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複合材料強化用p-アラミド繊維の超臨界流体を用いた新規表面処理法

研究課題

研究課題/領域番号 14350361
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 複合材料・物性
研究機関湘南工科大学

研究代表者

幾田 信生  湘南工科大学, 工学部, 教授 (30277941)

研究分担者 森井 亨  湘南工科大学, 工学部, 助教授 (50230090)
濱田 洲博 (濱田 州博)  信州大学, 繊維学部, 教授 (30208582)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
2004年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2003年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2002年度: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
キーワードパラ系アラミド繊維 / 繊維強化複合材料 / 界面強化 / シランカップリング剤 / フィルムフォーマ / 超臨界流体 / 結晶間間隙 / 浸透・架橋 / 一方向繊維複合材料
研究概要

本研究では、ポリパラフェニレンフタルアミド(PPTA)繊維(p-アラミド繊維)を取り上げ、その特異的な結晶性を利用して従来と全く異なる新規方法による複合材料の繊維-樹脂界面の強化を図るとともに、その界面強化機構を明らかにすることを目的にした。
紡糸の改良によって得られる特異な結晶構造はアラミド繊維のプリーツ結晶構造に主に依存する。普通はプリーツ同士は詰まっているが、本研究で用いた繊維では結晶間の間隙が広がっている。この間隙は試薬の浸透を容易にすると見られた。そこで本研究ではこの繊維に界面強化を図る試薬を浸透させ、固着させるように工夫した。浸透をさらに促すために二酸化炭素超臨界流体を用いた。次に、熱処理によって繊維の結晶間間隙を狭めて、繊維に試薬を固定するように試みた。界面強化試薬としてはガラス繊維で界面強化用に用いられるシラン剤とフィルムフォーマを用いた。これらの試薬の間には加熱下で相互的に結合して網目構造を生成して、結晶間間隙内の固着を助長すると予想された。
このような概念の元で実際に繊維を処理したところ、界面強度で最高60%程度の改善が得られた。種々のマトリックス樹脂に対応する界面強化試薬の選択では、ガラス繊維の表面処理で用いられている最適な処理剤組合せを適用すれば十分であった。試薬の処理量では最適量が有ることも分かった。以上の結果は現象論的観点から上述の処理機構を支持するものであった。界面強化機構を構造論的に知るために、試薬の繊維浸透、試薬の網目構造、繊維結晶の変化について、それぞれ、FTIR-ATR法による浸透量評価、Cup&Pin法及びFTIRによる網目構造の発現解析、及び、X線回折による微結晶サイズの評価を行った。その結果、上記の処理機構を裏付ける直接的な結果が得られた。とくに微結晶サイズの評価結果から、この処理が従来問題であった処理剤による繊維強度の低下を示さない画期的方法と判断された。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (58件)

すべて 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (40件) 図書 (1件) 文献書誌 (17件)

  • [雑誌論文] Interfacial reinforcement in composites with PPT aramid fiber modified by network-intercalation method2004

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Ohnishi, Eiji Fujioka, Kazuhiko Kosuge, Nobuo Ikuta
    • 雑誌名

      Composite Interfaces 11・3

      ページ: 263-269

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] シランカップリング剤縮合体によるナノフィラーPMMA複合材料の創製2004

    • 著者名/発表者名
      瀧智哉, 船見文寧, 幾田信生
    • 雑誌名

      高分子討論会予稿集 53・2

      ページ: 3725-3726

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 複合材料用強化繊維表面処理におけるシラン-フィルムフォーマ混合系の界面強化2004

    • 著者名/発表者名
      細井啓史, 船見文寧, 福田誠二, 幾田信生
    • 雑誌名

      繊維学会予稿集 59(3)

      ページ: 29-30

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] パラ系アラミド繊維に対するシラン-フィルムフォーマーの浸透作用2004

    • 著者名/発表者名
      津久井隆史, 細井啓史, 船見文寧, 大西晃宏, 小菅一彦, 幾田信生
    • 雑誌名

      第33回FRPシンポジウム講演論文集

      ページ: 178-179

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of matrix resin on hydrothermal aging of glass fiber reinforced cross-linked polyester composites2004

    • 著者名/発表者名
      T.Morii, H.Imai, Y.Fujii
    • 雑誌名

      Design, Manufacturing and Applications of Composites

      ページ: 340-347

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 染料・染色・機能加工2004

    • 著者名/発表者名
      濱田州博
    • 雑誌名

      繊維学会誌 60・6

      ページ: 172-180

    • NAID

      10013095605

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Functions of Silane Coupling Agents For Nano-Assembly at Glass Fiber-Resin Interfaces In Composites2004

    • 著者名/発表者名
      N.Ikuta
    • 雑誌名

      Proceedings of XX International Congress on Glass

      ページ: 1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interfacial reinforcement in composites with PPT aramid fiber modified by network-intercalation method2004

    • 著者名/発表者名
      A.Ohnishi, E.Fujioka, K.Kosuge, N.Ikuta
    • 雑誌名

      Composite Interfaces 11

      ページ: 263-269

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Functions of Silane Coupling Agents for Nano-Assembly at Materials Interfaces2003

