樹脂/繊維複合材料の界面制御、成形加工と評価

●自動車軽量化のキーマテリアル!!爆発的な普及の壁となる『強度』『長期耐久性』『加工時間』『コスト』の改善!

樹脂/繊維複合材料の界面制御、成形加工と評価

~炭素繊維/ガラス繊維/セルロースナノファイバー~

価格 80,000円+税 出版社 技術情報協会
発刊日 2018年01月31日 体裁 A4判 500ページ
ISBNコード 978-4-86104-690-2 商品コード 1928

執筆者

※敬称略

蛯名武雄
(国研)産業技術総合研究所
脇坂博之
滋賀県東北部工業技術センター
林蓮貞
(株)KRI
矢嶋龍彦
埼玉工業大学
野村幸弘
東洋紡(株)
野口裕一
王子ホールディングス(株)
末益博志
上智大学
堀田裕司
(国研)産業技術総合研究所
堀田篤
慶應義塾大学
片山隆
(株)クラレ
米山猛
金沢大学
西籔和明
近畿大学
平瀬龍二
兵庫県立工業技術センター
冨岡和彦
東レプラスチック精工(株)
馬場泰一
矢島工業(株)
馬場俊一
サンワトレーディング(株)
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スターライト工業(株)
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同志社大学
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東レエンジニアリング(株)
中西康雅
三重大学
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(株)東レリサーチセンター
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大阪大学
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(地独)京都市産業技術研究所
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名古屋大学
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日本イーエスアイ(株)
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静岡大学
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(株)宮城化成
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富山県立大学
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(株)冨士色素
森直樹
九州工業大学
森川豊
あいち産業科学技術総合センター
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(株)スマートファイバーデザイン研究所
寺本好邦
岐阜大学
山本俊浩
福岡大学
山本顕弘
モリマシナリー(株)
崎山裕加
(株)三井化学分析センター
坂田憲泰
日本大学
細井厚志
早稲田大学
西田裕紀
広島県立総合技術研究所
高山哲生
山形大学
高坂達郎
高知工科大学
荒井政大
名古屋大学
江藤和也
新日鉄住金マテリアルズ(株)
後居洋介
第一工業製薬(株)
宮内康次
(株)UBE科学分析センター
吉川秀和
東邦テナックス(株)
亀井由樹
(株)島津製作所
岩田元孝
ミズノ(株)
河本基一郎
コマツ産機(株)
黄木景二
愛媛大学
塩谷正俊
東京工業大学
一ノ瀬規世
(株)JSOL
井上玲
東洋機械金属(株)

