1.　使用済みおむつリサイクル技術

　日本では高齢化の進展に伴い、大人用紙おむつの排出量が増加の一途をたどっています。現在、使用済み紙おむつの大部分は焼却処理されていますが、多量の水分を含むため燃えにくく、助燃料コストの増大や焼却残渣の増加が大きな課題となっています。また、高負荷な燃焼は焼却炉の劣化を早め、修繕費の増大や炉の短寿命化を招いています。 こうした背景から、環境省では紙おむつのリサイクルを促すガイドラインを策定しました。本研究では、オゾンを活用した革新的なリサイクル技術を確立し、従来は困難であった使用済み紙おむつからの高純度なパルプ回収を可能にしました。 この技術により、回収パルプを再び紙おむつへと再生する「水平リサイクル」が実現しています。現在、鹿児島県志布志市において実証実験を経て社会実装が進行しており、回収パルプを用いた紙おむつの製造事業も本格的にスタートしています。
令和7年度　全国発明表彰受賞した研究です。

関連論文：
Journal of cleaner production 276, 123350 (2020), DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123350.

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2.　セルロースを活用した生分解性材料開発

　本研究では、木材の主要成分であるセルロースを用いた紙製生分解性材料の研究開発を行っています。紙をプラスチックの代替材料として利用する際、水に濡れた際の強度（湿潤紙力）の不足と、分解速度の制御の難しさが大きな課題となります。 例えば、農業用マルチシートに紙を使用する場合、作物の生育前に分解が進んでしまうと、雑草抑制や保湿といった本来の機能を果たせません。そこで当研究室では、リン酸と尿素を活用した簡便な手法により、微生物による分解速度の制御と、高い湿潤紙力の維持を両立させる技術を開発しました。現在、この成果を応用し、海洋プラスチック問題の解決に向けた「海中での生分解性材料」の開発にも取り組んでいます。

関連論文：
・Cellulose, 26, 5105-5116 (2019),DOI:https://doi.org/10.1007/s10570-019-02423-y

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3. 地域特産資源（ユズ果皮）の高度利活用と機能性紙の開発

　高知県のユズ生産量は全国第1位であり、国内シェアの約5割を占めています。ユズ果皮は果実総重量の半分以上を占める主要な副産物ですが、精油抽出後の残渣はその多くが廃棄処分されているのが現状です。この廃棄ユズ果皮の活用拡大は、本県の資源循環において極めて重要な課題です。 当研究室では、廃棄ユズ果皮からペクチンやセルロース成分を、効率的かつ高品質に段階抽出する独自の技術開発に取り組んでいます。さらに、抽出された成分を製紙プロセスに応用することで、紙に新たな機能や付加価値を付与する研究を推進しています。 これらの地域資源の再資源化と、独自の機能性紙製品群の創出を通じて、高知県の地域産業の発展およびサステナブルな社会の実現に貢献することを目指しています。

関連論文：準備中

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4.緑藻類由来セルロースを活用した木質パルプ代替材料の開発　

森林破壊と世界的なパルプ需要の増加を背景に、木材に依存しない持続可能なセルロース資源の開発が急務となっています。そこで私たちが注目したのが、成長が速く、陸上の耕地を必要としない海洋バイオマス「緑藻類」です。海藻は木材と異なり強固なリグニンをほとんど含まないため、少ないエネルギーと低環境負荷でセルロースを抽出できる利点があります。
本研究では、2種類の緑藻が持つ特長を検証しました。 まず「ミナミアオノリ」は水への分散性が高く、パルプ繊維と均一に絡むため、木材パルプと混合することで未叩解の木材100%の紙を大きく上回る強度を発揮し、紙力増強剤としてのポテンシャルが確認されました。一方「シオグサ」は、一般的な針葉樹パルプを上回る極めて高い重合度（繊維性）を持ちます。適切なアルカリ処理を施すことでろ水性が改善し、木材パルプ以上の強度を持つ強靭な「100%海藻由来シート」の作製に成功しました。
海藻由来セルロースは、未来のパルプ代替資源や機能性付与材料として、持続可能な社会と森林保護に大きく貢献することが期待されます。

