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次世代CFRTP母材への耐熱性ポリマーアロイの適合性評価に関する学術的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K18245
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 複合材料・表界面工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

入澤 寿平  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (30737333)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード複合高分子 / 耐熱性ポリマーアロイ / CFRTP / リサイクル
研究成果の概要

航空機用途などの耐熱環境下でも安定的に使用可能な次世代耐熱CFRTPを開発することを目的に,ポリマーアロイ技術を応用した耐熱性樹脂の母材適合性を検討した.比較的耐熱性が高いポリエーテルイミド(PEI)等の熱可塑性樹脂を母材とするCFRTPは,理論値に近い力学物性を実現すると同時に高いリサイクル性を有することを明らかとしたが,耐熱性が150℃程度であった.熱可塑性が低いが極めて高い耐熱性を有するポリベンズイミダゾールの混合(アロイ化)によって,CFRTPの耐熱性は大幅に向上し,PEIを母材とするCFRTPは高いリサイクル性も維持されることを明らかとした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

極めて高い耐熱性を有する樹脂をポリマーアロイ化法を応用することによって,CFRTPの母材樹脂として利用可能とする新規なアイデアを学術的なアプローチによって実現した点は実用化の観点からも意義深い研究であったと言える.今後,さらに成形プロセス等最適化の必要性を残すが,得られた知見は現在遂行中の関連企業等にも率先して開示を進めており,今後は実用化研究へと移行する予定である.本研究で可能性を見出した次世代超耐熱性CFRTPは,航空機ジェットエンジンの圧縮機ブレード用素材として,合金素材を代替できるポテンシャルを有しており,航空機のさらなる燃費向上,省エネに貢献できる社会的にも意義ある結果が得られた.

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

    (40件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 10件、 招待講演 10件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] 完全循環型炭素繊維強化熱可塑性樹脂の実現に向けた取り組み2019

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平
    • 雑誌名

      炭素誌

      巻: 288

    • NAID

      130007679424

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] The influence of oxygen containing functional groups on carbon fibers for mechanical properties and recyclability of CFRTPs made with in-situ polymerizable polyamide 62018

    • 著者名/発表者名
      Toshihira Irisawa, Ryohei Inagaki, Junya Iida, Ryosuke Iwamura, Kento Ujihara, Kento, Sarasa Kobayashi, Yasuhiro Tanabe
    • 雑誌名

      Composites Part A: Applied Science and Manufacturing

      巻: 112 ページ: 91-99

    • DOI

      10.1016/j.compositesa.2018.05.035

    • NAID

      120006536921

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 耐熱性熱可塑樹脂複合材料の炭素繊維再利用を主眼としたリサイクル方法2017

    • 著者名/発表者名
      Irisawa Toshihira、Iwamura Ryosuke、Kozawa Yoshiki、Kobayashi Sarasa、Tanabe Yasuhiro
    • 雑誌名

      炭素

      巻: 2017 号: 280 ページ: 175-181

    • DOI

      10.7209/tanso.2017.175

    • NAID

      130006284865

    • ISSN
      0371-5345, 1884-5495
    • 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] 耐熱性CFRTP母材としての非晶性芳香族系熱可塑高分子の適合性調査2017

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平, 橋本玲央, 荒井政大, 田邊靖博
    • 雑誌名

      Journal of Fiber Science and Technology

      巻: 73 号: 3 ページ: 61-66

    • DOI

      10.2115/fiberst.2017-0008

    • NAID

      130005439650

    • ISSN
      2189-7654
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 複合材料-炭素繊維強化プラスチックに関する最近の研究動向-その22016

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平
    • 雑誌名

      成形加工

      巻: 28 ページ: 260-264

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] The development of CFRTP having both high mechanical properties and high recyclability.2019

    • 著者名/発表者名
      Toshihira Irisawa,Naoaki Nagao Sarasa Kobayashi, Yasuhiro Tanabe
    • 学会等名
      ICACC2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高機能繊維材料の開発に向けて ~アクチュエータへの応用~2019

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平
    • 学会等名
      機能材料セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The effects of interfacial adhesion for mechanical properties of CFRTPs made with polyamide 62018

    • 著者名/発表者名
      Toshihira Irisawa, Kento Ujihara, Sarasa Kobayashi, Yasuhiro Tanabe
    • 学会等名
      The Fiber Society's Spring 2018 Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The study toward to the realization of sustainable CFRTP having both high mechanical properties and recyclability2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihira Irisawa, Ryo Hashimoto, Naoaki Nagao, Masahiro Arai, Yasuhiro Tanabe
    • 学会等名
      Carbon2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] THE EFFECT OF CNTS FOR CFRTPS MADE WITH POLYAMIDE 62018

    • 著者名/発表者名
      Masataka Shibata, Toshihiro Irisawa, Yasuhiro Tanabe
    • 学会等名
      Carbon2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The study of interfacial adhesion of CFRTP made with in-site polymerizable thermoplastics2018

    • 著者名/発表者名
      Sarasa Kobayashi, Toshihiro Irisawa, Yasuhiro Tanabe
    • 学会等名
      Carbon2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リサイクル炭素繊維ーPA6間の界面接着性2018