目次

第1章 樹脂/繊維複合材料の界面制御

1節 高分子/強化繊維複合材料の疲労特性と破壊メカニズム
  • 1.二つの疲労
  • 1.1 変動(繰り返し)荷重/応力
  • 1.2 静疲労と繰り返し荷重下の疲労
  • 2.繊維強化複合材料(F-PMC)の典型的な疲労特性
  • 2.1 疲労寿命に影響を及ぼす要因
  • 2.2 幾つかの合金と一方向強化複合材料のS?N曲線
  • 2.3 母材および環境温度の影響
  • 2.4 ガラス繊維の種類の影響
  • 2.5 繊維配向角の影響
  • 2.6 強化形態の影響(クロスプライと織物)
  • 2.7 応力比の影響
  • 3.疲労破壊メカニズム
  • 3.1 一方向複合材料(UD板)
  • 3.2 多方向積層板
  • 4.炭素繊維の疲労強度を向上させる
  • 4.1 平織炭素繊維強化複合材料の疲労破壊プロセス
  • 4.2 平織CF/EP-PMCの疲労寿命を増すには?
  • 4.3 微細繊維による母材樹脂の物理的変性、細くて長ければよい?
  • 4.4 微細繊維、実用的にはガラス繊維。そして疑問:なぜ耐久性は上がる?
  • 5.気を付けておきたいこと:吸湿
2節 ハイサイクル成形用FRPとFRTPの力学特性の比較
  • 1.供試材
  • 2.成形方法
  • 3.引張特性
  • 4.圧縮特性
  • 5.曲げ特性
  • 6.衝撃特性
3節 複合材料の力学特性に及ぼす界面特性、繊維配向の影響並びに界面強度の測定
  • 1.繊維/マトリックス間の応力伝達
  • 2.複合材料の強度に及ぼす界面強度・繊維配向の影響
  • 3.界面強度の最適化の重要性
  • 4.複合材料の弾性率に及ぼす繊維配向の影響
  • 5.繊維/マトリックス界面強度の測定方法
  • 5.1 破断面観察に基づく推定方法
  • 5.2 実用複合材料を用いる方法
  • 5.3 単繊維複合材料を用いる方法
4節 プラスチック成形品の繊維配向制御と寸法精度、強度、耐久性向上
  • 1.樹脂流動制御成形とは
  • 1.1 樹脂流動制御の目的とねらい
  • 1.2 本方式の概要と特徴
  • 1.3 樹脂流動制御による成形システム
  • 2.PPを用いた成形
  • 2.1 実験方法
  • 2.2 実験結果
  • 2.3 中心ピン速度と結果および考察
  • 3.PBTを用いた成形
  • 3.1 実験方法
  • 3.2 実験結果
  • 3.3 パイプ成形品の振れ幅測定
  • 3.4 測定結果
  • 3.5 結果の考察
5節 繊維強化複合材料における繊維、樹脂の流動性評価
  • 1.繊維強化複合材料
  • 2.繊維・樹脂流動に関する既往の研究
  • 3.MPS法について
  • 4.1 解析モデル
  • 4.2 解析結果
  • 4.粒子法による繊維束内部の樹脂流動評価
  • 5.1 解析モデル
  • 5.2 解析結果
  • 5.樹脂の粘度変化を考慮した流動解析
  • 6.粒子法による短繊維及び樹脂流動性の評価
6節 繊維複合材料の衝撃損傷と圧縮強度劣化
  • 1.はじめに
  • 1.1 衝撃損傷試験と衝撃損傷
  • 1.2 損傷板の圧縮破壊試験
  • 2.衝撃損傷のモデル化
  • 2.1 衝撃損傷進展の推定式
  • 2.2 理論式の考察
  • 3.衝撃損傷板の圧縮挙動の近似解
7節 強化繊維のモデル化とプレス成形の解析
  • 1.背景
  • 1.1 軽量化ニーズ動向
  • 1.2 繊維強化複合材料の成形の分類
  • 1.3 繊維強化複合材料の成形および設計の課題
  • 2.樹脂流動と強化繊維の配向シミュレーション
  • 2.1 射出成形CAEにおける繊維配向解析
  • 2.2 長繊維への対応課題
  • 2.3 過去の直接解析手法の例
  • 2.4 繊維の動的挙動シミュレーション(DFS)解析手法
  • 2.5 射出成形への適用例および精度検証
  • 3.BMC/SMC成形の解析
  • 3.1 樹脂物性モデル
  • 3.2 基材変形シミュレーション
  • 3.3 プレス流動シミュレーション
  • 3.4 大型成形品への適用
  • 3.5 DFS解析の例
  • 3.5 理論解比較
  • 3.6 DFSからの成形品物性予測
8節 連則繊維複合材料の成形プロセスシミュレーション
  • 1.複合材成形プロセスシミュレーションソフトウエア
  • 2.賦形・熱プレス成形解析
  • 3.樹脂含浸解析
  • 4.賦形解析から含浸解析へのリンク
  • 5.硬化、残留応力、ソリ解析
  • 6.硬化解析からソリ解析へのリンク
9節 樹脂中強化繊維の配向シミュレーション
  • 1.繊維配向シミュレーションの重要性
  • 2.配向シミュレーションにおける基礎理論
  • 2.1 流動樹脂中の単一繊維の配向予測
  • 2.2 配向テンソルとその時間発展
  • 2.3 完結近似(closure approximation)
  • 2.4 長繊維への拡張
  • 3.種々の成形法における繊維配向シミュレーション
  • 3.1 射出成形
  • 3.2 圧縮成形
  • 3.3 レジントランスファーモールディング(RTM)
  • 3.4 ブレーディング
10節 無水マレイン酸変性PPによるフィラーの表面処理、配向制御
  • 1.接着のメカニズム
  • 2.相溶化剤の役割
  • 3.相溶化剤の種類
  • 3.1 極性モノマー共重合体
  • 3.2 グラフト変性ポリマー
  • 4.グラフト反応のメカニズム
  • 4.1 無水マレイン酸変性ポリエチレン
  • 4.2 無水マレイン酸変性ポリプロピレン
  • 5.相溶化剤の効果
  • 5.1 ガラス繊維強化ポリプロピレン(GFRPP)
  • 5.2 ウッドプラスチック
  • 5.3 フィラー分散
11節 ポリオレフィン系複合材料中の無水マレイン酸の分析
  • 1.複合化のキーマテリアル:MA-g-PO
  • 1.1 MA-g-POとは
  • 1.2 グラフトMA構造解析のこれまでと新しい解析法
  • 2.化学反応およびNMR法を組み合わせた超微量グラフトMAの高感度解析
  • 2.1 グラフトMAの超臨界メタノールによるメチル化反応
  • 2.2 1H NMRによる定量性および超臨界メタノールによるメチル化反応の妥当性検証
  • 2.3 メチル化グラフトMAの1H NMR分析
  • 2.4 グラフトMAの定量限界
  • 3.表面修飾無機フィラー中のMAの分析
  • 3.1 表面修飾無機フィラー
  • 3.2 ポリマー修飾無機フィラーとその構造解析
  • 3.3 モデル試料の調製

