基本情報

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高橋 辰宏

TAKAHASHI Tatsuhiro


職名

教授

生年

1964年

メールアドレス

メールアドレス

研究室電話

0238-26-3585

研究室FAX

0238-26-3048

ホームページ

http://yone.yz.yamagata-u.ac.jp/

専門分野(科研費分類) 【 表示 / 非表示

  • 高分子・繊維材料

  • 高分子材料、複合機能化

出身大学 【 表示 / 非表示

  • 早稲田大学  理工学部  応用化学科

    1986年03月,卒業

出身大学院 【 表示 / 非表示

  • 早稲田大学  理工学研究科  応用化学専攻

    修士課程,1988年03月,修了

  • 山形大学  工学研究科  物質生産工学専攻 材料物理工学講座

    博士課程,1996年03月,修了

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(工学),山形大学,1996年03月

  • 工学修士,早稲田大学,1988年03月

  • 工学士,早稲田大学,1986年03月

学外略歴 【 表示 / 非表示

  • DuPont 株式会社,研究員,1988年04月 ~ 1998年09月

  • 米 E.I. du Pont de Nemours and Company,研究員,1990年12月 ~ 1993年02月

  • 独 Universitaet Erlangen-Nuerunberg,Wissenschaftlicher Mitarbeiter,1999年02月 ~ 2001年03月

  • 米沢市役所,工業振興特別参与,2013年11月 ~ 継続中

所属学会・委員会 【 表示 / 非表示

  • 高分子学会

  • 成形加工学会

  • 日本レオロジー学会

  • 炭素材料学会

  • 日本磁気科学会

 

研究テーマ 【 表示 / 非表示

  • 高分子材料を「複合機能化」する手法をテーマに研究を行っています。
    (1)カーボンナノチューブと高分子との複合機能化
    (2)ナノフィラーの磁場及び電場による精密構造制御による機能化
    (3)高分子溶融物性や成形加工方法を利用した機能化

研究経歴 【 表示 / 非表示

  • エンジニアリングプラスチックス複合体の開発と製品化,1988年03月 ~ 1993年03月

    エンジニアリングプラスチックス、ブレンド、コンポジット

  • 無機有機ナノコンポジット薄膜の開発と製品化,1993年04月 ~ 1998年09月

    ナノコンポジット、薄膜、フッ素、ゾルゲル

  • 高分子複合体の伸長粘度特性に関する研究,1993年04月 ~ 継続中

    高分子溶融体、粘弾性

  • 高分子を原料とするセラミックスとその複合化に関する研究,1999年02月 ~ 継続中

    セラミックス、高分子前駆体

  • MWCNTと高分子との複合機能化に関する研究,2004年06月 ~ 継続中

    カーボンナノチューブ

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論文 【 表示 / 非表示

  • Highly conductive graphene oxide/polyaniline hybrid polymer nanocomposite with simultaneously imporved mechanical properties,Composite Part A,82 100-107,2016年03月

    共著

  • Synthesis and caracterization of PANI-DBSA/DVB composite using roll-milled PANI-DBSA complex,Polymer,86 129-137,2016年03月

    共著

  • Development and characteriztion of CFRP using polyaniline-based conductive thermoset matrix,Composite Sci. & Tech.,117 277-281,2015年01月

    共著

  • Homeotropic orientation of nematic liquid crystals induced by dissolving polypropyleneimine dendrimer having peripheral mesogens,Optical Materials Express ,4(5) 934-943,2014年05月

    共著

  • Orientation and Polarized Optical Emission Properties of Platinum(II) Complexes in Smectic Liquid Crystals,Euro. J. Inor. Chem.,12 2212-2219,2013年12月

    共著

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著書 【 表示 / 非表示

  • Polymer nanocomposites containing vapor grown carbon fibers aligned by magnetic or electric field processing,CRC Press USA,2010年04月