関連論文：準備中

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5.　イオン液体を駆使した機能紙開発

　耐水段ボールやペーパータオルなどの湿潤紙には、水に濡れた際の強度を保つため「湿潤紙力増強剤」が使用されています。しかし、汎用される樹脂剤は副生成物の毒性が懸念されており、環境負荷を低減する代替技術が求められてきました。
　 本研究では、セルロースを溶解できる新しい溶剤「イオン液体」に着目しました。紙中のセルロースを部分的に溶解・再凝固させることで、添加剤を一切使わず、100%セルロース成分のみで極めて高い湿潤強度を実現することに成功しました。この手法で処理したパルプは、引張り強度だけでなく、比表面積や保湿率、ポリエチレングリコール吸着率が向上することも明らかにしています。
　 本技術により、水環境下で長時間使用可能な「機能紙」への展開が可能となります。活性炭や触媒を担持させることで、水質浄化フィルターや触媒紙など、環境保全に貢献する新材料としての活用が期待されます。

関連論文：
・Cellulose 27, 8317-8327 (2020), DOI:https://doi.org/10.1007/s10570-020-03303-6
・Cellulose, 24(8), 3469-3477 (2017). DOI: https://doi.org/10.1007/s10570-017-1340-8
・Cellulose,32,4341-4344 (2025). DOI: https://doi.org/10.1007/s10570-025-06512-z

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6. 　インドネシアのパームオイル産業における「循環型」国際共同研究

　インドネシアの輸出産業の約12%を占めるパームオイル。その生産過程では、毎年膨大な量の廃棄物が発生しており、大きな環境課題となっています。特に「パームファイバー」と呼ばれる繊維状の廃棄物は、全体の2割以上にものぼります。
　私たちは、このパームファイバーに約50%含まれる「セルロース」に着目しました。これまで捨てられていたこの成分を取り出し、食品や日用品の質感を整える「カルボキシメチルセルロース（CMC）」として再生させる研究に取り組んでいます。 本研究の大きな特徴は、環境に優しい「オゾン処理」を活用している点です。この技術により、CMCの性質を自在にコントロールすることが可能となり、従来の廃棄物に高い付加価値を与えることに成功しました。
私たちはこの研究を通じ、現地の産業発展と地球環境の保護が両立する「サーキュラーエコノミー（循環型経済）」の実現に貢献していきます。

関連論文：
・Journal of applied polymer science 138, e54228 (2023), DOI: https://doi.org/10.1002/app.54228
・Journal of applied polymer science 138, e49610 (2021), DOI: https://doi.org/10.1002/app.49610
・森林バイオマス利用学会誌 14, 1-9 (2019)

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7.　インテリジェント機能紙

　インテリジェント材料とは、外部環境の変化に応答して特定の機能を発現する素材のことです。私たちはこの機能を持つ素材を開発し、紙や不織布へ応用する研究に取り組んでいます。 外部環境を鋭敏に検知し、これまでにない機能を持つ紙・不織布を創り出すことで、世界初となるインテリジェント商品の開発を目指しています。

【具体的な研究例】
・ナトリウムイオン応答:
　体内成分（汗など）に反応して保湿剤を放出する紙

・温度応答:
　周囲の温度変化によって機能が変化する機能紙

・外部刺激応答:
　環境の変化に応じて必要な時にだけ匂いを放出する紙 私たちは、体温や体内成分に反応する革新的な素材づくりを通じて、未来の暮らしを豊かにする製品の創製を目指しています。

