| 研究課題/領域番号 |
20H02031
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
合田 公一 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (10153743)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
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| キーワード | WPC / セルロースナノファイバー / ポリプロピレン / 表面被覆 / プラズマ照射 / 射出成型 / 表面粗さ / 引張強度 / グリーンコンポジット / 天然繊維 / 木粉 / セルロ－スナノファイバー / ウッドプラスチック / 強度 / 混練型ウッドプラスチック / 機械的性質 / UV照射 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，セルロースナノファイバー（CNFと記す）含有樹脂を表層とする高分子系複合材料を新たに作製するとともに，この材料の強度特性を向上させることを目的とする．CNFはその優れた強度・剛性が注目され，これを強化材とする複合材料が研究・開発されてきた．しかし，従来のミクロサイズ木粉を強化材とするウッドプラスチック(WPCと 記す)に比べ，強度に極端な改善がみられるわけではない．本研究では，WPCの表面上にCNF含有樹脂を被覆することで，CNFを材料内部に使うことなく強度が向上することを明らかにし，CNFの新たな応用展開について提案する．
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| 研究成果の概要 |
プラズマ照射および表面被覆を施した木粉強化ポリプロピレン複合材料(WPC)の引張特性について検討した．木粉(WF)を0 wt%, 25 wt% (WP25), 50 wt% (WP50)の含有率とし，試験片表面にプラズマ処理を施した．そして，セルロースナノファイバー(CNF)を添加したアクリル塗料中に浸漬させて表面被覆を行った．PP，WP25，WP50の引張強度はそれぞれ5.4-7.1%, 3.5-3.7%, 3.0-3.6% の割合で増加したが，CNFの添加効果はさほどみられなかった．しかしながら，本手法による表面被覆は WPCの機械的特性を向上させる方法としての適用性は認められた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
プラズマ照射および表面被覆を施した木粉強化ポリプロピレン複合材料(WPC)の引張特性について検討した．木粉の重量含有率を変化させてプラズマ処理を施し，セルロースナノファイバー(CNF)を添加したアクリル塗料中に浸漬させて表面被覆を行った．PP単体およびWPCの引張強度は3～7％の割合で増加したが，CNFの添加効果はさほどみられなかった．しかし，本手法による表面被覆は WPCの機械的特性を向上させる方法としての適用性は認められた．すなわち，表面被覆は複合材料やプラスチックの表面仕上げを向上させるだけでなく，引張強度を向上させる有効な技術的手段であり，実用的に有効であることが実証された．
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