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超臨界流体の応用展開
−抽出・分離、合成・分解、資源化からナノファブリケーションまで−


 超臨界流体の応用は、優れた物質抽出方法として進化してきましたが、続いて、PCBやダイオキシンなどの分解・無害化や、各種廃棄物のリサイクルプロセスに応用され、地球環境問題解決の有効手段として注目されました。そして現在は、これまでの超臨界流体技術に関する開発成果を基として、その応用範囲は、物質合成、成形加工、表面改質からナノファブリケーションの領域にまで発展し、優れた機能を多く持つ物質創製の領域にまで拡大してきています。
 本調査レポートは、超臨界流体を用いた応用技術に関する研究開発および事業化動向を以下の点に重点を置いてまとめたものです。

超臨界流体の物性や応用分野の概要について解説!
超臨界二酸化炭素による抽出から反応・成形加工・薄膜形成およびナノファブリケーションに至る応用技術について詳述!
超臨界水による化学分解・酸化・合成およびナノファブリケーションに至る応用技術について言及!
超臨界アルコールや超臨界炭化水素による応用技術についても紹介!
付属資料として国内公開特許の概要を収録!
 
    □体裁 A4判 434ページ
    □定価 71,400円 (本体68,000円、消費税3,400円)
    □送料 弊社負担
    □発行 2008年11月

章 目 次

第1章 超臨界流体とは
第2章 超臨界流体の特性
第3章 超臨界二酸化炭素の応用技術 
第4章 超臨界水の応用技術
第5章 その他の超臨界流体の応用技術

詳 細 目 次

 
第1章 超臨界流体とは  1
 1.1 純物質の温度−圧力線図 1
 1.2 臨界点と超臨界流体 2
 1.3 超臨界流体の臨界定数 2
 1.4 超臨界流体の物性 3
 1.5 超臨界流体の応用 4

第2章 超臨界流体の特性
7
 2.1 密度  7
 2.2 粘性係数 8
 2.3 拡散係数 9
 2.4 誘電率 10
 2.5 イオン積 11
 2.6 溶媒和 12