第2章 CFRP、CFRTPの炭素繊維/樹脂界面制御と成形加工

1節 新規現場重合型炭素繊維強化熱可塑性プリプレグの機械的特性と加工性
  • 1.プリプレグとしての特徴
  • 2.成形品の優れた機械的物性
  • 2.1 界面強度
  • 2.2 基礎物性
  • 3.成形品の2次加工性
  • 3.1 プレス加工性
  • 3.2 パイプ曲げ加工
  • 3.3 インサート成形
  • 4.ピッチ系炭素繊維の紹介
2節 熱可塑性エポキシを母材とするCFRTPの機械的特性
  • 1.マトリックス樹脂
  • 1.1 熱硬化性樹脂
  • 1.2 熱可塑性樹脂
  • 1.3 熱可塑性エポキシ樹脂
  • 2.熱可塑性エポキシ樹脂の高分子量化方法と分子量の測定方法
  • 3.熱可塑性エポキシ樹脂を母材とするCFRTPの機械的特性
  • 3.1 材料
  • 3.2 平織CFRTP積層板の作成方法
  • 3.3 静的3点曲げ試験
  • 3.4 平織CFRTP片振り3点曲げ疲労試験
  • 3.5 マイクロドロップレット試験
  • 3.6 動的粘弾性測定試験
3節 PAN系炭素繊維の基盤技術と複合材料の用途展開
  • 1.炭素繊維基盤技術について
  • 2.追及すべき炭素繊維像
  • 3.複合材料への用途展開
  • 4.新たな用途展開
4節 炭素材料表面の親水化技術
  • 1.親水性・撥水性と表面エネルギー
  • 2.表面エネルギーと凝集力
  • 2.1 双極子-双極子相互作用(配向力)
  • 2.2 双極子-誘起双極子相互作用(誘起力)
  • 2.3 非極性原子・分子間の相互作用(分散力)
  • 2.4 フォークスの式とオーウェンス-ウェントの拡張フォークス式
  • 2.5 表面エネルギーと水滴の接触角
  • 2.6 オーウェンス-ウェントの応用
  • 2.7 臨界表面張力
  • 3.超親水・超撥水表面を創出するために
  • 3.1 ウェンゼルの表面と水滴
  • 3.2 カッシー‐バクスターの表面と水滴
  • 4.疎水性材料表面の超親水化とメカニズム
  • 4.1 アンモニア・水プラズマによるPTFE表面の超親水化
  • 4.1 アンモニア・水プラズマにより超親水化したPTFE表面の化学的変化
  • 4.2 アンモニア・水プラズマにより超親水化したPTFE表面の形態学的変化
  • 5.炭素材料表面の超親水化
5節 CFRP部品及びCFRP-金属ハイブリッド部品のプレス成形技術
  • 1.自動車用CFRP部品及びのプレス成形法について
  • 1.1 CFRP部品のプレス成形法
  • 1.2 CFRP部品のプレス成形技術
  • 1.3 CFRP-金属ハイブリッド部品のプレス成形技術
  • 1.4 CFRP部品、CFRP-金属ハイブリッド部品の寸法精度と界面評価
  • 2. CFRPプレス成形部品の材料強度とCFRP-金属の接合強度
  • 2.1 CFRPプレス成形部品の材料強度
  • 2.2 CFRP-金属の接合強度
  • 2.3 CFRP-金属ハイブリッドBピラー及びセンターブレース部品の強度
  • 2.4 ハイブリッドBピラーの衝撃強度シミュレーション解析
6節 LFT-D工法によるCFRTPの成形と自動車構造部品への適用
  • 1.自動車構造へ適用する上での熱可塑CFRP(CFRTP)の優位性
  • 2.自動車に適用されるCFRP成形技術ロードマップ
  • 3.名古屋大学NCCのLFT-D工法の技術開発の取組みの詳細
7節 マイクロ波を用いた熱可塑性CFRPの高速成形技術
  • 1.マイクロ波プロセス用の成形型の開発
  • 2.マイクロ波による熱可塑性CFRPの高速成形
  • 3.マイクロ波による熱硬化性CFRPの高速成形
8節 CFRTPスタンパブルシートのプレス成形技術
