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2007 年度 研究成果報告書概要

高充填竹繊維強化熱可塑性樹脂グリーンコンポジットの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17360053
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関同志社大学

研究代表者

藤井 透  同志社大学, 工学部, 教授 (20156821)

研究分担者 大窪 和也  同志社大学, 工学部, 准教授 (60319465)
田中 達也  同志社大学, 工学部, 教授 (70434678)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
キーワードグリーンコンポジット / 竹繊維 / 射出成形 / ポリ乳酸(PLA) / 環境 / 持続的再生産可能天然資源 / セルロースミクロフィブリル / ポリプロピレン(PP)
研究概要

本研究では、(1)竹繊維を高含有率でTPに混入した高品質ペレット(GC)の汎用押出機を用いた効率的製造法、(2)強化効率の高い竹繊維の条件と高品位竹繊維の低コスト抽出法、(3)竹繊維と樹脂との接着性を改善するための適切な竹繊維表面処理および樹脂の改質方法の確立、(4)(1)により製造されたペレットを用いたBRTPの機械的特性の評価、(5)GC以外への竹繊維の有効利用を行った。研究の結果、(a)爆砕法および(b)アルカリ処理+機械解繊法による竹繊維を高品位に取り出す方法を見出した。孟宗竹の場合、爆砕法では平均強度が400MPaの竹繊維(束)を分離し、取り出せた。この繊維束から、アスペクト比100以上の、より微細化したパルプ状繊維が取り出せることもわかった。アルカリ処理では、竹短冊を1%NaOH水溶液(温度6〜70℃)に10時間浸漬することにより、安価に竹繊維(束)が取り出せることがわかった。さらに、これから高圧ホモジナイザー(科研費で購入)により、ナノサイズまで解繊、フィブリル化した竹繊維(MFC)が得られた。このMFCはUV硬化エポキシ樹脂を用いたナノコンポジットに利用できる。これにより、じん性は2倍向上する。また、竹繊維を高含有する竹繊維/PPペレットを安定的に製造できる方法を確立した。このGCによる強度はPPの2.5倍まで高くなった。剛性も3倍以上向上させることができた。成形性に問題はない。熱硬化性樹脂を母材とするFRPでは,竹繊維強化FRPの強度特性と耐水性、成形性について調べ,実用上の問題点を明らかにした.また,爆砕により取り出した竹繊維を用いてMFCを取り出し、これをPLAと高含有する技術を開発した。そのため、水溶性PLAを用いて竹MFCを均一に分散させ、同MFCを50%以上含有するPLAペレットが製造できた。また,MFCによる低線膨張係数のディスクの試作を行った.線膨張係数を下げるため,高度フィブリル化竹繊維にナノ・シリカ粒子を添加して高圧成形により厚さ5mmの円盤を製造した。その線膨張係数は〜7ppm/℃程度であった。曲げ強度も150MPaを得た。これにより、ディスク材料としての可能性を示せた。

  • 研究成果

    (48件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (24件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (17件) 図書 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] How to improve mechanical properties of poly-lactic acid with bamboo fibers2008

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Tokoro, Duc Minh Vu, Kazuya Okubo, Tastuya Tanaka, Toru Fujii
    • 雑誌名

      Journal of Material Science Vol.43

      ページ: 775-787

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How to improve mechanical properties of poly-lactic acid with bamboo fibers2008

    • 著者名/発表者名
      Ryoko TOKORO, Duc Minh VU, Kazuya OKUBO, Tastuya TANAKA, Toru FUJII
    • 雑誌名

      Journal of Material Science 43

      ページ: 775-787

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] 竹の高度利用-持続的再生産可能天然資源としての竹の有効利用-2007

    • 著者名/発表者名
      藤井 透
    • 雑誌名

      加工技術 42巻,4号

      ページ: 233-245

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] ミクロフィブリル化竹繊維を用いた環境適応型材料-射出成形への応用-2007

    • 著者名/発表者名
      田中 千晶, Vu Minh Duc, 大窪 和也, 藤井 透
    • 雑誌名

      Bamboo Journal 24号

      ページ: 17-26

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ケーシングの破損に関する研究,〔破断ひずみと内部構造(セルロース短繊維/コラーゲン複合構造)との関係〕,セルロース短繊維)との関係〕2007

