多成分複合高分子系の材料と成形のプロセシング理論の構築と体系化

• 研究課題/領域番号: 15H04175
• 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: 化工物性・移動操作・単位操作
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 梶原 稔尚 九州大学, 工学研究院, 教授 (10194747)
• 研究分担者: 名嘉山 祥也 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10422982)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
• キーワード: 高分子成形加工操作 / 高分子成型加工操作

研究成果の概要

混練機内の流れについて、伸長流動の分布を定量化する方法を提案した。これは高分子複合材料の溶融混練過程における流動パターンと混練機形状の関係を把握するのに有効である。この方法を用いて溶融混練の数値シミュレーションからニーディングディスクの形状と流動パターンの関係を特徴づけられることを示した。提案した方法によって、混練機形状と流動パターンの直接的な関係を議論することができ、特定の混練仮定における装置形状と混練効果の関係について見通しよく議論でき、装置形状の改善や新たな形状の設計に役立つと期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Improving mixing characteristics with a pitched tip in kneading elements in twin-screw extrusion (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasuya Nakayama, Hiroki Takemitsu, Toshihisa Kajiwara, Koichi Kimura, Takahide Takeuchi, Hideki Tomiyama
  • 雑誌名: AIChE J. 巻: 64 号: 4 ページ: 1424-1434
  • DOI: 10.1002/aic.16003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 溶融混練部のシミュレーションによる研究とその応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 名嘉山祥也, 梶原稔尚
  • 雑誌名: プラスチックスエージ 巻: 64
• [雑誌論文] 単軸押出機のフィン型混練スクリュの分配混合性能評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 木村公一, 富山秀樹, 名嘉山祥也, 梶原稔尚
  • 雑誌名: Seikei-Kakou 巻: 64
  • NAID: 130007890654
  • 査読あり
• [雑誌論文] 単軸混練スクリュの分配混合性能の評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村公一, 富山秀樹, 名嘉山祥也, 梶原稔尚
  • 雑誌名: 日本製鋼所技報 巻: 11 ページ: 110-116
  • NAID: 40021383368
• [雑誌論文] Effects of Pitched Tips of Novel Kneading Disks on Melt Mixing in Twin-Screw Extrusion (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuya Namayama, Nariyoshi Nishihira, Toshihisa Kajiwara, Hideki Tomiyama, Takahide Takeuchi, Koichi Kimura,
  • 雑誌名: 日本レオロジー学会誌 巻: 44 号: 5 ページ: 281-288
  • DOI: 10.1678/rheology.44.281
  • NAID: 130005290725
  • ISSN: 0387-1533, 2186-4586
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 高分子材料の溶融混練シミュレーションと混練性能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 梶原 稔尚
  • 雑誌名: 日本ゴム協会誌 巻: 89 ページ: 355-361
  • NAID: 130005450141
• [雑誌論文] Strain Mode of General Flow: Characterization and Implications for Flow Pattern Structures (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuya Nakayama, Tatsunori Masaki, and Toshihisa Kajiwara
  • 雑誌名: AIChE J. 巻: . 号: 7 ページ: 2563-2569
  • DOI: 10.1002/aic.15228
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Numerical study on mixing performance of glass fiber dispersion in a twin-screw extruder with backward-mixing elements (2015)
  • 著者名/発表者名: Kunihiro Hirata, Hiroshi Ishida, Motohiro Hiragori, Yasuya Nakayama and Toshihisa Kajiwara
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc. 巻: 1664 ページ: 20009-20009
  • DOI: 10.1063/1.4918389
  • 査読あり
• [雑誌論文] 力学的視点からのフィラー分散に関する基礎的理解 (2015)
  • 著者名/発表者名: 正木辰典, 名嘉山祥也, 梶原稔尚
  • 雑誌名: Seikei-Kakou 巻: 27 ページ: 533-539
  • NAID: 130007947282
• [学会発表] 高電場におけるコロイドの非線形電気泳動 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊藤恵, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚
  • 学会等名: 化学工学会第83年会
• [学会発表] 二軸スクリュ溶融混練における傾斜チップの効果: 流動パターンのチュ ーニング (2017)
  • 著者名/発表者名: 名嘉山 祥也, 竹光洋樹, 梶原 稔尚, 木村公一, 竹内貴季, 富山秀樹
  • 学会等名: 化学工学会 第82年会 (東京 2017)
  • 発表場所: 芝浦工業大学 豊洲キャンパス
  • 年月日: 2017-03-06
• [学会発表] 二軸スクリュ溶融混練における傾斜チップの効果: 流動パターンのチュ ーニング (2017)
  • 著者名/発表者名: 名嘉山 祥也, 竹光洋樹, 梶原 稔尚, 木村公一, 竹内貴季, 富山秀樹
