-
月刊バイオインダストリー 2016年6月号
¥3,960
-------------------------------------------------------------------------
【特集】バイオテクノロジーが育む頭髪の未来
-------------------------------------------------------------------------
臨床発毛医学の現状と展望
Current State of Clinical Hair Growth Medicine and Future
松山淳 (国際抗老化再生医療学会;日本臨床医学発毛協会;松寿会)
健康長寿社会が進む現代社会において, アンチエイジングという概念も様々な分野で浸透し, 健康長寿はもちろん, 近年, 「見た目の若さ」も重要な要素となってきている。なかでも, 薄毛や脱毛は男女共通の悩みとして, 関心を集めている。本稿では脱毛症の基礎, 現在の治療法, 今後の治療の発展や可能性などについて臨床的観点から述べたい。
【目次】
1. はじめに
2. 男性型脱毛症(AGA)とは
3. 診断
4. 治療
5. 内服療法
6. 注射療法
7. 実際のHARG(R)治療
8. 効果的な治療介入の時期と治療効果の判定時期
9. 今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
5-アミノレブリン酸ALAの発毛促進作用
Promotion of Hair Regrowth with 5-Aminolevulinic Acid
松崎貴 (島根大学)
皮膚に適切な濃度の5-アミノレブリン酸(ALA)を塗布すると発毛が促される。本稿ではその作用機序が従来の発毛・育毛剤とは異なることを示すとともに, 投与されたALAがヘムに変換されてATP生成を促進している可能性, および毛周期調節機構に関わっている可能性について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 毛母細胞の細胞活性と毛周期の関係
3. 5-アミノレブリン酸(ALA)と細胞増殖
4. ALAの発毛促進効果
5. ALAの作用機序
6. ヘムタンパク質と毛周期
7. 今後の課題
-------------------------------------------------------------------------
ガゴメ昆布由来フコイダンの育毛効果
Effect of Fucoidan from Kjellmaniella crassifolia on Hair Growth
大野木宏 (タカラバイオ(株))
海藻と毛髪に関する伝承は古くから存在するが, 科学的な検証が十分進んでいない。最近の研究において, 昆布に含まれるフコイダンが様々な増殖因子の産生を促進することで育毛効果を発揮することがわかってきた。本稿ではガゴメ昆布由来のフコイダンに関する基礎研究結果と製品応用例を紹介する。
【目次】
1. フコイダンと毛髪
2. ガゴメ昆布由来フコイダンのHGF産生促進作用
3. ガゴメ昆布由来フコイダンのFGF-7産生促進作用
4. ガゴメ昆布由来フコイダンの育毛領域での応用
5. 今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
フラーレンの持つ抗酸化作用と育毛効果
Effect of the Fullerene on Hair Growth
伊藤雅之 (ビタミンC60 バイオリサーチ(株))
乾重樹 (心斎橋いぬい皮フ科;大阪大学)
フラーレンは, 抗酸化成分としてスキンケア用途で使用されており, 昨年で発売から10年となった。主にシミ・ニキビ・毛穴目立ちなどの肌トラブルに対してフラーレンが用いられているが, 近年, 頭皮・頭髪への効果を期待する声が多くなっている。本稿では, フラーレンが毛成長促進に有効である事を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 化粧品原料としてのフラーレン
2.1 フラーレンの発見
2.2 フラーレンの抗酸化力
2.3 フラーレンの化粧品への応用
2.4 フラーレンによる活性酸素対策と美容効果
2.5 フラーレンの安全性
3. フラーレンの毛成長に対する効果
3.1 実験方法
3.2 結果
3.3 考察
4. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
AGAのメカニズムと治療
Mechanism and Treatment of AGA
乾重樹 (心斎橋いぬい皮フ科;大阪大学)
AGAのメカニズムについて, 近年の遺伝学的研究から得られる示唆と, アンドロゲンの基礎医学的研究から得られるアンドロゲンの関与の仕方の面から議論する。さらに日本皮膚科学会男性型脱毛症診療ガイドラインで強く勧められている治療である, フィナステリド内服とミノキシジル外用について臨床医学的な見地から概説する。
【目次】
1. はじめに
2. AGAの遺伝
3. AGAの病態メカニズム
3.1 毛器官の男性ホルモンに対する感受性の調節因子
3.1.1 5α-還元酵素(5α-reductase)
3.1.2 アンドロゲン受容体(AR)
3.1.3 アンドロゲン受容体共役因子(androgen receptor coregulator)
3.2 AGAの病態に関わるメディエーター
4. AGAの治療
4.1 フィナステリド内服薬
4.1.1 作用機序
4.1.2 用法・適応
4.1.3 効果
4.1.4 副作用
4.2 ミノキシジルローション
4.2.1 作用機序
4.2.2 効能・効果
4.2.3 副作用
-------------------------------------------------------------------------
AGA治療におけるデュタステリド(ザガーロ(R)カプセル)の作用
Effects of Dutasteride(Zagallo(R)capsule)on AGA Treatment
畠中俊樹 (グラクソ・スミスクライン(株))
男性における男性型脱毛症(androgenetic alopecia;AGA)の主な原因要因として, ジヒドロテストステロン(DHT)が深く関与することが明らかとなっている。DHTは生体内において, テストステロンから5α-還元酵素により変換され, 生成される。5α-還元酵素阻害薬であるデュタステリドは, 毛髪の毛包部においてDHTの生成を抑制することでヘアサイクルにおける成長期を延長させ, AGAに対して有効性を示すと考えられる。本稿では, デュタステリド(ザガーロ(R)カプセル)の開発経緯とともに, その作用機序, 有効性および安全性に関する臨床試験成績, およびDHT濃度に対する影響を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. デュタステリドのAGA治療薬としての開発経緯
3. AGAのヘアサイクルとデュタステリドの作用機序
4. デュタステリドの臨床試験成績
4.1 第Ⅱ/Ⅲ相二重盲検比較試験(国際共同試験)
4.2 国内臨床試験(長期投与試験)
4.3 海外第Ⅱ相試験
5. デュタステリドのDHT濃度に対する影響
6. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
α-リポ酸誘導体の抗がん剤誘発脱毛に対する抑制効果
Inhibitory Effect of α-Lipoic Acid Derivative on Chemotherapy-Induced Alopecia
平塚孝宏 (大分大学医学部附属病院;大分大学)
中嶋健太郎 (大分大学医学部附属病院;大分大学)
圓福真一朗 (大分大学医学部附属病院;大分大学)
河野洋平 (豊後大野市民病院)
麻生結子 (大分大学医学部附属病院;大分大学)
猪股雅史 (大分大学医学部附属病院;大分大学)
北野正剛 (大分大学)
抗がん剤誘発脱毛は抗がん剤による最も心的ダメージの大きな副作用であるにもかかわらずその効果的な治療法はいまだに存在しない。今回我々は新規抗酸化剤であるα-リポ酸誘導体が抗がん剤誘発脱毛抑制効果を有することを明らかにした。その詳細と臨床応用へ向けた取り組みについて解説する。
【目次】
1. はじめに
2. ラット抗がん剤誘発脱毛モデルを用いた基礎研究
3. 乳がん患者を対象とした臨床研究
4. 多施設共同臨床試験
5. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
発毛・育毛ビジネスの進展と未来
Progress and the Future of Hair Growth Business
伊藤憲男 ((株)アデランス)
現在は脱毛のメカニズムが解明されてきており, その対処方法も実に様々なものがある。医療機関での治療方法も数多く存在しているが, 一方で手術や医薬品の使用に抵抗のある, あるいはまだその段階ではないと考える人も少なくない。本稿ではそれらの人たちを対象に実践されている脱毛への対処を中心に, その周辺と将来の展望について考察する。
【目次】
1. 髪の悩み
2. 脱毛進行の分類と市場
3. 医療機関における対処法
3.1 内服薬または外用薬
3.2 植毛術(自毛植毛)
3.3 GF カクテル注入
3.4 HARG療法
4. 医療機関以外
4.1 育毛剤
4.2 ヘアケア・スカルプケア機器
4.3 スカルプケア系シャンプー類
4.4 スカルプケアサロン
5. 今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
BIO R&D
ウシ唾液はセルロース分解を促進する
Enhancement of Cellulose Degradation by Cattle Saliva
坂口謙吾 (東京理科大学)
金井良博 (東京理科大学発ベンチャー アクテイブ(株))
関泰隆 (東京理科大学)
草食動物の唾液は咀嚼や反すうの際に植物繊維を分解補助する。難分解性であるセルロースを効率的に酵素分解するため, ウシの唾液が及ぼす影響を調べた。その結果, 唾液によって分解が促進され, セルラーゼ使用量の低減ができる可能性が見出された。バイオマス資源の糖化技術において, 酵素コストは実用化を遅らせている主要因の一つであり, その部分への貢献が期待される。
【目次】
1. はじめに
2. 非生物系と生物系の素材の融合が必要な背景
3. 研究の概要と成果
4. 結論
5. まとめと展望
-------------------------------------------------------------------------
TOPICS
環境DNA を用いて水中の生物相を知る
Aquatic species census using environmental DNA
源利文 (神戸大学)
近年, 環境中のDNA情報を用いて生物の分布情報を得る「環境DNA分析」と呼ばれる手法が発展している。本稿では主に, 環境水中のDNA情報を用いて魚類や両生類などの大型生物の分布情報を明らかにする取り組みについて, 研究開発の経緯を概説するとともに, 種特異的な検出法および環境DNAメタバーコーディング法の二つの手法について技術的なポイントを解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 環境DNA分析の流れ
3. 種特異的な検出と定量
4. 環境DNAメタバーコーディング
5. 環境DNA分析手法の課題
6. 今後の展望
7. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
BIO PRODUCTS
ポリL-乳酸
Poly-L-lactic Acid, PLLA
【目次】
1. 概要
2. 毒性
3. 製法
4. 生産
5. 需要
6. 価格・荷姿
7. 市場予測 -
バイオマス分解酵素研究の最前線―セルラーゼ・ヘミセルラーゼを中心として―(普及版)
¥3,410
2012年刊「バイオマス分解酵素研究の最前線」の普及版!バイオマス分解酵素を網羅的・体系的にまとめた貴重な一冊!バイオマス利用の低コスト化・省エネルギー化のカギとなる酵素改変・利用技術が満載!
