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複合・新機能材料

アラミド繊維と炭素繊維を素材とするハイブリッド組紐熱可塑性樹脂強化パイプの開発

大阪府

圓井繊維機械株式会社

2020年3月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 非磁性・非電導構造物に用いる新しい熱可塑性樹脂連続繊維補強材の開発
基盤技術分野 複合・新機能材料
対象となる産業分野 自動車、建築物・構造物
事業化状況 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中
事業実施年度 平成22年度~平成24年度

プロジェクトの詳細

事業概要

近年のライフサイクルコスト概念の普及により、コンクリート構造物の補強材として、「連続繊維補強材」が注目されている。現在の連続繊維補強材は、熱硬化性樹脂が主流であり、土木建築業者などの川下製造業者から、複雑な構造の建造物にも適応できる熱可塑性樹脂が求められている。本事業では、コミングル加工・組紐加工技術を用いて、アラミド繊維と炭素繊維からなるハイブリッド組紐熱可塑性樹脂の連続繊維補強材の開発を行う

開発した技術のポイント

コミングル加工・組紐加工技術を用いた、アラミド繊維(AF)と炭素繊維(CF)からなるハイブリッド組紐熱可塑性樹脂の連続繊維補強材を開発する

(新技術)
コミングル加工・組紐加工技術を用いAF、CFからなるハイブリッド組紐熱可塑性樹脂複合材料を開発する

(新技術の特徴)
熱可塑性樹脂であるため、現場で加熱することにより複雑な構造にも対応可能となる

具体的な成果

・CF、AF等繊維とナイロン等熱可塑性繊維とコミングル加工によるハイブリッド繊維加工技術・装置の最適化開発に成功
・CF、AF等繊維とナイロン等熱可塑性繊維とハイブリッド繊維を用いたハイブリッド繊維組紐・引抜成形加工技術・装置の最適化開発に成功
・ハイブリッド繊維組紐強化熱可塑性樹脂円筒状等複合材の成形条件の最適化開発研究の実施に成功
・ハイブリッド組紐強化熱可塑性樹脂円筒状等複合材の加工技術の開発・評価を実施

研究開発成果の利用シーン

・炭素繊維やアラミド繊維と熱可塑性樹脂繊維とのコミングルヤーン
・アラミド繊維、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材料

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・コミングルヤーンは、既に数社にサンプル提供済みで現在成形性を評価している
・事業化に向けてはコミングルヤーンの生産性の大幅な向上が必須で、本事業で開発した混繊機のさらなる改良を進める予定である
・当初計画していた仏国ITER建物への摘要については、資金的な影響で建設計画が大幅に遅延しており、現時点での採択時期は未定である

製品・サービスのPRポイント

・取扱性が良く、成形時間の短縮が可能
-アラミド繊維や炭素繊維などの強化繊維とナイロンなどの熱可塑性樹脂繊維とのコミングルヤーンは、糸やテキスタイルの状態でも常温保管が可能で、取扱性が良い
-また、成形時に樹脂が含浸しやすく成形時間が短縮できる
・組紐連続引抜成形により生産効率が向上
-アラミド繊維や炭素繊維などの強化繊維とナイロンなどの熱可塑性樹脂繊維とのコミングルヤーンを使用した組紐パイプを作成する場合、組紐機の後工程に引抜成形機を配置することにより、組紐連続引抜成形が可能となる
・硬化後でも再加熱により変形、複雑構造にも対応
-アラミド繊維や炭素繊維などの強化繊維とナイロンなどの熱可塑性樹脂繊維からなる複合材料は、一旦硬化後も再び加熱することによりその形状を変形させることが可能である

今後の実用化・事業化の見通し

・コミングルヤーンの状態では、想定される川下ユーザーのニーズは反映しにくいため、成形品の開発が必要だと考えている
・そのため、織物を積層させた熱可塑性樹脂成形板や、組紐技術を利用した熱可塑性樹脂パイプなどを開発することによって、より具体的な用途開発を実施していく
・引抜成形に関しては、岐阜大学と自動車関連メーカー、化学・エンプラメーカーとの共同開発が実施される予定である

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 圓井繊維機械株式会社
事業管理機関 関西ティー・エル・オー株式会社
研究等実施機関 カジレーネ株式会社
株式会社KOSUGE
ファイベックス株式会社
国立大学法人京都工芸繊維大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 圓井繊維機械株式会社
事業内容 繊維関連機械製造販売・繊維加工技術を活かした新材料の研究開発
本社所在地 大阪府大阪市旭区高殿2-1-15
ホームページ http://www.marusans.com
連絡先窓口 代表取締役 圓井良
メールアドレス info@marusans.com
電話番号 06-6923-2615