    • 著者名/発表者名
      岩元 比呂志, 大窪 和也, 田中 達也, 藤井 透, 伊藤 典一
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編) 73巻734号

      ページ: 85-93

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 天然繊維を用いた複合材料の自動車への応用2007

    • 著者名/発表者名
      藤井 透、大窪 和也
    • 雑誌名

      自動車技術 第61巻10号

      ページ: 83-89

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] グリーンコンポジット 現状と将来展望-再生・持続可能エネルギーとFRP特集-2007

    • 著者名/発表者名
      藤井 透、大窪 和也
    • 雑誌名

      強化プラスチックス 53巻11号

      ページ: 487-492

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Bamboo as a sustainable natural resource - How to utilize bamboo for industrial application2007

    • 著者名/発表者名
      Toru FUJII
    • 雑誌名

      KAKO GIJUTU 42-4

      ページ: 233-245

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Environmentally Friendly Composites Using Micro-fibrillated Cellulose for Injection Molding2007

    • 著者名/発表者名
      Chiaki TANAKA, Duc Minh VU, Kazuya OKUBO, Toru FUJII
    • 雑誌名

      Bamboo Journal 24

      ページ: 17-26

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Study on Failure of Casing-Relationship between internal structure(short cellulose fibers/collagen composite) and failure strain-2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi IWAMOTO, Tatsuya TANAKA, Toru FUJII, Noriichi ITO
    • 雑誌名

      J. of JSME(Japan Soc. of Mech. Engineers), Series A 73-734

      ページ: 85-93

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] How to Apply Green Composites using Natural Plant Fibers to Automobile Parts2007

    • 著者名/発表者名
      Kazuya OKUBO, Toru FUJII
    • 雑誌名

      JIDOUSHA GIJUTSU(JSAE) 61-10

      ページ: 83-89

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Green Composites Today and Their Future-Sustainable Energy and FRP-2007

    • 著者名/発表者名
      Kazuya OKUBO, Toru FUJII
    • 雑誌名

      J. of Japan Reinforced Plastics Association 53-11

      ページ: 487-492

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Modern Technology of Bamboo-Bamboo as a sustainable natural resource for industrial use-2007

    • 著者名/発表者名
      Toru FUJII
    • 雑誌名

      KAKO GIJUT publ. 42-4

      ページ: 233-24

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Fatigue crack constraint in plain-woven CFRP using newly-developed spread tows2006

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Nishikawa, Kazuya Okubo, Toru Fujii and Kazumasa Kawabe
    • 雑誌名

      International Journal of Fatigue Vol.28,No.10

      ページ: 1248-1253

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tensile properties and water absorption behavior of bamboo fiber rein forced composites2006

    • 著者名/発表者名
      Hyo Jin Kim, Do Won Seo, Jae Kyoo Lim and Toru Fujii
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials Vols.306-308

      ページ: 417-422

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 竹の高度利用とモノ創り2006

    • 著者名/発表者名
      藤井 透
    • 雑誌名

      東北学院大学工学部研究報告 第41巻,1&2号

      ページ: 103-112

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Fatigue crack constraint in plain-woven CFRP using newly-developed spread tows2006

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro NISHIKAWA, Kazuya OKUBO, Toru FUJII, Kazumasa KAWABE
    • 雑誌名

      International Journal of Fatigue 28-10

      ページ: 1248-1253

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Tensile properties and water absorption behavior of bamboo fiber reinforced composites2006

    • 著者名/発表者名
      Hyo Jin KIM, Do Won SEO, Jae Kyoo LIM, Toru FUJII
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials Vols. 306-308

      ページ: 417-422

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Bamboo and Its Industrial Use2006

    • 著者名/発表者名
      Toru FUJII
    • 雑誌名

      J. of Science and Engineering, TOHOKU GAKUIN Univ. Vol.41-1&2

      ページ: 103-112

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] ミクロフィブリル化セルロースを用いた光硬化複合材料のじん性の改善2005

    • 著者名/発表者名
      上甲 圭吾, 大窪 和也, 藤井 透
    • 雑誌名

      接着(高分子刊行会) 49巻,11号

      ページ: 28-33

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of interfacial Adhesion in Bamboo Polymer Composite Enhanced with Micro-Fibrillated Cellulose2005

