「高分子成形加工の研究に関する移動現象の観点からの取り組み」

化学工学会関西支部第4回技術シーズフォーラム
2016.10.7 同志社大学室町キャンパス
－攪拌、混合、流動、伝熱－～マイクロミキシグからヒートインテグレーションまで～
「高分子成形加工の研究に関する移動現象の
観点からの取り組み」
福井大学学術研究院工学系部門繊維先端工学分野
田上秀一，植松英之
高分子材料
当研究室のコンセプト
(1) 材料設計から加工までの一繊維←円形(穴)
ダイ
フィルム←スリット
連の「移動現象」を研究して
ボトル←チューブ
います。
(2) 実生産に近い環境で“もの
づくり”を研究しています。
(3) 実験と数値計算の両面から
高分子成形加工の移動現
象の解明を試みています。
(4) 原料・加工メーカと同じ目線
で研究に取り組んでいます。各種パネル（フクビ化
学工業HPより引用）
スクリュー
ガソリンタンク
機能性繊維
（日本製鋼所HP
より引用）
1/3
研究成果事例：
事例１：粘弾性流動計算による高分子成形加工プロセスの検討
ロの字型流路を通る押出物の粘弾性流動解析結果
（形状と速度分布）
高分子成形加工における高分子流体
の熱・流動計算により，プロセス構築・
設計への指針提供，熱流動現象の解
明を行っています。
難しい流動解析問題である粘弾性流
動問題を主に扱っています。
事例２：溶融混練によるﾎﾟﾘｶｰﾎﾞﾈｰﾄ系複合材料の熱伝導率とｽｸﾘｭ回転数の関係
PC/VGCF-S, 100 rpm
1.0
PC/VGCF-H, 100 rpm
Thermal conductivity [W/(m K)]
10μm
含有量：5 wt%
混練温度：260℃
PC/VGCF-S, 150 rpm
PC
PC/VGCF-H
0.8
PC/VGCF-S
0.6
10μm
PC/VGCF-H, 175 rpm
0.4
0.2
80
10μm
100
120
140
160
180
Screw rotation speed (rpm)
200
10μm
ﾎﾟﾘｶｰﾎﾞﾈｰﾄ／気相成長炭素繊維複合材料の熱伝導率とSEM写真
溶融混練による熱伝導
性フィラーを混ぜた高
熱伝導性プラスチック
の開発とその成形加工
性に関する研究を行っ
ています。
2/3
研究成果事例：
事例３：気相成長炭素繊維(VGCF)の少量添加によるポリエチレン樹脂の押出特性の制御
高密度ポリエチレン(HDPE)
低密度ポリエチレン(LDPE)
HDPE+VGCF 5wt%複合体
LDPE+VGCF 5wt%複合体
高密度ポリエチレンの場合
低密度ポリエチレンの場合
ナノフィラーの少量添加
で粘度を上げずにポリ
エチレン押出物の状態
制御が可能であること
を見出しました。
フィラー添加の影響は，
高密度ポリエチレン，低
密度ポリエチレンと異な
ることもわかりました。
今後の展開：
(1) 当研究室では，企業等と共同研究を積極的に行っています。これまで実施
したテーマは以下の通りです。お役に立てることがございましたら，お気軽
にお声がけください。
・プラスチック材料の混合・混練に関する実験研究
・粘弾性流動計算を用いた押出成形，フィルム成形に関する基礎研究
・レオロジーの観点から見た高分子成形加工に関する基礎研究
(2) 博士後期課程の社会人学生も積極的に受け入れています。ぜひご相談くだ
さい。
・これまで９名の企業，公設試から受け入れています（うち７名が現在在学中）
3/3

Download Report