(監修:近藤昭彦・天野良彦・田丸浩)
<a href="https://www.cmcbooks.co.jp/products/detail.php?product_id=5465"target=”_blank”>この本の紙版「バイオマス分解酵素研究の最前線(普及版)」の販売ページはこちら(別サイトが開きます)</a>
-------------------------------------------------------------------------
<<著者一覧>>
※執筆者の所属表記は、2012年当時のものを使用しております。br> 神田鷹久 信州大学
天野良彦 信州大学
蓮沼誠久 神戸大学
近藤昭彦 神戸大学
森川康 長岡技術科学大学
小笠原渉 長岡技術科学大学
志田洋介 長岡技術科学大学
川口剛司 大阪府立大学
荒井基夫 大阪府立大学
藤井達也 (独)産業技術総合研究所
澤山茂樹 京都大学
野功一 信州大学
小杉昭彦 (独)国際農林水産業研究センター
森隆 (独)国際農林水産業研究センター
三宅英雄 三重大学
田丸浩 三重大学
石川一彦 (独)産業技術総合研究所
金子哲 (独)農業・食品産業技術総合研究機構
林清 (独)農業・食品産業技術総合研究機構
小西照子 琉球大学
竹田匠 岩手生物工学研究センター
渡辺裕文 (独)農業生物資源研究所
高橋潤一 帯広畜産大学
谷村彩 京都大学
劉文 京都大学
山田京平 京都大学
豊原治彦 京都大学
井上潤一 (独)理化学研究所;シナプテック(株)
大熊盛也 (独)理化学研究所
渡辺隆司 京都大学
小林良則 (一財)バイオインダストリー協会
苅田修一 三重大学
高田理江 京都大学
五十嵐圭日子 東京大学
伏信進矢 東京大学
湯井敏文 宮崎大学
椎葉大偉 宮崎大学
堀川祥生 京都大学
杉山淳司 京都大学
田島健次 北海道大学
阪本龍司 大阪府立大学
粟冠和郎 三重大学
幸田勝典 (株)豊田中央研究所
今村千絵 (株)豊田中央研究所
池内暁紀 (株)豊田中央研究所
伊藤洋一郎 (株)豊田中央研究所
中西昭仁 京都大学
Bae Jungu 京都大学
黒田浩一 京都大学
植田充美 京都大学
梅津光央 東北大学
金渡明 東北大学
中澤光 東北大学
村島弘一郎 Meiji Seika ファルマ(株)
荒勝俊 花王(中国)研究開発中心有限公司
矢野伸一 (独)産業技術総合研究所
川出雄二郎 三重大学
杉浦純 王子製紙(株)
趙雅蘋 王子製紙(株)
水野正浩 信州大学
山田亮祐 神戸大学
林徳子 (独)森林総合研究所
朴龍洙 静岡大学
尾崎克也 花王(株)
社領正樹 ノボザイムズジャパン(株)
森茂治 天野エンザイム(株)
-------------------------------------------------------------------------
<<目次>>
序章
1 セルラーゼ研究,古くから現在へ
1.1 はじめに
1.2 セルラーゼ研究の推移
1.3 セルラーゼ研究の流れの中で興味ある話題
1.3.1 Swelling factor (SF) などにみる酵素水解
1.3.2 酵素による水解曲線が寝てくる現象
1.3.3 セルロースミクロフィブリルと酵素作用
1.3.4 セルロースの酵素分解に対する研究の方向
1.4 おわりに
2 バイオマス分解酵素研究の新たな展開
2.1 はじめに―加速するバイオリファイナリー研究―
2.2 バイオリファイナリーに資するバイオマス分解酵素研究
2.3 プロセス統合化のためのバイオマス分解微生物の利用
2.4 おわりに
【第1編 多様なセルラーゼ・ヘミセルラーゼ】
第1章 糸状菌・担子菌の酵素
1 Trichoderma reesei
1.1 はじめに
1.2 T. reeseiセルラーゼの種類と機能
1.3 T. reeseiセルラーゼ遺伝子とその発現調節
1.4 バイオマス分解用高機能T. reeseiセルラーゼの創成
2 糸状菌Trichoderma reeseiにおけるセルラーゼ・へミセルラーゼ遺伝子発現機構
2.1 セルロース分解性糸状菌Trichoderma reesei
2.2 T. reeseiにおけるセルラーゼ・ヘミセルラーゼの生産機構
2.3 T. reeseiにおけるセルラーゼ・ヘミセルラーゼ遺伝子の転写調節因子
2.4 T. reeseiにおけるセルラーゼ・キシラナーゼ遺伝子の誘導発現モデル
3 Aspergillus aculeatus のセルラーゼ系
3.1 Aspergillus aculeatus のセルラーゼとその利用
3.2 Aspergillus aculeatusのセルラーゼ遺伝子
4 Acremonium cellulolyticus
4.1 はじめに
4.2 A. cellulolyticus糖化酵素による植物バイオマスの糖化特性
4.3 A. cellulolyticusのゲノム解析および遺伝子操作技術
4.4 おわりに
5 担子菌(Irpex lacteus)のセルラーゼ
5.1 バイオマス分解酵素生産菌としての魅力
5.2 CBHIタイプのセルラーゼ
5.3 CBHIIタイプのセルラーゼ
5.4 エンド型セルラーゼ
5.5 β-グルコシダーゼとセロビオース脱水素酵素
第2章 菌類の酵素
1 好熱嫌気性細菌Clostridium thermocellumが生産するセルロソーム-その特徴と高活性セルロソーム開発
1.1 はじめに
1.2 Clostridium thermocellumのセルロソームの特徴
1.3 高活性Clostridium thermocellum S14株の分離と特性
1.4 セルラーゼ酵素複合体を生産する好熱嫌気性好アルカリ性細菌の分離
1.5 おわりに
2 Clostridium属細菌(中温菌)
2.1 はじめに
2.2 セルロソーム
2.3 セルロソームとノンセルロソームの相乗効果
2.4 セルロソーム生産性中温菌Clostridium属のゲノム解析
2.5 おわりに
3 耐熱性菌―超耐熱性セルラーゼー
3.1 はじめに
3.2 超耐熱性セルラーゼ酵素の発見
3.3 超耐熱性エンド型セルラーゼの産業応用
3.4 超耐熱性セルラーゼの構造機能解析
3.5 今度の展開
4 放線菌
4.1 放線菌のセルロース分解酵素系
4.2 放線菌のヘミセルラーゼ
第3章 植物由来の細胞壁分解酵素
1 はじめに
2 植物細胞壁の構造
3 植物成長に関与する細胞壁分解酵素
4 セルロース生合成に関与する細胞壁分解酵素
5 防御応答に関与している細胞壁分解酵素
6 果実の熟成および軟化に関与する細胞壁分解酵素
7 セルロース系バイオマスの利用において
第4章 昆虫の酵素(ゴキブリ,シロアリ,カミキリムシなど)
1 はじめに
2 GH9エンドグルカナーゼ
2.1 昆虫由来GH9 EGのリコンビナント生産
3 昆虫由来GH5 EG
4 昆虫由来GH45 EG
5 GH48に属する昆虫由来酵素
6 GH28に属する昆虫由来酵素
7 β-グルコシダーゼ
7.1 昆虫由来GH1 BGL
7.2 昆虫由来GH3 酵素
7.3 昆虫由来 BGLのリコンビナント発現生産と特性
8 昆虫の消化性共生微生物のセルラーゼ
9 今後の昆虫セルラーゼ研究
第5章 動物の酵素
1 ルーメンからの酵素
1.1 ルーメンセルロース・ヘミセルロース分解菌
1.2 アンモニアストリッピングとR.flavefaciensによるセルロース・ヘミセルロースの分解モデル
2 水生生物のセルラーゼとヘミセルラーゼ
2.1 緒論
2.2 外源性と内源性のセルラーゼ
2.2.1水生生物とセルラーゼ保有微生物との共生
2.2.2 内源性セルラーゼを持つ水生生物
2.2.3 セルラーゼの起源
2.3 外源性と内源性のへミセルラーゼ
2.4 まとめ
第6章 環境遺伝子の網羅的解析と植物バイオマス分解酵素
1 はじめに
2 メタゲノム解析の方法
3 メタゲノム解析によって網羅的に取得された配列群
4 メタトランスクリプトーム解析-シロアリ共生微生物の解析例の紹介-
5 課題と展望
【第2編 関連酵素】
第7章 リグニン分解酵素
1 白色腐朽菌によるリグニン分解
2 リグニン分解酵素
2.1 リグニンペルオキシダーゼ
2.2 バーサタイルペルオキシダーゼ(VP)
2.3 マンガンペルオキシダーゼ
2.4 ラッカーゼ
3 リグニン分解に関与する担子菌の多様な酵素
第8章 セルロース膨潤タンパク質
1 植物細胞壁のゆるみを誘導するエクスパンシン
2 エクスパンシンの多様性
3 遺伝子情報を用いたエクスパンシンの探索
4 エクスパンシンによる細胞壁糖鎖の分解促進作用
5 糖化へのエクスパンシン利用
【第3編 セルラーゼの構造・機能】
第9章 セルラーゼ活性測定の標準化
1 はじめに
2 還元糖定量法の標準化
3 タンパク質の定量法
4 酵素活性・糖化能測定法
4.1 FPU活性測定法
4.2 CMCase活性測定法
4.3 β-Glucosidase活性測定法
4.3.1 pNPG法
4.3.2 Cellobiose法
4.4 Avicelase活性測定法
4.5 Xylanase活性測定法
4.6 β-Xylosidase活性測定法
4.7 バイオマス酵素糖化能測定法
5 おわりに
第10章 セルラーゼの立体構造と作用機作
1 セルラーゼの立体構造
1.1 GHファミリー5(GH5)
1.2 GHファミリー6(GH6)
1.3 GHファミリー7(GH7)
1.4 GHファミリー8(GH8)
1.5 GHファミリー9(GH9)
1.6 GHファミリー12(GH12)
1.7 GHファミリー44(GH44)
1.8 GHファミリー45(GH45)
1.9 GHファミリー48(GH48)
1.10 GHファミリー61(GH61)
1.11 GHファミリー124(GH124)
2 セルラーゼとリグノセルロースの分子間相互作用
2.1 はじめに
2.2 リグニンによるセルラーゼの阻害
2.3 リグニンへの吸着性を支配する酵素の構造
2.4 セルラーゼのリグノセルロースへの非生産的な吸着を軽減する添加剤
2.5 CBMの基質認識と前処理バイオマス表層糖鎖解析への応用
2.6 おわりに
3 セルラーゼのプロセッシブ性と構造の相関
3.1 はじめに
3.2 セロビオヒドロラーゼはなぜセルロースをセロビオースで切り出すのか?
