2012 Fiscal Year Research-status Report
層界面に無機フィラーを制御配置した高機能高分子多層フィルムの開発
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24656473
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Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
梶原 稔尚 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10194747)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 高分子多層フィルム |
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| Research Abstract |
高分子多層フィルムは，異種高分子の多層化により単一材料のフィルムでは達成できない複数の機能を持たせることにより高機能化を図ったものである。多層フィルム製造には流路内で複数の溶融高分子を合流・積層した後，ダイ流出後に引取る共押出成形が用いられるが，高分子の組合せや成形条件によっては界面不安定が生じ多層化ができない。もし，異種高分子間に無機材料を配置し，高分子の界面挙動を制御することができれば，従来製造不可能であった新規の多層フィルムの製造が可能になる。また，繊維，平板状の各種無機材料を界面に配向制御して配置できれば，光学特性など新たな機能付与が可能になる。本研究では，各種の異種高分子の界面層に各種無機材料を配置した多層フィルムを作成し，レオメータによる界面層のレオロジー特性評価と，共押出実験による界面不安定の発現や多層フィルムの機械・光学物性について，無機材料配置との関係を明らかにする。
平行円盤レオメータを用いて，多層フィルムのレオロジー特性を測定し，種々の高分子の組合せに対する，各種の無機材料の効果について基礎検討を行った。その中で，層間の接着性や安定性に効果がある組合せの探索と考察を行った。レオメータによる多層フィルムのレオロジー評価については，具体的に以下のことを行った。まず，２種類の高分子Ａ，Ｂを溶融後プレスしてフィルムを作成した。得られた多層フィルムを平行円盤レオメータの円盤間に装着し所定の温度に加熱後，これまで２層フィルムで研究を行ってきた線形領域での動的粘弾性測定を行った。同様にＡおよびＢ単独のフィルムと，ＡとＢの高分子フィルムのみを貼り合わせたサンプル（界面の無機材料なし）について動的粘弾性測定を行った。Ａ層のみ，Ｂ層のみ，（Ａ＋Ｂ）層，（Ａ＋Ｂ）層の動的粘弾性データから，界面状態についての考察を行った。以上の検討を，各種の高分子の組合せに対して行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成24年度の研究実施計画の一部を行い，
研究論文1報を学術誌に掲載した．また，これについて4件の学会発表を行い，
一定の進展を得た．
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| Strategy for Future Research Activity |
平行円盤レオメータを用いて，多層フィルムのレオロジー特性を測定し，種々の高分子の組合せに対する，各種の無機材料の効果について基礎的検討を行う。その中で，層間の接着性や安定性に効果がある組合せの探索と，そのメカニズムの考察を行う。その実験と平行して，共押出成形実験装置の製作を行い，多層フィルムの共押出が可能になる操作手法を確立する。平行円盤レオメータによる多層フィルムのレオロジー評価については，具体的に以下のことを行う。まず，２種類の高分子Ａ，Ｂを溶融後プレスしてフィルムを
作成する。無機粒子を分散させた溶液を両方の高分子フィルムの片面にコーティングした後溶媒を蒸発させ，コートした面を貼り合わせて多層フィルムを作成する。得られた多層フィルムを平行円盤レオメータの円盤間に装着し，所定の温度に加熱した後，レオロジー測定を行う。同様にＡおよびＢ単独のフィルムと，ＡとＢの高分子フィルムのみを貼り合わせたサンプル（界面の無機材料なし）について動的粘弾性測定を行う。Ａ層のみ，Ｂ層のみ，（Ａ＋Ｂ）層，（Ａ＋無機材料＋Ｂ）層の動的粘弾性データから，無機材料の存在の有無によるＡ－Ｂ界面層の粘弾性の違いを解析し，界面状態についての考察を行う。以上の検討を，各種の無機材料（シリカ粒子，アルミ粒子，チタニウム粒子など）および各種の高分子の組合せ（ＨＤＰＥ，ＬＤＰＥ，ＰＰ，ＰＢＴ，ＰＤＭＳなど）に対して，無機材料濃度を変えて行う。測定後のサンプルを液体窒素で冷却・剥離を行い界面のＳＥＭ写真から界面状態を考察する。共押出成形装置の製作では，Ａ層，無機材料の溶液層，Ｂ層を合流・多層化させる多層ダイを製作する。ダイから押出された溶融状態のフィルムは低温で空気冷却されるとともに引取ロールで薄膜化される。上記の実験系を，まずＡ，Ｂの両層を同一材料とし，かつ中間層のない安定な系で操作できるように完成させる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
該当なし。
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