成形サイクルが短く,かつリサイクル性に優れるため,量産自動車への利用拡大が期待されている。一方で量産プロセスである射出成形により作られ成形品は,成形中に強化ファイバーの折損が発生し,十分な強度が得られていないのが現状である。複合材料の強度は繊維のアスペクト比(繊維長/繊維径)に大きく依存する。現在多く用いられている炭素繊維,ガラス繊維においては,射出成形の可塑化工程における繊維折損を抑えるスクリュを開発し,残存繊維長:~6mmでアスペクト比:~500を達成している.アスペクト比の桁数を上げて,更なる強化効率の改善を図るためには,カーボンナノチューブなどの繊維径がナノレベルの繊維を用いる必要がある。これらのナノサイズの添加材は,ファンデルワールス力により凝集し,分散させることが極めて難しい。成形品における凝集体は材料欠陥となり,強度を低下させる要因となる。そこで,ナノ繊維の分散性を改善させつつ,繊維折損を生じさせないプロセスを確立することで,アスペクト比で2500以上を得ることを目標とする。具体的には,二軸押出機におけるコンパウンドプロセスから射出成形までの一連の流れにおいて,繊維折損が生じにくい低せん断応力で効率的に分散を促進させるスクリュ形状等をシミュレーションと実験の両面より検討していく。本年度はナノ分散を促進させるための分散パラメータについての基礎研究を行った。具体的にはナノ粒子を含むペレットを溶融させた後,細管を高速流動させることで分散を促進させた。流動速度と流路長を変えることで,せん断力,ひずみエネルギーを変化させた。この基礎実験より,ナノクレイの分散は,ひずみエネルギーに大きく支配されることを見出した[1]。この基礎研究を元に,カーボンナノチューブの分散を促進させるスクリュセグメントの開発を行い,より少量のカーボンナノチューブの添加で,プラスチックに導電性を付与することが可能となった。射出成形においては,可塑化部と混練を分けたスクリュを考案し,開発したスクリュを用いることで,分散性と長繊維化を両立することが可能となった[2]。ナノ粒子と,従来の強化繊維を組み合わせることで,より強度の高い射出成形品が得られることを実証した[3]。教授プラスチック,金属など材料全般の成形加工に関する研究を行っております。本研究室では,樹脂系複合材料の加工のみならず,金属系材料の加工に関する研究にも取り組んでいます。外部企業との共同研究が多いのが特徴です。責任ある仕事を任せられるのでやりがいがあります。国際発表に行かせてもらえる機会が多く,先生より国際会議の情報がじゃんじゃん送られてきます。英語での発表はプレッシャーがかかりますが,自分の勉強になるとともに,海外での滞在を大いに楽しんでいます。0774-65-6784。