3.3 セルラーゼの構造がプロセッシビティに与える影響
3.4 エンド型-エキソ型とプロセッシビティの違い
3.5 セルロース基質がエンド型-エキソ型,プロセッシビティに与える影響
3.6 おわりに
4 セルラーゼの反応機構
4.1 標準的な反応機構
4.2 GHファミリーと反応機構の対応
4.3 例外的な反応機構
4.4 基質の歪み
第11章 セロビオヒドロラーゼ糖結合性モジュールのドッキング解析椎葉大偉
1 はじめに
2 セルロース結晶面に対するCBMの結合様式
3 セルロース結晶表面認識に関わるアミノ酸残基
4 おわりに
第12章 セルラーゼによる分解程度を指標とした基質構造の
ハイスループット分析
1 はじめに
2 近赤外分光法と多変量解析
3 前処理残渣による検量モデルの構築
4 前処理濾液による検量モデルの構築
5 展望
第13章 セルロース合成における分解酵素の役割
1 はじめに
2 バクテリアにおけるセルロース合成酵素遺伝子と合成酵素複合体(TC)
3 バクテリア由来エンドグルカナーゼの立体構造
4 セルロース合成における分解酵素の機能
5 おわりに
【第4編 ヘミセルラーゼの構造・機能】
第14章 ヘミセルラーゼの立体構造
1 キシラナーゼの立体構造
2 α-L-アラビノフラノシダーゼの立体構造
3 α-グルクロニダーゼの立体構造
第15章 ヘミセルラーゼの作用機作
1 はじめに
2 キシランの構造
2.1 グルクロノキシラン(O-アセチル-4-O-メチルグルクロノキシラン)
2.2 アラビノグルクロノキシラン(アラビノ-4-O-メチルグルクロノキシラン)
2.3 アラビノキシラン
3 キシラン分解酵素
3.1 エンド-β-1,4-キシラナーゼ(EC 3.2.1.8)
3.2 β-キシロシダーゼ(EC 3.2.1.37)
3.3 α-L-アラビノフラノシダーゼ(EC 3.2.1.55)
3.4 フェルラ酸エステラーゼ(EC 3.1.1.73)
3.5 α-D-グルクロニダーゼ(EC 3.2.1.139)
3.6 アセチルキシランエステラーゼ(EC 3.1.1.72)
4 キシログルカン(XG)の構造
5 XG分解酵素
5.1 XG特異的エンド-β-1,4-グルカナーゼ(キシログルカナーゼ;EC 3.2.1.151)
5.2 オリゴXG還元末端特異的セロビオヒドロラーゼ(EC 3.2.1.150)
5.3 オリゴXG特異的イソプリメベロース生成酵素(EC 3.2.1.120)
5.4 その他
6 マンナンの構造
6.1 直鎖マンナン
6.2 グルコマンナン
6.3 ガラクトマンナン
6.4 ガラクトグルコマンナン
7 マンナン分解酵素
7.1 エンド-β-1,4-マンナナーゼ(EC 3.2.1.78)
7.2 β-マンノシダーゼ(EC 3.2.1.25)
7.3 β-グルコシダーゼ(EC 3.2.1.21)
7.4 α-ガラクトシダーゼ(EC 3.2.1.22)
7.5 アセチル(ガラクト)グルコマンナンエステラーゼ(EC 3.1.1.6)
8 おわりに
【第5編 セルラーゼの高機能化】
第16章 人工セルロソームの構築と酵母での発現
1 はじめに ―人工セルロソーム構築のための分子生物学的基盤
2 人工セルロソームの構築
3 人工セルロソームの酵母への導入
3.1 Aga1-Aga2システムによる酵母表層上での骨格タンパク質の発現
3.2 酵母表層での骨格タンパク質と酵素の複合体形成
4 おわりに
第17章 無細胞合成系を用いたセルラーゼの高機能化
1 はじめに
2 無細胞系の最適化によるセルラーゼの活性型での生産
3 無細胞合成系によるセルラーゼの高機能化
3.1 改良型SIMPLEX法による分解活性の向上
3.2 アラニンスキャニングを利用した活性中心の最適化
3.3 有利変異の相加
4 おわりに
第18章 細胞表層工学を利用した最適なセルラーゼカクテルの構築
1 はじめに
2 バイオエタノールの現状
2.1 セルラーゼによるセルロースの分解
2.2 セルラーゼ提示酵母によるセルロースからの発酵
2.3 セルラーゼカクテルの選抜
3 おわりに
第19章 モジュール再編成によるセルラーゼの高機能化
1 はじめに
2 固相基質分解酵素の構造的特徴
3 モジュール単位での直接融合による組換え蛋白質設計
4 コヘシン―ドッケリン相互作用を利用したセルラーゼ連結
5 ビオチン―アビジン相互作用を利用したセルラーゼ連結
6 ナノ材を骨格としたセルラーゼ連結
7 おわりに
【第6編 セルラーゼ・ヘミセルラーゼの大量生産】
第20章 セルラーゼ高生産糸状菌Trichoderma reesei日本型系統菌株の開発
1 Trichoderma reesei日本型系統樹進化への転写調節因子の関与
1.1 日本型系統樹の比較ゲノム解析
1.1.1 カタボライトリプレッション部分的解除株
1.1.2 β-グルコシダーゼを正に調節する新規転写調節因子BglR
1.2 日本型系統樹の進化とは?
2 日本型系統菌株のさらなる進化
2.1 最適比率での酵素生産技術開発
2.2 日本独自の最適比率での酵素生産技術開発(マイナープロモーターの利用)
第21章 Acremonium cellulolyticus由来糖質分解酵素の工業化検討
1 はじめに
2 菌株育種による生産性向上検討
3 培地・培養条件の最適化による生産性向上について
第22章 Bacillus
1 はじめに
2 枯草菌ゲノムの改変技術
3 枯草菌宿主の改良
3.1 枯草菌遺伝子の機能性評価
3.2 宿主ゲノムの縮小化による酵素高生産化
4 枯草菌の酵素高生産化技術
4.1 アミノ酸代謝系の制御によるセルラーゼ高生産化
4.2 分泌装置の改良によるセルラーゼ高生産化
4.3 細胞膜・壁の人工改変によるセルラーゼ高生産化
5 ゲノム縮小株への技術統合による高機能化
【第7編 バイオマス利用分野への展開】
第23章 バイオマス酵素糖化反応の解析
1 はじめに
2 標準前処理標品の調製
3 市販セルラーゼの特性
4 前処理物の糖化パターン
5 成分酵素の糖化における役割
6 酵素コスト低減と頭打ち現象
7 おわりに
第24章 機械的前処理バイオマスの酵素分解
1 はじめに
2 微粉砕による前処理
3 前処理バイオマスの酵素糖化
4 おわりに
第25章 セルロソームの回収・再利用法の開発
1 はじめに
2 セルロソームについて
3 セルロソーム回収・再利用
3.1 回収することの優位性
3.2 セルロソームの回収
3.3 セルロソームの回収・再利用
4 まとめ・今後の展望
第26章 セルラーゼ回収・再利用によるエタノール発酵の高効率化
1 はじめに
2 バイオマスの糖化プロセス
3 まとめ
第27章 再生セルロースの酵素分解
1 はじめに
2 再生セルロースとは
3 セルラーゼによるセルロースIIの酵素分解特性
4 イオン液体処理により得られる再生セルロースの酵素分解
第28章 セルラーゼ細胞表層提示酵母を用いたバイオマス変換
1 はじめに
2 統合型バイオプロセスによるエタノール生産
3 統合型バイオエタノール生産を実現する細胞表層提示技術
4 セルラーゼ細胞表層提示酵母を用いたセルロースからの統合型バイオエタノール生産
5 セルラーゼ細胞表層提示割合最適化法の開発
6 おわりに
第29章 リグニン分解酵素表層提示酵母を用いたバイオマス変換
1 はじめに
2 細胞表層提示酵母を用いた前処理の利点と可能性
3 ラッカーゼI提示酵母を用いたバイオマスの前処理
3.1 ラッカーゼI提示酵母の構築
3.2 ラッカーゼI提示酵母による稲わらの前処理&セルラーゼ提示酵母による糖化・発酵
4 おわりに
第30章 セルラーゼによるセルロースのナノファイバー化
1 はじめに
2 従来のセルロースナノファイバー製造法
3 酵素加水分解によるセルロースの微細化
3.1 Trichoderma CBHI(Cel7A)の作用で見られる微細化
3.2 Trichoderma CBHI(Cel7A)のCBMの作用で見られる微細化
3.3 エンドグルカナーゼと物理的破壊の同時併用処理による微細化
第31章 ペーパースラッジを原料としたセルラーゼの生産とペーパースラッジのバイオエタノールへの変換
1 はじめに
2 PSとは
3 未処理PSを用いたセルラーゼの生産
4 PS由来のセルラーゼを用いたPSの糖化
5 PS由来のセルラーゼを用いたPSの同時糖化・発酵によるエタノールの生産
5.1 PSのSHFによるエタノール生産
5.2 PSの同時糖化・発酵によるエタノールの生産
5.3 PSの同時糖化・発酵によるエタノールの生産向上
6 おわりに
【第8編 修飾酵素としての応用展開】
第32章 洗剤への応用
1 はじめに
2 洗剤用アルカリセルラーゼの開発
3 高機能セルラーゼ開発と構造機能解析
4 洗剤用セルラーゼの状況と今後の展望
第33章 繊維業界でのセルラーゼの利用
1 はじめに
2 デニムの洗い加工へのセルラーゼの応用(バイオウォッシュ加工)
3 天然セルロース系繊維加工へのセルラーゼの応用
3.1 セルラーゼの精錬工程への応用(バイオ精錬)
3.2 セルラーゼの仕上げ加工への応用(バイオフィニッシュ加工)
第34章 紙パルプへの応用
1 はじめに
2 濾水性向上による,リサイクルパルプの乾燥費用削減
3 クラフトパルプの叩解エネルギー削減
4 脱インク
5 クラフトパルプの漂白促進
6 漂白ユーカリクラフトパルプの黄変防止
第35章 食品への応用
1 はじめに
2 醸造
2.1 ビール
2.2 ワイン
3 果汁・野菜加工
4 製パン
5 最近動向
5.1 高齢者・介護用食品製造
5.2 香気前駆体(配糖体)の分解による茶,ワインの香気増強とイソフラボンの効率的アグリコン化
5.3 農産物からの食品生産の効率化と食品廃棄物の減量化
-
月刊機能材料2024年7月号(電子版)
¥4,620
【特集】カーボンナノチューブの研究開発動向
★カーボンナノチューブは導電性や熱伝導性をはじめ,多彩な性質をもつことからエレクトロニクス,エネルギー,マテリアルといった様々な分野への応用が期待されています。本特集では,近年のカーボンナノチューブの研究開発動向について紹介しております。
<著者一覧>
杉目恒志 近畿大学
前田優 東京学芸大学
高尻雅之 東海大学
髙口豊 富山大学
行本万里子 富山大学
西野雄大 大阪ガスケミカル(株)
岩見健太郎 東京農工大学
山口眞和 東京農工大学
――――――――――――――――――――――――――――――――
【特集】カーボンナノチューブの研究開発動向
――――――――――――――――――――――――――――――――
長尺カーボンナノチューブフォレストの成長
Growth of Ultra Long Carbon Nanotube Forest
カーボンナノチューブ(Carbon nanotube, CNT)はその優れた特性から様々な分野での応用が期待されている。一方で,性能を引き出す構造制御や大量生産などに課題があり実用化されている例は少ない。本研究で着目している,センチメートルスケールの垂直配向CNTフォレストの成長は,長さや数密度制御などの観点から重要な技術である。成長の自発的停止の制御による新たな成長方法の開発と長尺CNTフォレスト成長技術について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 CNTフォレストの自発的な成長停止とガドリニウム添加触媒の開発
3 センチメートルスケールの長尺CNTフォレスト成長
4 結言
――――――――――――――――――――――――――――――――
化学修飾によるカーボンナノチューブ近赤外蛍光材料の創製
Creation of Near infrared Photoluminescent Materials Based on Carbon Nanotubes by Chemical Functionalization
ナノ炭素物質であるカーボンナノチューブ(SWCNT)は,一次元に拡張したπ電子共役系に起因する近赤外発光を示す。近年,側面π電子共役系に化学修飾を行うと局所的にバンド構造が減少し,効率が化学修飾率に依存する近赤外発光が長波長域に発現することが明らかにされた。本稿では,筆者らが開発したSWCNTの近赤外発光の波長と効率を化学修飾によって制御する方法について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 化学修飾したSWCNTの主要な分析方法
3 化学修飾によるSWCNTの発光スペクトル制御
4 おわりに
――――――――――――――――――――――――――――――――
新しい発電機構を持つPN接合型カーボンナノチューブ熱電発電デバイス
PN Junction Carbon Nanotube Thermoelectric Generation Device with Novel Power Generation Mechanism
熱電発電技術は熱を電気に直接変換できる環境発電技術の1つである。従来の熱電発電デバイスでは熱電変換材料に重金属を使用することが多く,環境への負荷が大きい。そこで最近注目されているのがカーボンナノチューブ(carbon nanotube : CNT)を使った熱電発電デバイスである。本稿では,新しい発電機構を持つCNT熱電発電デバイスについて解説する。
【目次】
1 はじめに
2 熱電発電技術の現状と課題
3 熱電変換材料の現状と課題
4 N型単層CNT膜の長期安定化
5 PN接合型単層CNT熱電発電デバイス
5.1 デバイスの作製プロセス
5.2 デバイスの性能評価
