【産学連携研究開発事例】 高比強度、高比弾性率でかつ導電性に優れた新規の炭素繊維複合材料を発明。
金沢工業大学革新複合材料研究開発センター(ICC)と産業廃棄物処理・リサイクルを手がける株式会社三栄興業(埼玉県三郷市)では、金沢工大COI(*1)の一環として、従来の炭素繊維複合材料よりも強度が高く、帯電防止特性を持つ新規の熱可塑性炭素繊維複合材料を開発しました(*2)。
(*1)平成25年度国立研究開発法人科学技術振興機構 センター・オブ・イノベーション(COI)プログラム採択『革新材料による次世代インフラシステムの構築~安全・安心で地球と共存できる数世紀社会の実現~』(中核機関 金沢工業大学)
(*2) 特開2018-145245「炭素繊維複合材料」
金沢工大COIでは、炭素繊維に含浸させる樹脂として、成形加工性がよく、リサイクル可能な熱可塑性樹脂の利用を促進しています。そして、熱可塑性樹脂でも最も生産量が多いポリプロピレンに注目し、研究に取り組んでいます。
このたび開発された熱可塑性炭素繊維複合材料は、高比強度、高比弾性率などの機械的特性が要求される自動車や航空機関連の部材や建材などでの用途が期待されるほか、静電気などの帯電防止性能が高いレベルで求められる半導体などの精密部品の成形分野で利用価値が特に高く、今後の需要が見込まれています。
【本発明の社会的意義】
炭素繊維と樹脂を混ぜると軽くて強い材料となり、省エネルギーが求められる航空機や自動車分野での用途が近年進んでいます。一方、炭素繊維と樹脂は一般的には相性が良くないため、上手に混ざらないことが多く、強度の面で課題となっていました。また樹脂は電気絶縁性を有するため、半導体や電子部品などの精密部品の分野では、静電気などを帯電しない、導電性に優れた複合材料が特に求められています。
炭素繊維と樹脂を混ざりやすくする「相溶化剤」として、従来から、無水マレイン化ポリプロピレン(MAPP)が使われていますが、MAPPを用いた複合材では、炭素繊維と樹脂間は面ではなく点で接着するため、界面接着性が十分でなく(接着力が薄弱)、導電性も十分に得られないという問題がありました。また複合材の界面接着性を向上させるために、MAPPを大量に添加しなければなりませんが、MAPPの配合量を増大させると、複合材の導電性が低下してしまうという問題もありました。
ICCと三栄興業の研究チームが共同開発したiPP-PAA(アイソタクチックポリプロピレンポリアクリル酸共重合体)は炭素繊維と樹脂間が面で結合する相溶化剤で、少量でも界面接着性が向上するため、優れた機械的特性(高比強度、高比弾性率)が得られるばかりでなく、導電性(静電気の帯電防止)にも優れた複合材を可能にしました。さらに本発明により、炭素繊維の繊維長が0.1~50mmの短繊維でも剛性が保てるため、熱可塑性炭素繊維複合材料としての射出成形や押出成形などの成形性も向上し、幅広い分野での用途の拡大が期待されます。
【画像:https://kyodonewsprwire.jp/img/202003027520-O1-4E1J01ut】
(図上)
相溶化剤として既存のMAPP(無水マレイン化ポリプロピレン)を用いた複合材では、PPマトリックスの結晶性が低下し、炭素繊維と樹脂間は面ではなく点で接着するため、界面接着性が十分でなく、接着力が薄弱
(図下)
相溶化剤として新開発のiPP-PAA(アイソタクチックポリプロピレンポリアクリル酸共重合体)を用いた場合は、PPマトリックス内の結晶と結合して結晶性が向上し、かつ炭素繊維と樹脂間が面で結合するため、接着力が強く、優れた機械的特性(高比強度、高比弾性率)が得られる
【サンプルの有償提供】
株式会社三栄興業ではiPP-PAAのサンプルを有償で提供しています。
詳細は以下までお問い合わせください。
株式会社三栄興業 柏テクニカルセンター
研究開発室チーフ 佐々木 大輔
〒277-0882 千葉県柏市柏の葉5-4-19 東大柏ベンチャープラザ206A
TEL:04-7192-7506 FAX:04-7192-8375
E-mail:sasaki@misato-net.com