第3章 超臨界二酸化炭素の応用技術
13
 3.1 抽出・分離 13
  3.1.1 天然物からの有用物質の抽出・分離 13
   (1) フレーバー・フレグランス成分の抽出(熊本大学) 13
   (2) プロポリスからの桂皮酸とクリシンの抽出(千葉工業大学、日本生物化学) 16
   (3) ひまわり種子からの油脂、海産クロレラからの脂質の抽出(神戸製鋼所) 19
  3.1.2 廃棄物からの有用物質の抽出・分離 22
   (1) 廃棄木材・廃棄農産物からの有用物質の抽出(森林総合研究所) 22
   (2) 食品廃棄物からの有用物質の抽出(国立環境研究所) 26
   (3) 食品分野における抽出プロセスの構築(日本大学) 28
  3.1.3 ウラン・プルトニウムの再処理抽出 30
   (1) 再処理プラントの概念(名古屋大学、三菱重工業) 30
   (2) 超臨界流体からのウランの逆抽出(名古屋大学、三菱重工業) 34
   (3) 全アクチニドの一括抽出(日本原子力研究開発機構) 39
  3.1.4 超臨界流体抽出による化学分析 42
   (1) 超臨界流体クロマトグラフィーによる分離分析(大阪大学) 42
   (2) 残留農薬分析−農産物生産の立場から−(宮崎県総合農業試験場) 45
   (3) 残留農薬分析−食品衛生の立場から−(熊本県保健環境科学研究所) 48
   (4) 残留農薬多成分分析への適用(国立医薬品食品衛生研究所) 52
   (5) 残留農薬自動抽出システム(日本分光) 54
   (6) 残留農薬分析における迅速化のための前処理(西川計測) 56
  3.1.5 環境破壊物質の抽出 58
   (1) 土壌中ダイオキシン類の抽出法(愛媛大学) 58
   (2) 土壌中ダイオキシンの抽出における水分の影響(愛媛大学) 63
   (3) 有機塩素系溶剤吸着活性炭からの抽出・脱着(資源環境技術総合研究所) 66
  3.1.6 その他の抽出・分離 71
   (1) 粉体成形バインダーの抽出・脱脂(機械技術研究所) 71
   (2) 微生物群集構造の解析手法としての抽出(豊橋技術科学大学) 75
 3.2 反応・合成 79
  3.2.1 水素化反応 79
   (1) 有機ハイドライドの高効率合成(産業技術総合研究所) 79
   (2) 芳香族化合物の立体選択的水素化反応(産業技術総合研究所) 82
  3.2.2 高分子合成 87
   (1) 高分子合成(金沢大学、北海道大学) 87
   (2) 医薬品中間体の新規合成法(大阪市立工業研究所) 90
  3.2.3 酵素反応 94
   (1) 超臨界二酸化炭素中の酵素反応(石川県立大学) 94
   (2) 酵素反応による有用物質合成(東京工業大学) 97
   (3) 食品分野での酵素反応(日本大学) 100
  3.2.4 ケミカルリサイクル 101
   (1) ポリ乳酸のケミカルリサイクル(宇都宮大学) 101
   (2) 加硫天然ゴムのケミカルリサイクル(京都工芸繊維大学、東洋ゴム工業) 105
  3.2.5 超臨界二酸化炭素中での高エネルギー照射反応場の形成 110
   (1) 高エネルギー電子線パルス誘起化学反応(金沢大学) 110
   (2) 大容量放電プラズマの形成(熊本大学) 113
 3.3 成形加工・表面改質・薄膜形成 117
  3.3.1 発泡 117
   (1) 発泡で創る高分子多孔体(京都大学) 117
   (2) 高分子の微細発泡成形(日本製鋼所) 122
   (3) 高分子の連続発泡・混練押出し(日本製鋼所) 125
  3.3.2 めっき 134
   (1) プラスチックへの無電解めっき(日立マクセル、京都大学ほか) 134
   (2) 繊維への無電解めっき(福井大学) 140
   (3) 無電解めっき前処理技術(セーレン) 142
   (4) 超臨界二酸化炭素と電解質水溶液混合系での電気めっき(福井大学) 145
   (5) 超臨界二酸化炭素用界面活性剤を用いた電気めっき(ダイキン) 147
  3.3.3 薄膜形成 151
   (1) 電子デバイス用薄膜形成プロセス(東京大学) 151
   (2) Cu薄膜の形成とULSI配線形成への応用(東京大学) 155
   (3) 超高空孔率薄膜形成(神戸製鋼所) 159
   (4) 高分子材料表面の機能化処理(コベルコ科研) 163
   (5) ナノプレーティング(東京工業大学) 165
   (6) 超微細加工(山梨大学) 168
   (7) 極微細パターン形成(NTT) 173
   (8) 色素増感太陽電池での利用(九州工業大学) 176
  3.3.4 染色 179
   (1) ポリプロピレン布帛の染色(小松精練) 179
   (2) 超臨界二酸化炭素による繊維の機能加工(京都市産業技術研究所) 181
   (3) 超臨界二酸化炭素利用染色加工(福岡大学) 184
   (4) 超臨界二酸化炭素利用染色装置(日阪製作所) 188
 3.4 ナノファブリケーション 191
  3.4.1 合成から構造制御、ナノファブリケーションへ 191
  3.4.2 ナノ構造制御 192
   (1) 溶融高分子の結晶高次構造 192
   (2) ナノコンポジット高次構造 192
   (3) 非晶質高分子の結晶化 193
   (4) 不融高分子の結晶化 193
   (5) ナノコンポジットの多孔構造制御 194
   (6) ナノ多孔結晶化 195
   (7) 超臨界延伸利用による多孔化 195
  3.4.3 ナノ多孔体 196
   (1) ナノ多孔体の創製(東京農工大学) 196
    A.液−液相分離 196
    B.結晶化中の二酸化炭素の排除 197
    C.ゲルの超臨界乾燥 197
   (2) ポリマーのナノ多孔体(京都大学) 199
   (3) 感光性ナノポーラスポリイミド(日東電工) 201
   (4) ナノスケールキャスティングによるナノ多孔体(豊田中央研究所) 206
  3.4.4 ナノ粒子 209
   (1) 金属ナノ粒子(産業技術総合研究所) 209
   (2) 有機ナノ粒子(信州大学) 215
   (3) 薬剤ナノ粒子の調製(名城大学) 222
   (4) バイオナノ粒子…リポソーム(東京理科大学) 225
   (5) バイオナノ粒子…ニオソーム(コスモテクニカルセンター) 227
  3.4.5 ナノコンポジット粒子 232
   (1) (金属粒子+ポリマー)ナノ粒子(産業技術総合研究所) 232
   (2) (無機粒子+ポリマー)ナノ粒子(花王) 236
  3.4.6 カーボンナノマテリアル(東京大学) 240
  3.4.7 その他のナノファブリケーション 243
   (1) ナノインプリント(京都大学) 243
   (2) ミセル合成によるナノ粒子(東京理科大学) 245
 3.5 その他の応用技術 248
  3.5.1 木材への保存薬液注入(森林総合研究所)  248
  3.5.2 高分子のトライボロジー特性への影響(オイレス工業) 253
  3.5.3 イオン伝導性の向上(東京工業大学) 259
  3.5.4 ポリエステル繊維の構造変化(京都工芸繊維大学) 264
  3.5.5 低環境負荷機能加工(福井大学) 268
  3.5.6 高圧・真空容器(三菱マテリアル) 272