    • 著者名/発表者名
      リサイクル炭素繊維ーPA6間の界面接着性
    • 学会等名
      複合材料界面科学研究会2018年度総会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 熱分解温度・時間がリサイクル炭素繊維の損傷具合に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      新竹礼佳,入澤寿平,氏原研人,花井美穂,田邊靖博
    • 学会等名
      平成30年度繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ポリアミド6を母材とするCFRTPのリサイクル性に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平,氏原研人,岩村亮佑,新竹礼佳,田邊靖博
    • 学会等名
      第21回プラスチックリサイクル化学研究会討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] サステナブルな社会を実現するサステナブルCFRTP開発の実現に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平
    • 学会等名
      第48回繊維学会夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CNT分散現場重合型ポリアミド6母材CFRTP中の界面における重合促進に関して2018

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平,柴田眞孝,山本徹也,田邊靖博
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 繊維材料の過去と未来2018

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平
    • 学会等名
      高分子同友会2018年11月勉強会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トータルで考える炭素繊維強化樹脂複合材料の性能2018

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平
    • 学会等名
      第52回化学工学の進歩講習会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 常圧溶解法及び熱分解法で回収した各リサイクル炭素繊維の強度低下因子に関する比較2018

    • 著者名/発表者名
      新竹礼佳,入澤寿平,田邊靖博
    • 学会等名
      第45回炭素材料学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CFRP,CFRTPにおける界面の重要性とその改善手法2018

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平
    • 学会等名
      第17回産官学接着若手フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The effects of interfacial adhesion between carbon fiber and thermoplastics for mechanical properties of CFRTP2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshihira Irisawa
    • 学会等名
      ICACC2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The damage evaluation of recycle carbon fiber from CFRP made with epoxy resin2017

    • 著者名/発表者名
      Toshihira Irisawa, Kento Ujihara, Reika Aratake, Sarasa Kobayashi, Yohsuke Fumiyasu, Hiroshi Kawazoe, Yasuhiro Tanabe
    • 学会等名
      ISFR2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization of molding process for CFRTP having high thermal stability2017

    • 著者名/発表者名
      Toshihira Irisawa, Ryo Hashimoto, Naoaki Nagao, Masahiro Arai, Yasuhiro Tanabe
    • 学会等名
      Carbon 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The study of interfacial shear strength between thermoplastics having high thermal stability and carbon fiber2017

    • 著者名/発表者名
      Toshihira Irisawa, Yasuhiro Tanabe, Ryo Hashimoto, Naoaki Nagao, Masahiro Arai
    • 学会等名
      JISSE 15
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リサイクル炭素繊維の欠陥評価手法に関する提案2017

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平,岩村亮佑,氏原研人,新竹礼佳,田邊靖博
    • 学会等名
      平成29年度繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] リサイクル炭素繊維の実用化に向けて2017

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平
    • 学会等名
      第55回炭素材料夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新時代を拓く炭素繊維強化プラスチックの作製,利用,リサイクル2017

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平
    • 学会等名
      2017年度 第4回CPC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] CFRTPから回収したリサイクル炭素繊維とPA6間の界面接着性に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平,氏原研人,岩村亮佑,田邊靖博
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 炭素繊維強化プラスチックに関する最近の研究動向2017

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平
    • 学会等名
      IPF JAPAN 2017 先端技術セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 現場重合法によって作製したCFRTP中の界面接着性に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      小林更紗,入澤寿平,田邊靖博
    • 学会等名
      第44回炭素材料学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 非晶性高分子を母材に使用したCFRTPの耐熱特性2016

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平,橋本玲央,長尾直晃,田邊靖博
    • 学会等名
      第30回東海支部若手繊維研究会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2016-12-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 現場重合型ポリアミド6と炭素繊維界面の接着メカニズムと CFRTPの力学物性・耐熱性への効果について2016

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平,飯田純也,稲垣良平,小林更紗,田邊靖博
    • 学会等名
      第43回炭素材料学会年次大会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 炭素繊維・CFRP の低価格化及び汎用化への挑戦2016

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平
    • 学会等名
      炭素材料学会 第3回次世代の会定例会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 炭素繊維・CFRPの研究開発の重要性2016

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平
    • 学会等名
      第157回東海高分子研究会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] The Relationship between the Mechanical Properties and the Interfacial Adhesion of CFRTP made with Aromatic Thermoplastics2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihira Irisawa, Yasuhiro Tanabe, Ryo Hashimoto, Masahiro Arai
    • 学会等名
      US-Japan Conference on Composite Materials
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 炭素繊維-PA6界面接着への炭素繊維表面官能基の効果2016

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平,飯田純也,稲垣良平,田邊靖博
    • 学会等名
      平成28年度繊維学会年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 炭素材料科学の進展2018

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平(分担),他多数
    • 総ページ数
      196
    • 出版者
      学振117委員会
    • ISBN
      9784990343910
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 炭素繊維・炭素繊維複合材料の未来2018

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平(分担),他多数
    • 総ページ数
      342
    • 出版者
      S&T出版
    • ISBN
      9784907002749
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 最新物質循環とマテリアル開発2018

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平(分担),他多数
    • 総ページ数
      217
    • 出版者
      三恵社
    • ISBN
      9784864879682
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 高耐熱性樹脂の開発事例集2018

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平(分担),他多数
    • 総ページ数
      529
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047206
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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