  • 外場の利用,エヌ・ティー・エス,2014年04月

  • 磁場配向制御,産業技術サービスセンター,2011年04月

  • 人工赤血球,CMC出版,1987年01月

総説・解説記事 【 表示 / 非表示

  • カーボンナノチューブと高分子の複合機能化,炭素材料学会,炭素,223 194-205,2006年06月

  • 三大材料の発泡成形の新展開ー高分子、セラミックス、金属の新しい発泡技術ー,エヌ・テイ・エス,未来材料,2(5) 6-11,2002年05月

  • 高分子溶融体,成形加工学会,成形加工,8 386-390,1996年06月

工業所有権 【 表示 / 非表示

  • 特許,熱硬化性導電性高分子組成物,後藤 晃哉、三瓶 充統、高橋 辰宏、横関 智弘、石橋 勝、小笠原 俊夫、石田 雄一、平野 義鎭

    出願番号( 特願2013-138024 ) 公開番号( 特開2015-10202 ) ,国立大学法人山形大学、独立行政法人 宇宙航空研究開発機構,日本国

  • 特許,直線性微細炭素繊維,米竹 孝一郎、高橋 辰宏、山本 竜之、森田 利夫

    出願番号( 特願2013-115644 ) 公開番号( 特開2013-217011 ) ,昭和電工株式会社,日本国

  • 特許,活性エネルギー線硬化性ナノカーボン分散液、その製造方法及びそれを用いた活性エネルギー線硬化型コーティング剤,高橋 辰宏、後藤 晃哉、佐藤 駿介、丸山 学士、平田 明理

    出願番号( 特願2013-23841 ) 公開番号( 特開2014-152080 ) ,興人フィルム&ケミカルズ株式会社,日本国

  • 特許,硬化性導電性高分子組成物及びこれを用いた複合材,高橋辰宏 他

    出願番号( 2013-249849 ) 公開番号( 2015-105374 ) ,国立大学法人 東京大学 他,日本国

  • 特許,カーボンナノチューブ分散材料の導電性向上方法,高橋 辰宏、葛岡 広喜、後藤 晃哉、米竹 孝一郎、飛田 将大、齊藤 大悟、鹿内 康史、前田 大輔

    出願番号( 特願2012-26136 ) 公開番号( 特開2013-6756 ) ,日産化学工業株式会社,日本国

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学術関係受賞 【 表示 / 非表示

  • 日本レオロジー学会論文賞,2007年04月01日,日本国,日本レオロジー学会,黒瀬隆・高橋辰宏・杉本昌隆・谷口貴志・小山清人

  • 炭素材料学会論文賞,2005年12月05日,日本国,炭素材料学会,大久保貴啓、高橋辰宏、呉勇周、粟野宏、米竹孝一郎、大石好行

科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 基盤研究(C),2015年04月 ~ 2018年03月,反応性とアンかリング効果を有する炭素材料の革新的界面創製に関する研究

  • 基盤研究(C),2012年04月 ~ 2015年03月,新規反応性高分子を用いたカーボン表面改質を基盤とする複合機能化に関する研究

    (1)本研究は、様々な官能基と付加反応するオキサゾリン基に着目し、独自に新規反応性高分子であるポリビニルオキサゾリンを合成し、ポリプロピレンをマトリックスとする炭素複合体の海面設計技術を確立することを目的にしている。ポリビニルオキサゾリン改質による炭素材料の複合機能化に関する定量的な研究を行うことを目的にしている。
    (2)官能基を定量分析した炭素繊維にポリビニルオキサゾリンを反応修飾させ、炭素繊維表面の官能基数、ポリビニルオキサゾリンの官能基数、炭素繊維表面の官能基と反応したオキサゾリンの官能基数、未反応のキサゾリンの官能基数について定量的検討をした。
    (3)ポリビニルオキサゾリンを修飾した炭素繊維、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、ポリプロピレンとともに溶融混合させ、その後、ホットプレス機を用いて、円盤状のサンプルを作成した。ここで無水マレイン酸変性ポリプロピレン添加量を、いろいろな濃度で変化させて、マトリックス中の無水マレイン酸変性を変化させた。
    (4)作製した円盤状サンプルの破断面をSEM観察で評価した。ここで、界面接着性に関して定量的な評価をするために、破断面から抜け出している炭素繊維の本数を、200本程度を観察し、そのうち炭素繊維にマトリックス樹脂がまとわりついている本数を数える、付着割合を評価することで定量的な界面接着性を評価する手法を提案し確立した。
    (5)界面接着性に関する上記定量的な評価で、無水マレイン酸がない場合は、樹脂の付着割合はゼロであったが、無水マレイン酸の量が多くなるとともに、樹脂の付着割合が高くなることが定量的に実証した。

