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天然繊維強化植物由来エンプラ系複合材料の界面接着性および分散性技術の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K06750
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 複合材料・表界面工学
研究機関工学院大学

研究代表者

西谷 要介  工学院大学, 工学部, 教授 (30439260)

研究協力者 北野 武  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードバイオマス / 複合材料・物性 / 材料加工・処理 / グリーンコンポジット / 環境材料 / 機械的性質 / 表面処理 / エンジニアリングプラスチック
研究成果の概要

本研究では,強化繊維および樹脂材料ともに植物由来の原料を用い,実際の機械材料として多用されているエンプラに匹敵する機械的性質や耐熱性を有する高性能なエンプラ系複合材料を創製することを目指し,天然繊維強化エンプラ系複合材料の高性能化を目的に,①天然繊維コーティング技術,②天然繊維の分散制御技術,および③天然繊維/樹脂間の界面制御技術を検討した.マレイン酸処理やエポキシ樹脂処理などの新しいコーティング技術を考案した.また界面接着性や繊維分散性を向上させるためにマレイン酸変性樹脂の導入などの材料設計技術だけでなく,スクリュ構成の変更などの成形加工技術も組み合わせて高性能化を実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,実際の機械材料として利用可能なエンジニアリングプラスチック(エンプラ)に匹敵する各種性能を有する天然繊維強化植物由来エンプラ系複合材料の創製に必要な技術として,(1)天然繊維コーティング技術,(2)繊維分散制御技術,および(3)繊維/樹脂間の界面制御技術の3つを確立したことが最大の特徴である.特に,総植物由来原料を用いた天然繊維強化植物由来エンプラ系複合材料は,世界的に見ても希少な成果であり,しかも繊維コーティング技術,第3成分の導入のような材料設計技術だけでなく,二軸押出機中のスクリュ構成などの成形加工技術を用いており,様々な高分子系複合材料の開発の指針となる成果である.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 3件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 7件、 招待講演 6件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] トーマスバータ大学(チェコ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Friction and wear properties of recycled natural fiber reinforced plant-derived polyamide 1010 biomass composites2019

    • 著者名/発表者名
      Nishitani Yosuke、Sugawara Natsuki、Kawasaki Kentaro、Oda Shuto、Mukaida Jun、Kajiyama Tetsuto
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 2055 ページ: 050001-050001

    • DOI

      10.1063/1.5084820

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of addition of PP-g-MA on the tribological properties of hemp fiber reinforced plant-derived Polyamide1010 biomass composites2019

    • 著者名/発表者名
      Nishitani Yosuke、Ito Yurika、Kajiyama Tetsuto
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 2065 ページ: 040007-040007

    • DOI

      10.1063/1.5088327

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 生産性の向上を目指した高分子材料のレオロジー制御技術 高分子複合材料のレオロジー2018

    • 著者名/発表者名
      西谷要介
    • 雑誌名

      機能材料

      巻: 38 (4) ページ: 20-30

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] ソフトマター研究開発の最先端 ポリマーコンポジット溶融体のレオロジー特性2018

    • 著者名/発表者名
      西谷要介
    • 雑誌名

      月刊ソフトマター

      巻: 1 ページ: 13-15

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] トライボマテリアル 高分子複合材料のトライボロジー2018

    • 著者名/発表者名
      西谷要介
    • 雑誌名

      月刊トライボロジー

      巻: 373 ページ: 32-35

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 持続可能な社会に向けたプラスチック技術 総植物由来原料を用いたエンプラ系複合材料2018

    • 著者名/発表者名
      西谷要介
    • 雑誌名

      プラスチックス

      巻: 69 (11) ページ: 27-32

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Silane Coupling Agent on Tribological Properties of Hemp Fiber-Reinforced Plant-Derived Polyamide 1010 Biomass Composites2017

    • 著者名/発表者名
      Nishitani Yosuke、Kajiyama Tetsuto、Yamanaka Toshiyuki
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 10 号: 9 ページ: 1040-1040

    • DOI

      10.3390/ma10091040

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 繊維強化樹脂系複合材料のトライボロジーに関する最近の研究動向とそのトライボロジー特性2017

    • 著者名/発表者名
      西谷要介
    • 雑誌名

      トライボロジスト

      巻: 62 ページ: 426-434

    • NAID

      130005767496

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 麻繊維強化植物由来ポリアミド1010バイオマス複合材料のトライボロジー的性質2017

