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2010 Fiscal Year Annual Research Report

セルロースフィブリルを利用した低線膨張特性を有する環境適応型高分子複合材料の開発

Research Project

Project/Area Number 20560090
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

大窪 和也  同志社大学, 理工学部, 教授 (60319465)

Keywordsフィブリル / セルロース / ポリ乳酸 / 分散能 / 竹繊維 / ミル加工 / ひずみエネルギ
Research Abstract

前年度(平成21年度)においては,環境適応型高分子系複合材料の中で『第3の材料』として有用な力学的機能を有する微細フィブリル化セルロースが,その単位体積あたりの表面積(比表面積)が極めて大きいために分散性に乏しく液状の母材中では容易に凝集化する事を解消するために,3ロール式ミルを利用し,それに適した狭間条件を明らかにした.それをもとに本年度においては,研究実施計画に従い,本手法により分散化された微細フィブリル化セルロースを用いた天然繊維強化複合材料を実際に作成し,その力学的特性(強度および破壊じん性値)の向上と,それを支配する破壊損傷機構の改善を検証した.具体的には,本手法によって対象とした材料の臨界的な最大強度の増加はわずかに増加するともに,一般に天然繊維を用いる高分子系複合材料では低いと言われる破壊エネルギを約2倍(200%)に向上させる事ができた.本手法によって微細フィブリル化セルロースを適切に添加すると,特に繊維強度が低い天然繊維を利用する複合材料の最終破壊を支配するき裂進展が強化繊維の直前位置に達し繊維/母材問の界面破壊を引き起こすまでに至るまでの間に比較的大きな変形が強化繊維の周辺にて許容され,その結果としてき裂進展の経路付近で局所的なひずみエネルギが分散化される事によりこれらの改善がもたらされるような力学機構が存在する事もわかった.またこれらの改善手法は,天然繊維を強化材とする複合材料にだけではなく,カーボン繊維などの汎用的な工業繊維を使う複合材料でも応用可能である事がわかった.

  • Research Products

    (14 results)

All 2011 2010

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Stiffness reduction of woven CFRP and CFRTP spring under ultra high cyclic fatigue for vibration conveyor2010

    • Author(s)
      Takahiko Yoshi, Kazuya Okubo, Toru Fujii
    • Journal Title

      Advanced Materials Research

      Volume: Vol.123-125 Pages: 217-220

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A study on mechanical properties of bacterial cellulose/epoxy reinforced by plain woven carbon fiber modified with liquid rubber2010

    • Author(s)
      Mohamed H.Gabr, Mostafa Abd Elrahman, Kazuya Okubo, Toru Fujii
    • Journal Title

      Composites : Part A

      Volume: 41 Pages: 1263-1271

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of micro fibrillated cellulose on mechanical properties of plain-woven CFRP reinforced epoxy2010

    • Author(s)
      Mohamed H.Gabr, Mostafa Abd Elrahman Kazuya Okubo, Toru Fujii
    • Journal Title

      Composite Structures

      Volume: 92 Pages: 1999-2006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interfacial adhesion improvement of plain woven carbon fiber reinforced epoxy filled with micro-fibrillated cellulose by addition2010

    • Author(s)
      Mohamed H.Gabr, Mostafa Abd Elrahman, Kazuya Okubo, Toru Fujii
    • Journal Title

      Journal of Materials Science

      Volume: 45 Pages: 3841-3850

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Improvement of fatigue life of CFRP pipe modified with micro-fibrillated cellulose subjected to cyclic impact loading2011

    • Author(s)
      Syunichi Uematsu, Kazuya OKUBO, Toru FUJII
    • Organizer
      Hybrid Materials 2011
    • Place of Presentation
      Palais des Congres, Strasbourg
    • Year and Date
      2011-03-09
  • [Presentation] Application of spring-back molding and needle punching technique to fabrication of stampable bamboo fiber sheet processed with pressed mat2010

    • Author(s)
      Xiaochen Fu, Kazuya OKUBO, Toru FUJII
    • Organizer
      The 7th Asian-Australasian Conference on Composite Materials (ACCM-7)
    • Place of Presentation
      Taipei World Trade Center Club, Taipei
    • Year and Date
      2010-11-16
  • [Presentation] An application of bamboo fiber in Japan - Effect of needle punching and spring-back molding on stiffness of stampable bamboo fiber sheet processed with pressed mat -2010

    • Author(s)
      KAZUYA OKUBO, TORU FUJII, XIAO CHEN Fu
    • Organizer
      5th Vietnam Conference on Chemical Sciences -VCCS-5
    • Place of Presentation
      Hanoi University of Technology, Hanoi
    • Year and Date
      2010-11-16
  • [Presentation] 超高サイクル疲労荷重を受ける振動コンベヤ用平織りCFRPおよびCFRTP製バネの多湿環境下での剛性低下とき裂進展2010

    • Author(s)
      葭孝彦, 大窪和也, 藤井透
    • Organizer
      第54回日本学術会議 材料工学連合講演会
    • Place of Presentation
      ハートピア京都(京都府)
    • Year and Date
      2010-10-25
  • [Presentation] Synthesization of CNT on Surface of C/C Composites by Alcohol CVD Method and its Effect on Coefficient of Friction between Them2010

    • Author(s)
      K OBUNAI, K OKUBO, T FUJII
    • Organizer
      ASC & US-Japan Conferences
    • Place of Presentation
      Dayton Marriott, Dayton
    • Year and Date
      2010-09-21
  • [Presentation] Stiffness reduction of woven CFRP and CFRTP spring under ultra high cyclic fatigue for vibration conveyor2010

    • Author(s)
      Takahiko Yoshi, Kazuya Okubo, Toru Fujii
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Multi-Functional Materials and Structures (MFMS2010)
    • Place of Presentation
      Jeonbuk Provincial Government, Jeonju
    • Year and Date
      2010-09-16
  • [Presentation] Improvement of strength of bamboo fiber paper by addition of MFC (Micro Fibrillated cellulose)2010

    • Author(s)
      Keisuke Wakasugi, Kazuya Okubo, Toru Fujii
    • Organizer
      The Sixth International Workshop on Green Composites (IWGC-6)
    • Place of Presentation
      Geumosan Hotel, Gumi
    • Year and Date
      2010-09-10
  • [Presentation] 炭化MFCの炭素前駆体樹脂への添加による炭素繊維強化炭素複合材料(C/Cコンポジット)の機械的特性の改善2010

    • Author(s)
      竹内康徳, 小武内清貴, 大窪和也, 藤井透, 仲辻毅
    • Organizer
      日本機械学会 2010年度年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学 (愛知県)
    • Year and Date
      2010-09-07
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 不織布、この不織布の製造方法及びこの不織布を用いたサンドイッチ材2011

    • Inventor(s)
      藤井透, 大窪和也, 川原賢二, 鈴江俊策
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人同志社, 財団注人福岡県環境保全公社リサイクル総合研究センター
    • Industrial Property Number
      特願2011-057560
    • Filing Date
      2011-03-16
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 炭素繊維強化炭素複合材料及びその製造法2010

    • Inventor(s)
      藤井透, 大窪和也, 小武内清貴, 水野雅之, 仲辻毅
    • Industrial Property Rights Holder
      同志社大学,サンスター技研株式会社
    • Industrial Property Number
      特許,特願2010-188976
    • Filing Date
      2010-08-26

URL: 

Published: 2012-07-19  

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