  • 基盤研究(C),2008年04月 ~ 2010年03月,磁性材料被覆気相成長炭素繊維の精密配向制御による機能性接着界面の創製

    本研究は、軽量高強度、配向制御応答性、力学的アンカリング性をもつ「ハイブリッドナノフィラーの作製」と、それを高分子中に分散させ「磁場による精密配向制御」の基盤技術を確立することを目的としている。これを発展させ「力学的強度向上と破壊の予測」ができる「機能性接着界面創製」を目指す。
    強磁性の金属または酸化物を被覆した気相成長炭素繊維が有する、軽量高強度・力学的アンカリング効果・配向制御応答性を利用し、高分子中に分散させ磁場による精密配向制御や自己組織化能を検討する。このハイブリッドフィラーが精密配向制御した界面接着層を作製しその力学的物性と電気抵抗センシングでの破壊予測を検討する。

  • 基盤研究(C),2005年04月 ~ 2007年03月,磁場及び電場による気相成長炭素繊維の複合機能化

    (1) 磁場及び電場(直流・交流)での気相成長炭素繊維の基礎的配向特性の検討
    気相成長炭素繊維を絶縁性高分子中に独立分散させ、極低濃度条件で、磁場・及び電場(直流・交流)下での回転配向時間を観察し、異方性磁化率または異方性誘電率を算出し気相成長炭素繊維の磁場・電場配向特性を決定する物質パラメーターを決定した。さらに 低濃度での基礎的な配向連結特性やマトリックスの誘電率の影響について詳細に検討し、磁場、直流電場、交流電場での配向制御(それぞれ独立配向、連結分岐配向、連結直線配向を形成)構造の特徴とそのメカニズムを明らかにした。
    (2) 熱可塑性樹脂及び光硬化樹脂中で気相成長炭素繊維が配向制御されたフィルムの作製
    基礎的配向特性の知見を応用して、樹脂中に混合し均一分散させた気相成長炭素繊維を、磁場及び電場でフィルム厚み方向に配向制御した複合体フィルムを作成しその構造を高解像度顕微鏡及びX線で評価し、導電特性を詳細に検討し、極低濃度条件で体積固有抵抗(Ωcm)で約1-10程度を発現できる透明な導電フィルムを作製した。
    (3) 表面修飾した気相成長炭素繊維とin-situ重合による高分子複合体作成
    表面修飾の方法として3つの異なる方法でカルボキシル基を導入(フェロセンを用いて導入、フリーデルクラフツのアシル化反応を利用し導入、硝酸処理による導入)し、その定量的評価方法を確立させ、修飾方法と種々の気相成長炭素繊維(同心円型、カップスタック型)の導入量に関する単位表面積あたりの定量的導入量の検討を行なった。カルボキシル基導入した気相成長炭素繊維をナイロン6モノマー中に分散させ、これをin-situ重合によりナイロン6複合体を作製し、溶融紡糸により糸を作製し、これらの複合体の機械的特性を評価より、約2wt%の分散添加で降伏応力が1.5倍上昇することを明らかにした。

その他競争的資金獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 戦略的基盤技術高度化支援事業(サポイン事業),2015年12月 ~ 継続中,難削材の複雑形状加工を可能とする カーボンナノチューブ複合長寿命レジン ボンド砥石の開発

    耐熱合金,超硬合金等の難削材の複雑形状部品を高能率・高精度で加工できる長寿命なカーボンナノチューブ
    (CNT)複合レジンボンド砥石を開発する.ハイレシプロ研削時の砥粒脱落,工具研削等の砥石焼け等の課題を
    解決するために,ボンド中のCNTおよびダイヤモンド砥粒の界面設計を行い,物理的・化学的結合力を発現さ
    せ,耐熱レジンとの組み合わせにより,砥石の砥粒保持力,耐熱性・放熱性,高温耐摩耗性を改善する.

