造紙公司主導加快實用化進程

CNF分散劑(日本製紙提供)

目前積極致力於CNF的研發和實用化工的是那些苦於紙張需求縮小的造紙公司。業界第2大企業日本製紙於2013年10月在岩國工廠啟用了基於TEMPO催化劑氧化處理的實證生產設備(年產30t以上)。該公司還積極嘗試開發新用途。公司成功將具有除臭抗菌功能的纖維片材投入實際應用,於2015年10月在全球率先發售了用CNF製成的成人尿布。

業界龍頭老大王子控股在2013年3月與三菱化學聯合開發出了以約4nmCNF製成的透明連續片材。由於重量輕,可以像紙一樣摺疊,所以可以用於製造可展開使用的大型螢幕和太陽能電池。王子控股還看中了CNF的粘性特性,已經開始與日光化學公司共同開發將其作為化妝品原料加以利用的新用途和功能。

以CNF作為增粘劑的原子筆「uni-ball Signo 307」(三菱鉛筆提供)

另一方面,三菱鉛筆已從5月下旬開始在日本國內銷售將CNF作為墨水增黏劑的凝膠墨水原子筆。該產品成功將書寫時的墨水粘度較傳統商品降低了約50%,即使快速書寫也不會出現飛白問題。該款原子筆去年已在歐美地區先行發售。

據矢野教授稱,儘管完全採用CNF製造汽車車身還有很長一段路要走,但人們用上通過CNF增加強度的塑膠材料不會是太遙遠的事情。

儘管運用領域非常廣闊,但還是面臨製造成本太高這個課題。如果使用純粹的CNF,每公斤的成本為5,000~10,000日圓,而鋼鐵為200日圓,塑膠為300~500日圓,CNF毫無競爭力。即使與樹脂等材料混合使用,按目前的情況來看,與碳纖維和芳綸纖維混合的成本分別將超過3,000日圓和5,000日圓。不過,對CNF可以有所期待的一點是紙漿原料的市場價格極低,僅為每公斤60~80日圓。如果能將這種價格優勢轉化到最終產品身上,或許就能一舉推進實用化。

傳統產品(左)與「uni-ball Signo 307」畫出來的線條(右)(三菱鉛筆提供)