  • 1.スタンパブルシート
  • 2.プレス成形のプロセス
  • 3.シートの加熱方法、搬送方法
  • 4.プレス成形時の変形
  • 5.プレス成形の温度と圧力
  • 6.プレス成形後の2次加工
9節 インサート射出成形と電気式融着を用いたCFRTP接合技術
  • 1.熱可塑性CFRP製電気式融着継手の提案
  • 2.電気式融着パイプ継手の製造方法および評価方法
  • 2.1 使用材料
  • 2.2 抵抗発熱体の作製方法
  • 2.3 インサート射出成形金型
  • 2.4 評価方法
  • 3.電気式融着パイプ継手の成形および融着結果
  • 3.1 炭素繊維抵抗発熱体のレーザー送り速度の影響
  • 3.2 電気式融着パイプ継手のインサート射出成形結果
  • 3.3 電気式融着パイプ継手の通電実験結果
10節 3Dプリンタによる炭素繊維熱可塑性樹脂複合材料の立体造形
  • 1.開発背景
  • 2.連続炭素繊維複合材料3Dプリンターの概要
  • 3.新3Dプリンターによる成形物の評価・特性
11節 CFRPの強度、靭性、耐衝撃性評価
  • 1.FRPの静的強度試験
  • 1.1 引張試験
  • 1.2 圧縮試験
  • 1.3 曲げ試験
  • 1.4 面内せん断試験
  • 1.5 面外せん断試験
  • 2.CFRPの破壊靭性試験
  • 2.1 DCB試験
  • 2.2 ENF試験
  • 2.3 MMB試験
  • 3.CFRPの耐衝撃性評価
12節 CFRPの機械物性評価
  • 1.ASTM規格試験
  • 1.1 圧縮試験(CLC法)
  • 1.2 有孔圧縮試験
  • 1.3 衝撃後圧縮試験
  • 1.4 せん断試験(Iosipescu法)
  • 1.5 せん断試験(V-Notched Rail Shear法)
  • 2.破壊観察
  • 2.1 高速度カメラによる一方向積層材の破壊観察
  • 2.2 有孔引張試験のDIC解析
13節 CFRPの成形残留応力予測
  • 1.数理モデルのレビュー
  • 2.支配方程式と数理モデル
  • 2.1 硬化則と温度変化
  • 2.2 緩和弾性率
  • 2.3 時間―温度換算則
  • 2.4 CFRPの弾性定数
  • 2.5 熱膨張率と硬化収縮率
  • 2.6 構成則
  • 3.解析例
14節 炭素繊維強化複合材料の長期信頼性評価
  • 1.CFRP積層板の疲労損傷挙動
  • 2.CFRP積層板の疲労損傷発生予測
  • 2.1 寿命予測モデル
  • 2.2 寿命予測結果
  • 3.トランスバースクラックの発生メカニズム
15節 トウプリプレグの活用と燃料電池車用高圧水素タンクへの採用
  • 1.トウリプレグについて
  • 2.トウプリプレグ製造方法
  • 3.トウリプレグを活用した成形品事例
  • 3.1 トウプリプレグ製円筒パイプ
  • 3.2 開繊トウプリプレグを利用した円環リング成形品
  • 3.3 トウプリプレグとシートプリプレグを組み合わせたハイブリッドシャフト
  • 4.高圧水素タンク外殻材へのトウプリプレグ採用
  • 5.今後活用が期待される成形方法への取り組み
16節 CFRTPの音響向け製品への応用
  • 1.CFRTP素材
  • 1.1 CFRTP(熱可塑性CFRP)
  • 1.2 CFRTS(熱硬化性CFRP)
  • 2.CFRTPからなる押出素材の開発
  • 2.1 CFRTPの押出素材の製造プロセス
  • 2.2 コンパウンド工程
  • 2.3 押出素材の製造工程
  • 2.4 二次加工(後加工)
  • 3.特徴
  • 4.音響用途
  • 4.1 防錆用スピーカーカバー
  • 4.2 振動減衰特性によるスピーカー部品への展開
  • 5.車載用への展開

