製品の長期使用を促すことを目的とした複合材料の混練技術確立

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26282002
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 寺内 文雄 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30261887)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): UEDA Edilson S 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50436341) ; 須田 高史 群馬県立産業技術センター, 生産システム係, 独立研究員 (50522372) ; 久保 光徳 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60214996)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: プラスチック / フィラー / 混練 / 長期使用 / 質感変化

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は，充填剤であるフィラーに着目し，生活者に製品の長期使用を促すようなプラスチック材料を開発することを目的としている。今年度は樹脂とフィラーの組み合わせを中心に検討を実施した。まず均一に混練する技術を獲得するために，ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリカーボネートの３種類の熱可塑性樹脂を用いて，これらと金属粉末とを混練した。これは混練後に均一に混練されているか否かが，視覚的に判断できるためである。また樹脂はペレット状のものと粉末状のものを用いた。試行錯誤の結果，均一に混練するための技術はほぼ獲得できた。これと同時に，均一に混練されない場合でも，それが無塗装プラスチックの特徴の一つとなる可能性が示唆された。ついで，フィラーの大きさを変化させた場合にどのような印象が得られるかを明らかにするために，金属粉や顔料を混練した樹脂に，混練できないような大きさの金属フィラーを加えた円盤状サンプルの制作を試みた。ついで，成型後のサンプルを研磨することによって，摩耗による質感の変化を確認した。これにより樹脂と混入するフィラーの表面処理と材質のいずれも，質感変化に大きな影響を及ぼすことが示唆された。フィラーを混練した樹脂は，その質感評価を行うために円盤状形状と卵型形状の２種類に成形した。円盤型形状は熱風乾燥器と金型を用いて作製し，一方の卵型形状のサンプルは，導入した手動式射出成形機によって作製した。最後に，作成したサンプルを対象とした被験者実験を実施し，その印象を明らかにした。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度，挑戦的萌芽研究でも課題が採択されたことに伴って，導入を予定していた手動式射出成形機に，ペレットを作製する装置を加えることができた。その一方で，成形機の製造にはより多くの時間が必要となった。そのために納品が遅れ，ようやく３月上旬に成形機が設置された。そのため本課題での卵型形状のサンプル作製に遅れが生じることとなった。

Strategy for Future Research Activity

樹脂に混入するフィラーの種類がまだ少ないため，今後フィラーの種類を増やしながら，摩耗との関係を検討する必要がある。また質感変化を優先したために，成形のための金型が，卵型形状のみである。そのため，物理的な特性を定量的に測定するための金型が用意できていない。ポリエチレンを母材とした場合は，金型をそれほど加熱する必要がないことが示唆されたことから，金型をＡＢＳ製の３Ｄプリンタで作成することを試みる予定である。