5.3 デバイスの出力電圧の発生メカニズム
6 おわりに
――――――――――――――――――――――――――――――――
カーボンナノチューブ光触媒を用いた人工光合成
Catalyzing Artificial Photosynthesis with Carbon Nanotubes
半導体性カーボンナノチューブ(CNT)光触媒は,一般的な光触媒が活性を示さない近赤外光照射下で高い水分解水素生成活性を示し,植物の光合成を超える人工光合成系の構築に利用できる。高活性化の鍵は,ヘテロ接合界面の構造を制御し,電子抽出効率を上げるとともに活性波長の広帯域化を可能とすることである。
【目次】
1 はじめに
2 カーボンナノチューブ(CNT)光触媒
3 CNT光触媒を用いる水の完全分解
4 CNT光触媒の活性向上にむけた取り組み
4.1 CNTのカイラリティーの組み合わせの最適化
4.2 有機色素の利用
4.3 ホットエレクトロンの活用
5 おわりに
――――――――――――――――――――――――――――――――
大阪ガスケミカルのカーボンナノチューブ造粒品およびコンパウンド
Osaka Gas Chemical’s Carbon Nanotube Granules and Compounds
カーボンナノチューブの課題である飛散性と分散性を解決のため開発した,従来の粉末品と比べ微粉化しにくく取り扱いに優れたカーボンナノチューブ造粒品,および機械特性や各機能性を安定的に発現できるカーボンナノチューブコンパウンドについて,カーボンナノチューブの性質や分散等のメカニズムを交えて紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 カーボンナノチューブの課題
3 カーボンナノチューブ造粒品
4 カーボンナノチューブコンパウンド
5 さいごに
――――――――――――――――――――――――――――――――
[Material Report R&D]
メタサーフェスホログラフィによるフルカラー動画投影
Full color Movie Projection Based on Metasurface Holography
光波長以下の微細構造の配列からなるメタサーフェスを用いたホログラフィでは,広い視域角が実現できるが,製作時に光学特性が固定されるため,動画を投影できない問題があった。本研究では,超高速電子線描画装置を用いて3波長×30コマのメタサーフェスを作成し,順次照明することで,再生速度 55.9 Frames per secondの投影に成功した。
【目次】
1 はじめに
2 メタサーフェスホログラフィの原理と設計
2.1 メタサーフェスとは
2.2 CGHとメタサーフェスホログラフィ
2.3 メタ原子の設計
3 製作と評価
3.1 製作プロセスと結果
3.2 ホログラフィ投影試験
3.3 投影像の評価
4 おわりに
――――――――――――――――――――――――――――――――
[Market Data]
触媒工業の市場動向
2022年度の国内の触媒工業市場は,新型コロナウイルス感染症の世界的流行の影響を受けた2020年度から回復基調が続いているが,工業用の生産量は前年比97.5%と減少したのに対して環境保全用は同109.5%と増加した。触媒全体の生産量は前年とほぼ変わらず9万7,620トン,出荷量は同4.5%増の9万7,632トンであった。出荷金額は同15.6%増の8,869億4,300万円に増加した。工業用触媒の最大用途である石油精製用触媒の生産量は前年比6.2%減の3万9,512トンに減少した。低燃費車や電気自動車の普及,自動運転技術の開発などにより,国内需要は今後,減少傾向が続くと予想されるが,中国やインドをはじめアジア圏の新興国における石化産業の発展と,自動車保有台数の増加は今後も続き,グローバル需要は堅調に推移すると予想される。それに伴い,環境保全用触媒の主力である自動車排気ガス浄化用触媒は,排ガス規制の世界的な厳格化の影響を受けて需要の増加が見込まれるが,国内では自動車生産台数が減少しているため触媒の生産量・出荷量ともに減少傾向にある。
【目次】
1 業界概要
2 市場動向
2.1 石油精製用
2.2 石油化学製品製造用
2.3 高分子重合用
2.4 油脂加工・医薬・食品製造用
2.5 自動車排気ガス浄化用
2.6 その他の環境保全用
3 輸出入動向
4 需要
5 企業・技術動向
――――――――――――――――――――――――――――――――
積層セラミックコンデンサの概要と部材の動向
【目次】
1 積層セラミックコンデンサ(MLCC)とは
2 MLCCの歴史
2.1 セラミックスとファインセラミックス
2.2 セラミックコンデンサの発明
2.3 飛躍的に発展させたチタン酸バリウム
3 MLCCの大容量化と用途拡大
4 小型化や高密度実装化に貢献するチップ型
5 サイズ別市場推移
6 MLCC部材の動向
6.1 酸化チタン(TiO2)の市場動向
6.2 炭酸バリウム(BaCO3)の市場動向
――――――――――――――――――――――――――――――――
[Material Profile]
アセチレンブラック
エピクロロヒドリン
ポリプロピレン -
月刊機能材料2024年6月号(電子版)
¥4,620
【特集】イオン液体の開発と活用動向
★イオン液体は,カチオンとアニオンの組み合わせを変えることで物性を変えることができます。優れた性質を発現するものの探索や開発によって,電気化学分野をはじめとする様々な領域での活用が期待されます。本特集では,イオン液体の開発や活用に向けた研究動向を紹介しております。
<著者一覧>
大平慎一 熊本大学
守谷誠 静岡大学
芹澤信幸 慶應義塾大学
片山靖 慶應義塾大学
渡邉貴一 岡山大学
水谷友南 岡山大学
小野努 岡山大学
佐川拓矢 東京理科大学
橋詰峰雄 東京理科大学
懸橋理枝 (地独)大阪産業技術研究所
-------------------------------------------------------------------------
【特集】イオン液体の開発と活用動向
-------------------------------------------------------------------------
高純度・多種多様なイオン液体のワンショット合成法
One-shot Synthesis Method of Highly Pure and Various Ionic Liquids
陽イオンと陰イオンの組み合わせにより多様な物性が得られるイオン液体は,水,有機溶媒につぐ第3の溶媒として,また,高い電気伝導性や低い蒸気圧から触媒や分離の場としても活用されている。多様なイオン液体をユニバーサルに合成可能な溶存イオンハンドリング技術によるワンショット合成法を構築したので報告する。
【目次】
1 はじめに
2 イオン液体の合成
3 電気透析による溶存イオンのハンドリング
4 電気透析による高純度イオン液体の合成
5 まとめと今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
イオン液体を用いた Mgイオン伝導性分子結晶電解質の作製
Synthesis of Mg-ion Conductive Molecular Crystalline Electrolytes Using Ionic Liquids
本研究では,高い安全性を持つイオン液体を用いた分子結晶電解質の開発を検討した。アンモニウムイオンとTFSAアニオンからなるイオン液体類縁体とMg(TFSA)2の反応により,80℃で10-4 S cm-1というイオン伝導性と,0.46というMgイオン輸率を示す新規電解質材料を得た。この結果は,従来のセラミック電解質に比べて,分子結晶電解質が温和な条件で高いMgイオン伝導性を示すことを意味するものであり,全固体Mg電池向け固体電解質の開発において分子結晶が有望な候補となることを示している。
【目次】
1 はじめに
2 結果と考察
3 まとめ
-------------------------------------------------------------------------
イオン液体中におけるレドックス反応と電池への応用
he Redox Reactions of Soluble Species in Ionic Liquids and Their Application to the Redox Flow Batteries
イオン液体は種々の電気化学反応の電解液として検討されてきた。水溶液に比べて一般に電気化学的安定性が高い非プロトン性イオン液体中では,水溶液中で不安定な化学種の電極反応が実現できる。本稿では酸化体,還元体ともにイオン液体中に溶存するレドックス対の電極反応について解説する。また,レドックスフロー電池への応用展開について述べる。
【目次】
1 イオン液体中におけるレドックス反応
2 レドックス反応の速度
3 レドックスフロー電池への展開
4 おわりに
-------------------------------------------------------------------------
高強度イオンゲルの開発と展望
Development of Tough Poly(ionic liquid)-based Ion Gels and Their Perspective
イオンゲルは,高イオン伝導性と二酸化炭素吸収能から固体電解質や二酸化炭素分離膜への応用が期待される材料である。しかし,その機械的強度の低さが実用化の妨げとなっている。本稿では,イオンゲルにナノ粒子を添加することで機械的強度を向上させる技術とイオンゲルの今後の展望について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 イオンゲルの高強度化に関する取り組み
3 シリカ/PIL複合DNイオンゲルの特徴と高強度化の指針
4 添加するナノ粒子形状がPILイオンゲルの力学特性に与える影響
5 高強度イオンゲルの展望
-------------------------------------------------------------------------
[Material Report-R&Dー]
多糖複合フィルム中における分子の振る舞いとその制御に向けての検討
Behaviors of Molecules in Polysaccharide Composite Films and Investigation of Their Control
多糖は生体適合性をもつ構造材料の素材として期待される。我々は相反する電荷をもつ多糖同士からなるポリイオンコンプレックスをフィルムへと成形し,その機能評価を進めてきた。本稿では,取り込み・放出や透過など外部分子とフィルムとの相互作用について概説したのち,フィルム中に担持された分子のpH応答性について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 多糖複合フィルムの分子の担持・放出能および分子透過性
3 多糖複合フィルムに担持した分子のpH応答性
3.1 FL担持フィルムの作製と評価
3.2 溶液中におけるFL担持フィルムのpH応答性
3.3 乾燥状態におけるFLのpH応答性
4 おわりに
-------------------------------------------------------------------------
界面活性剤が形成する超分子ヒドロゲルの物性制御
Rheological Properties of Supramolecular Hydrogels Formed by Amidoamine Oxide Surfactants
汎用な界面活性剤である長鎖アルキルアミンオキシドに複数のアミド基を導入することで,超分子ヒドロゲル化剤として作用するアミドアミンオキシド型界面活性剤を開発した。疎水部やアミド基間のメチレン鎖長,アミド基の数や配置などの化学構造が,ゲル中の会合体構造およびゲルのレオロジー物性に与える影響について紹介する。
【目次】
1 序論
2 AAOの化学構造
3 ゲル化温度Tgel
4 アミド基導入の効果
5 メチレン鎖長の効果
6 まとめ
-------------------------------------------------------------------------
[Market Data]
プラスチック添加剤の市場動向
プラスチック材料やプラスチック製品には,その物性や性能を向上させるために多くの添加剤が用いられている。2022年のプラスチック材料の生産量は,前年比9.0%減の951万1,217トンとなった。
【目次】
1 概要
2 添加剤の需給動向
2.1 可塑剤
2.2 安定剤
2.3 酸化防止剤
2.4 紫外線吸収剤・光安定剤
2.5 難燃剤
2.6 その他の添加剤
-------------------------------------------------------------------------
リチウムイオン電池用バインダーの市場動向
【目次】
1 概要
1.1 バインダーの概要
1.2 負極用バインダー
1.3 正極用バインダー
2 ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene difluoride)
2.1 製品概要
2.2 市場動向・販売企業
3 スチレンブタジエンゴム(styrene butadiene rubber)