第3章 樹脂/ガラス繊維の複合化、界面制御

1節 FRTPの可塑化における射出成形機用スクリュ形状の最適化
  • 1.FRTPの射出成形
  • 1.1 FRTPについて
  • 1.2 可塑化工程における課題
  • 1.3 繊維長および繊維分散性と機械的特性
  • 2.スクリュ形状の最適化
  • 2.1 スクリュ形状の繊維への影響
  • 2.2 樹脂粘度の繊維への影響
  • 2.3 可塑化現象の定量化
2節 ガラス繊維強化樹脂の高強度化技術
  • 1.不連続繊維強化樹脂の降伏条件
  • 1.1 界面はく離
  • 1.2 繊維の引抜け
  • 1.3 充填材の破断
  • 2.反応性添加剤による界面せん断強さ制御
  • 3.ナノ粒子分散による改質
3節 GFRP表面への粘土コーティングによる不燃性付与
  • 1.透明不燃材のニーズ
  • 2.透明難燃材料の作製と評価
  • 2.1 GFRPの作製
  • 2.2 透明粘土膜の付与
  • 2.3 透明不燃材の評価
4節 連続繊維熱可塑性複合材料の特性と応用
  • 1.連続繊維熱可塑性複合材料
  • 1.1 連続繊維と熱可塑性樹脂の組み合わせ
  • 1.2 標準仕様
  • 1.3 用途による選択法
  • 2.成形
  • 2.1 プレス成形
  • 2.2 成形のポイント
  • 2.3 温度管理
  • 3.ハイブリッド成形
  • 3.1 ハイブリッド成形とは
  • 3.2 国内でのハイブリッド成形
  • 4.応用事例
  • 4.1 ハイブリッド成形 自動車量産事例
  • 4.2 ハイブリッド成形 その他の事例
  • 4.3 ハイブリッド成形用樹脂
5節 ガラス繊維強化フェノール樹脂の特性と自動車部材への応用
  • 1.フェノール樹脂とガラス繊維強化フェノール樹脂成形材料の概論
  • 1.1 フェノール樹脂
  • 1.2 ガラス繊維強化フェノール樹脂成形材料
  • 2.自動車用途への適用事例
  • 2.1 ブレーキ(ピストン)
  • 2.2 パワートレイン
  • 2.3 モーター
  • 2.4 フューエルポンプシステム
  • 3.進化するフェノール樹脂成形材料
  • 3.1 長繊維熱硬化性樹脂成形材料
  • 3.2 高寸法精度フェノール樹脂成形材料
6節 GFRP強化繊維に生じる成形ひずみ測定、シミュレーション
  • 1.GFRP の強化繊維に生じる成形ひずみ測定
  • 1.1 センサおよび測定システム
  • 1.2 試験片
  • 1.3 繊維に生じる成形誘起ひずみの測定結果
  • 2.GFRP の成形ひずみシミュレーション
  • 2.1 解析手法
  • 2.2 FEM モデル
  • 2.3 FEM解析結果および考察
7節 FRP切欠材の強度評価、非破壊損傷評価
  • 1.FRP切欠材の破壊基準
  • 2.輝度測定法を用いた非破壊損傷評価
  • 3.静荷重試験のもとでの損傷評価
  • 4.破壊強度に及ぼす引張速度の影響
8節 有限要素解析による高分子系複合材料の損傷・破壊特性評価
  • 1.極低温における織物ガラス―エポキシ積層材料の損傷・破壊特性評価
  • 2.カーボンナノコイル/エポキシ樹脂複合材料の物性予測と損傷特性評価