  • 学会等名: プラスチック成形加工学会 第28年次大会
• [学会発表] 高電場におけるコロイドの非線形電気泳動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊藤恵, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚
  • 学会等名: 第54回化学関連支部合同九州大会
• [学会発表] 二軸スクリュ溶融混練における傾斜チップの効果: 流動パターンのチューニング (2017)
  • 著者名/発表者名: 名嘉山祥也, 竹光洋樹, 梶原稔尚, 木村公一, 竹内貴季,富山秀樹
  • 学会等名: 第65 回レオロジー討論会
• [学会発表] Impacts of Pitched Tips of Kneading Element in Twin-Screw Extrusion: Tuning Flow Pattern and Mixing Performance (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuya Nakayama, Hiroki Takemitsu, Toshihisa Kajiwara, Koichi Kimura, Takahide Takeuchi, Hideki Tomiyama
  • 学会等名: Asian Workshop on Polymer Processing 2017 (AWPP2017)
  • 国際学会
• [学会発表] 分離の程度を利用した単軸混練スクリュの分配混合性能の評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村公一, 富山秀樹, 名嘉山祥也, 梶原稔尚
  • 学会等名: 第25回プラスチック成形加工学会秋季大会 成形加工シンポジア'17(大阪)
• [学会発表] Mixing characteristics of different kneading elements: An experimental study (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama, S. Esaki, K. Nakao, T. Kajiwara, T. Takeuchi, K. Kimura, and H. Tomiyama
  • 学会等名: The 33rd Annual Meeting of the Polymer Processing Society (PPS-33)
  • 国際学会
• [学会発表] 二軸スクリュ溶融混練における混練エレメントの形状と混練性能の関係 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹光洋樹, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚, 木村公一, 竹内貴季, 富山秀樹
  • 学会等名: 第64回レオロジー討論会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2016-10-28
• [学会発表] 二軸スクリュ溶融混練における混練エレメントの形状と混練性能の関係 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹光洋樹, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚, 木村公一, 竹内貴季, 富山秀樹
  • 学会等名: 化学工学会 第48回秋季大会 (徳島 2016)
  • 発表場所: 徳島大学 常三島キャンパス
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] 二軸スクリュ押出機における混練エレメントの性能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 江崎哲史, 中尾建太, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚, 木村公一, 竹内貴季, 富山秀樹
  • 学会等名: 化学工学会 第48回秋季大会 (徳島 2016)
  • 発表場所: 徳島大学 常三島キャンパス
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] Strain Mode of General Flow: Characterization and Implications for Flow Pattern Structures (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuya Namayama, Tatsunori Masaki, Toshihisa Kajiwara
  • 学会等名: The XVIIth International Congress on Rheology (ICR2016)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-08-08
  • 国際学会
• [学会発表] Melt-Mixing by Pitched-Tip Kneading Disks in a Twin-Screw Extruder - Experimental Verification - (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshihisa Kajiwara, Yasuya Namayama, Hiroki Takemitsu, Satoshi Esaki, Takahide Takeuchi, Koichi Kimura, Hideki Tomiyama
  • 学会等名: The XVIIth International Congress on Rheology (ICR2016)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-08-08
  • 国際学会
• [学会発表] Melt-Mixing by Pitched-Tip Kneading Disks in a Twin-Screw Extruder - Experimental Verification - (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshihisa Kajiwara, Yasuya Namayama, Hiroki Takemitsu, Satoshi Esaki, Takahide Takeuchi, Koichi Kimura, Hideki Tomiyama
  • 学会等名: The 32nd International Conference of the Polymer Processing Society (PPS-32)
  • 発表場所: Lyon, France
  • 年月日: 2016-07-25
  • 国際学会
• [学会発表] 混練機形状による流動パターンと伸張流動の分布 (2016)
  • 著者名/発表者名: 名嘉山 祥也, 正木 辰典, 梶原 稔尚
  • 学会等名: 化学工学会 第81年会 (2016)
  • 発表場所: 関西大学 千里山キャンパス
  • 年月日: 2016-03-13
