京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究・技術のプロセス／研究事例

①ガラス－金属複合材料においてはガラスと金属間の高い接合強度が要求されます。新たなガラスと金属の組み合わせに対して、高い接合強度を得るために必要なガラス組成、密着剤の選定に対する指標を与えます。
②また、この指標の妥当性を検討するために接合強度の評価法を確立します。

■研究の概要

　我々は有機合成化学を土台とし、高分子合成、無機合成の手法も積極的に取り入れることで有機無機複合型化合物・錯体およびナノ複合材料の開拓を行っています。ナノ複合材料に関して、最近では材料系や化学系のみならず機械系や電気・電子系など様々な研究者と扱う対象が重なっていますが、広い意味における革新的な有機材料を開発するためには、化学反応と化学的相互作用を真に理解し制御するという最も基本的なところを強く意識した材料開発が必要です。
　環境調和型プロセスによる革新的な有機無機ナノ複合型材料の開拓を目指して、有機物と無機物との界面における錯体形成を含めた化学反応や相互作用の制御という真に分子レベルでの基礎的な電子授受の手法を探索することを基盤として、独創的な機能分子、高分子および材料の開拓を行っています。

■研究の概要

　カーボンナノチューブ（CNT）をポリプロピレンに混合した材料は、充填量に応じて導電性を発現します。試料作製方法を少し変更すると、導電性が大きく変化することがわかっています。SEM写真で白い点がCNTの断面でです。導電性が異なっても、CNTの分散の違いは目視ではわかりません。

　解析の結果、CNTの充填量が変化してもエントロピーは変化しないことがわかりました。パーコレーション転移における指数則に基づいて解析を行いました。パーコレーション閾値φcはエントロピーの関数であることがわかりました。こうした事実から作成した導電性に関する経験式（エントロピーと充填量の関数）は、実験結果を広い範囲で再現しました。

■研究の概要

　近年自動車分野を中心に、省エネルギー化や環境負荷の低減を目的に様々な材料の軽量化が進められています。このような背景の中、優れた力学的特性を持つ繊維材料によって強化した繊維強化樹脂複合材料（FRP）の活用に注目が集まっています。しかし、高性能を有する複合材料は量産することが非常に難しく、量産製品への適用には至っていないのが現状です。当研究室では、以上の問題点を解決し、軽量で高性能な構造部材を世の中に提供することを目的として、リサイクル性を有し二次加工を行うことができる熱可塑性樹脂を用いた高性能な複合材料（c-FRTP）の量産プロセスやハイサイクル接合技術に関する研究を行っています。

■研究の概要

　高分子複合材料は基材となる高分子に充填材（フィラー）混ぜることで性能向上した材料です。フィラーの種類だけではなく、フィラーの分散状態でも、性能が変化することが知られています。そのため、分散状態を制御して性能を最大化するという研究が多く行われます。
しかしながら、分散状態を比較するのは、極めて難しいです。

■研究の概要

　X線CTは被写体の内部を含む3次元画像を得る非破壊検査方法の一つです。近年、X線CTの空間分解能の向上は目覚ましく、顕微鏡の一種として使える程度になりました。従来、高分子試料はX線に対して透明で、X線CTには向かないと考えられていましたが、我々は高分子試料に最適な高コントラストX線CTの開発に成功しました。染色等の前処理を必要とせず、3ミクロンの空間分解能を達成しています。
　大変簡便な測定で、固体試料であれば、1時間以内に3次元画像が得られます。具体的には、観察に適するように試料を切り出し、測定ホルダにマウントするまで10分以内、撮影に30分、再構成処理に10分程度というスケジュールになります。

■研究の概要

　高分子物質は今日の現代社会を支える基盤材料の1つとして、大変重要な役割を担っています。高分子は分子構造を的確に制御することにより、精緻で多様な特性や機能を発揮できます。そのため、IT分野、エネルギー分野、生活・環境分野等さまざまな分野で高分子の活躍が益々期待されています。そこで反応性オリゴマーの化学を中心に、新構造高分子の設計と機能化、物質表面の制御と機能化、有機－無機複合材料開発について研究しています。