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Ikuta
    • 雑誌名

      Proceeding of the 8th Japan International SAMPE Symposium 2

      ページ: 701-704

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of Surface Treatment on Mecanical Proparties of p-Aramid Fiber Reinforced Composite Materials2003

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Ohnishi
    • 雑誌名

      Proceeding of the 8th Japan International SAMPE Symposium 1

      ページ: 745-748

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] シランカップリング剤の反応/作用機構2003

    • 著者名/発表者名
      幾田信生
    • 雑誌名

      マテリアルステージ 3

      ページ: 1-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 界面接着性の向上を目指したケプラー^<【○!R】>繊維の新規表面処理法2003

    • 著者名/発表者名
      幾田信生
    • 雑誌名

      日本学術振興会繊維・高分子機能加工第120委員会年次報告 54

      ページ: 13-16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Environmental exposure of glass woven fabric/vinylester composites2003

    • 著者名/発表者名
      T.Morii
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th Japan International SAMPE Symposium

      ページ: 455-458

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental evaluation of hydrothermally aged fiber reinforced plastics, Expanded Horizon in Advanced Materials and Processing2003

    • 著者名/発表者名
      T.Morii
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th Japan International SAMPE Symposium 2

      ページ: 489-492

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Xiang-Rong Wang : "Sorption of an Acid Dye by a Silk Fiber in the Presence of Bolaform Electrolytes Containing Pyridine Rings2003

    • 著者名/発表者名
      Kunihiro Hamada
    • 雑誌名

      Coloration Technology 119・6

      ページ: 331-335

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of Bolaform Electrolyte as Auxiliaries for Acid Dyeing of Wool2003

    • 著者名/発表者名
      Kunihiro Hamada
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference of Dyeing and Finishing

      ページ: 73-75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of dye sorption for wool fiber using bolaform electrolytes2003

    • 著者名/発表者名
      Kunihiro Hamada
    • 雑誌名

      Proceedings of SAMPE Japan

      ページ: 693-696

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of the Binding and Sorption using Bolaform Electrolytes2003

    • 著者名/発表者名
      Kunihiro Hamada
    • 雑誌名

      Current Trends in Polymer Science 7

      ページ: 1-21

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Novel Fiber for Composites -A Unique Surface Treatment of p-Aramid Fiber-2003

    • 著者名/発表者名
      N.Ikuta, F.Funami, A.Ohnishi, E.Fujioka, K.Kosuge
    • 雑誌名

      Proc.8th Japan International SAMPE Symposium

      ページ: 419-422

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Thermal Degradation of Particle-Dispersed Polypropylene And Its Depression2003

    • 著者名/発表者名
      H.Hosoi, N.Yasuda, M.Nomura, H.Yui, Nobuo Ikuta
    • 雑誌名

      Proc.8th Japan International SAMPE Symposium

      ページ: 741-744

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect Of Surface Treatment On Mechanical Proparties Of P-Aramid Fiber Reinforced Composite Materials2003

    • 著者名/発表者名
      A.Ohnishi, T.Tsukui, F.Funami, E.Fujioka, K.Kosuge, N.Ikuta
    • 雑誌名

      Proc.8th Japan International SAMPE Symposium

      ページ: 745-748

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Functions of Silane Coupling Agents for Nano-Assembly at Materials Interfaces2003

    • 著者名/発表者名
      N.Ikuta
    • 雑誌名

      Proc.8th Japan International SAMPE Symposium

      ページ: 701-704

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nano-controlled Surface Treatment of p-Aramid Fiber for Interfacial Reinforcement of Composites2003

    • 著者名/発表者名
      N.Ikuta
    • 雑誌名

      The 8th IUMRS International Conference on Advanced Materials 16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Environmental exposure of glass woven fabric/vinylester composites2003

    • 著者名/発表者名
      T.Morii, Y.Fujii
    • 雑誌名

      Proc.8th Japan International SAMPE Symposium 2

      ページ: 455-458

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental evaluation of hydrothermally aged fiber reinforced plastics, Expanded Horizon in Advanced Materials and Processing2003

    • 著者名/発表者名
      T.Morii
    • 雑誌名

      Proc.8th Japan International SAMPE Symposium 2

      ページ: 489-492

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sorption of an Acid Dye by a Silk Fiber in the Presence of Bolaform Electrolytes Containing Pyridine Rings2003

    • 著者名/発表者名
      K.Hamada, X-R Wang
    • 雑誌名

      Coloration Technology 119(6)

      ページ: 331-335

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of Bolaform Electrolytes as Auxiliaries for Acid Dyeing of Wool2003

    • 著者名/発表者名
      K.Hamada, A.M.Morita, M.Masuda
    • 雑誌名

      Proc.International Conference of Dyeing and Finishing

      ページ: 73-75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of dye sorption for wool fiber using bolaform electrolytes2003