3.1 製品概要
3.2 市場動向・販売企業
4 カルボキシメチルセルロース(carboxymethyl cellulose)
4.1 製品概要
4.2 市場動向・販売企業
5 ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene)
5.1 製品概要
5.2 市場動向・販売企業
6 アクリルエマルジョン
6.1 製品概要
6.2 市場動向・販売企業
-------------------------------------------------------------------------
[Material Profile]
ケイ皮酸
ジアミノプロパン
トリグリコールジメルカプタン -
大容量Liイオン電池の製造・コスト解析と安全性―製造・コスト・安全性・国際規格・市場展望―(普及版)
¥2,255
2013年刊「大容量Liイオン電池の製造・コスト解析と安全性」の普及版。
製造工程とコストを設備投資と原材料費などで分析し、安全性とその測定規格は、産業用とEV用に区分、道路交通サイドの規制も詳説している。
(監修:佐藤登)
<a href="https://www.cmcbooks.co.jp/products/detail.php?product_id=7926"target=”_blank”>この本の紙版「大容量Liイオン電池の製造・コスト解析と安全性(普及版)」の販売ページはこちら(別サイトが開きます)</a>
-------------------------------------------------------------------------
<<著者一覧>>
執筆者の所属表記は、2013年当時のものを使用しております。
佐藤登 名古屋大学;エスペック(株)
菅原秀一 泉化研(株)
風間智英 (株)野村総合研究所
藤田誠人 (株)野村総合研究所
-------------------------------------------------------------------------
<<目次>>
第1章 大型リチウムイオン電池の現状と展望
1 はじめに
2 EV法規発効から車載用二次電池開発の歴史を振り返る
3 EVからHEVへのシフトと電池開発
4 自動車各社の開発状況
5 車載用電池の信頼性確保と安全性の確立
第2章 原材料,部材の概要と生産総量(MWh)との関係
1 総括表と動向(1995年~2020年)
1.1 総括表の設定と背景
1.2 原材料別の特徴(1)
1.3 原材料別の特徴(2)
1.4 その他の原材料
1.5 集電箔
1.6 外装材と端子類
2 正負極材と導電剤
2.1 正負極材の投入量
2.2 正極と負極のバランス
2.3 導電剤
3 電解液と電解質
4 セパレータ
5 バインダー
6 集電箔と外装材
6.1 集電箔
6.2 ラミネート外装材
7 原材料,部材の“10年モデル”
7.1 1,000~10,000 MWh/年と材料の所用量
7.2 モデルとしてのHV車
7.3 累積販売台数
8 文献・資料一覧
第3章 大容量Liイオンセルの製造プロセス――前工程,中間工程および後工程――
1 製造業務の流れと区分
1.1 前半と後半,大きく異なる工場環境
1.2 原料から製品まで
1.3 業界としての問題解決
1.4 セルメーカーの二面性
1.5 セル内蔵する化学物質
1.6 化学物質規制とトレーサビリティー
1.7 消防法危険物としての電解液
1.8 セルの集積と電解液の数量
1.9 海外の規制との関連
1.10 REACHの“成形品”
1.11 製造以外の業務
2 製造品目の設定
2.1 製造へのセルの諸元
2.2 Ah容量と関連事項
2.3 Ah容量設定(1)電極板の欠陥
2.4 Ah容量設定(2)不良品対応
2.5 量産段階での問題解決
2.6 Ah容量の測定方法
2.7 市場製品におけるAh表示
2.8 Ah容量の製品事例(1)
2.9 Ah容量の製品事例(2)
2.10 Ah容量の製品事例(3)
2.11 自動車用のAh容量の設定
2.12 定置型の蓄電池の容量
3 製造プロセス全体の流れと生産速度
3.1 全工程の流れ
3.2 製造設備と付帯設備
3.3 原料,部材と製造装置の関係
3.4 工程の操業パターン
3.5 セルのロット管理
3.6 一貫生産と区分・分業スタイル
3.7 区分生産の活用(1)電極板購入
3.8 区分生産の活用(2)乾セル輸出
4 前工程(粉体加工とスラリー調製)
4.1 混合,混練の諸問題
4.2 導電性賦与
4.3 関連(1)導電助剤とバインダーの“機能阻害”
4.4 関連(2)導電剤の不可逆容量
4.5 関連(3)粒子のモルフォロジー
4.6 メカノケミカル(1)分散と混合
4.7 メカノケミカル(2)装置
4.8 粉体のスラリー化
4.9 スラリー媒体の影響
4.10 スラリーの脱泡
4.11 まとめ,混練から粉砕まで
5 中間工程(塗工,乾燥,電極板評価)
5.1 塗工パターンと目付量,充填率
5.1.1 塗工パターン
5.1.2 集電箔と表面
5.1.3 電極板の目付量
5.1.4 電極の断面と厚み
5.1.5 電極板の密度と空隙率
5.2 塗工機と塗工,乾燥過程と塗工速度
5.2.1 塗工機の機構
5.2.2 逐次片面塗工
5.2.3 塗工ヘッド
5.2.4 臨界顔料体積濃度
5.2.5 塗工直後の流れとレベリング
5.2.6 塗工スラリーの媒体
5.2.7 乾燥ステップ
5.2.8 塗工速度と目付量
5.2.9 電極板のアニール
5.3 電極の断面,表面と粒子の結着,接着
5.3.1 模式とイメージ
5.3.2 電極板の表面
5.4 電極板の評価
5.4.1 測定と評価項目
5.4.2 電解液への浸漬試験
5.4.3 セルとしての評価
5.4.4 試作評価のステップ
5.4.5 電極板の試作
6 後工程(プレス,スリット,組立,封止,初充電と検査)
6.1 後工程全体の流れ
6.2 スリットとプレス
6.2.1 スリットとカット
6.2.2 粉落ちとバリ
6.2.3 プレス機のイメージ
6.2.4 プレスの効果(1)
6.2.5 プレスの効果(2)
6.3 セル組立(積層/捲回,電極付,封止)
6.3.1 セルの構造と電極付け
6.3.2 電極板と端子の関係
6.3.3 電極板とセパレータの位置関係
6.3.4 外装材と封止
6.3.5 セルの組立装置(1)
6.3.6 セルの組立装置(2)
6.3.7 端子の接続と溶着
6.3.8 ラミネート外装材の封止
6.3.9 組立セルの最終乾燥
6.3.10 電解液の充填
6.3.11 電解液の取り扱いと安全
6.4 初充電と検査
6.4.1 CC定電流とCV定電圧充電
6.4.2 電流密度と充放電レート
6.4.3 初充電工程における設定とデータ
6.4.4 自己放電量とACR,DCR
6.4.5 生産計画と原材料調達
6.5 類似の蓄電デバイス
6.5.1 リチウムイオンキャパシタ(LIC)とポリマーリチウムイオン
6.5.2 ポリマーリチウムイオン電池
7 製造プロセスの機器とメーカー(転用と新規開発)
7.1 小型と大型の工程機器
7.2 工程機器の海外移転と影響
7.3 この分野への新規参入
7.4 機器ごとの特徴
7.5 付帯設備
7.6 転用と新規開発
第4章 大容量Liイオン電池の原材料コスト
1 タイプ別のセル設計と原材料の投入量および工程ロス
1.1 セルのタイプと原材料
1.2 原材料コスト要因
1.3 標準1Ahセルの体積と重量
1.4 1~100Ahセルの重量
1.5 原材料のコスト例
1.6 工程ロスと影響
1.7 不良ロスの原因
1.8 正常なロスの範囲
1.9 工程ロスの合計
1.10 工程ロスと産業廃棄物
1.11 正負極材の品質保証項目
2 原材料の構成(1) 正極材,負極材および導電剤
2.1 試算の過程
2.2 コストパフォーマンス
2.3 導電剤
3 原材料の構成(2) 電解液,セパレータ,集電箔,バインダー,外装材
3.1 電解液
3.2 セパレータ
3.3 銅とアルミ集電箔
3.4 ラミネート外装材
3.5 金属函体の外装
4 原材料の試算単価レベルの設定
4.1 単価の設定とコスト試算
4.2 高価格レベルの正極材
4.3 負極材のコスト試算
5 正・負極材のコストレベル
5.1 まとめ,正極+負極のコスト
5.2 EV電池に換算した材料コスト
第5章 大容量Liイオン電池の製造コスト, 設備投資と諸費用
1 コストの意味とコスト試算のベース
1.1 二次電池とコスト(容器と中身)
1.1.1 容器と中身
1.1.2 小型,中型のセル
1.1.3 自動車における燃費
1.1.4 系統電力における発電コスト
1.1.5 蓄電コスト
1.2 仮想工場の生産品目の設定とスケール
1.2.1 30Ahセルを100万個/年
1.2.2 市販車のkWh容量との対比
1.2.3 リチウムエナジージャパン㈱LEJの実例
1.2.4 セルの外装形式
2 本体設備
2.1 全体の問題点
2.2 本体製造設備
2.3 設備投資の総額
2.4 設備投資の参考事例
3 付帯設備
3.1 付帯設備の運転コスト
3.2 試験機器と測定
3.3 充放電装置の回生
4 セルの製造原価とコスト構成(原材料,設備償却,労務,用役ほか)
4.1 製造原価の試算
4.2 原材料コストの比率
5 販売価格と利益率
5.1 販売価格の想定
5.2 粗利で見た採算性
5.3 10年後の予測
6 コストダウンの可能性とシミュレーション
6.1 原材料費の影響
6.2 別の試算とシミュレーション
第6章 大容量Liイオン電池の規格と標準化
1 規格の定める内容と諸規格のマップ
1.1 規格の内容
1.2 規格などの拘束力
1.3 規格の対象と内容(1)
1.4 規格の対象と内容(2)
1.5 規格のマップ
1.6 自動車関連
1.7 自動車独自の問題
1.8 化学物質など広範囲の問題
1.9 輸送問題
1.10 試験コスト
2 充放電特性などの測定規格と実施条件
2.1 試験の性格,正常と破壊
2.2 規格などの存在
2.3 付加機器類のコスト
2.4 性能要求事項
2.5 単電池への要求事項(1)
2.6 単電池への要求事項(2)
2.7 単電池への要求事項(3)
2.8 充放電サイクル耐久性
2.9 性能要求事項の解説
3 規格の役割と効果
3.1 規格の役目と効果
3.2 単電池(セル)の規格
3.3 単電池の規格要求事項
3.4 組電池における規格要求事項
4 EU電池指令および海外の動向と国内の対応
4.1 EU指令などとの関連
4.2 日本国内の対応
4.3 電池への表示(マーキング)
5 規格における電圧,電流,充放電,充電率,サイクル特性(技術資料)
第7章 大容量Liイオン電池の安全性試験に関する規格
1 諸規格の一覧 ―電気的試験,機械的試験ほか―
1.1 安全性試験規格の一覧
1.2 アジアの安全性試験規格
1.3 安全性に関する経緯
1.4 ガイドラインとJISの制定
1.5 電気用品安全法
1.6 最新のJIS規格
1.7 試験条件などで一律に決め難い点
1.8 安全性規格の活用
1.9 電気的な安全性試験
1.10 外部短絡,内部短絡
1.11 過充電試験
1.12 セル,モジュール,ユニット
1.13 機械的・熱的な試験
1.14 セルの形状などの影響
2 製品の安全認証システムへの移行
2.1 90年代のISO化からの流れ
2.2 安全性の表示
2.3 TUVによる事例
3 JIS,電気用品安全法および諸規程
3.1 JIS C 8715-2 安全性試験の内容と特徴(1)
3.1.1 JIS制定の経緯
3.1.2 産業用リチウムイオン電池への適用
3.2 JIS C 8715-2 安全性試験の内容と特徴(2)
3.2.1 要求事項とは
3.2.2 試験の実施数
3.2.3 試験結果の扱い
3.3 JIS C 8715-2 安全性試験の内容と特徴(3)
3.3.1 試験前の電池の状態
3.3.2 JIS C 8715-1,2における充電
3.3.3 機能安全性試験における充電停止
3.3.4 試験の求める内容
3.3.5 電池の特性のバラツキ
3.4 関連する技術情報
3.5 電気用品安全性法
4 UL,UNの安全性試験規格と運用
4.1 ULの安全性試験規格
4.2 ULのEVへの拡大
4.3 UN国連危険物輸送基準勧告
4.4 UNの安全試験
4.5 UNクラス9の運用
5 その他の安全性試験規格とハザードレベル
5.1 高速道路などでのEV規制
5.2 中国のEV用安全性規格と釘刺試験
5.3 釘刺試験の実例
5.4 ハザードとリスク
5.5 セルのハザードレベル
6 安全性に関する原材料とセル設計の対応(資料)
第8章 定置用Liイオン蓄電池市場の動向と展望
1 定置用Li イオン蓄電池市場が注目される背景
2 定置用Li イオン蓄電池の市場展望
3 定置用Li イオン蓄電池市場の種類と特徴
3.1 「A;既存市場」
3.2 「B;新規市場」
4 定置用市場の変化
4.1 系統安定化のため発電所/送電網へ設置(B-1)
4.2 送電網への投資延期を目的として配電所へ設置(B-2)
4.3 非常時バックアップや電気代削減のための住宅・建物など電力需要家へ設置(B-3)
5 定置用Li イオン蓄電池市場の動向と予測
-
レドックスフロー電池の開発動向《普及版》
¥4,290
2017年刊「レドックスフロー電池の開発動向」の普及版。再生可能エネルギーの積極的な導入に伴い、電力貯蔵用二次電池として重要となるレドックスフロー電池の研究動向をまとめた1冊!