    • 著者名/発表者名
      西谷要介,荷見愛,向田準,梶山哲人,山中寿行,北野武
    • 雑誌名

      材料技術

      巻: 35 ページ: 9-17

    • NAID

      40021113231

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高分子複合材料のトライボロジー 繊維・フィラー表面処理効果を中心に2019

    • 著者名/発表者名
      西谷要介
    • 学会等名
      日本トライボロジー学会第75回高分子材料のトライボロジー研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of addition of PP-g-MA on the tribological properties of hemp fiber reinforced plant-derived Polyamide1010 biomass composites2018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nishitani, Yurika Ito, Tetsuto Kajiyama
    • 学会等名
      34th International Conference of Polymer Processing Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 麻繊維強化植物由来PA1010複合材料の機械的性質に及ぼすマレイン酸処理の影響2018

    • 著者名/発表者名
      井上潤,竹澤勉,梶山哲人,川崎健太郎,菅原夏希,西谷要介
    • 学会等名
      第29回プラスチック成形加工学会年次大会(成形加工’18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 麻繊維強化植物由来PA1010バイオマス複合材料の機械的性質に及ぼす二軸押出機のスクリュ構成の影響2018

    • 著者名/発表者名
      西谷要介,向田準,高井祐美,森野麻衣子
    • 学会等名
      第30回高分子加工技術討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic Viscoelastic Properties of Ternary Biomass Composites (Hemp Fiber/Plant-Derived PA1010/PP-g-MA) in Molten State2018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nishitani, Yurika Ito, Tetsuto Kajiyama
    • 学会等名
      Polymer Processing Society Americas Regional Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 総植物由来原料を用いた天然繊維強化エンプラ系バイオマス複合材料の開発2018

    • 著者名/発表者名
      西谷要介
    • 学会等名
      第95回千葉地域活動高分子研究交流講演会(高分子学会関東支部)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3成分系バイオマス複合材料(麻繊維/植物由来PA1010/植物由来PA11E)の機械的性質に及ぼすスクリュ構成の影響2018

    • 著者名/発表者名
      西谷要介,向田準,高井祐美,森野麻衣子,井上潤,竹澤勉,梶山哲人
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会第26回秋季大会(成形加工シンポジア’18浜松)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 各種麻繊維強化植物由来PA1010バイオマス複合材料の機械的性質に及ぼすシランカップリング剤の影響2018

    • 著者名/発表者名
      森野麻衣子,西谷要介,井上潤,竹澤勉,梶山哲人
    • 学会等名
      2018年材料技術研究協会討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 麻繊維強化植物由来PA1010バイオマス複合材料の機械的性質に及ぼすPP-g-MA添加の影響2018

    • 著者名/発表者名
      井東由梨香,西谷要介,梶山哲人
    • 学会等名
      日本機械学会関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 各種麻繊維強化植物由来PA1010バイオマス複合材料の機械的性質2017

    • 著者名/発表者名
      西谷要介,川崎健太郎,菅原夏希,梶山哲人
    • 学会等名
      第28回プラスチック成形加工学会年次大会(成形加工’17)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 麻繊維強化植物由来PA1010複合材料の機械的性質に及ぼすマレイン酸処理の影響2017

    • 著者名/発表者名
      梶山哲人,金子周平,菅原夏希,西谷要介
    • 学会等名
      第28回プラスチック成形加工学会年次大会(成形加工’17)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Friction and Wear Properties of Recycled Natural Fiber Reinforced Plant-Derived Polyamide 1010 Biomass Composites2017

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nishitani, Natsuki Sugawara, Kentaro Kawasaki, Shuto Oda, Jun Mukaida, Tetsuto Kajiyama
    • 学会等名
      The Europe Africa Conference 2017 of Polymer Processing Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 総植物由来原料を用いた天然繊維強化エンプラ系複合材料の成形と物性2017

    • 著者名/発表者名
      西谷要介
    • 学会等名
      日本トライボロジー学会第70回高分子材料のトライボロジー研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子材料のトライボロジー2017

    • 著者名/発表者名
      西谷要介
    • 学会等名
      サステイナブルトライボロジー会議2017奄美大島
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リサイクル麻繊維強化植物由来PA1010バイオマス複合材料を用いたトライボマテリアルの開発2017

    • 著者名/発表者名
      西谷要介,菅原夏希,川崎健太郎,小田嵩人,向田隼,梶山哲人
    • 学会等名
      第29回高分子加工技術討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 麻繊維強化植物由来PA1010複合材料の機械的性質と繊維分散性の関係2017

