可干渉性ふく射照射による極微細構造発現を利用した高分子フィルムの高機能化

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450081
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 佐藤 勲 東京工業大学, 工学部, 助教授 (10170721)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 斉藤 卓志 東京工業大学, 工学部, 助手 (20302937) ; 伏信 一慶 東京工業大学, 工学部, 助手 (50280996)
• Keywords: 高分子材料 / 微細構造発現 / ふく射照射 / 干渉光 / 分子配向緩和 / 熱拡散

Research Abstract

高分子フイルムに微細構造を発現させ、高機能な高分子成形品を製造する技術の確立を目的として、成形途上の高分子材料に照射する光の可干渉性を利用し、成形過程における高分子材料内の極微細な領域の冷却制御を実現する方法の検討の第一段階として、単純な系における高分子成形品に干渉光を照射したときに発現する構造のスケールと材料内の熱移動の関係に関する知見を得た。具体的には以下の通りである。
(1) 干渉光によるパターン状構造発現の確認
静止した予配向フィルムに赤外線レーザによる干渉光を照射し、パターン状に分子配向を緩和させることで、フィルムの光学的構造を発現させられることを確認した。
(2) 射出成形品表面層の構造のパターン状制御における制御スケールの影響
フィルム成形に先立ち、分子配向の発現と冷却条件が規定しやすい高分子射出成形品表面層において干渉光によるパターン状構造制御を行い、パターンのスケールと冷却条件の関係を実験的に評価した。その結果、パターンスケールが数10μm程度まで小さくなると発現する構造が平滑化すること、その傾向は成形品表面が強く冷却されるほど顕著であることを明らかにした。
(3) 干渉光照射時の高分子材料内の温度分布の予測
数値解析によって干渉光照射時の高分子材料内の温度分布を予測し、構造発現の鍵となる成形途上の高分子材料内の温度分部には材料内の熱拡散が強く影響することを明らかにした。
これらの知見をもとに、次年度にはフィルム延伸と干渉光によるフィルム上の極微細領域伝熱制御を同時に行って、高機能高分子フィルム製造技術確立のための基礎的知見を得る予定である。

Research Products

• [Publications] 佐藤勲、斉藤卓志、高柳秀樹: "赤外線レーザーの干渉照射を用いた射出成形品表面の分子配向層のパターン状制御に関する実験的検討" 成形加工シンポジア'98. 53-54 (1998)
• [Publications] Takushi Saito,Isao Satoh,Yasuo Kurosaki: "An Application of CO2 Laser Interference Heating for Polymer Injection Molding Process" Proc.of the 5th ASME/JSME Thermal Engineering Conference. (発表予定). (1999)
• [Publications] 高柳秀樹、斉藤卓志、佐藤 勲: "炭酸ガスレーザ光の干渉による樹脂射出成形品の表面物性の微細制御" 第36回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (発表予定). (1999)