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ホーム軟質塩ビおよび可塑剤の新規物性評価法
SDGsの分類
研究テーマ
エネルギー・環境ものづくり・製造技術
学科の分類
工学部応用化学科

軟質塩ビおよび可塑剤の新規物性評価法 RoHS2指令やSDSsに向けた取り組み

工学部

応用化学科

認識化学・物性解析研究室

森内隆代 教授

PVCパルスNMR分光計測法TD-NMR塩ビ可塑剤

プロトン核磁気横緩和時間T₂に着目したパルスNMR分光計測法は、1)成形・調整することなく使用できる非破壊検査法であり かつ 2)経時変化も含めて容易に観測できることや、3)どのような形状の複合材料でもそのまま測定可能というこれからの新しい物性評価法に望まれる資質を有している上、4)分子運動性に対応する成分の測定が可能という他の評価法に例を見ない非常に特徴的な物性評価法として期待されています。本研究では、昨今の世界的問題である塩ビ製品中の可塑剤の動的挙動を評価する汎用性の高い物性評価法としての展開を目指しています。

 PVC(塩ビ樹脂)は、非結晶性のため様々な物質との混和性が良く、使用時の物性(柔軟性, 弾性, 耐衝撃性, 防汚染, 抗菌, 防曇, 防炎等)を、可塑剤,添加剤,改質剤,着色剤との配合によって自由に調整することができる。この自由度の高さ・耐用年数の長さ・極めて優れたリサイクル性と価格のバランスの良さから、PVCはわずかな品種で多くの用途をカバーしており、上下水道, 電線といったライフラインや建材などの基礎産業から日用品,最先端のエレクトロニクス,医療器材まで、多様な分野で利用されている。しかし、多用されているフタル酸エステル系可塑剤は、2μg/kg/日程度(日本食品分析センター(2001年))摂取され、健康・環境への有害性の懸念から、成形品への使用に対してより厳しい修正制限案(REACH規制(2018年3月28日))が通達され、さらに2019年7月22日からはRoHS(Ⅱ)指令により電気電子製品を構成する均質材料でも使用制限が開始となり、日本から欧州へ輸出されるすべての電気電子製品が対応に追われている。この塩ビ製品からの可塑剤の滲み出し・揮発・他物質への移行は、可塑剤の低分子量,低相溶性(混和性),量超過などで見受けられるが、製品中の相溶性・滲み出しを事前に評価する方法は未だ確立されていない。度重なる規制に迅速に対応するためにも、製造段階での簡便な物性評価法の確立は不可欠である。

 本研究では、この社会的ニーズに応える物性評価法として世界に先駆けて1H核磁気横緩和時間T2を用いることを着想し、塩ビ材料中の可塑剤の分子運動性評価に適したT2測定法や数値処理法を開発している。本研究で用いる1H核磁気横緩和時間T2測定は、細かく砕いたり測定用に成形することなく使用できる非破壊法であり かつ 経時変化も含めて容易に観測できるということと、単一成分に限らず固体や液体あるいはゲルや混合状態といったどのような形状の複合材料でも適用可能ということが、他の評価法に例を見ない非常に優れた点である。さらに、通常の物性評価法は、含量の多い成分の評価が主体となるが、本手法は、分子運動性をもつ成分の測定が可能という、非常に特異な特徴を持つ。また、本手法と同じパルスNMR分光計測法に関する研究もあるが、その殆どが縦緩和時間(T1時間)測定を用いており、本研究とは根本的にアプローチが異なる。本手法は世界でも他に例がなく、関連する学術雑誌からも注目され、2020年145号のAnalystでは裏表紙論文に選定されている。

論文

「核磁気横緩和時間を用いる異なる溶媒で作製したイオン選択性電極膜の可塑化評価」(2021)関口ゆりあ『分析化学』70(3)p.191-197.

「Proton spin relaxation study with pulsed NMR on the plasticization of Na+ ion-selective electrode」(2020)Moriuchi-KawakamiTakayo『Analyst』145(11)p.3832 - 3838.

「Evaluation of the Plasticization of Ion-Selective Electrode Membranes by Pulsed NMR Analyses」(2014)Moriuchi-KawakamiTakayo『Talanta』127p.146–151.

研究者INFO: 工学部 応用化学科 認識化学・物性解析研究室 森内隆代 教授

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SDGs
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椎原 正次

生産スケジュール改善サイクルの開発

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イン/ポライトネスと人間関係の周縁化について

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加賀田 翔

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 近年、エネルギーの有効利用がますます重要さを増しています。エネルギーの変換効率の改善や運転効率の向上には伝熱現象の正確な把握が必要です。また工業製品だけでなく人間も体温を保つ為に発熱し、体内で熱移動が起こり、周囲の環境と常に熱の授受を行っています。最近では人体と外部環境との熱の授受を解明し、温熱環境下における人体の快適性を定量的に評価する試みも行われています。あらゆる場面で生じる伝熱現象を正確に把握するには、対象物の熱的性質を定量的に知る事が必要です。当研究室では光熱変換法の1つである光音響法を利用し、非破壊で迅速、かつ簡便な熱的性質の計測技術の開発に取り組んでいます。

椋平 淳

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神田 智子

ユーザの視線行動に適応した エージェントの視線行動の開発と評価

シャイな人間は対話相手の視線に敏感であり,注視されることを嫌うということが示されている.本研究は実験参加者の視線行動に適応するエージェントの視線行動の開発と評価を目的とする.具体的には,対話中のユーザの視線行動をアイトラッカーで取得し,過去15秒間にユーザがエージェントの目を注視していた割合を基に対話エージェントがユーザの目を注視する割合を適応させ,ユーザと類似した凝視量を保ちながら視線行動をとる対話エージェントを開発した.評価実験では,シャイなユーザグループに対話のストレスの軽減効果および対話エージェントへの親近感の向上効果が見られた.

