ナノファイバインプリント樹脂型粉末射出成形による高アスペクトマイクロ構造体の創製

• 研究課題/領域番号: 23560107
• 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: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 西籔 和明 近畿大学, 理工学部, 准教授 (30208235)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011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: 粉末成形 / ナノ粉末 / ナノファイバ / マイクロ構造体 / 転写性 / コンタクト印刷 / ナノインプリント / 犠牲樹脂型 / 粉末射出成形 / ニッケル / マイクロMIM

研究概要

本研究は，エレクトロスピニング（ES）ナノファイバによるインプリント（NFI）樹脂型の製造法を提案し，得られたNFI樹脂型にナノサイズの粉末からなるペーストを充填し，脱脂･焼結を経て数ミクロン程度の高アスペクト比のマイクロ構造体を得る新規のプロセスを開発した．最小幅1μm，高さ10μmの微細構造（ラインアンドスペース，円柱，円孔）を有するNFI樹脂型の作製に成功した．そのNFI樹脂型に，サブミクロン級のニッケル粉末や酸化チタン粉末と水溶性バインダを混練したペーストをコンタクト印刷し，溶媒脱脂後に健全な脱脂体を得て，それを高温焼成して微細構造を有する焼結体を得る過程での形状変化について調査した．

研究成果

• [雑誌論文] マイクロおよびサブマイクロ銅粉末射出成形体の脱脂・焼結挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西籔和明,田邉大貴,鹿子泰宏,田中茂雄
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集Ａ編 巻: 79 号: 807 ページ: 1593-1603
  • DOI: 10.1299/kikaia.79.1593
  • NAID: 130003386270
  • ISSN: 0387-5008, 1884-8338
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manufacturing of a 316L stamper for imprinting by Micro Sacrificial Plastic Mould insert MIM (μ-SPiMIM) (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Okubo, Shigeo Tanaka, Hiroshi Ito, Kazuaki Nishiyabu
  • 雑誌名: Powder Injection Moulding International 巻: Vol.6, No.2 ページ: 71-75
• [雑誌論文] ナノ銅粉末を用いたNIL犠牲樹脂型インサートMIMによるマイクロ構造体の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西籔和明,田邉大貴,鹿子泰宏,田中茂雄
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 巻: Vol.77, No.780 ページ: 1378-1387
  • NAID: 130001049803
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノ銅粉末を用いたNIL 犠牲樹脂型インサートMIM によるマイクロ構造体の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西籔和明，田邉大貴，鹿子泰宏，田中茂雄
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集A編 巻: 77 ページ: 1378-1387
  • NAID: 130001049803
  • 査読あり
• [学会発表] エレクトロスピニングナノファイバによるマイクロインプリント樹脂型の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 桜井晋也,川上慈朗,西籔和明
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-09-08
• [学会発表] ESナノファイバインプリント犠牲樹脂型ナノ粉末印刷によるマイクロ構造体の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 桜井晋也,川上慈朗,西籔和明
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-09-08
• [学会発表] ESナノファイバーインプリント樹脂型ナノ粉末印刷によるマイクロ構造体の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 桜井晋也,Mohd Ikhwan Helmi Jusoh,西籔和明
  • 学会等名: 第4回日本複合材料合同会議(JCCM-4)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-03-07
• [学会発表] エレクトロスピニングナノファイバによるマイクロインプリント樹脂型の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 桜井晋也，川上慈朗，西籔和明
  • 学会等名: 日本機械学会 2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山)
• [学会発表] ESナノファイバインプリント犠牲樹脂型ナノ粉末印刷によるマイクロ構造体の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 桜井晋也，川上慈朗，西籔和明
  • 学会等名: 日本機械学会 2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山)
• [学会発表] ESナノファイバーインプリント樹脂型ナノ粉末印刷によるマイクロ構造体の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 桜井晋也，Mohd Ikhwan Helmi Jusoh，西籔和明
  • 学会等名: 第4回日本複合材料合同会議（JCCM-4）
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
• [学会発表] Filling behaviour and magnetic properties of Fe-45Ni Permalloy micro-MIM parts (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Nishiyabu, Kenji Okubo, Shigeo Tanaka
  • 学会等名: EURO POWDER METALLURGY Congress & Exhibition (EuroPM2012)
  • 発表場所: Switzerland
  • 年月日: 2012-09-16
• [学会発表] Deformation analysis of complex shaped Ti-MIM parts by digital image measurement (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Nishiyabu, Kenji Okubo, Shigeo Tanaka
  • 学会等名: EURO POWDER METALLURGY Congress & Exhibition (EuroPM2012)
  • 発表場所: Switzerland
  • 年月日: 2012-09-16
• [学会発表] デジタル画像計測による複雑形状を有するMIM焼結部品の変形解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西籔和明,長井孝太郎,大久保健児,田中茂雄
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2012-09-09
• [学会発表] Fe-45Niパーマロイ粉末射出成形体の充填挙動とその焼結体の軟磁性特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西籔和明,大久保健児,田中茂雄
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2012-09-09
• [学会発表] デジタル画像計測による複雑形状を有するMIM焼結部品の変形解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西籔和明，長井孝太郎，大久保健児，田中茂雄
  • 学会等名: 日本機械学会 2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県）
• [学会発表] Fe-45Niパーマロイ粉末射出成形体の充填挙動とその焼結体の軟磁性特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西籔和明，大久保健児，田中茂雄
  • 学会等名: 日本機械学会 2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県）
