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2015 年度 実績報告書

総植物由来原料を用いた天然繊維強化エンプラ系複合材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 25420735
研究機関工学院大学

研究代表者

西谷 要介  工学院大学, 工学部, 准教授 (30439260)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードバイオマス / 複合材料・物性 / 材料加工・処理 / グリーンコンポジット / 表面処理 / エンジニアリングプラスチック
研究実績の概要

樹脂および強化繊維ともに植物由来材料を用いてエンジニアリングプラスチック(エンプラ)に匹敵する高性能な天然繊維強化植物由来エンプラ系複合材料を創製することを目的に,天然繊維の分散制御技術および天然繊維/樹脂間の界面制御技術の確立を中心に検討し,同複合材料の創製を試みたものである.
昨年度までに,麻繊維の表面処理技術(①アルカリ処理による前処理,および②ウレイドシランカップリング剤による表面処理),また天然繊維強化エンプラ系複合材料専用のマトリックス樹脂(植物由来ポリアミド1010に植物由来ポリアミド11エラストマーをポリマーブレンドしたもの)を用いることにより,天然繊維を良分散させた天然繊維強化植物由来エンプラ系複合材料を開発できることを明らかにした.特に,繊維やエラストマーの充填量依存性や表面処理方法を工夫することで,高性能化できることを明らかにしてきた.
今年度は,より高性能な材料創製のため,(1)アルカリ脱脂の種類の影響として水酸化ナトリウムよりも亜塩素酸ナトリウムを用いることにより各種物性をさらに向上できること,(2)各種物性に及ぼす天然繊維の繊維長依存性を明らかにすることで,より最適な配合設計ができること,(3)摩擦摩耗特性の向上には自転公転ミキサーを用いた湿式法による繊維表面処理法が望ましいが,強度や剛性などの機械的性質を向上させるためにはディップコータを用いた湿式法による繊維表面処理法を用いた方がより改質効果は高いこと,(4)これらの複合材料について,FT-IRによる化学分析,SEMによる内部構造観察やレオロジー的性質の評価を行うことにより繊維/樹脂間の接着性,また繊維分散性や材料内部構造変化などを明らかにしたこと,などが主な成果である.
これらの成果から,エンプラに匹敵する高性能な天然繊維強化植物由来エンプラ系複合材料を創製できることを明らかにした.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] トマスバータ大学(チェコ)

    • 国名
      チェコ
    • 外国機関名
      トマスバータ大学
  • [雑誌論文] 3成分系植物由来複合材料(麻繊維/ポリアミド1010/TPE)の機械的およびトライボロジー的性質に及ぼす植物由来TPEの種類の影響2016

    • 著者名/発表者名
      向田準,西谷要介,山中寿行,梶山哲人,北野武
    • 雑誌名

      材料試験技術

      巻: 61 ページ: 3-11

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] FABRICATION OF HEMP FIBER REINFORCED PLANTS-DERIVED POLYAMIDE 1010 BIOMASS COMPOSITES AND THEIR MECHANICAL PROPERTIES2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Mukaida, Yosuke Nishitani, Toshiyuki Yamanaka, Tetsuto Kajiyama, Takeshi Kitano
    • 学会等名
      14th Japan International SAMPE Symposium & Exhibition (JISSE14)
    • 発表場所
      Shiinoki Cultural Complex, Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2015-12-08 – 2015-12-08
    • 国際学会
  • [学会発表] 麻繊維強化植物由来エンプラ系複合材料を用いたトライボマテリアルの開発2015

    • 著者名/発表者名
      西谷要介, 向田準, 山中寿行, 梶山哲人, 北野武
    • 学会等名
      2015年材料技術研究協会討論会
    • 発表場所
      近畿大学東大阪キャンパス(大阪府東大阪市)
    • 年月日
      2015-11-28
  • [学会発表] 麻繊維強化植物由来PA1010バイオマス複合材料の機械的性質に及ぼす繊維長の影響2015

    • 著者名/発表者名
      向田準, 菅原夏希, 小田嵩人, 西谷要介, 梶山哲人, 山中寿行, 北野武
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会第23回秋季大会(成形加工シンポジア’15 福岡)
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県博多市)
    • 年月日
      2015-11-03
  • [学会発表] 麻繊維およびガラス繊維ハイブリッド型植物由来ポリアミド11複合材料の機械的およびトライボロジー的性質2015

