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Measurement of flow-induced structure using a flow control in processing nanofiber composite materials

Research Project

Project/Area Number 18K04728
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

Yasuda Kazunori  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (80239756)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywordsセルロースナノファイバー / 流動誘起配向 / 高分子 / レオロジー / 配向制御 / 流動複屈折 / 繊維配向 / レオロジー特性 / ナノファイバー / 複合材料 / 流動 / 成形
Outline of Final Research Achievements

The flow of the fluid in which cellulose nanofibers (CNF) were suspended in water and the orientation state of CNF caused by the flow were investigated.
First, when a polymer was dilutedly added to CNF and the effect of the polymer on the orientation state was investigated, it was found that the orientation state differs depending on the type of polymer. Next, when the orientation states in a complex flow: such as an abrupt contraction flow, an abrupt expansion flow, and flow around a cylinder were investigated, the orientation states of CNF changed greatly depending on the flow. Although it is usually difficult to control the orientation state arbitrarily, in this study, it was possible to control the orientation state of CNF using a rapidly contracting flow field.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

セルロースナノファイバー(CNF)は注目度の高い材料であるが,流体力学的な観点からの研究は少ない。CNFは細長い短繊維形状をしており,流動中の配向状態を調べる研究はとくに少ない。本研究はその先駆け的研究である。マクロサイズの短繊維の配向状態は過去によく研究されていたが,CNFのようなナノスケールサイズの繊維の配向状態は温度に影響され,添加する高分子が希薄であっても高分子の種類によっては配向状態が変化することが明らかとなった。これらの結果は,CNFを用いた成形品などを製造するにあたっての基礎的な知見となるものと期待できる。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Presentation (9 results)

  • [Presentation] 急拡大部を有する流路内流れにおけるセルロースナノファイバーの流動誘起配向2022

    • Author(s)
      井上 大輔,保田 和則
    • Organizer
      日本繊維機械学会 第75回年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] セルロースナノファイバー分散流体の流れ中におけるファイバーの配向2021

    • Author(s)
      井上 大輔,出渕 聖人,保田 和則
    • Organizer
      日本繊維機械学会 第74回年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 単純せん断流れ場におけるセルロースナノファイバー分散流体の流動誘起配向2021

    • Author(s)
      川又 俊介,保田 和則
    • Organizer
      日本流体力学会 年会2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 定常単純せん断流れにおけるCNF分散流体の繊維配向2021

    • Author(s)
      川又 俊介,保田 和則
    • Organizer
      日本機械学会 中国四国支部 第60期総会・講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 複雑形状を有する微小流路内流れにおけるセルロースナノファイバーの流動誘起配向2021

    • Author(s)
      出渕 聖人,井上 大輔,保田 和則
    • Organizer
      日本機械学会 中国四国支部 第59期総会・講演会,06c3
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] セルロースナノファイバー分散流体の単純せん断流動下における高分子の影響2020

    • Author(s)
      川又 俊介,上野 颯也,保田 和則
    • Organizer
      日本繊維機械学会 第73回年次大会 研究発表論文集,pp. 133-134.
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 複雑流路内におけるセルロースナノファイバーの流動誘起配向2019

    • Author(s)
      出渕聖人,清水裕也,上野颯也,保田和則
    • Organizer
      日本繊維機械学会 第72 回年次大会 研究発表論文集,pp. 34-35
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] セルロースナノファイバー分散流体の複雑流路内流れにおけるファイバーの配向状態2019

    • Author(s)
      上野颯也,出渕聖人,保田和則
    • Organizer
      日本レオロジー学会 第67回レオロジー討論会,USB メモリー
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] セルロースナノファイバー分散流体中のファイバーの配向状態に対する高分子の影響2019

    • Author(s)
      上野颯也,出渕聖人,保田和則
    • Organizer
      日本機械学会 中国四国支部 第2回 非ニュートン流体力学研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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