• [学会発表] Filling behaviour and magnetic properties of Fe-45Ni Permalloy micro-MIM parts (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Nishiyabu, Kenji Okubo, Shigeo Tanaka
  • 学会等名: EURO POWDER METALLURGY Congress & Exhibition (EuroPM2012)
  • 発表場所: Basel （Switzerland）
• [学会発表] Deformation analysis of complex shaped Ti-MIM parts by digital image measurement (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Nishiyabu, Kenji Okubo, Shigeo Tanaka
  • 学会等名: EURO POWDER METALLURGY Congress & Exhibition (EuroPM2012)
  • 発表場所: Basel （Switzerland）
• [学会発表] 焼結体の変形特性の評価法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西籔和明
  • 学会等名: 日本機械学会No.11-107特別講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] 金属粉末射出焼結体の非接触ひずみ分布計測手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西籔和明
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会,第23回射出成形技術・評価研究会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-11-04
  • 招待講演
• [学会発表] Manufacturing of 316L Stamper for Imprinting by Micro Sacrificial Plastic Mould Inserted MIM (2011)
  • 著者名/発表者名: 大久保健児,田中茂雄,伊藤浩志,西籔和明
  • 学会等名: Euro Powder Metallurgy Congress & Exhibition (EuroPM2011)
  • 発表場所: Spain
  • 年月日: 2011-10-09
• [学会発表] 犠牲樹脂型インサート金属粉末射出成形によるインプリント用スタンパーの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大久保健児,田中茂雄,伊藤浩志,西籔和明
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] 軟磁性粉末射出成形体の充填密度に及ぼす材料および射出成形条件の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 増永賢司,西籔和明,橋本知久,森本純司,田中茂雄
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] 犠牲樹脂型インサートMIMによるSUS316Lインプリント用スタンパーの製造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大久保健児,田中茂雄,伊藤浩志,西籔和明
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会平成23年度春季大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-06-03
• [学会発表] マイクロ犠牲樹脂型インサート金属粉末射出成形法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西籔和明
  • 学会等名: 大阪ベイエリア金属系新素材コンソーシアム,第3回セミナー
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 2011-03-01
  • 招待講演
• [学会発表] ナノ銅粉末を用いたNIL犠牲樹脂型インサートMIMによるマイクロ構造体の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西籔和明,田邉大貴,鹿子泰宏,田中茂雄
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会平成23年度春季大会
• [学会発表] ナノ銅粉末を用いたNIL犠牲樹脂型インサートMIMによるマイクロ構造体の作製
  • 著者名/発表者名: 西籔和明，田邉大貴，鹿子泰宏，田中茂雄
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会 平成23年度春季大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都）
• [学会発表] 犠牲樹脂型インサートMIMによるSUS316Lインプリント用スタンパーの製造
  • 著者名/発表者名: 大久保健児，田中茂雄，伊藤浩志，西籔和明
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会 平成23年度春季大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都）
• [学会発表] 犠牲樹脂型インサート金属粉末射出成形によるインプリント用スタンパーの開発
  • 著者名/発表者名: 大久保健児，田中茂雄，伊藤浩志，西籔和明
  • 学会等名: 日本機械学会 2011年度年次大会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都）
• [学会発表] 軟磁性粉末射出成形体の充填密度に及ぼす材料および射出成形条件の影響
  • 著者名/発表者名: 増永賢司，西籔和明，橋本知久，森本純司，田中茂雄
  • 学会等名: 日本機械学会 2011年度年次大会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都）
• [学会発表] Manufacturing of 316L Stamper for Imprinting by Micro Sacrificial Plastic Mould Inserted MIM
  • 著者名/発表者名: 大久保健児，田中茂雄，伊藤浩志，西籔和明
  • 学会等名: Euro Powder Metallurgy Congress & Exhibition (EuroPM2011)
  • 発表場所: バルセロナ（スペイン）
• [学会発表] 金属粉末射出焼結体の非接触ひずみ分布計測手法
  • 著者名/発表者名: 西籔和明
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会，第23回射出成形技術・評価研究会(招待講演)
  • 発表場所: メルパルク京都（京都府）
• [学会発表] 焼結体の変形特性の評価法
  • 著者名/発表者名: 西籔和明
  • 学会等名: 日本機械学会 No.11-107特別講演会(招待講演)
  • 発表場所: 近畿大学会館(大阪府)
• [学会発表] マイクロ犠牲樹脂型インサート金属粉末射出成形法
  • 著者名/発表者名: 西籔和明
  • 学会等名: 大阪ベイエリア金属系新素材コンソーシアム 第３回セミナー(招待講演)
  • 発表場所: 兵庫県立大学(兵庫県)
• [図書] Some Critical Issues for Injection Molding, Chapter 5 Micro Metal Powder Injection Molding (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Nishiyabu
  • 出版者: InTech
• [図書] Powder space holder metal injection molding (PSH-MIM) of micro-porous metals, Handbook of metal injection molding (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Nishiyabu
  • 出版者: Woodhead Publishing Ltd
• [図書] Powder space holder metal injection molding (PSH-MIM) of micro-porous metals, Handbook of metal injection molding (2012)
  • 著者名/発表者名: 西籔和明
  • 総ページ数: 42
  • 出版者: Woodhead Publishing Ltd.
• [図書] Some Critical Issues for Injection Molding, Chapter 5 Micro Metal Powder Injection Molding (2012)
  • 著者名/発表者名: 西籔和明
  • 出版者: InTech
• [産業財産権] マイクロ構造体の製造方法 (2014)
  • 発明者名: 西籔和明
  • 権利者名: 学校法人 近畿大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-02-13
  • 外国
• [産業財産権] マイクロ構造体の製造方法 (2014)
  • 発明者名: 西籔和明
  • 権利者名: 西籔和明
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-02-13