(監修:野﨑健,佐藤縁)
<a href="http://www.cmcbooks.co.jp/products/detail.php?product_id=9438"target=”_blank”>この本の紙版「レドックスフロー電池の開発動向(普及版)」の販売ページはこちら(別サイトが開きます)</a>
-------------------------------------------------------------------------
<<著者一覧>>
※執筆者の所属表記は、2017年当時のものを使用しております。
野﨑健 元 (国研)産業技術総合研究所
佐藤縁 (国研)産業技術総合研究所
津島将司 大阪大学
増田洋輔 古河電池(株)
佐藤完二 LEシステム(株)
董雍容 住友電気工業(株)
片山靖 慶應義塾大学
大原伸昌 (株)ギャラキシー
中井重之 (株)ギャラキシー
塙健三 昭和電工(株)
市川雅敏 昭和電工(株)
井関恵三 昭和電工(株)
織地学 昭和電工(株)
丸山純 (地独)大阪産業技術研究所
吉原佐知雄 宇都宮大学
小林真申 東洋紡(株)
飯野匡 昭和電工(株)
重松敏夫 住友電気工業(株)
内山俊一 埼玉工業大学
鈴木崇弘 大阪大学
城間純 (国研)産業技術総合研究所
金子祐司 (国研)産業技術総合研究所
笘居高明 東北大学
本間格 東北大学
小柳津研一 早稲田大学
-------------------------------------------------------------------------
<<目次>>
【第Ⅰ編 基礎】
第1章 レドックスフロー電池とは
1 はじめに
2 RFBの原理
3 RFBの原理的特長と難点
4 RFBの構成要素
4.1 電解液
4.2 電極材料
4.3 隔膜
4.4 その他のRFB構成材料
5 RFBの用途とコスト
6 RFBの用語について
7 おわりに
第2章 レドックスフロー電池の国内外研究動向
1 はじめに
2 セル(流路構造)
3 電極
4 隔膜
5 電解液およびレドックス反応系
6 実証事業など
7 まとめ
【第Ⅱ編 要素技術】
第3章 レドックスフロー電池およびレドックスキャパシタへの電池用セパレータ適用
1 はじめに
2 電池材料のコスト
3 汎用電池用セパレータ適用可能性の検討
3.1 原理
3.2 セパレータの種類とコスト
3.3 小型セルによる充放電試験
4 考察
5 応用例
5.1 レドックスフロー電池
5.2 レドックスキャパシタ
6 総括
第4章 電解液
1 バナジウム電解液
1.1 はじめに
1.2 レドックスフロー電池の電解液開発経緯
1.3 バナジウム電解液の特徴と性質
1.3.1 バナジウム電解液の酸化還元反応
1.3.2 電極との電子交換反応速度
1.4 火力発電所燃焼煤からの電解液原料バナジウム回収
1.4.1 原料バナジウムの市況価格の推移
1.4.2 オリマルジョン燃焼煤
1.4.3 スートマンプロセスによるメタバナジン酸アンモニウムの回収
1.4.4 石油コークス(PC)焚き火力発電所の燃焼煤
1.4.5 LEシステムの下方流燃焼炉によるバナジウムの回収
1.5 バナジウム電解液製造法
1.5.1 鹿島北共同発電の電解液製造法
1.5.2 LEシステムの電解液製造
1.6 バナジウム電解液のエネルギー密度向上に向けた新しい動き
2 チタン・マンガン系電解液
2.1 はじめに
2.2 チタン・マンガン系電解液の開発
2.2.1 電解液の要求事項
2.2.2 チタン・マンガン系電池の動作原理、課題
2.2.3 チタン・マンガン系電解液の基本特性
2.3 電池性能向上
2.3.1 抵抗成分
2.3.2 電極の表面処理
2.3.3 電流-電圧特性と出力特性
2.3.4 小型電池の試験結果
2.4 おわりに
3 イオン液体
4 高濃度バナジウム電解液
4.1 まえがき
4.2 VRFB電解液 高濃度化の試み
4.3 新規な電解液としての高濃度電解液
4.4 おわりに
第5章 電極材料
1 VGCF®TM電極を使った高出力RFB
1.1 はじめに
1.2 VGCF®の特性紹介
1.3 VGCF®シート
1.4 VGCF®シートをつかったRedox Flow Battey
1.5 おわりに
2 ポーラスカーボン電極表面におけるレドックス反応
2.1 はじめに
2.2 酸素含有官能基を付与した炭素表面におけるジオキソバナジウムイオン還元反応機構
2.3 Fe-N4サイト含有炭素薄膜の被覆によるジオキソバナジウムイオン還元反応の促進
2.4 3次元網目状構造を有する酸化黒鉛還元体におけるバナジウムイオン酸化還元反応
2.5 おわりに
3 ボロンドープダイヤモンド電極および活性炭繊維電極
3.1 ボロンドープダイヤモンド電極
3.1.1 概説
3.1.2 BDD電極の製膜と作製
3.1.3 基板の前処理
3.1.4 マイクロ波プラズマCVD法
3.1.5 製膜したBDDの観察
3.1.6 BDD電極の作製
3.1.7 電解液の作製
3.1.8 セルの作製
3.1.9 酸素終端処理と水素終端処理
3.1.10 バナジウム溶液中におけるBDD電極の電気化学特性
3.1.11 コバルト溶液中におけるBDD電極の電気化学特性
3.1.12 まとめと考察
3.2 活性炭繊維電極―フローセルにおける性能評価
3.2.1 活性炭繊維
3.2.2 概説
3.2.3 電解液の作製
3.2.4 セルの作製
3.2.5 定電流充放電試験
3.2.6 結果と考察
3.2.7 まとめと考察
3.3 総括
4 炭素電極
4.1 炭素電極の要求特性
4.2 炭素電極の導電性と電極活性
4.3 炭素電極の通液性と組織構造
4.4 炭素電極の耐久性
4.5 双極板一体化電極
4.6 薄型電極
第6章 双極板
1 はじめに
2 双極板の種類
2.1 不浸透性カーボン
2.2 膨張黒鉛系
2.3 プラスチックカーボン
3 要求特性
3.1 電気特性
3.2 耐久性
3.3 不純物
3.4 機械的特性
3.5 成形加工特性
4 最近の技術動向
5 おわりに
第7章 システム設計
1 大規模レドックスフロー(RF)電池
1.1 大規模蓄電池に要求される特性
1.2 レドックスフロー電池の基本システム構成
1.2.1 システム構成要素
1.2.2 システム設計
1.2.3 電気システムとしての構成
1.3 大規模レドックスフロー電池の設計例
1.3.1 需要家設置の例
1.3.2 電力系統での実証試験例
1.4 課題と今後の展開
2 多目的レドックスフロー電池
2.1 まえがき
2.2 緒言
2.3 多目的レドックスフロー電池
2.3.1 埼玉工業大学レドックスフロー電池
2.3.2 多目的レドックスフロー電池 ―レドックスキャパシタとしての利用―
2.4 レドックスフロー電池技術の新展開
2.5 結言
3 第2世代レドックスフロー電池
3.1 はじめに
3.2 第2世代レドックスフロー電池の電極流路構造
3.3 まとめ
3.4 謝辞
4 レドックスフロー電池の応用としての間接型燃料電池
4.1 「間接型燃料電池」の概念
4.2 固体高分子型燃料電池の原理と課題
4.3 固体高分子型燃料電池の課題解決の一手段としての間接型燃料電池
4.4 間接型燃料電池の開発課題
4.5 アノード(燃料極)側の間接化の研究動向
4.6 カソード(酸素極)側の間接化の研究動向
4.7 間接型燃料電池システム全体に関連する研究動向
第8章 評価手法
1 レドックスフロー電池のSOCの計測方法
1.1 電流積算法によるSOCの計測
1.2 OCVからSOCの計測
1.3 分光法によるSOCの計測
1.4 クーロメトリーによるSOCの計測
2 レドックスフロー電池の電解液の連続測定
2.1 はじめに
2.2 RFBの基本設計に必要な電解液の物性値
2.2.1 セルスタックのシャント電流損失とポンプ動力損失
2.2.2 セル性能に及ぼす電解液の特性
2.3 RFBの運転制御とモニタリング
2.4 RFBの電極材料の評価手法と電解液
2.5 おわりに
【第Ⅲ編 新規レドックスフロー電池の開発】
第9章 有機レドックスフロー電池
1 はじめに
2 有機レドックス種として用いられる分子類
2.1 キノン類
2.2 TEMPO、MVなどの利用
2.3 フェロセンなどの有機金属錯体の利用
2.4 その他
2.5 生体関連分子から
3 電極材料と隔膜
4 問題点・課題・今後の展開
第10章スラリー型レドックスフロー電池/キャパシタ
1 はじめに
2 セミソリッドフロー電池
3 電気化学フローキャパシタ
3.1 カーボン材料の高濃度化
3.2 レドックス反応容量利用
4 有機レドックスフローキャパシタ
5 結言
第11章 レドックスポリマー微粒子を活物質として用いたレドックスフロー電池
1 はじめに
2 有機レドックスフロー電池の構成
3 高密度レドックスポリマーの電荷貯蔵特性
3.1 レドックス活性基
3.2 主鎖構造
3.3 高密度レドックスポリマー層のレドックス応答
4 レドックス活性微粒子を用いたフロー電池
4.1 ポリマー微粒子のレドックス過程
4.2 レドックスフロー活物質として働く微粒子
5 おわりに
-
微粒子分散・凝集ハンドブック(普及版)
¥2,695
2014年刊「微粒子分散・凝集ハンドブック」の普及版。
微粒子の分散・凝集技術について、基礎から工業、環境、先端ナノテクノロジーまで、各分野の詳細研究内容を徹底解説している。
(監修:川口春馬)
<a href="https://www.cmcbooks.co.jp/products/detail.php?product_id=8093"target=”_blank”>この本の紙版「微粒子分散・凝集ハンドブック(普及版)」の販売ページはこちら(別サイトが開きます)</a>
-------------------------------------------------------------------------
<<著者一覧>>
執筆者の所属表記は、2014年発行当時のものを使用しております。
芝田隼次 関西大学
大坪泰文 千葉大学
大島広行 東京理科大学
森隆昌 法政大学
種谷真一 種谷技術士事務所
石井利博 アシザワ・ファインテック(株)
光石一太 倉敷ファッションセンター(株)
木俣光正 山形大学
山田保治 神奈川大学
前畑英雄 富士ゼロックス(株)
松村保雄 富士ゼロックス(株)
野口弘道 インクジェットコンサルタント
竹村泰彦 (公社)高分子学会;ゴム技術フォーラム ; 元JSR(株) ; 元(社)日本ゴム協会
坂井悦郎 東京工業大学
岩井和史 (株)レニアス
渡辺実 栗田工業(株)
三浦和彦 東京理科大学
小林大祐 東京理科大学
寺坂宏一 慶應義塾大学
野々村美宗 山形大学
那須昭夫 (株)資生堂
白木賢太郎 筑波大学
岩下和輝 筑波大学
角田裕三 (有)スミタ化学技術研究所
遠藤洋史 東京理科大学
河合武司 東京理科大学
倉島義博 日本ゼオン(株)
矢野浩之 京都大学
河崎雅行 日本製紙(株)
佐藤明弘 星光PMC(株)
