超臨界CO_2による超微細発泡(ウルトラマイクロセルラー)の創製

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650751
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 大嶋 正裕 京都大学, 工学研究科, 助教授 (60185254)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷垣 昌敬 京都大学, 工学研究科, 教授 (30027148)
• Keywords: 二酸化炭素 / マイクロセルラープラスチック / ポリプロピレン / 核生成 / 気泡成長 / 発泡 / 超臨界流体 / 高分子成形加工

Research Abstract

本年度は、高圧オートクレーブを利用した二酸化炭素によるポリプロピレン樹脂の発泡実験ならびにシミュレーションを通して、ポリプロピレン樹脂内に生成する気泡径をより微細化、気泡数密度をより増加させる因子を探索した。
まず、実験ならびにシミュレーションより、核生成の促進、気泡成長の抑制が、気泡径の微細化、マイクロセルラー化への基本原則であることを確認した。さらに、核生成の支配因子ならびに気泡生成の支配因子を検討した。核生成のコントロールを可能にする因子としては、界面張力、減圧速度、初期溶解濃度があり、気泡成長をコントロールできる因子として、拡散係数、樹脂粘度、装置温度があることが明確になった。また、特に、ポリプロピレン樹脂の場合は、溶融温度以下の結晶が存在する中で、発泡させることが、気泡の微細化に重要であることが実験より明らかになった。これは、結晶は、核剤として機能することに加え、結晶が物理的架橋構造を構成し伸長粘度を高めることによって、気泡成長を抑制する機能があるためと予測される。
シミュレーションによる検討を行なった際、従来から使用していた、気泡周辺の樹脂中の溶解ガス濃度を計算する際の、積分法の欠陥が明らかになり、改善を加えた。

Research Products

• [Publications] M.Ohshima: "Polymeric Foaming in the 21^<st> Century"Proceedings of Thai-Japan Polymer Processing Workshop. 36-44 (2001)
• [Publications] M.Ohshima: "Polymeric Foaming of Olefin Polymer in the 21^<st> Century"Proceedings of Int.Sympo.on Future Technology for Polyolefin and Olefin Polymerization Catalysis. OP52 (2001)