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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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本技術は既存の純アルミのダイカスト技術とは異なり,金型加熱や超高速マシンは不要で「低温・低速充填と指向性凝固並びに剥離現象の促進により純アルミニウムダイカストの肉厚1mm以下の薄肉化へ適応可能」となることを見出しました.純アルミはダイカスト用合金ADC12に比べ湯流れ性が悪く,金型への焼付きが著しいことから技術的に難易度が高かったのですが、従来にはない新しいプロセスで、純アルミの薄肉ダイカスト化が適応可能となります。

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小池 一歩

絹フィブロインを用いた酵素膜の作製と拡張ゲートFET型バイオセンサーへの応用

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羽賀 俊雄

高速ロールキャストしたADC12合金の板成形

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田中 一成

空間の「ゆがみ」と避難経路

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笠原 伸介

低濁度原水の薬注撹拌制御に関する研究

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松井 章浩

経済安全保障と国際的な知的財産権保護

 経済安全保障と国際的な知的財産権保護との連関を明らかにするために、とりわけ特許技術の国際的流通が一国あるいは複数国の経済安全保障にどのように影響するかを検討する。具体的に、①デジタル技術情報が越境するときの知的財産問題(遺伝資源出所開示WIPO条約、デジタル技術情報の一部を意図的に外国のサーバーに置く行為に対する管轄権行使)、②特許出願非公開制度の実務的運用(特許非公開の対象範囲、損失補償の算定基準、外国特許出願禁止措置の射程、サプライチェーンへの影響)について、経済安全保障の観点から重要度が高い宇宙技術分野、IT・半導体技術分野、医薬品分野に関する特許権を中心に分析する。

河村 耕史

排CO2ゼロのバイオエネルギー生産システム

再生可能でかつ低炭素社会の実現に貢献する次世代エネルギー生産システムの構築は急務の課題である。これまで、微生物の代謝活動(光合成、発酵、電子伝達)を利用したバイオ燃料の生産技術が個々に追求されてきたが、未だ実用化が難しいものが多い。本研究は、これまで個別に研究開発されてきたバイオ燃料生産システムを統合することで、物質の循環利用構造を構築し、エネルギー変換効率を飛躍的に高めることを目的とした研究と技術開発を行っている。

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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。

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