新材料「纖維素奈米纖維」在日本用途擴大

2019/02/26


   來源於植物的新材料「纖維素奈米纖維(CNF)」的用途開始擴大。日本最大造紙企業王子控股(HD)最近開始面向消費量巨大的建築材料供貨。此外,發揮能食用的特性、優化食品口感的用途也已出現。受消費者遠離紙張困擾的日本造紙行業將其視為「救世主」。

 

   纖維素奈米纖維是使切斷為最小直徑3~4奈米(奈米為10億分之1米)的木纖維高速發生碰撞並形成一體,可與樹脂等材料結合使用。比鋼鐵輕,而強度達到5倍。同時耐衝擊性和耐熱性優良。由於能使用部分造紙生産設備,各造紙企業正競相推進開發。

 

 

 纖維素奈米纖維有望在今後普及。矢野經濟研究所的統計顯示,2017年纖維素奈米纖維供貨量為20噸,按金額計算為約4億日元。不過,量産設備的建造正在增加,到2030年年供貨量有望達到5萬噸,金額達到600億日元。日本經濟産業省則更加樂觀,提出到2030年將相關市場培育為1萬億日元規模的構想。因此,不可或缺的是用途開發。

 

   王子控股已開始供應用於確保預拌混凝土順利澆築的潤滑材料用纖維素奈米纖維。建築一線通過管子澆築預拌混凝土,存在管子內附著殘留物的難題。如果利用混入纖維素奈米纖維的潤滑材料覆蓋管子內面,可將殘留物的清除時間縮短約8成,處理費用也減少約9成。

 

摻入纖維素奈米纖維的混凝土潤滑材料

 

   由於有助於受勞動力短缺困擾的建築一線提高效率,不斷被採用。供應潤滑材料的takecite公司代表武田雅成表示,「希望到3年後採購達到目前50倍的每月1噸纖維素奈米纖維」,王子控股也考慮增強生産體制。

 


 

    纖維素奈米纖維並不常見,但實際上已首先在日常生活中使用。代表性例子是化粧品,為追求潤滑的觸感而加入到化粧水等之中。此外,因源自植物而可食用,在食品領域也有加入纖維素奈米纖維的銅鑼燒銷售。據稱能産生柔軟的口感。

 

   日本在纖維素奈米纖維開發競爭中走在前頭的是造紙行業。隨著數位化的推進,紙張的日本國內需求自2011年起持續減少,2018年與2000年頂峰時相比減少約2成。在紙張持續減産的背景下,纖維素奈米纖維的生産可以轉用既有設備,作為高附加值材料受到期待。

 

   纖維素奈米纖維用途的「頭號種子」是汽車等工業用途,碳纖維將成為競爭對手。芬蘭造紙巨頭UPM-Kymmene Oyj已推出通過纖維素奈米纖維等製造車身的概念車。

 

   邁向電動化的汽車需要輕量化且耐熱性高的材料。汽車內置的半導體和電池發出大量熱,但纖維素奈米纖維與碳纖維等相比,具有容易散熱的特點。此外,在半導體領域,由於纖維素奈米纖維耐熱性高,正在討論應用於基板材料。

 

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