伏見速雄 王子ホールディングス(株)
-------------------------------------------------------------------------
<<目次>>
第1章 微粒子分散・凝集の工学
1 水系・非水系における分散・凝集制御
1.1 ゼータ電位と粒子間相互作用
1.1.1 粒子の荷電の原因
1.1.2 ゼータ電位とは
1.1.3 粒子間の距離と引力・反発力エネルギー
1.1.4 ゼータ電位による凝集・分散の制御
1.2 非水系での凝集・分散
1.2.1 無極性非水溶媒中の凝集・分散
1.2.2 極性のある非水溶媒中での凝集・分散
2 凝集分散系のレオロジー
2.1 はじめに
2.2 凝集分散系の基本的なレオロジー挙動
2.2.1 擬塑性流動と降伏応力
2.2.2 凝集分散系の動的粘弾性
2.3 凝集分散系におけるチクソトロピー挙動
2.3.1 粘度の時間依存性と履歴挙動
2.3.2 チクソトロピー挙動の測定
2.4 特異な粒子間相互作用の導入と分散系のレオロジーコントロール
2.4.1 高分子と界面活性剤の併用によるレオロジーコントロール
2.4.2 会合性高分子によるレオロジーコントロール
2.5 おわりに
3 凝集速度の制御
3.1 はじめに
3.2 自由拡散による凝集速度
3.3 粒子間の相互作用
3.4 相互作用場における凝集速度と安定度比
3.5 2次極小を考慮した凝集
3.6 おわりに
第2章 分散・凝集技術
1 分散・凝集の計測と評価 1.1 沈降による評価
1.2 沈降静水圧による評価
1.3 浸透圧による評価
1.4 顕微鏡による直接観察
1.5 分散・凝集評価において注意すべき点
1.5.1 粒子径分布との対応
1.5.2 粘度との対応
2 混合・分散装置
2.1 分散系の流動分散の理論的背景
2.1.1 変形と流動
2.1.2 軌道理論による凝集粒子の分散
2.2 普通撹拌機による分散
2.2.1 回転翼の長さ
2.2.2 粒子の浮遊限界撹拌速度式
2.3 粒子-液系における物質移動
2.4 高速撹拌機による分散
2.5 コロイドミルによる分散
2.6 メディア(媒体)式分散機
2.6.1 メディア式分散機の形態
2.6.2 運転方法
2.7 超音波分散機
3 ビーズミルでの分散技術
3.1 はじめに
3.2 ビーズミルの分散原理
3.3 ビーズミルの運転方法
3.4 ビーズミルの分散効率に影響を与える因子
3.4.1 ビーズ径
3.4.2 ビーズ充填率およびアジテータ周速
3.5 過分散とマイルド分散
3.5.1 過分散
3.5.2 マイルド分散
3.6 ナノ粒子分散大量生産用ビーズミル
3.7 おわりに
4 フィラー分散技術
4.1 はじめに
4.2 フィラーの表面処理技術
4.2.1 シラン剤
4.2.2 チタネート剤
4.2.3 その他のカップリング剤
4.3 フィラー形状が複合材料の特性に及ぼす影響
4.4 フィラーの表面処理手法
4.4.1 湿式加熱法
4.4.2 湿式濾過法
4.4.3 乾式撹拌法
4.4.4 インテグレルブレンド法
4.4.5 スプレードライ法
4.5 フィラーと樹脂の混練分散技術
4.5.1 樹脂とフィラーとの混練性
4.5.2 ナノフィラーを取扱う際の留意点
5 スラリーの調製・分散技術
5.1 はじめに
5.2 付着力
5.3 界面活性剤および水溶性高分子のスラリー分散効果
5.3.1 マグネタイト粒子への吸着
5.3.2 沈降試験
5.3.3 分散スラリーの調製
5.4 おわりに
6 シランカップリング剤の活用
6.1 はじめに
6.2 シランカップリング剤の構造と機能
6.2.1 なぜ有機-無機材料界面の制御が必要か
6.2.2 シランカップリング剤の構造
6.2.3 シランカップリング剤の反応
6.2.4 シランカップリング剤の作用機構
6.2.5 シランカップリング剤の処理効果
6.3 シランカップリング剤の使用・選択法
6.3.1 シランカップリング剤の使用法
6.3.2 シランカップリング剤の使用量
6.3.3 シランカップリング剤の選択基準
6.4 効果的なシランカップリング剤処理法
6.4.1 無機材料表面に薄層(単分子層)を形成させる
6.4.2 溶解度パラメーター(SP値)をそろえる
6.5 おわりに
第3章 工業における分散・凝集
1 トナーの製造における分散制御技術
1.1 はじめに
1.2 電子写真法とトナー製法の変遷
1.3 代表的なケミカルトナープロセスとその特徴
1.3.1 懸濁重合法
1.3.2 乳化重合凝集法
1.3.3 溶解懸濁法
1.3.4 エステル伸長重合法
1.4 ケミカルトナーの画質特性
1.5 おわりに
2 インクジェット(IJ)インクの分散と凝集の制御
2.1 インク機能の3要素
2.2 顔料分散
2.3 インクの調製
2.4 分散状態の測定
2.5 容器内及び装置上の安定性
3 ゴム・エラストマーにおけるフィラー分散制御
3.1 はじめに
3.2 工業的に行われている一般的なゴムへのフィラー分散技術
3.3 無機フィラーのゴム中へのナノ分散系
3.3.1 CB,シリカのナノ分散系
3.3.2 クレーのナノ分散系
3.3.3 カーボンナノチューブ(CNT)のナノ分散系
3.4 有機フィラーのゴム中へのナノ分散系
3.4.1 ゴム中でのin situ有機フィラー合成
3.4.2 セルロースナノファイバー(CNF)のナノ分散系
3.5 おわりに
4 セメントの分散制御とコンクリートの流動性制御
4.1 はじめに
4.2 化学混和剤
4.3 セメント系分散剤
4.4 分散剤によるセメントの分散機構
4.5 ポリカルボン酸系分散剤について
4.6 セメント系材料の粉体設計
4.7 おわりに
5 ハードコート材へのフィラー分散
5.1 はじめに
5.2 赤外線遮蔽ハードコートの設計コンセプト
5.3 赤外線遮蔽機能付与プライマーコートの検討
5.3.1 赤外線遮蔽機能付与プライマーコートの調製
5.3.2 赤外線遮蔽効果の最適化
5.3.3 塗料の保管における注意点
5.4 赤外線遮蔽ハードコートの性能
5.5 まとめ
第4章 環境と生活における分散・凝集
1 排水処理における凝集剤の利用法
1.1 はじめに
1.2 凝集処理の概要
1.3 無機凝結剤の種類と特徴
1.4 有機凝結剤の種類と特徴
1.5 排水処理用高分子凝集剤の種類と特徴
1.6 汚泥処理の概要と脱水用高分子凝集剤
1.7 排水処理の効果的なシステム
2 大気エアロゾル(PM2.5)の生成プロセス
2.1 大気エアロゾル
2.2 エアロゾル粒子の大きさ(粒径)
2.3 粒径分布
2.4 生成プロセス(1) 分散による生成
2.4.1 地表面から発生するエアロゾル粒子(土壌粒子)
2.4.2 海面から発生するエアロゾル粒子(海塩粒子)
2.5 生成プロセス(2) 気体の粒子化による生成
2.5.1 単成分単相粒子生成
2.5.2 多成分単相粒子生成
3 マイクロバブル群の超音波場における凝集と再分散
3.1 マイクロバブル
3.2 拡大視野下でのマイクロバブルの動的挙動の観察
3.2.1 実験装置
3.2.2 超音波照射がマイクロバブルの動的挙動におよぼす影響
3.3 超音波場でのマイクロバブルの凝集・合一
3.4 超音波によるマイクロバブルの急速脱泡
3.4.1 実験装置
3.4.2 超音波が脱泡速度におよぼす影響
3.5 おわりに
4 粉体化粧料における微粒子の分散・成型
4.1 はじめに
4.2 粉体化粧料に配合される微粒子とその役割
4.3 化粧料における微粒子の分散・成型技術
4.3.1 表面処理
4.3.2 界面活性剤の配合
4.3.3 粉体成型
4.4 おわりに
5 紫外線散乱剤の分散技術
5.1 はじめに
5.2 分散安定化の考え方
5.3 紫外線散乱剤分散系の評価方法
5.3.1 紫外線防御性に及ぼす分散状態の影響
5.3.2 レオロジー解析の妥当性および必要性
5.3.3 紫外線散乱剤サスペンションのレオロジー解析
5.3.4 紫外線防御性とレオロジー特性との相関性
5.4 おわりに
6 タンパク質の凝集:モデルと測定法
6.1 はじめに
6.2 タンパク質凝集のモデル
6.3 昇温にともなうタンパク質凝集
6.4 一定温度でのタンパク質の加熱凝集
6.5 タンパク質凝集の測定法
6.6 最後に
第5章 先端ナノテクノロジーにおける分散・凝集
1 カーボンナノチューブの液相および固相分散技術
1.1 はじめに
1.2 カーボンナノチューブの分散における留意点
1.2.1 CNTの観点から
1.2.2 マトリックス(分散媒)の観点から
1.2.3 濡れ剤と分散剤の観点から
1.2.4 分散機の観点から
1.2.5 分散終点の判定
1.3 カーボンナノチューブの分散事例
1.3.1 水中での液相分散
1.3.2 超臨界二酸化炭素を用いたポリカーボネート樹脂中でのCNT分散
1.3.3 亜臨界水を用いた熱可塑性樹脂中でのCNT分散(湿式亜臨界解砕法)
1.3.4 弾性混練法によるCNT/ゴムセルレーション複合材料
1.4 おわりに
2 グラフェンの樹脂分散技術
2.1 はじめに
2.2 グラフェンの特性
2.2.1 グラフェンの分子構造
2.2.2 グラフェンとCNTの比較
2.3 グラフェンおよび酸化グラフェンの製造
2.3.1 グラフェンおよび酸化グラフェンの合成方法
2.3.2 グラフェン類縁体の分類
2.4 グラフェンおよび酸化グラフェンの分散制御
2.4.1 両グラフェンの化学修飾
2.4.2 両グラフェンとポリマーの複合•分散化
2.4.3 ポリイオンコンプレックス形成を利用した酸化グラフェンの自在成形
2.5 おわりに
3 リチウムイオン二次電池のバインダー分散技術
3.1 はじめに
3.2 負極用バインダー
3.2.1 負極用バインダーの種類と特徴
3.2.2 スラリー作製上の留意点
3.2.3 乾燥工程上の留意点
3.3 正極用バインダー
3.3.1 正極用水系バインダー
3.3.2 水系バインダーの分散性
3.3.3 水系正極用バインダーを用いた電池の性能
3.4 まとめ
4 セルロースナノファイバーの製造と分散技術
4.1 はじめに
4.2 セルロースナノファイバーの構造と物性
4.3 セルロースナノファイバーおよびウィスカーの製造
4.4 セルロースナノファイバーおよびウィスカーによるラテックス補強
4.5 構造用セルロースナノファイバー強化材料
4.6 透明ナノコンポジット
4.7 セルロースナノファイバーの染色
4.8 おわりに
5 TEMPO酸化セルロースナノファイバーの分散性について
5.1 はじめに
5.2 CSNFの製造方法とナノ分散化のメカニズム
5.2.1 樹木の階層構造とセルロースミクロフィブリルのナノ分散
5.2.2 CSNFの製造方法
5.3 CSNFの水中における分散性
5.3.1 分散状態の評価法
5.3.2 カルボキシル基量の影響
5.3.3 樹種による影響
5.3.4 分散液中の塩濃度による影響
5.4 CSNFの特長と分散剤としての利用
5.4.1 CSNFの特長と主な用途