    • 著者名/発表者名
      梶山哲人,井上潤,竹澤勉,川崎健太郎,金子周平,菅原夏希,西谷要介
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会第25回秋季大会(成形加工シンポジア’17大阪)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Tribological Properties of Ureidosilane Treated Natural Fiber Reinforced Plant-Derived Polyamide1010 Biomass Composites2017

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nishitani, Natsuki Sugawara, Kentaro Kawasaki, Tetsuto Kajiyama
    • 学会等名
      33rd International Conference of Polymer Processing Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of Maleic Anhydride Treatment on the Tribological Properties of Hemp Fiber Reinforced Plant-Derived Polyamide 1010 Biomass Composites2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuto Kajiyama, Toshiyuki Yamanaka, Kentaro Kawasaki, Natsuki Sugawara, Yosuke Nishitani
    • 学会等名
      33rd International Conference of Polymer Processing Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 麻繊維強化植物由来ポリアミド複合材料のトライボロジー2017

    • 著者名/発表者名
      西谷要介
    • 学会等名
      日本レオロジー学会高分子加工技術研究会第86回例会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学工繊会館(京都市左京区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3成分系バイオマス複合材料(麻繊維/PA1010/PA11E)の機械的性質に及ぼす初期繊維長の影響2016

    • 著者名/発表者名
      山中寿行,梶山哲人,向田準,小田嵩人,西谷要介,北野武
    • 学会等名
      第27回プラスチック成形加工学会年次大会(成形加工'16)
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of Initial Fiber Length on the Mechanical and Tribological Properties of Hemp Fiber Reinforced Plants-Derived Polyamide 1010 Biomass Composites.2016

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nishitani, Jun Mukaida, Toshiyuki Yamanaka, Tetsuto Kajiyama, Takeshi Kitano
    • 学会等名
      The 32nd International Conference of the Polymer Processing Society (PPS-32)
    • 発表場所
      The Lyon Conference Center (Lyon, France)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 麻繊維およびガラス繊維ハイブリッド型植物由来ポリアミド11バイオマス複合材料の摩耗挙動2016

    • 著者名/発表者名
      菅原夏希,向田準,小田嵩人,西谷要介,梶山哲人,山中寿行,北野武
    • 学会等名
      トライボロジー会議2016 秋 新潟
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Gear Strength of Hemp Fiber Reinforced Plants-Derived Polyamide1010 Biomass Composites.2016

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nishitani, Jun Mukaida, Yu Yamada, Toshiyuki Yamanaka, Tetsuto Kajiyama, Takeshi Kitano
    • 学会等名
      The Polymer Processing Society Asia/Australia Conference 2016 (PPS-2016)
    • 発表場所
      The Century City International
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リサイクル麻繊維強化植物由来ポリアミド1010バイオマス複合材料の機械的性質2016

    • 著者名/発表者名
      菅原夏希,向田準,小田嵩人,西谷要介,梶山哲人,山中寿行,北野武
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会第24回秋季大会(成形加工シンポジア'16 仙台)
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 多成分系複合材料の成形と物性2016

    • 著者名/発表者名
      西谷要介
    • 学会等名
      日本接着学会 関東支部 月例講演会 第258回
    • 発表場所
      工学院大学 新宿キャンパス(東京都新宿区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 麻繊維強化植物由来ポリアミドの熱的性質に及ぼす表面処理効果2016

    • 著者名/発表者名
      菅原夏希,向田準,金子周平,西谷要介,梶山哲人,北野武
    • 学会等名
      2016年度材料技術研究協会討論会
    • 発表場所
      東京理科大学 野田キャンパス(千葉県野田市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 数値解析と表面分析によるトライボロジーの解明と制御2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木信也,西谷要介,ほか
    • 総ページ数
      1192
    • 出版者
      株式会社テクノシステム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Viscoelastic and Viscoplastic Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nishitani, Toshiyuki Yamanaka, Tetsuto Kajiyama, Takeshi Kitano, etc.
    • 総ページ数
      372
    • 出版者
      IN TECH
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 第三・第四世代ポリマーアロイの設計・制御・相容化技術2016

    • 著者名/発表者名
      西谷要介
    • 総ページ数
      265
    • 出版者
      S&T出版
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 工学院大学工学部機械工学科高分子材料研究室

    • URL

      http://www.mech.kogakuin.ac.jp/labs/polymer/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 工学院大学工学部機械工学科高分子材料研究室ホームページ

    • URL

      http://www.mech.kogakuin.ac.jp/labs/polymer/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-16  

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