京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究の概要

　マイクロプラスチックに代表される使用済みプラスチックがもたらす環境汚染が深刻視されています。この原因の一つとして、プラスチックの低いリサイクル性が挙げられています。ほとんどのプラスチックは、加熱して溶融成形されていますが、その際に高分子鎖の熱分解を伴うため、成形加工を繰り返すと物性が低下してしまいます。本シーズの高分子材料は、加熱ではなく加圧によって常温付近で成形加工が可能なため、高分子鎖の熱分解が生じません。よって、省エネルギー成形（CO₂排出低減）とリサイクル性の向上を同時に達成することができる全く新しい概念によって創成された高分子材料です。また、再生可能資源から合成することができ、生分解性を有しているため、環境負荷も低減可能な次世代の高分子材料です。

■研究の概要

　超大規模集積回路（ULSI）の高集積化及び高機能化が進む中、半導体デバイス作製に関わる微細加工・薄膜形成技術において、プラズマプロセスの高精度制御が次なるブレイクスルーを生む鍵となっています。
　次世代ULSIに登場する高誘電率ゲート絶縁材料や電極材料などをナノメートル精度で成形する微細加工技術をはじめ、超高速演算処理プロセッサ作製において重要な工程となる低誘電率薄膜形成技術など、未来社会を担う情報処理素子を実現するプラズマプロセスの研究開発を行っています。
　半導体プロセスに用いられる反応性プラズマは既存の材料加工に適用されるのみならず、これまでにない全く新しい材料を生み出す可能性をも秘めています。ちょうど宇宙空間でこの地球という天体が生まれたように、プラズマという媒質中でこれまでにない条件での物質形成が可能です。室温プラズマ中で自発的にナノダイヤモンドが形成され、ミクロな物質へと成長していくのがその一例です。プラズマという熱的非平衡環境を積極的に利用し、ナノテクノロジーの要素技術を確立することを目指しています。一方で、プラズマ中の微粒子の振る舞いは結晶物質の原子のそれと似ており、微粒子によって形成されるクーロン結晶は新しい材料として注目されています。ドイツ・ロシア研究チームとの国際協力により国際宇宙ステーションでの実験に参加し、日本のモジュールであるきぼう（JEM）での実験を目指すべく航空機での無重力実験にも取り組んでいます。
　また、プラズマを用いて殺菌をすることもできます。あらゆるプラズマを駆使し、半導体先端材料の加工から、超微粒子の形成、宇宙、バイオ・医療分野まで、あらゆる材料とプロセスに挑戦します。

■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

　限りある資源の有効活用、有害廃棄物を生産しないことを考える上で、生物由来資源の利用は今後更に重要性を増します。生物資源のいくつかは適切な溶媒や化学反応を通じて可溶化、最成形することが出来ます。

■研究の概要

■背景
近年の地球環境問題から、非石油由来材料である天然繊維の有用性が見直されつつあります。一方、現代の社会においては依然、数多くの未利用または廃棄物となる天然繊維が存在しています。その中で抄紙技術は様々な繊維を好みの状態に成形するのに有用な技術として存在しています。
■目的
各種の天然繊維を集合して機能紙あるいはボードとして成形する手法の開発を目的としています。その際、繊維の性質や形状、目的とする特性にあわせて前処理、表面化学処理、バインダー樹脂や他材料との複合化などを検討します。
■内容
現在に検討しているものの例として以下のものがあります。
1.北山杉の杉皮を原料とした杉皮紙、杉皮ボードの作製
2.シルク繊維と竹パルプからなる混抄紙の作製と化学処理による機能付与　
3.ケナフ材料のみを用いた織物強化繊維ボードの作製と強度向上
4.ガラス繊維／パルプ混合繊維ボードの作製とマット材への利用
5.PLA樹脂をバインダーとして用いたシルク紙の作製
6.かんな屑／パルプ混合ボードの作製と断熱性の向上
7.古紙パルプを用いた掲示板の作製と押しピン特性改善
8.リサイクルを目的とする廃棄衣料を原料に用いる紙の抄紙
これ以外にも様々な天然材料から紙、ボードを作製し、その物理的特性の発現メカニズムの検討を行っています。

■研究の概要

　ナノ粒子は、媒体中に分散され、デバイス化・材料化には、微細間隙中への注入、薄層フィルム成形等の加工工程、さらには固定化工程を経ます。従って、ナノ粒子の媒体中における分散、配列・配向の計測・制御、及び、固定化が極めて重要です。そのような観点から、ナノ粒子複合系における高次構造形成過程のモニタリング手法を開発し、その手法を活用してナノ粒子複合系の高次構造の制御を検討しています。ナノ粒子として、酸化チタン、フラーレン、カーボンナノチューブ等を検討しています。また、有機材料から無機材料、金属材料まで広範囲にわたる検討が可能です。

■研究の概要

金属薄板成形では、一般に変形を板面内の2軸の伸び・縮みで分類します。面内で伸びと縮みが同時に生じるものを「縮みフランジ変形」と呼び、面内2軸で共に伸びる変形を「伸びフランジ変形」と呼んでいます。本研究では、工具やプロセスを工夫することによって、この「縮みフランジ変形」と「伸びフランジ変形」、すなわち材料流れをコントロールして、"少工程"および"少工具"による薄深いシェル形状の成形方法を開発しています。