    • 著者名/発表者名
      Kunihiro Hamada
    • 雑誌名

      Proc.SAMPE Japan

      ページ: 693-696

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of the Binding and Sorption using Bolaform Electrolytes2003

    • 著者名/発表者名
      K.Hamada
    • 雑誌名

      Current Trends in Polymer Science 7

      ページ: 1-21

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Field desorption mass spectroscopic analysis of silane coupling agents hydrolyzed in solution2002

    • 著者名/発表者名
      Akira Yanagawa
    • 雑誌名

      Composite Interfaces 9・5

      ページ: 403-412

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interfacial Reinforcement in Composites with PPT Aramid Fiber Modified by Network□Intercalation Method2002

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Ikuta
    • 雑誌名

      Design, Manufacturing and Applications of Composites

      ページ: 316-323

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 熱可塑性複合材料におけるフィルムフォーマの界面作用2002

    • 著者名/発表者名
      幾田信生
    • 雑誌名

      日本学術振興会繊雑・高分子機能加工第120委員会年次報告 53・9

      ページ: 9-12

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Weight change and AFM study on Al(OH)_3 particle/vinylester composite under hydrothermal environment2002

    • 著者名/発表者名
      Tohru Morii
    • 雑誌名

      Durability Analysis of Composite Systems 2001

      ページ: 145-149

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Environmental effects on E-glass and C-glass fiber reinforced vinylester composites2002

    • 著者名/発表者名
      Tohru Morii
    • 雑誌名

      Design, Manufacturing and Applications of Composites

      ページ: 429-436

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of a Poly(amide amine) Dendrimer Disulfide Having Hydroxy Groups as the Terminals2002

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Takaguchi
    • 雑誌名

      Bull.Chem.Soc.Jpn. 75・6

      ページ: 1374-1351

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Field desorption mass spectroscopic analysis of silane coupling agents hydrolyzed in solution2002

    • 著者名/発表者名
      A.Yanagawa, N.Ikuta, M.Yasueda, T.Hori, Y.Ishino
    • 雑誌名

      Composite Interfaces 9(5)

      ページ: 403-412

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Weight change and AFM study on Al(OH)_3 particle/vinylester composite under hydrothermal environment2002

    • 著者名/発表者名
      T.Morii, S.Seino
    • 雑誌名

      Durability Analysis of Composite Systems 2001

      ページ: 145-149

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Environmental effects on E-glass and C-glass fiber reinforced vinylester composites2002

    • 著者名/発表者名
      T.Morii, H.Hamada, M.Mizoguchi, Y.Fujii
    • 雑誌名

      Design, Manufacturing and Applications of Composites

      ページ: 429-436

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of a Poly(amide amine) Dendrimer Disulfide Having Hydroxy Groups as the Terminals2002

    • 著者名/発表者名
      Y.Takaguchi, K.Hamada
    • 雑誌名

      Bull.Chem.Soc.Jpn 75(6)

      ページ: 1347-1351

    • NAID

      10010673676

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interfacial Reinforcement in Composites with PPT Aramid Fiber Modified by Network□ Intercalation Method2002

    • 著者名/発表者名
      N.Ikuta, A.Ohnishi, E.Fujioka, K.Kosuge
    • 雑誌名

      Design, Manufacturing and Applications of Composites

      ページ: 316-323

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 無機/高分子ナノ界面制御2003

    • 著者名/発表者名
      (社)高分子学会
    • 総ページ数
      158
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nobuo Ikuta: "Functions of Silane Coupling Agents for Nano-Assembly at Materials Interfaces"Proceedings of the 8th Japan International SAMPE Symposium. 2. 701-704 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Akihiro Ohnishi: "Effect of Surface Treatment on Mecanical Properties of p-Aramid Fiber Reinforced Composite Materials"Proceedings of the 8th Japan International SAMPE Symposium. 1. 745-748 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 幾田信生: "シランカップリング剤の反応/作用機構"マテリアルステージ. 3. 1-5 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 幾田信生: "界面接着性の向上を目指したケブラー^<【○!R】>繊維の新規表面処理法"日本学術振興会繊維・高分子機能加工第120委員会年次報告. 54. 13-16 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Morii: "Environmental exposure of glass woven fabric/vinylester composites"Proceedings of the 8th Japan International SAMPE Symposium. 455-458 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Morii: "Experimental evaluation of hydrothermally aged fiber reinforced plastics, Expanded Horizon in Advanced Materials and Processing"Proceedings of the 8th Japan International SAMPE Symposium. 2. 489-492 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kunihiro Hamada: "Xiang-Rong Wang : "Sorption of an Acid Dye by a Silk Fiber in the Presence of Bolaform Electrolytes Containing Pyridine Rings""Coloration Technology. 119・6. 331-335 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kunihiro Hamada: "Application of Bolaform Electrolytes as Auxiliaries for Acid Dyeing of Wool"Proceedings of the International Conference of Dyeing and Finishing. 73-75 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kunihiro Hamada: "Control of dye sorption for wool fiber using bolaform electrolytes"Proceedings of SAMPE Japan. 693-696 (2003)

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      2003 実績報告書
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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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