    • 著者名/発表者名
      菅原夏希, 向田準, 西谷要介, 山中寿行, 梶山哲人, 北野武
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会第23回秋季大会(成形加工シンポジア’15 福岡)
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県博多市)
    • 年月日
      2015-11-03
  • [学会発表] 麻繊維強化植物由来PA1010バイオマス複合材料のレオロジー的性質に及ぼすアルカリ処理の影響2015

    • 著者名/発表者名
      西谷要介, 向田準, 山中寿行, 梶山哲人, 北野武,
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会第23回秋季大会(成形加工シンポジア’15 福岡)
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県博多市)
    • 年月日
      2015-11-03
  • [学会発表] 表面処理麻繊維/ポリアミド11複合体の溶融混練に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      山中寿行, 西谷要介, 向田準, 菅原夏希, 梶山哲人
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会第23回秋季大会(成形加工シンポジア’15 福岡)
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県博多市)
    • 年月日
      2015-11-02
  • [学会発表] 麻繊維強化PA1010バイオマス複合材料を用いた機械材料の開発-繊維表面処理の最適化検討-2015

    • 著者名/発表者名
      向田準, 菅原夏希, 西谷要介, 山中寿行, 梶山哲人, 北野武
    • 学会等名
      第27回高分子加工技術討論会
    • 発表場所
      名古屋市工業研究所(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-10-26
  • [学会発表] Effect of Processing Sequence on the Dynamic Viscoelastic Properties of Ternary Biomass Composites (Hemp Fiber/ PA1010/ PA11E) in the Molten State2015

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nishitani, Jun Mukaida, Toshiyuki Yamanaka, Tetsuto Kajiyama, Takeshi Kitano
    • 学会等名
      The Proceeidngs of Regional Conference of Polymer Processing Society Graz 2015
    • 発表場所
      Messecongress Graz, Graz, Austria
    • 年月日
      2015-09-22
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of Types of Alkali Treatment on the Mechanical Properties of Hemp Fiber Reinforced Polyamide 1010 Composites,2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Mukaida, Yosuke Nishitani, Toshiyuki Yamanaka, Tetsuto Kajiyama, Takeshi Kitano
    • 学会等名
      The Proceeidngs of Regional Conference of Polymer Processing Society Graz 2015
    • 発表場所
      Messecongress Graz, Graz, Austria
    • 年月日
      2015-09-22
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Fiber Content on the Tribological Properties of Ternary Biomass Composites (HF/PA1010/PA11E)2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Mukaida, Yosuke Nishitani, Toshiyuki Yamanaka, Tetsuto Kajiyama, Takeshi Kitano
    • 学会等名
      Proceedings of International Tribology Conference, TOKYO 2015
    • 発表場所
      Tokyo University of Science, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-09-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Blend Ratio of Plants-Derived TPE on the Tribological Properties of Hemp Fiber Reinforced Polyamide 11 Composites2015

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Sugawara, Jun Mukaida, Yosuke Nishitani, Toshiyuki Yamanaka, Tetsuto Kajiyama, Takeshi Kitano
    • 学会等名
      Proceedings of International Tribology Conference, TOKYO 2015
    • 発表場所
      Tokyo University of Science, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-09-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal Properties of Hemp Fiber Filled Polyamide 1010 Biomass Composites and the Blend of These Composites and Polyamide 11 Elastomer2015

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nishitani, Jun Mukaida, Toshiyuki Yamanaka, Tetsuto Kajiyama, Takeshi Kitano
    • 学会等名
      The Proceedings of the 31st International Conference of the Polymer Processing Society (PPS-31)
    • 発表場所
      ICC Jeju, Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-06-10
    • 国際学会
  • [学会発表] 3成分系バイオマス複合材料(麻繊維/PAl1/TPE)の機械的性質に及ぼす植物由来TPE添加量の影響2015

    • 著者名/発表者名
      菅原夏希, 向田準, 西谷要介, 梶山哲人, 山中寿行, 北野武
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会第26回年次大会(成形加工'15)
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2015-06-03
  • [学会発表] 麻繊維強化ポリアミド1010複合材料のトライボロジー的性質に及ぼす表面処理方法の影響2015

    • 著者名/発表者名
      向田準, 西谷要介, 梶山哲人, 山中寿行, 北野武,
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会第26回年次大会(成形加工'15)
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2015-06-03
  • [図書] 高分子トライボロジーの制御と応用2015

    • 著者名/発表者名
      西谷要介,他
    • 総ページ数
      302(12-27,84-99)
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [備考] 工学院大学工学部機械工学科高分子材料研究室

    • URL

      http://www.mech.kogakuin.ac.jp/labs/polymer/

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-02-01  

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