• [学会発表] 二軸スクリュ押出機における異なる混練エレメントの混練性能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中尾建太, 江崎哲史, 竹光洋樹, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚, 木村公一, 竹内貴季, 富山秀樹
  • 学会等名: 第53回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
• [学会発表] Impacts of mixing elements on mixing characteristics in twin-screw extrusion (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Takemitsu，Yasuya Nakayama，Toshihisa Kajiwara，Koichi Kimura，Takahide Takeuchi，Hideki Tomiyama
  • 学会等名: International Symposium on Chemical Engineering 2016
  • 発表場所: SEAGAIA CONVENTION CENTER
  • 国際学会
• [学会発表] Mixing characteristic of different kneading elements: An experimental study (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Esaki, Kenta Nakao, Yasuya Nakayama, Toshihisa Kajiwara, Koichi Kimura, Takahide Takeuchi, Hideki Tomiyama
  • 学会等名: International Symposium on Chemical Engineering 2016
  • 発表場所: SEAGAIA CONVENTION CENTER
  • 国際学会
• [学会発表] Melt-mixing by Pitched-tip Kneading Disks in a Twin-screw extruder (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Kajiwara, Y. Nakayama, H. Takemitsu, S. Esaki, T. Takeuchi, K. Kimura and H. Tomiyama
  • 学会等名: Asian Workshop on Polymer Processing 2015 (AWPP2015)
  • 発表場所: National University of Singapore (NUS) campus
  • 年月日: 2015-12-01
  • 国際学会
• [学会発表] 溶融混練されたブレンドの分散状態の画像解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹光洋樹, 江崎哲史, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚, 木村公一, 竹内貴季, 富山秀樹
  • 学会等名: プラスチック成形加工学会第23回秋季大会 成形加工シンポジア'15
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2015-11-02
• [学会発表] 二軸スクリュ押出機の溶融混練におけるニーディングディスクの形状と混練性能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 江崎哲史, 竹光洋樹, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚, 木村公一, 竹内貴季, 富山秀樹
  • 学会等名: プラスチック成形加工学会第23回秋季大会 成形加工シンポジア'15
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2015-11-02
• [学会発表] 混練過程の流動様式：局所的な定量化と大域的な混合への洞察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 名嘉山 祥也, 正木辰典, 梶原 稔尚
  • 学会等名: 第63回レオロジー討論会
  • 発表場所: 神戸大学工学部
  • 年月日: 2015-09-23
• [学会発表] Prediction of fiber dispersion for glass fiber reinforced plastics in a twin-screw extruder using flow simulation (2015)
  • 著者名/発表者名: Kunihiro Hirata, Hiroshi Ishida, Motohiro Hiragori, Yasuya Nakayama and Toshihisa Kajiwara
  • 学会等名: Conference on Modelling Fluid Flow (CMFF’15)
  • 発表場所: Budapest, HUNGARY
  • 年月日: 2015-09-01
  • 国際学会
• [学会発表] Numerical Study on Mixing Performance of Glass Fiber Dispersion in a Twin-Screw Extruder with Backward-Mixing Screw Elements (2015)
  • 著者名/発表者名: Kunihiro HIRATA, Hiroshi ISHIDA, Motohiro HIRAGORI, Yasuya NAKAYAMA and Toshihisa KAJIWARA
  • 学会等名: International Symposium for Advanced Materials Research（ISAMR）2015
  • 発表場所: Sun Moon Lake, Taiwan
  • 年月日: 2015-08-16
  • 国際学会
• [学会発表] Strain mode of general flow: characterization and implication to mixing (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuya Nakayama, Tatsunori Masaki, Toshihisa Kajiwara
  • 学会等名: 31st International Conference of the POLYMER PROCESSING SOCIETY (PPS-31)
  • 発表場所: Jeju Island, Republic of Korea
  • 年月日: 2015-06-07
  • 国際学会
• [学会発表] 「基礎を固める特別授業」高分子材料の溶融混練 (2015)
  • 著者名/発表者名: 梶原稔尚
  • 学会等名: プラスチック成形加工学会第26回年次大会
  • 発表場所: 東京・タワーホール船堀
  • 年月日: 2015-06-02
• [学会発表] 高分子およびガラスの成形加工プロセスにおける複合化技術に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 梶原稔尚
  • 学会等名: 日本レオロジー学会第42年会
  • 発表場所: 京都大学(宇治市)
  • 年月日: 2015-05-13
  • 招待講演