第4章 セルロースナノファイバーの表面改質と樹脂との複合化

1節 リン酸エステル化法によるセルロースナノファイバーの製造とその特性
  • 1.CNF製造技術
  • 2.リン酸化CNFの発見とその特長
  • 2.1 微細化エネルギーの低減
  • 2.2 環境調和型の原材料利用
  • 2.3 シンプルな製造プロセス
  • 2.4 セルロースへのダメージを抑制
  • 3.リン酸化CNFの物性と用途
  • 3.1 CNFスラリー(CNF水分散液)
  • 3.2 透明CNFシート
  • 3.3 CNFパウダー
2節 解繊、疎水化の同時処理による粉状セルロースナノファイバーの製造と材料特性
  • 1.CNFの製造方法(解繊方法)
  • 2.KRIの化学解繊法及びそのCNF
  • 2.1 BMICML/DMAc混合液における解繊法
  • 2.2 TBAA/DMAc混合液法
  • 2.3 汎用非プロトン性溶媒系解繊溶液とその応用
  • 3.CNFの応用例
  • 3.1 フィラーとして樹脂との複合化
  • 3.2 シリカエアロゲル粒子と複合化した断熱材
3節 疎水変性セルロースナノファイバーの特徴と応用
  • 1.CNFの疎水変性へのアプローチ
  • 2.疎水変性CNFの外観と有機溶剤中での安定性
  • 3.有機溶媒中での添加剤としての疎水変性CNFの利用方法
  • 3.1 高粘度化
  • 3.2 擬塑性流動性の付与
  • 3.3 微粒子の分散安定化
  • 4.樹脂添加剤としての疎水変性CNFの利用方法
  • 4.1 アクリレート樹脂との複合化
  • 4.2 ウレタン樹脂との複合化
4節 木質バイオマスからのセルロースナノファイバー製造と樹脂混練
  • 1.木材の粉砕について
  • 1.1 木材を粉砕する
  • 1.2 木材を微粉砕(ナノ化)する
  • 2.効率良い微粉砕装置の開発
  • 3.リグノセルロースナノファイバー
  • 3.1 観察結果
  • 3.2 各種分析結果
  • 4.プラスチックとの複合化
  • 4.1 洗濯ばさみ試作
  • 4.2 ペーパーナイフ試作
  • 4.3 扇子試作
  • 4.4 容器試作
  • 4.5 繊維試作
5節 高分子結晶での被覆によるセルロースナノファイバーの分散性向上と複合体フィルムへの応用
  • 1.PVA結晶で被覆したCNF(NCF(CNF/PVA))
  • 1.1 作製法と得られた試料の特徴
  • 1.2 NCF(CNF/PVA)をフィラーとして利用した複合体フィルムの作製と物性評価
  • 2.種々の高分子結晶を用いたCNFの表面改質
  • 2.1 エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)結晶によるCNFの被覆
  • 2.2 NCF(CNF/PVA)のホルマール化
  • 2.3 被覆高分子結晶の違いによるNCF表面物性(親水性、疎水性)の変化
6節 セルロースナノファイバーを複合化したマスターバッチの作製
  • 1.セルロースとその研究背景
  • 2.セルロース複合材料
  • 3.セルロースナノファイバー複合材料の作成法と種類
  • 3.1 セルロースナノファイバーコンパウンド、マスターバッチ
  • 3.2 セルロースナノファイバー膜、紙
  • 3.3 樹脂含浸法
  • 3.4 全セルロース複合体
  • 3.5 セルロースナノファイバーポリウレタン複合体
  • 3.6 セルロースナノファイバー混合エアロゲル
  • 3.7 セルロースナノファイバーとゴムとの混合化
  • 4.セルロースナノファイバーの耐熱性、その他
  • 5.弊社においてのセルロースナノファイバービジネスの今後
7節 「京都プロセス」によるCNF強化樹脂の製造
  • 1.京都プロセスの概要
  • 2.プラスチック強化材としてのセルロースナノファイバーへの期待
  • 3.京都プロセスによるプラスチック強化材としてのセルロースの弱点の克服
  • 4.京都プロセスにおけるCNF/樹脂コンパウンド工程
  • 5.京都プロセスによるさまざまなセルロースナノファイバー強化樹脂の開発 -汎用エンジニアリングプラスチックスの挑戦-
