溶解性モールドを用いた複合材料のインプリント表面機能化プロセスの確立

• 研究課題/領域番号: 24760086
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 松崎 亮介 東京理科大学, 理工学部, 講師 (20452013)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 複合材料 / CFRP / 表面処理 / ナノインプリント / 破壊靭性 / DCB試験 / 溶解性モールド / 表面修飾 / 接着 / インプリントリソグラフィ / インプリント / 接着強度

研究成果の概要

炭素繊維複合材料（CFRP）表面に3次元微細凹凸構造をインモールドで作製することを目的とし，フォトレジストによる溶解性モールドと傾斜露光法による作製プロセスを提案した．実際に溶解性モールド作製プロセスを構築し，高精度な3次元凹凸構造を有するモールドを作製可能となった．また，3次元表面構造モールドを作製し，2.5次元表面構造，サンディング表面においてDCB試験を実施し，モードI接着界面破壊靭性値を求めた．その結果，2.5次元表面と3次元表面で従来のサンディング表面よりも高い靭性値が得られることを示した．

研究成果

• [雑誌論文] Effects of mixed-mode ratio and step-shaped micro pattern surface on crack-propagation resistance of carbon-fiber-reinforced plastic/adhesive interface (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Yukimoto, Ryosuke Matsuzaki, Akira Todoroki
  • 雑誌名: Composites Part A 巻: 69 ページ: 139-149
  • DOI: 10.1016/j.compositesa.2014.11.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mode II interfacial fracture toughness of composite/adhesive interfaces obtained by in-mold surface modification (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Yukimoto, Ryosuke Matsuzaki and Akira Todoroki
  • 雑誌名: International Journal of Adhesives and Adhesion 巻: 50 ページ: 191-198
  • DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2014.01.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crack growth analysis of a composite/adhesive interface toughened by in-mold surface preparation (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuya Suzuki, Ryosuke Matsuzaki, Akira Todoroki, and Yoshihiro Mizutani
  • 雑誌名: International Journal of Adhesives and Adhesion 巻: 42 ページ: 36-43
  • DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2013.01.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of interfacial fracture toughness of carbon/epoxy composite adhesive joints by in-mold surface preparation (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Hikosaka, Ryosuke Matsuzaki, Akira Todoroki and Yoshihiro Mizutani
  • 雑誌名: eXPRESS Polymer Letters 巻: 7 号: 3 ページ: 293-303
  • DOI: 10.3144/expresspolymlett.2013.26
  • 査読あり
• [学会発表] ナノカーボンと複合材料成形 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松崎亮介
  • 学会等名: ナノカーボン研究会
  • 発表場所: 東京理科大学神楽坂キャンパス（東京）
  • 年月日: 2015-03-17
• [学会発表] 電極による電場印加を用いた熱硬化性樹脂の成形シミュレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 羽鳥伸哉, 松崎亮介
  • 学会等名: 日本複合材料学会日本複合材料会議
  • 発表場所: 東京理科大学葛飾キャンパス（東京）
  • 年月日: 2015-03-04 – 2015-03-06
• [学会発表] インプリントによる溶解性モールドを用いた３次元表面複合材料の創製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤秀昌, 松崎亮介
  • 学会等名: 日本機械学会関東学生会第53回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 東京農工大学 (東京)
• [学会発表] Evaluation of the fracture toughenss of composite/adhesive interface applied by inmold surface modification under mode II loading (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Yukimoto, Ryosuke Matsuzaki
  • 学会等名: Proceedings of 19th International Conference on Composite Materilas
  • 発表場所: Montreal, Canada
• [学会発表] インモールド表面処理を施した複合材接着界面モードII破壊靱性の実験的評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 雪本善和, 松崎亮介, 轟 章
  • 学会等名: 日本材料学会学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] Evaluation of interfacial fracture toughness of CFRP/ adhesives treated by in-mold surface preparation (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Yukimoto, Ryosuke Matsuzaki
  • 学会等名: Proceedings of 13th Japan International SAMPE Symposium and Exhibition (JISSE)
  • 発表場所: Nagoya, Tokyo
• [学会発表] Evaluation of The Fracture Toughness of CFRP/Adhesives Interface Treated by In-mold Surface Modification (2013)
  • 著者名/発表者名: (164) Yoshikazu Yukimoto, Ryosuke Matsuzaki, Akira Todoroki
  • 学会等名: Proceedings of Japan-Korea Joint symposium on composite materials
  • 発表場所: Kagoshima University, Kagoshima
• [学会発表] 溶解性モールドを用いたインプリントによる3次元表面複合材料の創製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橘和尚史, 松崎亮介
  • 学会等名: 日本機械学会関東支部講演会講演論文集
  • 発表場所: 首都大学東京
• [学会発表] インモールド表面処理を施したCFRP/接着剤界面の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松崎亮介, 轟章, 水谷義弘
  • 学会等名: 日本材料学会第106回フラクトグラフィ部門委員会
  • 発表場所: 埼玉大学東京ステーションカレッジ
• [学会発表] インモールド表面処理を施した複合材のモードII接着界面破壊靱性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 雪本善和, 松崎亮介, 轟 章
  • 学会等名: 日本複合材料合同会議
  • 発表場所: 東京大学
• [備考] Resarch | Matsuzaki Laboratory
  • URL: http://www.rs.tus.ac.jp/rmatsuza/research.html
• [備考] Matsuzaki Laboratory
  • URL: http://www.rs.tus.ac.jp/rmatsuza/index.html