    経済産業省

  • JAXA オープンラボ 公募,2011年12月 ~ 2014年11月,導電性樹脂を用いた複合材料の開発

    宇宙・航空構造には、軽量で力学的特性が優れる炭素繊維強化複合材料が多く使用されている。一方で、衛星や航空機には、電磁波シールド性や耐雷性も求められ、電気特性のマネージメントも構造として求められる。
    しかしながら、導電性の炭素繊維と絶縁性の樹脂からなる複合材料は、電気特性が十分でないため、金属構造との併用をせざるを得ず、軽量化、製造工程の低コスト化を阻む要因となっていた。
    本研究では、成形性・電気特性・力学的特性を併せ持つ導電性高分子を、複合材料の樹脂(マトリックス)として適用し、高い電気伝導性を有する複合材料部材を開発する。
    宇宙・航空構造の軽量化・高性能化に資すると共に、自動車、風力発電ブレード等の構造材料としての展開も考えられる。

    宇宙航空研究開発機構

  • JSTシーズ発掘試験研究,2009年04月 ~ 2010年03月,溶融加工性を有する導電性ポリアニリンの創製とその応

    導電性ポリアニリンに、溶融加工性を付与できる機能性ドーパントなどを用いて、高導電性と溶融加工性の両方の特性を発現させる導電性ポリアニリンを作製する。導電特性、分光学的特性、溶融粘弾性、熱的特性、X線構造解析などをおこない、制御された溶融加工特性を有する高導電性ポリアニリンに関する基盤技術開拓と、その応用を検討することを目的としている。

    科学技術振興機構

受託研究受入実績 【 表示 / 非表示

  • ナノカーボンを利用したスマートデバイスの研究開発,2007年04月 ~ 2012年03月,長野県テクノ財団,一般受託研究

  • カーボンナノチューブ含有樹脂による高機能複合体の開発,2004年04月 ~ 2007年03月,福島県ハイテクプラザ,一般受託研究

  • 天然素材と合成高分子のハイブリッド化による高性能・高機能材料の開発,2004年04月 ~ 2005年03月,都市エリア産学官連携促進事業,一般受託研究

  • ナノカーボンコンポジットによるスマート機能デバイスの研究開発,2003年04月 ~ 2007年03月,長野県テクノ財団,一般受託研究

共同研究実施実績 【 表示 / 非表示

  • CNT/ポリマー複合機能化に関する研究,2005年04月 ~ 2010年03月,三菱化学,国内共同研究

研究発表 【 表示 / 非表示

  • Society of Plastic Engineering Asia,国際会議,2006年06月,Cheju, Korea,Alignment control of MWCNT in polymer by magnetic or electric field,口頭(招待・特別)

共同研究希望テーマ 【 表示 / 非表示

  • 熱硬化型導電性ポリアニリンに関する研究,産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等を希望する,技術相談,受託研究,共同研究,その他

  • 熱可塑性樹脂をベースとした炭素繊維強化プラスチックスに関する研究,未設定,技術相談,受託研究,共同研究,その他

  • カーボンナノチューブと高分子との高機能複合体の開発,産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等を希望する,技術相談,受託研究,共同研究,その他

  • 磁場・電場を利用した配向制御プロセッシングによる高分子材料の開発,産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等を希望する,技術相談,受託研究,共同研究,その他

 
 

学外での活動(高大・地域連携等) 【 表示 / 非表示

  • JETRO 国際地域間連携支援事業 (RIT事業),2013年04月 ~ 継続中

相談に応じられる分野 【 表示 / 非表示

ベンチャー企業設立 【 表示 / 非表示

  • パウダーテクノ・コーポレーション,製造業,2002年06月