バイオマスナノファイバー

BiNFi-s（バイオマスナノファイバー）は、スギノ独自の超高圧水ジェット技術により生み出される超極細繊維シリーズです。セルロース、キチン、キトサン、シルクなどから得られるバイオマス繊維で、平均サイズは幅10～20nm、長さは数㎛です。

ナノファイバーとは何ですか?

ナノファイバーは、直径がナノメートルの範囲にある繊維で、通常は数ナノメートルから数百ナノメートルの範囲です。これらの繊維は、ポリマー、カーボン、セラミック、金属などのさまざまな材料から製造されます。ナノファイバーは、その材料とサイズが小さいため、表面積と体積の比率が高く、柔軟性と強度に優れているなど、独自の特性を持っています。

一般的には、セルロースナノファイバー・ナノセルロース、キチンナノファイバーなどが原料として用いられる。近年、国内外で応用開発・研究が盛んに行われています。

バイオマスナノファイバーは、低線熱膨張、効果弾性、透明性、生体適合性、抗菌性、生理機能改善、高強度、高アスペクト比、高比表面積、高粘度、高形状保持性、高親水性などの特徴を持ち、さまざまな分野で応用されています。

水の力を活かす杉野

スギノは、さまざまな特性を持つ複数の原料から作られたナノファイバー素材を開発、製造、販売しています。1964年以来、私たちは独自のナノファイバー技術を活用してきました。ウォータージェット技術スギノ独自の設備のみで製造される繊維の製造方法です。

ウォータージェット工法とは？

用途

化学

樹脂補強材、透明基板等

エレクトロニック

電極材料、導電補助材料等

ファイバ

補強材、バインダー材、吸着剤、フィルター等

化粧品

基剤、保湿剤、日焼け止めなど

食物

機能性成分、増粘剤、保湿・保形剤など

錠剤などの医薬品製造

生体適合性材料、フィルム剤、止血剤等

建物

多機能建材・内装材等

顔料・色素

トナー、液晶用カラーフィルター、プリンター用インク、塗料等

キチン、キトサン、セルロース、シルクとは何ですか?

セルロースナノファイバー（CNF）は、植物由来のセルロースを原料とした素材です。植物細胞壁の主成分であり、地球上で最も豊富なポリマーで、年間生産量は100億トン以上と推定されています。

その構造は、数十本のセルロース分子が束になった幅3～4nmのマイクロファイバー（セルロースミクロフィブリル）の集合体であり、マイクロファイバー単体や、数十ナノメートル以下の幅にフィブリル化された集合体を総称してCNFと呼んでいます。

例えば、CNFは鉄の5/1の軽さで5倍の強度を持ち、線熱膨張は石英ガラスと同程度に小さいなど優れた特性を有しており、様々な産業への応用が検討されています。

※ナノセルロースには、一般的にセルロースナノファイバー（CNF）とセルロースナノクリスタル（CNC）の2種類があります。BiNFi-sセルロースはCNFに分類されます。セルロースを原料として、機械的解繊法で製造したナノファイバーがCNF、酸加水分解法で製造したナノファイバーがCNCです。また、TEMPO触媒酸化と軽微な機械的処理を組み合わせて製造したTEMPO酸化セルロースナノファイバー（TOCN）もあり、それぞれ特徴があり、用途によって使い方が異なります。

キチンナノファイバーは、甲殻類の殻から抽出したキチンを原料とした素材です。節足動物の外骨格や菌類の細胞壁の主成分で、地球上ではセルロースに次いで2番目に大きな高分子です。また、年間生産量はセルロースとほぼ同量と推定されています。

キトサンはキチンを脱アセチル化して得られるカチオン性ポリマーです。

キチンナノファイバーとキトサンナノファイバーはCNFと同じ構造と特徴を持ち、生体適合性も高いため、医療・製薬業界で大きな可能性を秘めています。

また、キチンを分解して得られるグルコサミンであるN-アセチルグルコサミンは、機能性食品として注目されています。

追加の読み物：

高圧水ジェットシステムを用いた真菌ナノキトサンのバイオメディカル用途への生産

シルクは、カイコの繭から作られる天然素材で、セリシンとフィブロインという 2 つのタンパク質からなる繊維状物質です。

シルクナノファイバー（BiNFi-sシルク）は、当社独自の技術でシルクを解繊して作られています。ウォータージェット技術それをナノファイバーに変換します。

スギノマシンは、富山県産業技術研究開発センター（旧富山県産業技術センター）と共同研究し、自社製の専用の湿式微細化装置を用いて生糸を効率的にナノファイバー化する製造方法を開発しました。（共同特許出願済）。

*ナノ：1億分の1

特長

シルクは伝統的に化粧品の原料や添加物として取り入れられており、皮膚細胞を活性化し、保湿し、紫外線を遮断する効果があることが知られています。

シルク粒子は結晶構造が強固であるため、1µm（ミクロン：1mmの1000分の1）以下まで微細化することが難しく、均一に分散・塗布することが課題となっています。

シルク粒子をナノファイバーに変換することで、化粧品や医療用途に最適な機能性を付与することができます。

シルクナノファイバーの特徴

ナノファイバー形成により比表面積が向上
チキソトロピーによる増粘特性
増粘効果による粒子の分散安定性の向上
粒子よりも簡単に膜を形成する

セルロースナノファイバー*（CNF）は、植物由来のセルロースから作られたナノファイバー素材です。

植物細胞壁の主成分であるセルロースは、地球上で最も豊富なポリマーであり、年間生産量は100億トン以上と推定されています。

CNFは、鉄の5/1の軽さで5倍の強度を持ち、線熱膨張は石英ガラスと同程度に小さいなど優れた特性を有しており、さまざまな産業への応用が検討されています。

※一般的にナノセルロースには、セルロースナノファイバー（CNF）とセルロースナノクリスタル（CNC）の2種類があります。BiNFi-sセルロースはCNFに分類されます。セルロースを原料として、機械的解繊により製造されたナノファイバーがCNF、酸加水分解により製造されたナノファイバーがCNCです。また、TEMPO触媒酸化と軽微な機械的処理を組み合わせて製造されるTEMPO酸化セルロースナノファイバー（TOCN）もあります。それぞれ特徴があり、用途によって使い方が異なり、応用研究が行われています。