5.4.2 CSNFの粘弾性特性
5.4.3 CSNFの分散剤としての利用
5.5 おわりに
6 変性・改質によるセルロースナノファイバーの分散・凝集状態の制御と熱可塑性樹脂との複合化
6.1 はじめに
6.2 CNFの変性・改質について
6.3 静電相互作用を利用したCNFの変性・改質
6.4 変性CNF強化樹脂
6.5 おわりに
7 セルロースナノファイバーの製造と透明シート化技術
7.1 はじめに
7.2 CNF製造技術
7.2.1 酸化処理
7.2.2 エステル化
7.3 CNFの透明シート化技術とその物性
7.3.1 CNFの透明シート化技術
7.3.2 CNF透明シートの物性
7.4 CNF樹脂コンポジットの開発
7.5 おわりに
-
ポリイミドの機能向上技術と応用展開《普及版》
¥3,960
2017年刊「ポリイミドの機能向上技術と応用展開」の普及版。ポリイミドの物性・構造を深く理解し、機能化に向けた分子設計、応用展開事例等を把握できる1冊。
(監修:松本利彦)
<a href="http://www.cmcbooks.co.jp/products/detail.php?product_id=9376"target=”_blank”>この本の紙版「ポリイミドの機能向上技術と応用展開(普及版)」の販売ページはこちら(別サイトが開きます)</a>
-------------------------------------------------------------------------
<<著者一覧>>
※執筆者の所属表記は、2017年当時のものを使用しております。
松本利彦 東京工芸大学
後藤幸平 後藤技術事務所
森川敦司 茨城大学
長谷川匡俊 東邦大学
早川晃鏡 東京工業大学
寺境光俊 秋田大学
山田保治 神奈川大学
古川信之 佐世保工業高等専門学校
市瀬英明 長崎県工業技術センター
竹市力 豊橋技術科学大学名誉教授
岩佐怜穂 明治大学
風間伸吾 明治大学
永井一清 明治大学
津田祐輔 久留米工業高等専門学校
石田雄一 (国研)宇宙航空研究開発機構
前田郷司 東洋紡(株)
富川真佐夫 東レ(株)
村上睦明 (株)カネカ;大阪大学招聘教授
難波江裕太 東京工業大学
金子達雄 北陸先端科学技術大学院大学
劉貴生 国立台湾大学
-------------------------------------------------------------------------
<<目次>>
【第1編 ポリイミドの合成・分子設計】
第1章 ポリイミドの機能化設計のための構造・特性と機能発現の制御
1 ポリイミドの構造と分類
2 ポリイミドの開発の歴史とエンプラ系での耐熱性の位置づけ
3 ポリイミド構造と特性の関係
3.1 ポリイミド固有の構造因子
3.1.1 一次構造因子(化学構造)
3.1.2 高次構造因子(電荷移動錯体形成による分子内・分子間相互作用)
4 おわりに
第2章 ポリイミドの合成
1 はじめに
2 二段階合成法
2.1 ポリアミド酸を経由する方法
2.2 ポリアミド酸誘導体を経由する方法
3 一段階合成法
3.1 高温溶液合成法
3.2 イオン液体中での合成
3.3 ジイソシアネートを用いる合成
3.4 テトラカルボン酸ジチオ無水物を用いる合成
3.5 溶媒を用いない合成
4 ポリイソイミドを経由する三段階合成法
5 反応溶液からの相分離を利用して成型体を作製する方法
【第2編 ポリイミドの機能向上技術動向―設計・処理・複合/アロイ化・評価―】
第1章 無色透明ポリイミドの分子設計と高性能化技術
第2章 溶液加工性を有する低熱膨張性透明ポリイミド
1 透明耐熱樹脂の必要性
2 ポリイミドフィルムの着色の抑制と低熱膨張化のための方策
2.1 透明性に及ぼす因子
2.2 ポリイミドの化学構造と透明性の関係
2.3 ポリイミドフィルムの透明性に及ぼす化学構造以外の因子
2.4 ポリイミドの化学構造と低熱膨張特性の関係、およびモノマーの選択
2.5 線熱膨張係数を測定する際の留意点
3 低熱膨張係数と高透明性を同時に実現するポリイミド系の探索
3.1 脂環式ジアミンを用いる系
3.1.1 ポリイミド前駆体を重合する際の問題点
3.1.2 trans-1,4-CHDAより得られるPIフィルムの低熱膨張性
3.2 脂環式テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンからなる系
3.2.1 脂環式テトラカルボン酸二無水物の重合反応性とその他の問題
3.2.2 フィルム物性
3.3 溶液キャスト製膜により低熱膨張性で可撓性のある透明耐熱フィルムを与える系
3.3.1 溶媒溶解性の改善に付随する好都合な特性
3.3.2 CBDAを用いる系
3.3.3 脂環式モノマーに頼らずに要求特性に近づく試み
4 おわりに
第3章 自己組織化を利用する多孔化ポリイミド膜の創成
1 はじめに
2 高周期性ポーラスポリイミド膜の創製
2.1 分子間相互作用を利用する高周期性ポリイミド前駆体(ポリアミド酸コンポジット)のナノ構造制御
2.2 ポリアミド酸コンポジット膜(BCP/PAA膜)の調製とポーラスポリイミド化
2.3 高温加熱処理によるBCP/PAA膜の炭素化
2.4 BCP/PAA膜の高温熱処理膜の三角相図
2.5 BCP/PAAコンポジット薄膜におけるナノ構造制御
3 おわりに
第4章 多分岐ポリイミドの合成と機能化
1 多分岐ポリマー(ハイパーブランチポリマー)とは
2 AB2型モノマーの自己重縮合によるハイパーブランチポリイミドの合成
3 A2型,B3型モノマーの重縮合によるハイパーブランチポリイミドの合成
4 まとめ
第5章 多分岐ポリイミド-シリカハイブリッドの合成と特性
1 はじめに
2 PI系複合材料の合成
2.1 PI-SiO2 HBDの合成
2.2 HBPI-SiO2 HBDの合成
3 HBPI-SiO2 HBDの特性
4 HBPI-SiO2 HBDの応用
4.1 多孔性ポリイミド
4.2 気体分離膜
5 おわりに
第6章 熱可塑性ポリイミド/ポリヒドロキシエーテル系ポリマーアロイ
1 はじめに
2 ポリ(ヒドロキシエーテル)(PHE)の基礎
3 熱可塑性ポリイミドの基礎
4 ポリマーアロイの基礎
5 熱可塑性ポリイミド/ポリヒドロキシエーテル系ポリマーアロイ
5.1 主鎖にアミド構造を有するPHE(アミド構造含有PHE)
5.2 有機溶剤に可溶な熱可塑性ポリイミド
5.3 PHE/PI系ポリマーアロイフィルムの調製方法
5.4 PHEおよびPHE/PI系ポリマーアロイの熱機械的特性
5.5 PHEおよびPHE/PI系ポリマーアロイの化学的耐熱性
5.6 PHE/PI系ポリマーアロイの相溶性
5.7 PHEおよびPHE/PI系ポリマーアロイの表面構造
5.8 PHEおよびPHE/PI系ポリマーアロイの防湿性
6 おわりに
第7章 ポリイミドハイブリッド膜のガス透過性とガス分離性
1 はじめに
2 ポリイミドハイブリッド膜開発の方向性
3 イオン液体ハイブリッド膜
3.1 液膜~ガス吸収液含有まで
3.2 イオン液体
4 ABAトリブロックコポリマー型ハイブリッド膜
4.1 ABAトリブロックコポリマー
4.2 PMMA
4.3 アダマンタン
4.4 POSS
5 おわりに
第8章 紫外線照射表面濡れ性制御ポリイミド
1 はじめに
2 紫外線照射濡れ性制御ポリイミドの合成と物性評価
3 長鎖アルキル基を有する紫外線照射濡れ性制御ポリイミド
4 天然物骨格に基づく紫外線照射濡れ性制御ポリイミド
5 不飽和長鎖アルキル基を有する紫外線照射濡れ性制御ポリイミド
6 光反応性の官能基を有する紫外線照射濡れ性制御ポリイミド
7 各種の表面分析
8 おわりに
第9章 ポリイミド/炭素繊維複合材料の作製と強度評価
1 はじめに
2 CFRPマトリックス用ポリイミドの分子設計
2.1 成形材料に求められる条件
2.2 反応性末端剤
3 プリプレグ用熱硬化性ポリイミド樹脂
3.1 プリプレグ/オートクレーブ成形の概要
3.2 PMR-15
3.3 PETI-5
3.4 TriA-PI
3.5 TriA-SI
3.6 TriA-X
3.7 PETI-340M
4 レジントランスファーモールディング(RTM)用熱硬化性ポリイミド樹脂
4.1 RTM成形の概要
4.2 PETI-330
5 熱可塑性ポリイミド樹脂
6 まとめ
【第3編 ポリイミドの応用展開】
第1章 耐熱・低線膨張ポリイミドフィルムとその応用
1 はじめに
2 ポリイミド
3 XENOMAX(R)の特性
3.1 CTE:線膨張係数
3.2 粘弾性特性
3.3 機械特性,熱収縮率,電気特性
3.4 耐薬品性
3.5 ガス透過性
3.6 難燃性
4 XENOMAX(R)の応用技術
4.1 半導体パッケージ用サブストレート
4.1.1 ビルドアップ層
4.1.2 コア層
4.2 三次元実装パッケージ
4.3 無機薄膜形成用フレキシブル基板
4.3.1 誘電体薄膜,厚膜
4.3.2 半導体薄膜
5 まとめ
第2章 感光性ポリイミドの展開と将来動向
1 はじめに
2 電子材料への展開
3 リチウムイオン電池への展開
4 ディスプレイ分野への展開
5 イメージセンサーへの展開
6 おわりに
第3章 ポリイミドからのグラファイト作製と応用
1 緒言
2 ポリイミド(PI)からグラファイトへ
2.1 PIの熱分解反応
2.2 炭素前駆体の形成
2.3 グラファイト化反応
3 PIより得られるグラファイトの物性
3.1 理想的グラファイトの物性
3.2 グラファイト膜(Graphinity)の物性
3.3 グラファイトブロック(GB)の物性
3.4 超薄膜グラファイトの物性
4 グラファイトの応用
4.1 放熱シートとしての応用
4.2 グラファイトブロック(GB)の応用
4.3 グラファイト超薄膜の加速器応用
5 結論
第4章 ポリイミドガス分離膜の設計開発
1 はじめに
2 高分子膜のガス透過モデル
3 膜材料としてのポリイミド
4 ポリイミドの分離性能
5 ポリイミド膜の分離性能向上
5.1 拡散係数(D)の増大
5.2 架橋構造の導入による拡散係数(D)の制御
5.3 炭化による拡散係数の制御
5.4 溶解係数(S)の向上
5.5 ブロックコポリマーによる拡散係数(D)と溶解係数(S)の制御の可能性
5.6 他素材とのハイブリッドとその他の方法
6 ポリイミド膜の展望
6.1 酸素富化空気の製造:O2/N2分離
6.2 CO2回収技術
7 おわりに
第5章 芳香族ポリイミドの炭素化による燃料電池用カソード触媒
1 はじめに
2 研究背景
3 カーボン系カソード触媒の機能・要求特性
4 ポリイミド微粒子から作製したカーボン系カソード触媒の性能
5 ポリイミド微粒子の作製法、および炭素化法
6 メソポーラス化の取り組み
7 おわりに
第6章 バイオポリイミドの開発と有機無機複合化による透明メモリーデバイスの作製
1 芳香族生体分子
2 バイオ芳香族ジアミン
3 芳香族バイオポリイミドの合成
4 有機無機複合化
5 おわりに