    • 著者名/発表者名
      Kazuya OKUBO, Toru FUJII, Naoya YAMASHITA
    • 雑誌名

      JSME International Journal Series A Vol.48,No.4

      ページ: 199-204

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 竹繊維と環境2005

    • 著者名/発表者名
      藤井 透, 大窪 和也
    • 雑誌名

      機械の研究 58巻,1号

      ページ: 214-221

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Improvement of Toughness of Optical Cured Epoxy Using Cellulose Micro-Fibrils2005

    • 著者名/発表者名
      Keigo, JOKO, Kazuya OKUBO, Toru FUJII
    • 雑誌名

      J. of Adhesion(KOUBUNSHI KANKOKAI) 49-11

      ページ: 28-33

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Improvement of interfacial Adhesion in Bamboo Polymer Composite Enhanced with Micro-Fibrillated Cellulose2005

    • 著者名/発表者名
      Kazuya OKUBO, Toru FUJII, Naoya YAMASHITA
    • 雑誌名

      JSME International Journal Series A 48-4

      ページ: 199-204

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Effect of Bamboo Fiber Reinforced Plastics as Face Materials on Mechanical Properties of Sandwich Composite Beam under Three Point Bending Loading2007

    • 著者名/発表者名
      Takuya MANABE, Kazuya OKUBO, Toru FUJII
    • 学会等名
      INDIA HABITAT CENTRE
    • 発表場所
      New Delhi, India
    • 年月日
      20070220-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Development of a pleasure boat using bamboo fiber reinforced plastics2007

    • 著者名/発表者名
      Ryusuuke TANAKA, Kazuya OKUBO, Toru FUJII, Masao ONO, Akio SAKURAI
    • 学会等名
      ICCM-16(16th Int. Conf. of Compo. Mate), International Conference Center
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2007-07-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Development of rubber shoe sole containing bamboo fibers for frozen roads2007

    • 著者名/発表者名
      Tatsuru TODA, Kazuya OKUBO, Toru FUJII, Hiroshi HURUTACHI
    • 学会等名
      ICCM-16(16th Int. Conf. of Compo. Mate), International Conference Center
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2007-07-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Effective Technique for Injection Molding Using Micro-fibrillated Bamboo Fiber2006

    • 著者名/発表者名
      Chiaki TANAKA, Kazuya OKUBO, Toru FUJII
    • 学会等名
      Korea-Japan Green Composites Workshop 2
    • 発表場所
      KOREA
    • 年月日
      20060823-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Appropriate Bamboo fiber shape to improve mechanical property of polyactic acid2006

    • 著者名/発表者名
      Ryoko TOKORO, Kazuya OKUBO, Toru FUJII, Dieu Tran VINH
    • 学会等名
      The 20th Scientific Conference Hanoi University Of Technology
    • 発表場所
      Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      2006-10-12
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Improvement of mechanical Properties of PAPER sheet fabricated with beaten bamboo fiber with PVA enhancer2006

    • 著者名/発表者名
      Yohei JIN, Kazuya OKUBO, Toru FUJII
    • 学会等名
      International Workshop on Green Composites 4
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2006-09-14
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Appropriate Bamboo Fiber Shape to Improve Mechanical Properties of Polylactic acid under Dry and High Humidity Condition2006

    • 著者名/発表者名
      Ryoko TOKORO, Kazuya OKUBO, Toru FUJII, Dieu Tran VINH
    • 学会等名
      International Workshop. on Green Composites 4
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2006-09-14
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Improvement of Fracture toughness of Light Curing Optical Epoxy Resin due to Micro Fibrillated Cellulose2006

    • 著者名/発表者名
      Keigo JOKO, Kazuya OKUBO, Toru FUJII
    • 学会等名
      2nd International Conference On Application of Traditional and High Performance Materials in Harsh Environments
    • 発表場所
      Dubai, United Arab Emirates(UAE)
    • 年月日
      2006-03-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Study on how to improve mechanical properties of pla with bamboo fibers2005

    • 著者名/発表者名
      Rryoko TOKORO, Kazuya OKUBO, Toru FUJII, Dieu TRAN VINH
    • 学会等名
      Regional Symposium on Chemical Engineering 2005
    • 発表場所
      Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      20051130-1202
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Effective technique to improve mechanical properties of paper sheet fabricated with bamboo2005