+3
大塚 生子

日常会話における差別の(再)生産について

「ヘイトスピーチ」という語はこれまで、街宣活動やオンラインの掲示板などで不特定多数の人々に向けて発せられる、特定のアイデンティティを有する人々への差別的言語行動に対して用いられてきた。しかし、偏見や差別が人々の日常会話において談話を通して(再)構築されることを鑑み、本研究では個人間会話というミクロレベルでの差別の実践を問題とする。本研究では実際の会話の談話分析を通し、日常会話における差別は、「差別は悪である」という社会通念・規範よりも、相手との人間関係を良好に保つという相互行為上の規範が優先されるために起こるということを論じた。

石川 恒男

一般教育科数学教室の教育

数学教室では専任教員7名にロボティックス&デザイン学部専任教員1名と非常勤講師を加えて各数学科目の担当を行っている。まず、高大接続科目である「解析学I」「解析学I演習」という科目を設定し、教育センターと連携しながら担当するという形をとっている。講義と演習を連携した上で、必要ならば「学習相談」という自由に質問できる時間を設け、さらに、学習が不十分な学生に対しては教育センターでチューターによる対応を行い、「基礎力向上講座」も開講している。大学での数学教育については、1年次に「解析学 II」「解析学 II 演習」「解析学 III」「解析学 III 演習」「線形代数学 I」「線形代数学 II」を履修し工学で必要な微積分や線形代数の習得に力を入れる。これらの科目は学科によって履修時期や若干の内容の違いはある。次に、2年次以上に対しては「工学の基礎」「数理科学と教育」というカテゴリーで数学科目(別記)を担当し、講義に対応する演習科目は設定していないが、「数学教室学習相談」で質問の対応している。科目に関しては自由選択であり、微分方程式、確率統計、複素解析などの分野の科目を設定し担当している。研究については、個人研究を中心に行っている。

+4
廣井 富

手すりの上を移動する道案内ロボット

 本コミュニケーションロボットの特徴は、手すりの上を移動することである。ケータイや地図が読めない方でも問題なく、音声とジェスチャで指示してくれる。さらに人はロボットの手を握って誘導される。この時、ロボットの腕が伸び縮み可能なシステムを構築した。これにより、人の歩行速度に応じた無理のない道案内が可能である。本研究室でアルゴリズムを開発した「測域センサを用いた人検出システム」を応用しており、複数人が存在する環境内においても対象者を見失うことがなく、動作可能である。また、ロボットと案内される人の対話が破綻している場合等にオペレータが介入可能である。その介入頻度を簡易に制御可能であり、オペレータの負荷を軽減することが可能である。

+1
野澤 真人

一般相対性理論の数理構造の解明

Einstein の提唱した一般相対性理論は、Newtonの万有引力では謎であった多くの現象を説明することに成功し、最も予言能力の高い重力の理論としての地位を確立しています。さらに宇宙自身の膨張やブラックホールといった天体など、私たちの宇宙観に大きなパラダイムシフトをもたらしました。 このように大きな成功を収めた一般相対性理論ですが、私がこの理論に惹かれる理由は、何と言ってもその数理的な美しさにあります。時空の安定性を保証する正質量定理やブラックホールの唯一性定理の見事な証明は、その端的な例でしょう。これらをさらに一般化して、より汎用的な形式にするための研究を進めています。

+2
村岡 雅弘

超分子を用いる光学活性分子の高効率センシング

キラル化合物を選択的に合成する触媒的不斉合成では,高価なキラル源や金属を利用したり,多段階の精密な合成手法と精製方法を駆使するなどの問題点がありました。そこで本研究では,構造がシンプルで簡単に合成できる輪状分子と軸状分子を適切に組み合わせることで得られる「機械結合性面不斉キラルインターロック超分子」に着目し,光学活性分子を高効率で合成する手法を開発しています。これまでに、このインターロック超分子の一つであるロタキサンを新たに合成し,特徴的な動的挙動や3次元構造を有効利用して、分子シャトル性能を評価しました。

+2
河合 俊和

医師と協働する手術支援マニピュレータ

本研究室では,患者の傍から近接操作でき,医師と共存協調する手術支援ロボットを,医工・産学連携で研究しています.執刀医が一人で行えるロボット支援手術が実現すれば,少ない医療スタッフでの手術が可能となり(感染症対策,外科医の働き方改革,大規模災害),患者は地元病院で手術を受けられ,診療科の偏在の縮小,医療費の低減にもつながります.

+2
井上 晋教授,大山 理教授,三方 康弘教授,今川 雄亮准教授

構造実験センターにおける大型供試体を用いた橋梁の性能評価

 八幡工学実験場は,大阪工業大学が,学内の教育・研究活動の活性化のみならず,産・官・学の各方面との交流により社会や技術の発展に寄与することを目的として設立されたものです.本実験場は,1986年12月に構造実験センターとしてそのスタートを切り,その後,水理実験センター,高電圧実験センターを併置して今日に至っています.広大な実験場の敷地内には特色ある各種の大型実験設備・装置が設置されており,これらは実験場設立の趣旨にしたがい,学内の教育・研究はもとより,学外の関係各方面との綿密な連携のもとに行われる各種の委託研究や共同研究に役立てられています.また,このような学外との交流は実験場で学ぶ学生にとって貴重な体験となっています.
 ここでは,構造実験センターに設置されている主な実験設備・装置を紹介するとともに,その設備・装置を用いて取り組んでいる研究について紹介します.

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