第4章 超臨界水の応用技術
278
 4.1 化学分解・酸化 278
  4.1.1 プラスチックリサイクル 278
   (1) 各種プラスチックの分解・ガス化・水素製造(静岡大学) 278
    A.超臨界水による熱硬化性樹脂の分解 278
    B.超臨界水による炭素繊維強化プラスチックの分解 279
    C.超臨界水によるガラス繊維強化プラスチックの分解 280
    D.超臨界水によるプラスチックのガス化・水素製造 280
   (2) ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンの分解(東北大学) 282
    A.分解生成物の粘度 283
    B.分解生成物の分子量分布 284
    C.分解生成物の組成 286
   (3) ポリエチレン・ポリプロピレン・ポリスチレン混合物の分解(東北大学) 288
    A.PEとPSの混合処理 289
    B.PEとPPの混合処理 290
    C.PPとPSの混合処理 292
    D.PE、PP、PSの混合処理 293
   (4) ポリプロピレンの軽質油への分解(神戸市立工業高等専門学校) 295
   (5) ポリエチレンの分解挙動(三菱重工業) 298
   (6) 亜臨界水中でのFRP〔繊維強化プラスチック〕の分解(パナソニック電工) 300
  4.1.2 バイオマス燃料化 302
   (1) バイオ燃料の創製(京都大学) 302
   (2) リグニンのガス化(産業技術総合研究所) 304
   (3) リグニンからの燃料ガス製造(宇都宮大学) 308
   (4) バイオマスからの水素の製造(広島大学) 312
   (5) 木材からのバイオエタノール生産(京都大学) 314
  4.1.3 有機廃棄物処理・資源化 316
   (1) 有機系廃棄物処理・資源化(静岡大学) 316
    A.超臨界水中燃焼法による完全・クリーン燃焼 317
    B.亜臨界水による加水分解可溶化+メタン発酵 318
   (2) メタン発酵残渣の処理(清水建設) 318
   (3) 廃棄汚泥の資源化(東京工業大学) 323
   (4) 原子燃料サイクル廃棄物の処理・処分(東芝) 327
   (5) 製鉄発生廃棄物の再資源化(名古屋工業大学) 328
  4.1.4 有機廃液処理・資源化 332
   (1) 無機塩類含有有機廃液の処理(東京大学) 332
   (2) 半導体工場廃液など有機廃液の分解処理(オルガノ) 334
    A.半導体工場廃液 335
    B.PCB 335
    C.下水汚泥 336
   (3) 放射性有機廃液の分解処理(日本原子力研究開発機構) 337
    A.ネオバックMR200〔鉱物油〕 339
    B.ダイフロイル#10〔フッ素油〕 339
    C.フォンブリンY-LVAC25/6〔フッ素油〕 340
   (4) 小型有機廃液処理装置(東芝) 341
  4.1.5 重質油改質 345
   (1) 超重質油の改質(中部電力) 345
   (2) ビチューメン〔オイルサンド油〕の分解(東北大学) 348
   (3) ビチューメン〔オイルサンド油〕の脱硫(東北大学) 353
  4.1.6 その他 358
   (1) PCBの分解(東北大学) 358
   (2) カルボニル化合物の新規な製造(サントリー) 360
 4.2 材料加工・合成 362
  4.2.1 酸化膜形成(大阪大学)  362
  4.2.2 有機合成(産業技術総合研究所) 366
 4.3 ナノファブリケーション 369
  4.3.1 金属ナノ粒子(東北大学) 369
  4.3.2 金属酸化物ナノ粒子 371
   (1) 生体分子を用いたナノ粒子アセンブリー(東北大学) 371
   (2) チタン酸バリウムナノ粒子(産業技術総合研究所) 374
  4.3.3 有機-無機ハイブリッドナノ粒子(東北大学) 376
  4.3.4 ナノ粒子創生最前線(日本大学) 382
 4.4 その他の応用技術 386
  4.4.1 ビールの製造(サントリー) 386
  4.4.2 微粒子分散(海洋研究開発機構) 388
  4.4.3 超臨界水酸化反応可視化システム(東芝) 390

第5章 その他の超臨界流体の応用技術
396
 5.1 超臨界メタノール 396
  5.1.1 PET〔ポリエチレンテレフタレート〕およびPEN〔ポリエチレンナフタレート〕の
       モノマー化(静岡大学)
396
  5.1.2 ナフタレンの形状選択的メチル化(静岡大学) 395
  5.1.3 バイオディーゼル燃料の製造 400
   (1) 油脂類からのバイオディーゼル燃料(京都大学) 400
   (2) 油滓からのバイオディーゼル燃料(木村化工機) 402
   (3) ナタネなどからのバイオディーゼル燃料(中央農業総合研究センター) 405
   (4) 各国のバイオディーゼル品質規格(サンケァフューエルス) 407
 5.2 超臨界アルコール 408
  5.2.1 n-プロパノールによるシラン架橋ポリエチレンケーブルの
       絶縁体リサイクル連続処理(日立電線)
408
 5.3 超臨界炭化水素 413
  5.3.1 n-ブテン、n-ペンタン、n-ヘキサンなどによる超臨界合成反応(静岡大学) 413
 5.4 超臨界フッ素化合物
  5.4.1 SF6あるいはC2HF5による超臨界レジスト乾燥(NTTアドバンステクノロジ) 414
付属資料(国内公開特許情報)
1.装置に関する出願(13件)
2.抽出に関する出願(6件)
3.処理に関する出願(7件)
4.反応・合成に関する出願(6件)
5.清浄化・洗浄に関する出願(6件)
6.乾燥に関する出願(6件)
7.超臨界水に関する出願(8件)
8.その他の出願(4件)

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