  • 6.今後の予定
8節 水溶性ポリマーへのセルロースナノファイバーの均一分散
  • 1.セルロースナノファイバーの作製方法と未変性セルロースナノファイバー
  • 2.水溶性ポリマーの選定
  • 2.1 ポリマーの溶解パラメーター
  • 2.2 水溶性ポリマーの形態による分類
  • 3.セルロースナノファイバーの均一分散
  • 3.1 分散剤の活用
  • 3.2 分散装置の選定
  • 3.3 分散性の状態とその評価手法
  • 4.水溶性ポリマーとセルロースナノファイバーの複合体
  • 4.1 複合化プロセス
  • 4.2 複合体の評価
  • 5.応用事例
  • 5.1 高強度フィルム
  • 5.2 高保水性ハイドロゲル
  • 5.3 食品包装用ガスバリアコート
  • 5.4 合せガラス中間接着層
9節 長繊維セルロースナノファイバーを複合したPVAの力学物性
  • 1.結晶化させた長繊維セルロースナノファイバーを強化材として用いた複合材料
  • 2.CA-NF作製の際のエレクトロスピニングの最適条件
  • 3.C-NFの結晶化度増加
  • 4.結晶化したC-NFを複合することによるPVAの力学物性向上
10節 セルロースナノファイバーの化学修飾および加硫ゴムとの複合
  • 1.CNFの化学修飾手法の確立
  • 1.1 TEMPO酸化パルプの化学修飾
  • 1.2 化学修飾TEMPO酸化パルプのナノファイバー化
  • 2.化学修飾CNFとゴムとの複合および評価
  • 2.1 ウェットプロセスによるマスターバッチの作製
  • 2.2 加硫ゴムの作製および物性評価
  • 3.アミンの構造がナノファイバー化に与える影響
  • 3.1 アミン化学修飾TEMPO酸化パルプにおけるナノファイバー収率の算出方法
  • 3.2 アミンの構造とナノファイバー収率
11節 セルロースナノファイバーの分散性向上とポリマーとの複合化による高伸縮性ハイドロゲルの作製
  • 1.セルロース系高分子材料の分子レベルでの構造設計と機能化
  • 2.CNFからの高伸縮材料
  • 2.1 シランカップリングによる修飾CNF
  • 2.2 無水マレイン酸修飾CNF:重合能・良分散性の両立と複合ゲルの物性制御
12節 セルロースナノファイバーの均一分散
  • 1.キャビテーションを利用した新発想の分散装置
  • 2.特長
  • 3.用途
  • 4.優位性
  • 5.CNFの分散について
  • 5.1 無機化合物のCNFによる分散安定化
  • 5.2 CNTとCNFの複合
  • 6.ジェットペースタのラインアップ
13節 セルロースナノファイバーの塗料への応用
  • 1.セルロースナノファイバー加工とスラリーの特徴
  • 1.1 CNFの加工
  • 1.2 CNF粘度特性および分散安定性の向上について
  • 2.CNFによる塗膜への影響や効果について
  • 2.1 塗料原料とCNF混合との混合における散媒体の影響
  • 2.2 無機系添加剤入り塗料の全光線透過率向上および接触角への影響
14節 セルロースナノファイバーの形態観察とその前処理
  • 1.背景と目的
  • 2.凍結乾燥法によるCNFの乾燥
  • 3.CNFの電子顕微鏡による形態観察
15節 ポリマー中に分散するセルロースナノファイバーの形態解析
  • 1.TEMの原理と特徴
  • 2.TEM試料作製法について
  • 3.各種ポリマーのTEM観察事例
  • 3.1 電子染色について
  • 3.2 ABS樹脂の観察例
  • 3.3 ポリアミド(PA)/ポリブタジエン(PB)/
  • ポリフェニレンオキサイド(PPO)の相分離構造観察
  • 3.4 ナイロン/オレフィンゴムの相分離構造観察
  • 4.CNF関連材料について
  • 4.1 EVA/天然ゴム/CNF8)
  • 4.2 PLA/CNF
16節 セルロースナノファイバー複合材料の分散状態評価
  • 1.TEM観察
  • 2.CNF複合材のTEM観察
  • 2.1 化学変性CNF複合材
  • 2.2 未変性CNF複合材
  • 2.3 リグノCNF複合材
  • 3.バクテリアセルロース複合材

