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ナノボイドによる形態複屈折を利用した位相差フィルムの設計

Research Project

Project/Area Number 15J08243
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Polymer/Textile materials
Research InstitutionJapan Advanced Institute of Science and Technology

Principal Investigator

島田 光星  北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords形態複屈折 / 逆波長分散性 / 位相差フィルム / セルローストリアセテート / ポリエチレン / 結晶構造 / 多孔構造 / セルロース誘導体
Outline of Annual Research Achievements

平成28年度は、形態複屈折により複屈折の波長依存性を制御する手法について知見を深めることを目的とし、単独材料における複屈折の発現機構について詳細に検討した。得られた結果の総まとめを行い、形態複屈折を利用した機能性光学フィルムの設計指針を提案した。
加熱一軸延伸、およびその後の応力緩和段階におけるセルローストリアセテート(CTA)の配向複屈折発現機構について検討した。加熱延伸時の応力は延伸速度とともに増加するが、CTAフィルムの配向複屈折は延伸速度によらずほぼ一定の値を示した。また、延伸停止後に応力は直ちに緩和するものの、配向複屈折は減少せず一定の値を示した。広角X線回折より、CTA結晶の配向は延伸停止後も緩和しないことが判明した。これらの結果より、CTAの配向複屈折は、加熱段階において形成される結晶中の分子鎖の立体配座によって決定することが判明した。
結晶性高分子材料の複屈折の波長依存性を検討した。インフレーション成形とTダイ成形されたポリエチレンフィルムの複屈折を測定したところ、正の逆分散性を示すフィルムと負の正分散性を示すフィルムが存在した。分子鎖の配向度と複屈折の値は比例関係にあり、配向度とともに複屈折も単調に変化する。結晶構造の解析より、ラメラのねじれの程度によって複屈折は大きく変化し、c軸配向性が強いフィルムは正の逆波長分散性を示す傾向にあることが判明した。また、ポリエチレンは結晶化度が高いほど高屈折率であり、波長依存性も強い。すなわち、結晶と非晶では屈折率の波長依存性が異なるため、形態複屈折にも波長依存性が生じると考えられる。特定のポリエチレンフィルムでは、波長依存性が弱く正の値となる配向複屈折と、波長依存性が強く負の値となる形態複屈折が足し合わさることで、逆波長分散性を示すと考えられる。
以上の結果をまとめ、学会発表、投稿論文執筆、および博士論文の執筆を行った。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Wavelength dispersion of birefringence of oriented polyethylene films2017

    • Author(s)
      Hikaru Shimada, Shogo Nobukawa, Takaaki Hattori, Masayuki Yamaguchi
    • Journal Title

      Applied Optics

      Volume: 56 Issue: 13 Pages: 3806-3811

    • DOI

      10.1364/ao.56.003806

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Birefringence and strain-induced crystallization of stretched cellulose acetate propionate films2017

    • Author(s)
      Shogo Nobukawa, Akichika Nakao, Songsurang Kultida, Panitha Pulkerd, Hikaru Shimada, Misaki Kondo, Masayuki Yamaguchi
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 111 Pages: 53-60

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2017.01.027

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anomalous Optical Anisotropy of Oriented Cellulose Triacetate Film2016

    • Author(s)
      Hikaru Shimada, Ayumi Kiyama, Panitha Phulkerd, Masayuki Yamaguchi
    • Journal Title

      Nihon Reoroji Gakkaishi

      Volume: 45 Issue: 1 Pages: 19-24

    • DOI

      10.1678/rheology.45.19

    • NAID

      130005440028

    • ISSN
      0387-1533, 2186-4586
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development of Microporous Structure and its Application to Optical Film for Cellulose Triacetate Containing Diisodecyl Adipate2015

    • Author(s)
      H. Shimada, S. Nobukawa, M. Yamaguchi
    • Journal Title

      Carbohydrate Polymers

      Volume: 120 Pages: 22-28

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2014.11.056

    • NAID

      120005676710

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Birefringence control of polymeric films by anisotropic structure and its optical application2016

