2012 Fiscal Year Research-status Report
溶解性モールドを用いた複合材料のインプリント表面機能化プロセスの確立
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24760086
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
松崎 亮介 東京理科大学, 理工学部, 講師 (20452013)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 複合材料 / 表面処理 / インプリント / 接着強度 |
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| Research Abstract |
CFRP（炭素繊維強化プラスチック）は比強度・比剛性が高く，航空宇宙産業に広く利用されている．CFRPの接合には接着接合が多く見受けられるが，強い接着強度を得るには表面処理が必要となる．しかし，従来の表面処理方法である，サンドブラストやプラズマ処理は，材料成形後の工程を増加させるだけでなく，粉塵の発生など作業環境悪化の原因にもつながる．そこで，Nanoimprint lithography(NIL)を用いてCFRPの接着表面を微細加工し，接着強度，破壊靭性を向上させようとする試みがあるが，インプリント転写に使用される離型剤が微細構造表面に残留し，接着強度が低下する問題があった．また，従来のモールドは金属製であるため，離型時を考慮すると引抜き離型が可能な2.5次元構造のみ限定される課題もあった．
本研究では，溶解性材料を用いたモールドを使用し，離型時に溶解させることで，離型剤を使用せず，3次元表面構造の転写を可能にする表面処理手法を提案し，実際に複雑な3次元インターロック構造を有する溶解性モールドを用いて，CFRP表面にインプリント転写し，インプリント表面構造形状の評価を行う．
3次元形状が作製可能であること，溶解可能なことからフォトレジストをモールド材料として使用し，フォトリソグラフィ技術により，溶解性モールドの作製を行い，3次元構造表面の作製には傾斜露光法により行った．そして，作製した溶解性モールドを用いて，CFRPプリプレグに対し3次元構造表面のインプリントを行い，その後モールドを，アセトンを用いることで溶解させ離形処理を行った．これにより，離型剤を用いずにインターロック構造などの3次元形状表面をインプリントすることができる．
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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
本年度は，当初の予定通り傾斜を持った3次元凹凸構造が，一定の間隔で並んだ溶解性モールドの製作に成功した．さらに，CFRPにインプリントし，モールドと同様の傾斜を持った3次元凹凸構造が転写されているのが確認できており，概ね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
アセトンによる離型処理後，フォトレジストがアセトンに完全には溶解せずCFRP凹凸構造に残留する問題が有り，今後これらの問題点のメカニズムについて解明し，改善策について実験による検証が必要である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
実験用消耗品への使用に加え，国内・国際会議で積極的に旅費等に対外発表を行うため，旅費に使用する計画である．
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