第5章 その他の繊維複合材料の特性と応用

1節 パラ型アラミド繊維を用いた複合材料の作製とその特性、応用事例
  • 1.パラ型アラミド繊維の特徴
  • 1.1 パラ型アラミド繊維の歴史
  • 1.2 パラ型アラミドの重合と製糸
  • 1.3 パラ型アラミド繊維の特徴
  • 2.アラミド繊維強化樹脂複合材料
  • 2.1 FRP(補強対象:熱硬化性樹脂)
  • 2.1 FRTP(補強対象:熱可塑性樹脂)
  • 2.3 用途紹介(FRP/FRTP)
  • 3.その他の複合材料の事例
  • 3.1 ゴム補強
  • 3.2 セメント・コンクリート補強
2節 ポリアリレート繊維強化複合材料の特性と応用
  • 1.ポリアリレート繊維強化射出成形体の特徴
  • 2.ポリアリレート繊維樹脂積層板
  • 2.1 機械的性質
  • 2.2 振動減衰性能
  • 3.応用(ゴルフシャフト)
  • 3.1 振動試験方法
  • 3.2 VFRPの積層位置が振動減衰性能に及ぼす影響
  • 3.3 振動試験結果
  • 3.4 ゴルファーによる評価
3節 PBO繊維との複合化による樹脂の強化とその応用
  • 1.PBO繊維とは
  • 2.ザイロン補強複合材料の特徴
  • 2.1 一方向強化複合材料
  • 2.2 織物強化複合材料
  • 3.ザイロン複合材料の用途例
4節 鉱物系耐熱繊維の製造と樹脂との複合化
  • 1.新規耐熱繊維のコンセプト
  • 2.耐熱繊維の製造