植物繊維の特異な内部構造を生かしたマルチ機能性グリーンコンポジットの開発

• 研究課題/領域番号: 25289243
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 複合材料・表界面工学
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 高木 均 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (20171423)
• 研究分担者: ナカガイト アントニオ・ノリオ 徳島大学, 大学院ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (50523156)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2015年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2013年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
• キーワード: 天然繊維 / 複合材料 / ルーメン

研究成果の概要

アバカ繊維中のルーメンは10－15wt%NaOH水溶液で処理すると縮小することを示した．アルカリ処理したアバカ繊維の引張強度は変化しなし．一方，5wt％NaOH水溶液で処理した場合，ヤング率は41%増加するのに対して，15wt%NaOH水溶液では29%低下することを見いだした．繊維長さの異なるアバカ繊維で強化したPLA系複合材料の断熱性について調査した．ランダム配向複合材料でも一方向強化材と同様にルーメンの大きさによって熱伝導性が変化することを確認した．ランダム配向複合材料では，繊維が短くなるにつれてルーメン中に入る樹脂量が多くなるため，熱伝導率は高くなることが分かった．

研究成果

• [雑誌論文] グリーンコンポジットの開発とその特性評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高木 均
  • 雑誌名: 機械の研究 巻: 67 ページ: 731-737
  • NAID: 40020570915
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influence of alkali treatment on internal microstructure and tensile properties of abaca fibers (2015)
  • 著者名/発表者名: Ming Cai, Hitoshi Takagi, Antonio Norio Nakagaito, Masahiro Katoh, Tomoyuki Ueki, Geoffrey I.N. Waterhouse, Yan Li
  • 雑誌名: Industrial Crops and Products 巻: 65 ページ: 27-35
  • DOI: 10.1016/j.indcrop.2014.11.048
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influence of alkali concentration on morphology and tensile properties of abaca fibers (2015)
  • 著者名/発表者名: Ming Cai, Hitoshi Takagi, Antonio Norio Nakagaito, Kazuya Kusaka, Masahiro Katoh, Yan Li
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: 1110 ページ: 302-305
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.1110.302
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Heat transfer analyses of natural fibre composites (2014)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Takagi, Antonio Norio Nakagaito, Ke Liu
  • 雑誌名: WIT Transactions on the Built Environment 巻: 137 ページ: 237-243
  • DOI: 10.2495/hpsm140211
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anisotropic thermal conductivity of unidirectional natural abaca fiber composites as a function of lumen and cell wall structure (2014)
  • 著者名/発表者名: Ke Liu, Zhimao Yang and Hitoshi Takagi
  • 雑誌名: Composite Structures 巻: 108 ページ: 418-421
  • DOI: 10.1016/j.compstruct.2013.10.036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced functional properties of natural fiber-reinforced composites (2014)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Takagi, Ke Liu, Antonio N. Nakagaito and Zhimao Yang
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: 845 ページ: 306-310
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.845.306
  • 査読あり
• [学会発表] Degradation behavior of starch-based biodegradable composites (2015)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Takagi
  • 学会等名: 6th International Conference on Mechanics of Biomaterials and Tissues
  • 発表場所: Waikoloa Beach Marriott Resort and Spa, Waikoloa (U.S.A.)
  • 年月日: 2015-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] 植物由来コンポジットの開発と機能性評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高木 均
  • 学会等名: 第45回木材の化学加工研究会シンポジウム
  • 発表場所: 福山商工会議所本所（広島県・福山市）
  • 年月日: 2015-10-22
  • 招待講演
• [学会発表] 天然繊維強化複合材料の機能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高木 均, 上野 善貴, ナカガイト ノリオ アントニオ
  • 学会等名: 日本機械学会2015年年次大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2015-09-14
• [学会発表] Multi-functional properties in natural fiber reinforced composites (2015)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Takagi, Antonio Norio Nakagaito, and Ke Liu
  • 学会等名: 20th International Conference on Composite Materials