【画像:https://kyodonewsprwire.jp/img/202003027520-O2-c4dkZmvd】
サンプルのイメージ
「虎に翼」母・はるが…伊藤沙莉の演技力に反響「必死の説得」「映さない」「きれいに泣かない」
大谷翔平「1番DH」2試合連続の21号期待 ロッキーズ先発は初対戦の右腕フェルトナー
広瀬アリス「そりゃ売れるわ」友人・伊藤沙莉の人柄明かす「ただ仕草とか反応が全部おっさん」
もうすぐ20年ぶり新紙幣 券売機メーカーに特需 ラーメン店は不満
【21日の虎に翼】道男の将来に対して悩む中で、寅子は懐かしい人との再会を果たす
大谷翔平がオズナに並び本塁打トップタイ/ナ・リーグ打撃上位一覧(米18日現在)
東京都知事選、立候補届け出始まる 50人以上が立候補表明
3色が1本になったスティック型アイカラー!グラデーションアイメイクが簡単にできる『グラデシャドウスティック』2024年8月22日(木)より数量限定発売
大谷翔平、第1打席は相手野手の好守で三邪飛 ロッキーズ右腕フェルトナーと初対戦
ドジャースにまた悲報、2度のTJ手術右腕ビューラーがIL入り 今季8試合に先発
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた
松本人志飲み会参加セクシー女優「警察に相談しに行きました」報告「さすがにこれは酷すぎる」
現役女子大生グラドル、セクシー女優転身「私の全てを見ていただけると思います」
『こんなに可愛かった赤ちゃん犬が…』完全に想定外な『まさかの成長』が面白過ぎると82万再生「爆笑したw」「柴らしさ全開で好き」と絶賛
柏原崇(45)現在を調べてみた結果、相変わらずかっこよすぎた!
ガーシーが綾野剛のLINE公開でネット騒然「ショック」「すごいエンタメ」
玉置浩二の妻、青田典子(53)の現在がとんでもない事になっていると話題に
アンゴラ村長、シースルードレスでダンス「セクシー」「魅惑のボディー」「透けている脚もいい」
ドジャースが完全な大敗ムードも9回に満塁弾、3ランで劇的な大逆転勝利 大谷翔平は20号ソロ
ドジャース・ベッツ「不運なことに骨折だった」158キロ直球を左手甲に受けもん絶
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた
玉置浩二の妻、青田典子(53)の現在がとんでもない事になっていると話題に
柏原崇(45)現在を調べてみた結果、相変わらずかっこよすぎた!
ユーチューバーもこう氏、元彼女・成海瑠奈について赤裸々告白
三上悠亜、整形したことを事後報告でネット騒然「素っぴんが美しすぎる」「大半を既にいじっておいて今更」
ガーシーが綾野剛のLINE公開でネット騒然「ショック」「すごいエンタメ」
「愛が生まれた日」藤谷美和子(56)の現在がヤバい!?徘徊生活を送っていた過去も明らかに。
YouTuberジュキヤの動画企画が大炎上「普通に痴漢」「気持ち悪すぎ」
岡本夏生(56)、1600日ぶりにブログを更新した現在が衝撃
【ネタバレ?】史実で見るキングダムの今後の展開まとめ〜中華統一までの全体像
「虎に翼」母・はるが…伊藤沙莉の演技力に反響「必死の説得」「映さない」「きれいに泣かない」
大谷翔平「1番DH」2試合連続の21号期待 ロッキーズ先発は初対戦の右腕フェルトナー
広瀬アリス「そりゃ売れるわ」友人・伊藤沙莉の人柄明かす「ただ仕草とか反応が全部おっさん」
もうすぐ20年ぶり新紙幣 券売機メーカーに特需 ラーメン店は不満
【21日の虎に翼】道男の将来に対して悩む中で、寅子は懐かしい人との再会を果たす
大谷翔平がオズナに並び本塁打トップタイ/ナ・リーグ打撃上位一覧(米18日現在)
東京都知事選、立候補届け出始まる 50人以上が立候補表明
ドジャースにまた悲報、2度のTJ手術右腕ビューラーがIL入り 今季8試合に先発
大谷翔平、第1打席は相手野手の好守で三邪飛 ロッキーズ右腕フェルトナーと初対戦
3色が1本になったスティック型アイカラー!グラデーションアイメイクが簡単にできる『グラデシャドウスティック』2024年8月22日(木)より数量限定発売