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ナノ気孔を有する硬質多孔性粒子を配合した高摩擦・耐摩耗性エラストマーの開発

Research Project

Project/Area Number 18656051
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Design engineering/Machine functional elements/Tribology
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

堀切川 一男  Tohoku University, 大学院・工学研究科, 教授 (60173605)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山口 健  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50332515)
Project Period (FY) 2006 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2008: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
KeywordsRBセラミックス / エラストマー / 高摩擦 / 耐摩耗性 / 粒子 / 複合材料 / 水潤滑 / 油潤滑 / 多孔質
Research Abstract

本研究の目的は, 流体存在下においても高摩擦を示す新しいエラストマー系複合材料を開発することである. 平成19年度までの研究結果により, NBR(アクリロニトリルブタジエンゴム)にRBセラミックス粒子を配合することにより, 水潤滑下において高い摩擦が得られること, そして, そのための好適なRBセラミックス粒子の配合率, 平均粒径, ベースゴムのショア硬度などが明らかにされている. そこで, 平成20年度では, これまでの研究で高摩擦を示した平均粒径300μmのRBセラミックス粒子を5wt%配合したショア硬度58HSのNBRについて,直径4mmの高炭素クロム軸受鋼球(JIS SUJ2)を用いて摩擦試験を行い, 耐摩耗性の評価を行った. 実験は, 垂直荷重1.98N, すべり速度0.01m/s, 摩擦繰返し数1,000回, 大気中無潤滑下で行われた. その結果, 同NBR/RBセラミックス複合材料は, NBR単体に比べ, 1/5の比摩耗量を示すことが判った. 摩耗面の光学顕微鏡観察より, NBR単体では, ゴム表面の大規模な流動が観察されたのに対して, NBR/RBセラミックス複合材料では, 大規模な流動は観察されず, またRBセラミックス粒子の脱落も見られなかった. これは, 摩擦によるゴムの流動を硬質なRBセラミックスが抑制し, また, RBセラミックス粒子の気孔部分にゴムが入り込むことによるアンカー効果によって, 粒子の脱落が抑制されたためと考えられる. 以上のことから, 本研究で開発されたNBR/RBセラミックス複合材料は, 流体存在下において高い摩擦係数を示し, かつ耐摩耗性にも優れることが明らかにされた.

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2009 2008 2007 2006

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Proposal and application of walking mode maps2008

    • Author(s)
      Takeshi Yamaguchi, Kazuo Hokkirigawa
    • Journal Title

      Extended Abstracts of 2^<nd> International Conference on Advanced Tribology 2008 (iCAT 2008)

      Pages: 515-517

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    • Author(s)
      Kazuo Hokkirigawa
    • Journal Title

      Proceedings of the International Conference on Slips, Trips, and Falls 2007: From Research to Practice

      Pages: 163-167

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      Takeshi Yamaguchi
    • Journal Title

      Proceedings of Malaysia-Japan International Symposium on Advanced Technology (MJISAT) 2007 (CD-ROM)

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    • Author(s)
      山口健
    • Journal Title

      月刊トライボロジー 240

      Pages: 36-39

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    • Author(s)
      山口健
    • Journal Title

      トライボロジスト 52・2

      Pages: 114-119

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      村井ユリ子
    • Journal Title

      医療の質・安全学会第1回学術集会 抄録集

      Pages: 225-225

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    • Author(s)
      山口健
    • Journal Title

      セラミックス誌 41・2

      Pages: 89-93

    • NAID

      10017257199

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    • Author(s)
      T.Yamaguchi
    • Journal Title

      Proceedings of the Third Asia International Conference on Tribology

      Pages: 387-388

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  • [Journal Article] Development of high friction shoe soles using rubber/RB ceramics composites2006

    • Author(s)
      K.Hokkirigawa
    • Journal Title

      Proceedings of the Third Asia International Conference on Tribology

      Pages: 67-68

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  • [Presentation] Development of hard porous carbon materials RB ceramics and their practical applications2009

    • Author(s)
      山口健
    • Organizer
      イタリアナノテク企業ミッション
    • Place of Presentation
      東北大学, 仙台
    • Year and Date
      2009-02-23
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  • [Presentation] Proposal and application of walking mode maps2008

    • Author(s)
      Takeshi Yamaguchi
    • Organizer
      2^<nd> International Conference on Advanced Tribology 2008 (iCAT 2008)
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      2008-12-05
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  • [Presentation] RBセラミックス及びその複合材料の開発と応用2008

    • Author(s)
      山口健
    • Organizer
      (社)日本ゴム協会第78回トライボロジー研究部会
    • Place of Presentation
      東部ビル5階会議室, 東京
    • Year and Date
      2008-09-22
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  • [Presentation] Development of hard porous carbon materials RB ceramics and their practical applications2008

    • Author(s)
      Takeshi Yamaguchi
    • Organizer
      The 5th International Symposium on Mechanical Science Based on Nanotechnology
    • Place of Presentation
      仙台国際センター,仙台
    • Year and Date
      2008-03-07
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  • [Presentation] Development and applications of hard porous carbon materials RB ceramics made from Rice bran2007

    • Author(s)
      Takeshi Yamaguchi
    • Organizer
      Malaysia-Japan International Symeposium on Advanced Technology 2007 (MJISAT 2007)
    • Place of Presentation
      マレーシア,クアラルンプール
    • Year and Date
      2007-11-14
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  • [Presentation] Development of high grip shoe soles by using rubber/RB ceramics composites,2007

    • Author(s)
      Takeshi Yamaguchi
    • Organizer
      The International Conference on Slips, Trips, and Falls 2007: From Research to Practice
    • Place of Presentation
      Liberty Mutual Research Center, Boston, USA
    • Year and Date
      2007-08-23
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  • [Book] セラミックデータブック(2007年度版)2007

    • Author(s)
      堀切川一男
    • Total Pages
      234
    • Publisher
      米ぬかを原料とする硬質多孔性炭素材料「RBセラミクス」,
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  • [Book] エコマテリアルハンドブック2006

    • Author(s)
      堀切川一男, 山口健
    • Total Pages
      823
    • Publisher
      硬質多孔性炭素材料「RBセラミックス」
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      2006 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 防滑靴底2008

    • Inventor(s)
      堀切川一男, 山口健, 相内亮慶, 梅津智樹, 春日憲一, 伊藤貴之, 石沢智
    • Industrial Property Rights Holder
      弘進ゴム株式会社
    • Industrial Property Number
      2008-183711
    • Filing Date
      2008-07-15
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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