製造技術

多様な母材・原料形態に
対応する複合化

環境に配慮した工程で、量産を見据えた材料づくり。

板状粒子と母材を複合化する方法として、有機溶媒を用いない水分散・抄造と、水を用いない乾式混合に取り組んでいます。母材の特性と原料形態に合わせて工程を選び、量産への展開も考慮した製造技術を開発しています。

  1. STEP 01原料の選択 繊維・微粒子・ペレット
  2. STEP 02複合化 二つの経路+加熱・加圧

    連続製造への展開を検討中

  3. STEP 03中間素材 不連続粒子の面内配向
  4. STEP 04部品成形 曲面・リブ形状

01 · WATER-BASED PROCESS

水分散・抄造による製造

有機溶媒を用いず、水中で原料を組み合わせる。

板状粒子と繊維状・微粒子状の母材原料を水中に分散させ、紙すきの技術である「抄造」によってシート状にします。脱水・乾燥後、母材の特性に応じた加熱・加圧により複合化します。

母材の原料形態繊維微粒子
  1. 水中分散・混合
  2. 抄造・脱水・乾燥
  3. 加熱・加圧

02 · DRY PROCESS

乾式混合による製造

水を用いず、幅広い原料形態から複合化する。

板状粒子と母材原料を乾式で混合し、加熱・加圧によって複合化します。繊維、微粒子、ペレットを使用でき、母材や用途に応じて原料形態を選択できます。水分散に伴う脱水・乾燥工程を省き、工程の簡素化を図ります。

母材の原料形態繊維微粒子ペレット
  1. 乾式混合
  2. 加熱・加圧
  3. 複合化

水分散工程での実証

微粒子を、板状粒子の表面へ

水中で母材の微粒子を板状粒子にあらかじめ吸着させることも実証しています。複合化前の段階で、板状粒子と母材原料の組み合わせ方を工夫できます。

水中で母材微粒子を吸着させた板状粒子(左)と板状粒子のみ(右)の顕微鏡写真。両画像のスケールバーは200マイクロメートル。
左:母材微粒子を吸着させた板状粒子
右:板状粒子のみ

多様な母材での複合化実証

熱可塑性・熱硬化性樹脂から、無機ガラスまで

熱可塑性樹脂のPP、熱硬化性樹脂のシリコーン樹脂・フェノール樹脂に加え、無機ガラスを母材とする複合材料も実証しています。

異なる母材を用いた複合材料の断面SEM像。上段はPPと無機ガラス、下段はシリコーン樹脂とフェノール樹脂。各画像のスケールバーは200マイクロメートル。
異なる母材を用いた複合材料の断面SEM像
上段:PP・無機ガラス 下段:シリコーン樹脂・フェノール樹脂

流動する母材を活かし、複合化の可能性を広げる。

母材が流動する工程を利用して板状粒子の間に行き渡らせ、その後に固化・硬化させることが複合化の基本です。流動可能な母材であれば、樹脂に限らず多様な材料へ展開できる可能性があります。母材と板状粒子の組み合わせ、濡れ性、加工条件を検討し、用途に応じた材料づくりにつなげます。

量産を見据えた工程設計

原料の調達性、工程数、生産性、製造エネルギー、コストを意識し、材料製造から部品成形までをつなぐ製造方法を検討しています。