メーカー2社一覧

ナノファイバ
メーカー2社一覧【2024年】

ナノファイバについての概要、用途、原理などをご説明します。また、ナノファイバのメーカー2社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。ナノファイバ関連企業の2024年3月注目ランキングは1位:カトーテック株式会社、2位:王子ホールディングス株式会社となっています。

ナノファイバとは？
ナノファイバのメーカー2社一覧

ナノファイバーとは

ナノファイバ

ナノファイバーとは、1本の直径が1～数百nmであり、長さが直径の100倍以上の繊維状物質のことです。

ナノテクノロジーの代表的な存在で、今後の用途開発に注目を集めている素材の1つです。高い比表面積と空隙率を持ち、高吸水性や透過性、軽量性に優れます。

高分子ナノファイバーをはじめ、植物由来のセルロースナノファイバーや高い導電性と強度を持つカーボンナノファイバーなど多種多様な種類が存在します。

ナノファイバーの使用用途

ナノファイバーは、用途の研究開発が進められている段階です。従来の繊維に比べて、高い強度、軽量性、柔軟性、吸水性、耐熱性、電気伝導性、生体適合性などの優れた特性を持っています。

各素材ごとに特性が異なっており、それぞれ様々な用途で使用されています。

1. セルロースナノファイバー

セルロースナノファイバーは、軽量で強度が高いため、建築材料、自動車部品、スポーツ用品などに使用されています。また、セルロースナノファイバーは、吸水性が高いため、衛生用品や医療用品にも使用されています。

2. カーボンナノファイバー

カーボンナノファイバーは、非常に高い強度と軽量性を持っているため、航空宇宙産業、自動車産業、スポーツ用品などに使用されています。また、カーボンナノファイバーは、熱伝導性が高いため、電子機器や燃料電池にも使用されています。

3. 高分子ナノファイバー

高分子ナノファイバーは、素材とする高分子によって様々な特性を調整できるため、幅広い分野で応用されています。例えば、吸水性や強度を高めたフィルターや、熱伝導性や電気伝導性を高めた電子機器などに使用されています。医療分野での組織再生や、環境分野での浄水フィルターなど、その応用範囲は非常に広いです。

ナノファイバーの原理

ナノファイバーの主要な製造方法はエレクトロスピニング (電界紡糸) 法、複合溶融紡糸法、メルトブロー法の3種類あります。

1. エレクトロスピニング法

紡糸ノズル内の高分子溶液に高電圧をかけることで、ナノファイバーを調製します。印加する電圧は10～40kV程度で充分なため、省エネルギーで生産ができます。直径数nm程度まで製造可能で、現在の主流とも呼べる製造方法ですが、量産化には大量のノズルが必要になります。

2. 複合溶融紡糸法

特殊なノズルから溶融した高分子を押し出し、海島構造の繊維を生成した後、海成分のみを溶解除去してナノファイバーを調製します。直径20nm程度までのナノファイバーしか作れないデメリットがあります。

3. メルトブロー法

溶融した高分子をノズルから押し出すと同時に、熱風で吹きつけて製造します。マスクなどの不織布を製造する際に用いる手法でもあります。ただし、直径0.5μm程度が下限のため、使用範囲が限られてきます。

ナノファイバーの種類

ナノファイバーには、その製造方法や使用される素材により、様々な種類が存在します。

1. セルロースナノファイバー

セルロースは、木や草などの植物に含まれる成分で、自然界で最も豊富に存在する有機物の1つです。セルロースナノファイバーは、このセルロースをナノレベルまで細かくしたもので、軽さと強度を兼ね備えています。また、植物由来の素材なので環境負荷が低く、リサイクルも可能です。

2. カーボンナノファイバー

カーボン、つまり炭素を主成分としたナノファイバーで、非常に高い強度と軽さを持っています。さらに、電気をよく通す性質もあります。

3. 高分子ナノファイバー

高分子ナノファイバーは、合成された高分子化合物を素材として使用します。ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステルなど、要求される特性によって使い分けることが可能です。

その性質は、使用される高分子の種類により異なりますが、一般的には軽量であること、強度が高いこと、化学的な安定性を持つことなどが特徴です。

参考文献
http://www.aichi-inst.jp/other/up_docs/no79_02.pdf
https://www.shinshu-u.ac.jp/project/leading/future/nanofibers.php
https://www.nipponpapergroup.com/research/organize/cnf/

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