  • 発表場所: Bella Center, Copenhagen (Denmark)
  • 年月日: 2015-07-24
  • 国際学会
• [学会発表] Damping performance of bamboo fibre-reinforced green composites (2015)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Takagi, Hiroshi Mori, and Masanori Nakaoka
  • 学会等名: 7th International Conference on Computational Methods and Experiments in Materials Characterisation
  • 発表場所: TRYP Valencia Oceanic Hotel , Valencia (Spain)
  • 年月日: 2015-04-23
  • 国際学会
• [学会発表] ルーメンの有無によるPLA-マニラ麻コンポジットの機械的特性の変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 國井 博之, 高木 均, ナカガイト ノリオ アントニオ
  • 学会等名: 第13回日本材料学会四国支部学術講演会
  • 発表場所: 香川大学（香川県・高松市）
  • 年月日: 2015-04-11
• [学会発表] Natural fiber composites with low thermal conductivity (2014)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Takagi, Antonio Norio Nakagaito, Ke Liu
  • 学会等名: 8th Australasian Congress on Applied Mechanics
  • 発表場所: Melbourne Convention and Exhibition Centre(メルボルン市，オーストラリア)
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] Effect of microstructure on multifunctional properties of natural fiber composites (2014)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Takagi, Antonio Norio Nakagaito, Ke Liu
  • 学会等名: 13th International Symposium on Multiscale, Multifunctional and Functionally Graded Materials
  • 発表場所: Taua Resort(サンパウロ市，ブラジル)
  • 年月日: 2014-10-21
• [学会発表] Microstructure and tensile properties of alkali-treated abaca fibers (2014)
  • 著者名/発表者名: Ming Cai, Hitoshi Takagi, Antonio Norio Nakagaito, Yang Li
  • 学会等名: 9th Asian-Australasian Conference on Composite Materials
  • 発表場所: Worldhotel Grand Dushulake Suzhou(蘇州市，中国)
  • 年月日: 2014-10-16
• [学会発表] Heat transfer analyses of natural fibre composites (2014)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Takagi, Antonio Norio Nakagaito, Ke Liu
  • 学会等名: 2014 International Conference on High Performance and Optimum Design of Structures and Materials
  • 発表場所: Andromeda Hotel & Thalassa(オステンド市，ベルギー)
  • 年月日: 2014-06-10
  • 招待講演
• [学会発表] Inherent thermal barrier property of green composites (2013)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Takagi
  • 学会等名: 9th International Conference on Fracture and Strength of Solids
  • 発表場所: ラマダ ホテル(済州島，大韓民国)
  • 招待講演
• [学会発表] Thermal barrier performance of green composites (2013)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Takagi, Ke Liu and Antonio Norio Nakagaito
  • 学会等名: 9th Japan-Korea Joint Symposium on Composite Materials
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島）
• [学会発表] Thermal and biodegradable issues of multifunctional green composites (2013)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Takagi, Ke Liu, Antonio Norio Nakagaito and Zhimao Yang
  • 学会等名: SAMPE CHINA 2013
  • 発表場所: Shanghai Everbright Convention & Exhibition Center(上海，中華人民共和国)
• [学会発表] Innovation of multifunctional biofibre composites (2013)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Takagi, Antonio N. Nakagaito, and Ke Liu
  • 学会等名: 2nd International Conference on Kenak and Allied Fibres
  • 発表場所: Hotel Equatorial Bangi-Putrajaya(マレーシア)
  • 招待講演
• [学会発表] Enhanced functional properties of natural fiber-reinforced composites (2013)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Takagi, Ke Liu, Antonio N. Nakagaito and Zhimao Yang
  • 学会等名: 1st InternationalMaterials, Industrial, and Manufacturing Engineering Conference
  • 発表場所: Puteri Pacific Hotel Johor Bahru(マレーシア)
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of alkali treatment on microstructure and tensile properties of abaca fiber (2013)
  • 著者名/発表者名: Ming Cai, Hitoshi Takagi, Antonio Norio Nakagaito, Kazuya Kusaka, Masahiro Katoh and Yan Li
  • 学会等名: SAMPE CHINA 2013
  • 発表場所: Shanghai Everbright Convention & Exhibition Center(上海，中華人民共和国)