研究開発された技術紹介

産業用機械分野の窓材には、安全性を担保するために高い耐衝撃性、耐貫通性が要求されている。本研究では、当社独自の合わせガラス用中間膜にセルロースナノファイバーを分散させることで透明性を維持しながらも中間膜の靭性を制御し、世界初の極めて安全性の高い産業用窓材を開発する。また、合わせガラスの構造を最適化させ、薄肉化、軽量化を図る。さらには、中間膜の硬化プロセスの高効率化を図ることで製造コストを低減する。

・高い耐衝撃性、耐貫通性を付与するため、セルロースナノファイバー(CNF)複合中間膜を用いた合わせガラスを開発。
・中間膜の硬化時間短縮による製造効率化。
・数値シミュレーションによる合わせガラスの部材構成や寸法特性を最適化。

・CNF分散技術の確立
-疎水性のアクリルモノマーへCNFを分散させる技術を確立。
-中間膜の靭性値が、得られたCNF分散液によって向上。
-開発品の耐衝撃性は従来品よりも20%向上。
・中間膜の硬化時間短縮
-中間膜の硬化プロセスを見直し、硬化時間を短縮した。
・合わせガラスの衝撃破壊挙動解析技術の構築
-合わせガラスの衝撃破壊挙動を表現できる解析モデルを構築。
-解析により合わせガラスの部材構成や寸法特性を最適化。

工作機器のシールド、建設機械等の重機キャビン等。

残された課題について継続研究を行う。サンプル出荷できる体制を進めつつ、展示会等に出展し技術PRを行い認知度を高めていく。

・透明性と分散安定性を併せ持ったCNF分散液により、従来合わせガラスの耐衝撃性を20%向上させた。
・衝撃破壊挙動解析において、現実の破壊現象を良好に再現できる解析モデルを構築した。

・残された課題について継続研究行う。
・並行して展示会に出展し、工作機械分野の各メーカー様へCNF複合中間膜を用いた合わせガラスの性能や技術PRを行い、業界への認知度を高めていく。
・2021年度には既存取引メーカー等へサンプル出荷を行いながら、評価結果に対し必要な追加研究を行っていく。

・CNF複合中間膜を用いた合わせガラスは耐衝撃性を向上させることができたが、透明性は耐衝撃性とトレードオフの関係にあるため、より透明性の高い中間膜を得るための
追加研究が必要である。
・衝撃破壊挙動解析では、中間膜とPCとの接着性は耐衝撃性に大きな影響を及ぼすことが明らかとなっているが、実際の合わせガラスではCNF複合中間膜とPCとの接着性は従来品よりも少し低下しているため、接着性を向上させるための追加研究が必要である。
・CNFメーカーへは、原料CNFの安定供給とコスト低減について協力を求めていく。
・CNF分散液を製造する工程の製造体制および品質管理体制を整備していく。
・架橋反応の検討で得られた知見を活かし、中間膜の組成変更の最適化を行い、硬化時間を短縮化した中間膜を製品へ適用していく。
・衝撃破壊挙動解析の解析モデル(接着性を考慮したモデル等)によっては、解析結果が不安定になる場合があるため、より安定した結果が得られる条件を見出す。