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エアープラズマ処理による天然長繊維強化ポリ乳酸樹脂複合材料の高性能化

Research Project

Project/Area Number 18860077
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

田中 達也  Doshisha University, 工学部, 教授 (70434678)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,460,000 (Direct Cost: ¥2,460,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,090,000 (Direct Cost: ¥1,090,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,370,000 (Direct Cost: ¥1,370,000)
Keywords環境適合型材料 / 長繊維ペレット / ポリ乳酸(PLA) / 水分量 / 加水分解 / 機械的特性 / 耐熱性 / 射出成形 / 天然繊維 / 表面改質 / プラズマ処理 / 衝撃強度 / PET繊維
Research Abstract

平成19年度の成果として,天然繊維(ジュート繊維)中の含水分がポリ乳酸樹脂の加水分解にどのように影響しているかを調べた.その結果,ポリ乳酸樹脂との複合化前のジュート繊維の乾燥状態および造粒(ペレット)後の乾燥条件によって含水分量は変化し,ペレット含水分量と射出成形後のポリ乳酸の分子量には負の相関があり,射出成形での可塑化中にも加水分解によるポリ乳酸の劣化(生分解)が進んでいることが明らかになった.また,ポリ乳酸の分子量低下は機械的特性も低下させ,ジュート繊維で強化させているにも関わらずペレット時の含水分量が1wt%を超えると分子量が半減し,元のポリ乳酸ペレット(分子量が低下していない状態)で射出成形した機械的特性の結果よりも低くなった.さらに,成形品中でも天然繊維内部に抜けきらない水分が残存すると,成形品の乾燥によっても変形と同時にポリ乳酸の分子量は低下することが分かり,ペレットにするまでの段階で如何に繊維内部の水分を除去できるかが,機械的特性向上の課題であり,繊維内部の水分が抜け易い構造の長繊維ペレットが有効であることを示した.一方,上記結果よりペレット製造時のエアープラズマ処理およびエアーブロー処理によるオンラインでジュート繊維内部の含水分率を1wt似下に除去することは極めて困難であった.オフラインでの熱風乾燥および誘導加熱によってジュート繊維は短時間で繊維内部まで水分除去に効果があることが分かったが,紡績糸の供給形態であるボビン状(紙管に巻かれた状態)では,加熱時間の増加と共に熱が中心部に蓄積され繊維が熱劣化し,ジュート繊維の加熱方法に課題を残した.エアープラズマ処理による界面改質の効果の有無に関しては,含水分の影響が極めて大きいためその傾向は見出せなかった.しかし,ジュート繊維との複合化によりポリ乳酸の耐熱性に向上は見られた.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2008 2007

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] ジュート長繊維強化ポリ乳酸ペレットを射出成形した複合材の機械的特性評価2007

    • Author(s)
      藤浦 貴保, 田中 達也, 今井 田豊
    • Journal Title

      強化プラスチックス 53巻9号

      Pages: 430-436

    • NAID

      40015687743

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] How to Improve Mechanical Properties of Polylactic Acid with Bamboo Fibers2007

    • Author(s)
      R.TOKORO, T.TANAKA, T.FUJII, T.FUJIURA, etc.
    • Journal Title

      Journal of Material Science Vol.43

      Pages: 775-787

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Long Jute Fiber Reinforced Thermoplastic Pellets for Injection Molding2007

    • Author(s)
      Takayasu Fujiura, Tatsuya Tanaka etc.
    • Journal Title

      3^<rd> Wood Fibre Polymer Composites International Symposium 3^<rd>

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] ジュート長繊維強化ポリ乳酸の機械的特性に及ぼす水分の影響2007

    • Author(s)
      田中 達也, 今井 田豊, 菊池 直樹, 藤浦 貴保, 坂本 佳直美
    • Organizer
      プラスチック成形加工学会
    • Place of Presentation
      第15回成形加工シンポジア,07
    • Year and Date
      2007-11-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Influence of moisture in the mechanical properties of long jutef iber reinforced polylactic acid"2007

    • Author(s)
      T.TANAKA, Y.TMATDA, T.FUJII, K.SAKAMOTO
    • Organizer
      Second China-Japan Joint Seminar on Green Composites(日本材料学会主催))
    • Place of Presentation
      中国 上海:東浦大学
    • Year and Date
      2007-09-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] 竹の基礎科学と高度利用技術, 第8章:竹繊維強化熱可塑性樹脂ペレット2008

    • Author(s)
      田中 達也 分筆(監修 藤井 透)
    • Total Pages
      250
    • Publisher
      シー・エム・シー出版社
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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

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