    • Author(s)
      Hikaru Shimada, Shogo Nobukawa, Masayuki Yamaguchi
    • Organizer
      Asian Workshop on Polymer Processing 2016
    • Place of Presentation
      Melbourne (Australia)
    • Year and Date
      2016-11-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 配向高分子フィルムにおける複屈折制御と機能性光学フィルムへの応用2016

    • Author(s)
      島田光星、信川省吾、山口政之
    • Organizer
      成形加工シンポジア'16
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-10-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 構造異方性を利用した複屈折制御と機能性光学フィルムへの応用2016

    • Author(s)
      島田光星、信川省吾、山口政之
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学横浜キャンパス(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Manipulated control of phase separation and the shape of dispersed domains to produce an ideal wave-plate2016

    • Author(s)
      Hikaru Shimada, Shogo Nobukawa, Masayuki Yamaguchi
    • Organizer
      The XVIIth International Congress on Rheology
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-08-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Anisotropic structure and birefringence control of polymeric films2016

    • Author(s)
      Hikaru Shimada, Shogo Nobukawa, Masayuki Yamaguchi
    • Organizer
      32nd International Conference of the POLYMER PROCESSING SOCIETY
    • Place of Presentation
      Lyon (France)
    • Year and Date
      2016-07-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structure and Optical Anisotropy of Cellulose Acetate Films2016

    • Author(s)
      Hikaru Shimada, Shogo Nobukawa, Masayuki Yamaguchi
    • Organizer
      The 3rd International Symposium for Green-Innovation Polymers
    • Place of Presentation
      北陸先端科学技術大学院大学(石川県能美市)
    • Year and Date
      2016-03-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 低分子添加剤を利用した機能性光学フィルムの設計2015

    • Author(s)
      島田光星、信川省吾、山口政之
    • Organizer
      成形加工シンポジア’15
    • Place of Presentation
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2015-11-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 可塑化セルローストリアセテートにおける多孔構造の形成と機能性光学フィルムへの応用2015

    • Author(s)
      島田光星、信川省吾、山口政之
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2015-10-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Design of Optical Retardation Film Using Form Birefringence Originated from Porous Structure.2015

    • Author(s)
      Hikaru Shimada, Shogo Nobukawa, Masayuki Yamaguchi
    • Organizer
      Regional Conference Polymer Processing Society Graz 2015
    • Place of Presentation
      Graz (Austria)
    • Year and Date
      2015-09-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optical Application of Cellulose Triacetate Film Having Porous Structure.2015

    • Author(s)
      Hikaru Shimada, Shogo Nobukawa, Masayuki Yamaguchi
    • Organizer
      Foams 2015
    • Place of Presentation
      京都大学桂キャンパス(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-09-10
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Porous Structure Formed by Phase Separation and its Optical Application for Cellulose Triacetate Film.2015

    • Author(s)
      Hikaru Shimada, Shogo Nobukawa, Masayuki Yamaguchi
    • Organizer
      31st International Conference of the POLYMER PROCESSING SOCIETY
    • Place of Presentation
      Jeju Island (Korea)
    • Year and Date
      2015-06-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 形態複屈折を利用した逆波長分散性位相差フィルムの設計2015

    • Author(s)
      島田光星、信川省吾、山口政之
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-05-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Formation of Porous Structure and its Optical Application for Cellulose Triacetate Film Containing Diisodecyl Adipate.2015

    • Author(s)
      Hikaru Shimada, Shogo Nobukawa, Masayuki Yamaguchi
    • Organizer
      Eurofillers Polymer Blends 2015
    • Place of Presentation
      Montpellier (France)
    • Year and Date
      2015-04-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Handbook of Sustainable Polymers: Processing and Applications.2015

    • Author(s)
      Kultida Songsurang, Hikaru Shimada, Shogo Nobukawa, Masayuki Yamaguchi
    • Total Pages
      988
    • Publisher
      Pan Stanford Publishing
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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