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2016 年度 実績報告書

高分子多孔構造の制御を可能とするグリーンな射出発泡成形原理の確立と成形装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26289289
研究機関京都大学

研究代表者

大嶋 正裕  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60185254)

研究分担者 長嶺 信輔  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30335583)
引間 悠太  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50721362)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードFoam Injection Molding / Microcellular Foam / Green Process
研究実績の概要

従来、高い空隙率で微細な孔構造をもつプラスチック発泡体を生産するために、超臨界状態の二酸化炭素(CO2)や高圧窒素(N2)を発泡剤として利用する射出成形手法が採用されてきた。
本研究では、日立マクセルと日本製鋼所の研究者の協力を得て、マイクロメータ・スケールの平均径の微細気泡を有するプラスチック発泡体を製造するための日本発の工業的成形手法として、CO2やN2の昇圧装置を不要とする射出発泡成形装置の開発を進めてきた。
本年度は、脱揮機構(ベント機構)を最適設計し、発泡剤として使うガスを昇圧して超臨界状態にすることなく、ガスボンベから直接溶融樹脂に発泡剤としてガスを供給し発泡成形できることを、ポリプロピレンやナイロン6を材料とし、成形操作としてコアバック射出発泡法を採用し、実験的に検証した。その結果、N2やCO2を昇圧することなく(高圧法の第2種製造装置の適用を受けることなく)、開発した射出成型機を用いて10μm以下の平均気泡径の微細な発泡体を作成できることを確証した。この際、ガスボンベの2次圧調整弁を使ってベント容器の圧力の調整をすることにより、発泡剤の樹脂への溶解量の制御、ひいては発泡体のセル構造を制御することができることを見出している。また、低倍発泡(発泡倍率が5倍以下)なら、ベントからのN2およびCO2ガスの注入で、十分安定に微細発泡成形できる装置であることも実証できた。さらに、4.5MPa相当の圧縮空気を発泡剤としてベントから注入し微細発泡体を製造できる技術としても活用できることを確証した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A new microcellular foam injection-molding technology using non-supercritical fluid physical blowing agents2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Yusa, Satoshi Yamamoto, Hideo Goto, Hiromasa Uezono, Fumiya Asaoka, Long Wang, Megumi Ando, Shota Ishihara, Masahiro Ohshima
    • 雑誌名

      Polymer Engineering & Science

      巻: 57 ページ: 105-113

    • DOI

      10.1002/pen.24391

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of High Expansion Microcellular Injection-Molded Polypropylene Foams by Adding Long-Chain Branches2016

    • 著者名/発表者名
      Long Wang, Shota Ishihara, Megumi Ando, Atsushi Minato, Yuta Hikima, Masahiro Ohshima
    • 雑誌名

      Ind. Eng. Chem. Res.

      巻: 55 ページ: 11970-11982

    • DOI

      10.1021/acs.iecr.6b03641

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 超臨界流体を使わないで微細発泡体を製造する射出発泡成形技術‐第2報2016

    • 著者名/発表者名
      遊佐敦、山本智史、後藤英斗、上園裕正、Long Wang, 大嶋正裕
    • 学会等名
      成形加工シンポジア16
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台)
    • 年月日
      2016-10-25 – 2016-10-26
  • [学会発表] Preparation of fine Cellular Foams with Coreback Foam Injection Molding Technique2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Ohshima
    • 学会等名
      2016 Foam Summit Seminar
    • 発表場所
      East China University of Science and Technology, China
    • 年月日
      2016-10-19 – 2016-10-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fabricate High Expansion m-PP Foams in Injection Molding by introducing a Crystal Nucleating Agent2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Ohshima
    • 学会等名
      2016 Poly-Foam Conference
    • 発表場所
      Shanghai Hongqiao Hilton, China
    • 年月日
      2016-10-17 – 2016-10-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent advances in microcellular injection molding technology at Kyoto2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Ohshima
    • 学会等名
      14th International Conference on Advances in Foam Materials & Technology, SPE FOAMS2016
    • 発表場所
      Seattle, Washington
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A New Foam Injection molding Technology -Use Non-Supercritical Fluids as Physical Blowing Agents,2016

    • 著者名/発表者名
      Long Wang, Masahiro Ohshima, Fumiya Asaoka, Satoshi Yamamoto, Hideto Goto, Atsushi Yusa
    • 学会等名
      Polymer Processing Society mtg, PPS-32
    • 発表場所
      Lyon France
    • 年月日
      2016-06-25 – 2016-06-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新規低圧発泡成形技術における樹脂種類と発泡性の関係2016

    • 著者名/発表者名
      山本智史、遊佐敦、後藤英斗、大嶋正裕
    • 学会等名
      成形加工学会16
    • 発表場所
      タワーホール舟堀(東京)
    • 年月日
      2016-06-14 – 2016-06-15
  • [学会発表] 超臨界流体を使わないで微細発泡体を製造する射出発泡成形技術―ポリプロピレンの微細発泡2016

    • 著者名/発表者名
      浅岡史哉、遊佐敦、山本智史、後藤英斗、上園裕正、Long Wang, 大嶋正裕
    • 学会等名
      成形加工学会16
    • 発表場所
      タワーホール舟堀(東京)
    • 年月日
      2016-06-14 – 2016-06-15
  • [備考] 超臨界流体を使わない新規微細発泡射出成形技術の開発

    • URL

      http://www.cheme.kyoto-u.ac.jp/6koza/ja/research/2015-theme/

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公開日: 2018-01-16  

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