関連論文：
・ Journal of Applied Polymer Science, 134(9) , 44530 (2017) DOI: https://doi.org/10.1002/app.44530.
・Chemical Engineering Journal, 245, 17-23(2014).　 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.02.019
・Journal of Applied Polymer Science, 129, 2139-2144 (2013). DOI: https://doi.org/10.1002/app.38941
・Journal of Applied Polymer Science, 127, 1725-1729 (2013). DOI: https://doi.org/10.1002/app.37902.　　
・ Journal of Materials Science, 45, 1343-1349 (2010) DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-009-4088-1.
・Journal of Materials Science, 44, 992-997 (2009).DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-008-3220-y
・Journal of Materials Science, 43, 1486-1491 (2008). DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-007-2341-z
・ Journal of Materials Science, 40, 1987-1991 (2005).DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-005-1221-7

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8.　製紙スラッジの完全再資源化

現在、紙パルプ産業から排出される「製紙スラッジ」に含まれるパルプ成分は、その多くが焼却処分されています。残った無機物質についても、再利用の研究が進められているものの、パルプ成分との分離が非常に困難なため、現在は埋め立て処分に頼らざるを得ないのが実状です。 本研究では、これらを同時に有効活用する画期的な方法として、「イオン液体」を用いた分離回収技術の開発に取り組んでいます。イオン液体はパルプ成分のみを選択的に溶解できる特性を持っており、この性質を利用することで、パルプ成分と無機成分を壊すことなく、きれいに分離して回収することが可能になります。 イオン液体は環境負荷の極めて低い「グリーン・インダストリー（環境に優しい産業）」を支える未来の溶媒として、世界中から注目を集めています。このシステムを確立させることで、地球環境に優しい循環型の廃棄物処理法が実現されることを目指しています。

関連論文：
・ Journal of Material Cycles and Waste Management, SPECIAL FEATURE: ORIGINAL ARTICLE AGRO' 2014,18(2), 215-221, (2016). DOI :
https://doi.org/10.1007/s10163-015-0391-x
・ Chemical Engineering Journal, 173, 129-134 (2011) DOI:https://doi.org/10.1016/j.cej.2011.07.048
・“酸化チタン含有人工ゼオライトの合成及びその消臭能”、紙パ技術誌、60、1561-1567（2006）　

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9.　界面重合反応を活用した機能紙開発

私たちは、紙表面上のナノ界面制御”をキーワードに、紙や不織布といったシート状素材に新たな機能を与える研究を行っています。 最大の特長は、紙の表面で「機能材料の合成」と「定着」を同時に行う独自のコンセプトです。「界面重合」という反応を活用し、素材の表面で直接高分子膜を作り出すことで、これまでにない多様な形態のデザインを可能にしました。

【実現可能な高分子膜の形態】
・マイクロカプセル状： 薬剤を包み込み、少しずつ放出させる
・ファイバー状： 表面積を広げ、吸着力や強度を高める
・多孔状（ポーラス）： 通気性やフィルター機能を付加する

現在は、これら膜の形態が変化するメカニズムの解明を進めるとともに、この技術を応用した次世代製品の開発にも取り組んでいます。
【具体的な開発事例】
・防虫紙： 成分をゆっくり放出（徐放）し、効果が長持ちする
・剥離紙レス粘着紙： ゴミとなる剥離紙を不要にし、環境負荷を低減する

私たちは、ナノレベルの制御技術を通じて、紙の可能性を無限に広げ、より便利な社会と持続可能な未来に貢献します。

関連論文：
・Journal of fapplied polymer science (2023). DOI: https://doi.org/10.1002/app.55077.
・Chemosphere, 256, 127143 (2020). https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.127143
・ Industrial & Engineering Chemistry Research, 55(4), 961-966 (2016). DOI: https://doi.org/10.1021/acs.iecr.5b04548
・ Polymer bulletin, 72, 2621-2632 (2015). DOI: https://doi.org/10.1007/s00289-015-1426-0
・ Industrial & Engineering Chemistry Research, 52, 9137-9144 (2013). DOI: https://doi.org/10.1021/ie401082a
・Journal of Applied Polymer Science, 124, 242-247 (2012). DOI: https://doi.org/10.1002/app.33900
・Journal of Materials Science, 41, 7019-7024 (2006).DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-006-0789-x

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