日本造紙公司積極開發纖維素纖維強化新方法

日本大阪的柔性塑料和瓦楞紙板包裝供應商Rengo有限公司正利用中間材料及纖維素生產技術積極開發新型纖維素納米纖維（CNF）。

纖維素納米纖維的成本問題還沒有得到解決，但正不斷取得進展

在開發CNF的過程中，Rengo公司將開發重點放在了日本武生市的玻璃紙生產技術上，該技術利用 「黃酸鹽」作為中間物生產CNF（XCNF）。這種中間物的纖維素分子中含有黃原體，但這些黃原體很容易被轉移走，可以像生產純纖維素那樣將XCNF轉化為CNF。這些黃原酸化了的CNF可用於汽車的複合材料等多個工業領域。

生產中通常用化學法或機械加工法將纖維素纖維加工至納米級，這種納米級纖維的重量只有鋼的五分之一，但強度可達到鋼的五倍。而它的缺點則是生產成本仍然很高，因此Rengo希望與企業及大學合作進行基礎研究和產品開發，以便加快XCNF材料的商業化進程。

與此同時，日本三菱造紙廠正採用另一種方法來降低CNF的生產成本，目前的成本約為每公斤90美元。該公司營銷組的組長Yasuyuki Oku表示，低成本的纖維素微纖維，甚至是毫纖維，都可以在應用中能充分地加強熱塑性塑料的強度，它們可以比CNF更輕易地融合到聚合物基質中，而在造紙術中，這一特徵則更加明顯。日本經濟產業省（METI）制定了一個目標，即在2030年之前將CNF的成本降低到每公斤400—500日元（約每磅1.60-2.00美元），但業內有些人認為這一目標難以實現。而採用纖維素微纖維技術或許是一個不錯的選擇。

三菱造紙廠已經可以商業化生產纖維素纖維增強聚丙烯（PP）化合物。其高純度纖維素纖維PCV30-F PP化合物的抗拉強度分別在32 MPa的基礎上增強了10%, 20% 和 30%，達到了36、45和56 MPa，熱變形溫度從110℃增強到了127 ℃、145 ℃和154 ℃，其性能得到了極大改善。與標準PP 60的MFR相比，這三個等級的MFR分別為14、2和1。三菱造紙廠也可以生產木質紙漿的PP，其成本較低，機械性能略低於其他類型的PP。

三菱造紙廠也積極地推進再生碳素纖維在PP熱塑性化合物中的應用。用維珍碳纖維加固的PP所需要的成本十分昂貴，在成本和性能方面很難與碳纖維增強的聚醯胺（CF-PA）化合物競爭。

三菱造紙廠目前正在回收熱固性複合材料和丟棄物中的纖維等碳纖維廢料, 然後利用PP膜層將這些廢料壓成多層CF-PP卷料,並進一步加工成三維材料，甚至還可以用於插入成型或背面成型工藝。該公司Carboplus卷料的基本重量為每平方米30-100克（厚度為450-1500微米，CF含量為50-90wt%）。使用再生CF的產品保留了維珍CF-PP卷料90%的機械屬性。

文章來自Plastics Today，原文題目為Japanese paper firms take new approaches to cellulose fiber reinforcement，由材料科技在線匯總整理。

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