【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.19】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24YG0073
利用課題名 / Title
共押出による超多層構造がPPフィルムの機械特性へ与える影響
利用した実施機関 / Support Institute
山形大学 / Yamagata Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials
キーワード / Keywords
超多層フィルム/multi-layer film,共押出/co-extrusion,プラスチック類/plastics,ポリプロピレン/PP,DSC,引張強度/tensile strength,光学顕微鏡/ Optical microscope,X線回折/ X-ray diffraction,資源循環技術/ Resource circulation technology,易循環型材料設計技術/ Recycling-friendly material design technology,高強度・生分解性プラスチック/ High-strength, biodegradable plastic
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
山本 雅史
所属名 / Affiliation
山形大学大学院有機材料システム研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
北浦快人
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
YG-002：共押出システム
YG-008：力学試験機
YG-006：513層多層押出成形金型
YG-004：示差走査熱量計
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ポリプロピレン(PP)フィルムは、食品などの包装分野で多く使用されており、強度や気体バリヤ性などの観点から、異なる材料を用いて機能の補完を行う多層化技術が用いられている。通常の多層フィルムの層数は3層から10層であるが、さらに積層数を増やすことで数百から数千の層を有する超多層フィルムを作製できる。超多層フィルムではその幾多の層数により各層厚がナノオーダーに達するこのような薄膜化された層内で成形される特徴的な結晶構造によりガスバリア性や機械強度が向上することが報告されている。そこで本研究では、共押出多層化(流路分割金型)を用いて、組成の異なるPPどうしをナノスケールまで超多層化しその特性評価と高次構造の関係について検討する。
実験 / Experimental
本研究ではホモポリプロピレン(H-PP)とランダム共重合体ポリプロピレン(R-PP)を共押出システム（装置ID：YG-002）と513層多層押出成形金型（YG-006）を用いて成形した。フィードブロック内にて両者を積層させ、その後金型内のマルチプライヤーと呼ばれる分割と積層を行うユニットに供給することで積層数を増加させた。このユニットの数を変えることにより、3, 9, 33, 129, 513層、厚さ約100 μm、体積比1:1のH-PP/R-PP多層フィルムを成形した。フィルムの熱測定は示差走査熱量計（装置ID：YG-004）を用いた。フィルムの引張強度は力学試験機（装置ID：YG-008）を用いて常温で行った。
結果と考察 / Results and Discussion
H-PPの融解ピークが165℃、R-PPの融解ピークが125℃に観察される。３L ,9L、33LではR-PPと思われる融解ピークが観察される、513Lからその融解ピークは見られない。さらに積層数を重ねるごとにR-PPのピークはやや上昇する傾向が見られる。多層化することにより、界面の面積が増加し、共結晶可能な面積が増加したためだと考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 ホモPP、ランダムPPのDSC測定結果
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 山本雅史ら、第72回レオロジー討論会（山形）, 2024年年10月17日
- 山本雅史、山形大学修士論文公聴会、2025年2月17日
- 山本雅史ら、関東地区レオロジー研究会・学位論文発表会（明治大学駿河台キャンパス）、2025年3月3日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件