木質ボード
2.1.1集成材
2.1.2合板(plywood)
2.1.3単板積層材(Laminated Veneer Lumber:LVL)
2.1.4パーティクルボード(Particle Board:PB)
2.1.5ファイバーボード(Fiber Board:FB)
2.2木材パルプ
2.3
3開発動向
4企業動向
4.1木材/木質ボード
4.1.1集成材
4.1.2合板
4.1.3木質ボード
4.2セルロースファイバー(セルロース断熱材)
4.3ディックウッド
4.4
第3章木材プラスチック複合材料(WPC)の市場動向
1WPC素材の概要
1.1WPCの種類と特徴
1.2WPCの原料
1.2.1木材(木粉)
1.2.2樹脂
1.2.3相溶化剤
1.3WPCの生産方法
1.3.1成形性と原材料の関係
1.3.2成形設備
1.3.3その他の設備
1.3.4加飾(表面意匠付加)工程
2市場動向
2.1木粉コンパウンドの市場規模
2.2市場動向
3WPC製エクステリア製品メーカーの動向
第4章セルロースの市場動向
1セルロース材料の概要
1.1セルロース系繊維
1.2セルロース誘導体
1.3セルロースナノファイバー
2木質(植物)セルロース関連技術の動向
2.1脱リグニン技術
2.2紡糸技術
2.3セルロースナノファイバー製造技術
3市場動向
3.1セルロース粒子
3.1.1概要
3.1.2企業動向
3.2セルロース系繊維
3.2.1レーヨン(ビスコースレーヨン)
3.2.2キュプラ(銅アンモニアレーヨン)
3.2.3テンセル(リヨセル)
3.2.4アセテート(半合成繊維)
3.3セルローススポンジ
3.3.1概要
3.3.2企業動向
3.4セロファン(セロハン)
3.4.1概要
3.4.2企業動向
3.5セルロースナノファイバー
3.5.1概要
3.5.2企業動向
3.6セロオリゴ糖
3.6.1概要
3.6.2企業動向
第5章リグニンの市場動向
1概要
2リグニンの製造技術
3リグニンの市場開発動向
3.1リグニンスルホン酸塩の利用
3.2リグニン製品の研究開発動向
3.2.1リグニンポリマー
3.2.2炭素繊維の開発
3.2.3ホットメルト型接着剤
4企業動向
4.1日本製紙
4.2BASFジャパン
4.3山宗化学
4.4河野新素材開発
4.5兼松
第6章ヘミセルロースの市場動向
1ヘミセルロースの概要
2ヘミセルロースおよびヘミセルロース誘導体の種類
2.1キシラン
2.2グルコマンナン
2.3ガラクタン
2.4アラビノガラクタン
3木材ヘミセルロースの抽出技術
3.1針葉樹からのキシラン、グルコマンナンの抽出技術
3.2広葉樹からのキシランの抽出
4木材ヘミセルロース由来のオリゴ糖
4.1広葉樹キシランからのキシロオリゴ糖の製造
4.1.1酸加水分解による生成
4.1.2酵素加水分解による生成
4.1.3蒸煮による生成
4.2針葉樹からのオリゴ糖の製造
4.3その他のオリゴ糖の製造技術
5ヘミセルロースの市場開発
5.1キシロオリゴ糖
5.2キシロース、フルフラール
5.3水溶性キシラン(グルクロノキシラン)
5.4オリザロース
第7章セルロース誘導体の市場動向
1セルロースエーテル
1.1概要
1.2セルロースエーテルの市場動向
1.2.1メチルセルロース(MC)
1.2.2ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)
1.2.3ヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC)
1.2.4エチルセルロース
1.2.5ヒドロキシエチルセルロース(HEC)
1.2.6カチオン化セルロース
1.2.7ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)
1.2.8カルボキシメチルセルロース(CMC、カルメロース)
2セルロースエステル
2.1概要
2.2セルロースエステルの市場動向
2.2.1アセチルセルロース(酢酸セルロース)
2.2.2酢酸フタル酸セルロース
2.2.3ニトロセルロース
3企業動向
3.1信越化学工業
3.2ダイセル
第8章セルロース誘導体応用製品の市場動向
1医療用途
1.1医療用コーティング剤
1.1.1概要
1.1.2市場動向
1.2その他の応用製品
1.2.1医薬用高成形性結晶セルロース
1.2.2バイオ医薬製造用クロマトグラフィー充填剤
1.2.3酢酸セルロース分離膜
1.2.4セルロース発熱シート
2化粧品用途
2.1概要
2.2市場動向
2.3開発動向
3液晶用フィルム
3.1概要
3.2TACフィルムの用途
3.2.1偏光板保護(TAC)フィルム
3.2.2視野角拡大(WV)フィルム
3.2.3反射防止フィルム
3.3市場動向
3.4企業動向
3.4.1富士フイルム
3.4.2コニカミノルタ
3.4.3大日本印刷
3.4.4凸版印刷
4食品分野
5セルロース系プラスチック
6一般工業分野
6.1添加剤
6.2自動車用エンジンフィルター
6.3スピーカー用振動板



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