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クレーズフィルムの孔径制御並びにクレーズフィルムの応用
岐阜大学 工学部機能材料工学科
准教授 武野 明義
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高分子材料の破壊を利用する
微細加工技術 + 多孔質化技術
岐阜大学
透明プラスチック板
クレージング(白化)が起こる 破壊便利なプラスチック 錆びない、腐らない
白髪
研究背景
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30μm
クレーズ複合フィルムCrazed PET film
フィルム断面
30μm
クレーズ処理によるナノ多孔高分子フィルムの例
クレーズPP断面SEM像クレーズPET光学顕微鏡写真
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技術のポイント
単純な製造プロセス
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本技術を利用可能な樹脂の例
PET
PP
PMMA
PS
PLA
PVDF
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応用例 構造色
5mm
10μm
PMMA
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応用例 光学的異方性
正面から観察 斜め方向から観察
↑↑
視界制御性フィルム
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マイクロバブルは、ほとんど上昇せずに水中を浮遊している。
マイクロ・ナノバブル通常の気泡
自己加圧効果自己加圧効果
マイクロバブル:数十μm以下ナノバブル:数百nm以下
応用例 マイクロバブルの発生
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応用例 光で水を透過するフィルム
0
1
2
3
4
0 6 12 18 24 30 36 42
Irradiation time (hour)
Jw (×10-7 m/s)
PLA
PLA/NTiO2
PLA/MTiO2
PLA/KTiO2
OFF OFF
ON
3hoursin dark
6hoursin dark
9hoursin dark
紫外線照射時間
水の透過流速
Craze
TiO2
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ボイドに分子を閉じ込める機能化分子
クレーズのボイド
ローテクとハイテクの融合を目指す。
NEW
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応用例 ナノボイドに分子をトラップし染色する
従来技術
本発明
左写真は、標準的な染色と洗浄過程を経ている(協力 岐阜県産業技術センター)。同じPP繊維だが、中央部のみクレージング処理を施している。
20μm
クレーズ処理後の繊維、多孔質化した部分が明るく写っている。
PP繊維は、後染めができない。
クレージングにより後染めが可能になる。洗濯しても落ちない。
NEW
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従来技術とその問題点
<PP繊維を例として>
従来の技術• 染料や機能材を溶融練り込みする。• コーティングする。• プラズマ処理など表面処理により接着性を高めて修飾する。• 超臨界処理により、薬剤分子を注入する。
問題点• いずれの方法も、表面のみが機能の発現に寄与する。• 溶融練り込みでは、酵素など熱に弱い素材を利用できない。• コーティングでは、PPの疎水性を生かせない。• 超臨界処理は、バッチ処理となるため高コストになる。
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新技術の特徴
<PP繊維を例として>
• 単純で環境負荷の大きなプロセスを含まない。• コスト面での優位性が高く、既存設備のほとんどを生かせる。• コーティングのように後から処理できる。• 練り込みのように内部にまで薬剤が浸透し、活用できる。• 後染めが可能になるため、衣料品として用途展開できる。• 薬剤の浸透後に、放出量を制御できる。• 薬剤の放出を完全に防ぐことも可能。洗濯しても落ちない。• 酵素など熱に弱い材料を取り込める。• 樹脂内部の薬剤にまでパスが形成され、機能を生かせる。
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想定される用途と業界
<PP繊維を例として>
想定される業界• 繊維、衣料品、不織布の製造業とその展開として、自動車、航空機、医療、農業、水産業などに応用できる。
用途例• 水に浮く超軽量衣料品• 永久撥水衣料品• 抗菌PP繊維・不織布• 薬剤徐放性繊維・不織布• タンパク質分解酵素含有繊維・不織布
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実用化に向けた課題
<PP繊維を例として>
課題• クレーズ処理前の繊維の強度が十分でない。(クレーズ処理前後の強度変化は、ほとんどない。)
• クレーズ処理速度が遅い。
解決案• クレーズ繊維と補強繊維のマルチフィラメントとすれば問題ない。
• フィルム用装置を転用しているため十分な速度が出ないが、繊維専用とすることで、解決できる。
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企業への期待
• 抗菌繊維、後染めPP繊維などは、試作品を作れる段階に達しています。実用化を目指し、生産体制に関する御協力を希望します。
• 本技術は、ハイテク機能材と複合することで、その機能が生きてきます。機能素材の御提案を頂き、共同研究・開発に進みたいと考えています。
• 繊維に限らず、フィルムについても用途展開を積極的に進めています。特に、テスト商品を作成し、実用化の可能性を探る部分の御協力を期待します。
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本技術に関する知的財産権
• 発明の名称:クレーズ領域の孔径サイズの制御方法• 出願番号:特願2009‐255062• 発明者: 武野明義
• 発明の名称:気体透過性フィルム及びその製造方法• 出願番号:特願2010‐036165• 発明者:武野明義
• この他、20件以上の申請中、本技術に関する主な特許を保有。
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• 岐阜大学 工学部 機能材料工学科武野 明義
TEL&FAX 058‐293‐2629e‐mail: takeno‐info@gifu‐u.ac.jp
• 岐阜大学 産官学融合本部HP: http://www.yugo‐gifu.jp/
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