    • 著者名/発表者名
      Yohei JIN, Kazuya OKUBO, Toru FUJJI
    • 学会等名
      China-Japan Joint Seminar on Green Composites
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      20050927-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Improvement of mechanical properties of bamboo polymer composite enhanced with micro-fibrillated cellulose2005

    • 著者名/発表者名
      Kazuya OKUBO, Toru FUJJI
    • 学会等名
      China-Japan Joint Seminar on Green Composites
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      20050927-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Improvement interfacial adhesion in bamboo polymer composite enhanced with micro-fibrillated cellulose2005

    • 著者名/発表者名
      Kazuya OKUBO, Toni FUJJI, Naoya YAMASHITA
    • 学会等名
      M&P2005(JSME-ASME Joint Symposium)
    • 発表場所
      Seattle, USA
    • 年月日
      20050619-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Development of green composite using cellouse-microfibril extracted from bamboo without polymer adhesive2005

    • 著者名/発表者名
      Nobuya TAKAHASHI, Kazuya OKUBO, Toru FUJJI
    • 学会等名
      2005 Spring Conference Technical Textiles from Fiber to Composites
    • 発表場所
      Switzerland
    • 年月日
      20050525-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Development of green composites using cellulose-microfibrils extracted from bamboo without polymer adhesive2005

    • 著者名/発表者名
      Nobuya TAKAHASHI, Kazuya OKUBO, Toru FUJIII
    • 学会等名
      IWGC-3
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20050316-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Improvement of mechanical property of bamboo fiber reinforcedcomposites enhanced with micro-fibrillated cellulous2005

    • 著者名/発表者名
      Takuya MANABE, Naoya YAMASHITA, Kazuya OKUBO, Toru FUJIII
    • 学会等名
      IWGC-3
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20050316-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Development of Bamboo Fiber composite using Micro-fibrillated Cellulous as an Enhancer2005

    • 著者名/発表者名
      Naoya YAMASHITA, Kazuya OKUBO, Toru FUJII
    • 学会等名
      Global Plastics Environmental conference 2005
    • 発表場所
      Atlanta, USA
    • 年月日
      20050223-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] ミクロフィブリル化した竹繊維の自己接着性を利用したグリーンコンポジットの最適成型条件2005

    • 著者名/発表者名
      高橋 宣也, 大窪 和也, 藤井 透
    • 学会等名
      日本機械学会2005年度年次大会
    • 発表場所
      電気通信大学(東京都調布市)
    • 年月日
      2005-09-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] 最新 ポリ乳酸の改質・高機能化と成形加工技術2007

    • 著者名/発表者名
      藤井 透、高木 均、田中 達也、高橋 治、石田 亘広, 他著
    • 総ページ数
      461
    • 出版者
      株式会社 技術情報協会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] Recent Advance in Modification and Injection Molding of PLA2007

    • 著者名/発表者名
      Toru FUJII, Tatsuya TANAKA, et. al.
    • 総ページ数
      600
    • 出版者
      GIJUTSU JOHO KYOKAI Co.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] ナノテクノロジー時代の含浸技術の基礎と応用2006

    • 著者名/発表者名
      小石 眞純・松 一彦 監修、藤井 透、上甲 恭平、後藤 康夫, 他著
    • 総ページ数
      800
    • 出版者
      株式会社 テクノシステム
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] Infiltrasion Technology at Nano era2006

    • 著者名/発表者名
      Toru FUJII, et. al.
    • 総ページ数
      800
    • 出版者
      TECHNO SYSTEM Co.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] 環境調和複合材料の開発と応用2005

    • 著者名/発表者名
      藤井 透・西野 孝・合田 公一・岡本 忠編、藤井 透、大窪 和也, 他著
    • 総ページ数
      276
    • 出版者
      (株)シーエムシー出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] Developments and Applications of Environmentally Friendly Composites2005

    • 著者名/発表者名
      Kazuya OKUBO, Toru FUJII, et. al.(Toru FUJII, Takashi NISHINO, Kouichi GODA edt.)
    • 総ページ数
      276
    • 出版者
      CMC publ.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://amsel.doshisha.ac.jp/

URL: 

公開日: 2010-02-04  

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