ISSN 1340-6639

Materials and Processing Division Newsletter November 2005

NO. 30

日本機械学会

機械材料・材料加工部門ニュースレター

部門マークが決定！

ニュースレター特集

この度，当部門の部門マークが決まりましたのでお知ら

機械材料・材料加工部門（M ＆ P 部門）より春と秋の 2 回発行されている部門ニュースレターのうちの秋号（No．30）

せします．以後どうぞお見知りおき下さい．

をお届けします．
本号では，特集「複合材料に関する最近のいくつかのト

機械材料・材料加工部門

ピックス」を企画し，本テーマにおいて第一線でご活躍中

部門マークの 6 名の方々にご執筆いただきました．
複合材料に深く携わっている方のみならず，機械材料・材料加工一般の読者を想定した特集といたしましたので，どうぞお楽しみください．

◆ 特集「複合材料に関する最近のいくつかのトピックス」
1 複合材料の製造技術−航空機分野における革新的複合材構造へのアプローチ
廣瀬康夫（川崎重工業（株））
2 複合材料の製造技術〜大型構造 物作り への挑戦〜
なお，この部門マークは，部門登録会員の皆様によるネッ

川節

望（三菱重工業（株））

ト投票を基に決定されました。本年 8 月末日までにて投票を締め切らせていただいたところ， 329 票 ものご投票をいただきました。ご投票いただきました皆様にはここに厚く御礼申し上げます。

3 航空宇宙分野におけるナノコンポジットの展望小笠原俊夫（（独）宇宙航空研究開発機構）
4 金属基複合材料に関する最近の話題（社）日本機械学会 機械材料・材料加工部門
広報委員会

佐々木

元（広島大学）5 高分子基複合材料の耐久性・長期寿命の予測
中田政之（金沢工業大学）
6 グリーンコンポジットの現状と今後の課題
合田公一（山口大学）–1–

No.30 November 2005
■特集□

Materials and Processing Division Newsletter

複合材料に関する最近のいくつかのトピックス

特集 1 複合材料の製造技術̶航空機分野における革新的複合材構造へのアプローチ □川崎重工業株式会社
航空宇宙カンパニー技術本部
民間航空機設計部

1. はじめに

廣瀬康夫

一次構造への適用状況は，図 1，図 2 に示す初期の段階か複合材料とは，いろいろな材料を組み合わせて，個々のら現在に至るまで，金属材料の構造様式を踏襲して材料を材料よりも優れた性質を持たせるものを総称している．航CFRP で置き換え補強材と外板等を一体化した事例がほと空機ではエポキシ樹脂をガラス繊維や炭素繊維で強化したんどある．筆者らの研究［4］では，金属構造を踏襲した構

繊維強化プラスティックが主として機体構造に適用されて造様式で材料を複合材料に置き換えても複合材料の特長をいる．航空機に適用されている複合材料には金属材料と比十分に引き出しているとはいえないとの結果を得ている．

較して次のような特長がある．

実績がある構造様式を採用するのは，高い安全性を要求さ①比強度，比剛性が高い．

れる航空機としては当然であるが，一方では，複合材料に②疲労強度が高い．

適した構造様式の研究も必要と考える．

③力学的性質が異方性である．

次章では，複合材料の特性を引き出すための革新的構造④衝撃による損傷を受けやすく，損傷による強度低下が大きい．

様式として発泡コアサンドイッチパネルを航空機構造に適用した研究事例を紹介する．

⑤環境条件（高温，吸湿等）
により力学的性質が低下する．
⑥複雑な形状の部品の成形に適している．その反面，穴あけ／切削等の加工が困難である．
①，②のような特長があるため，軽量化が強く求められる航空機の構造材料に関しては，特に比強度，比剛性が優れている炭素繊維強化プラスティック（CFRP）の適用が進んでいる．また，航空機構造への適用に当たっては，③，④，⑤のような金属材料とは異なる条件を考慮して構造設計を行わなければならない．また，⑥のような特長を踏まえて複合材料の長所が活かせるような構造様式を考案する必要がある．
航空機への繊維強化プラスティック複合材料の適用は，ガラス繊維強化プラスティック（GFRP）が第 2 次大戦中の
図１

軍用機のレドームに適用された例に遡る．民間旅客機のB777 尾翼構造への CFRP の適用

尾翼等の主構造への炭素繊維強化プラスティックの適用は1980 年代から本格的に始まり，近年では，主翼や胴体への適用も計画されている．たとえば，ボーイング社が開発中の中型民間旅客機 B787 では，主翼及び胴体に CFRP を適用する計画で，材料別の重量比率が，複合材料：50％，ア
ルミ合金：20％，チタン合金：15％，スティール：10％，
その他：5％といわれている．［1］ なお，CFRP を多用した航空機構造では，電解腐食対策と熱応力対策のためチタン合金の適用比率が高くなっている．
実機への適用例として CFRP を適用した B777 の尾部構造（外板を省略したもの）を図 1［2］に，エアバス社の垂直尾翼構造への CFRP 適用研究の例を図 2［3］に示す．B777
はボーイング社が初めて民間旅客機の主構造に CFRP を適用して型式証明を取得した機体であり，エアバス社の研究
成果は，A300-600，A310-200/300，A320 の尾翼構造への
CFRP の適用へと発展している．しかしながら，民間機の

–2–

図２

旅客機の垂直尾翼桁間パネルへの適用研究

Materials and Processing Division Newsletter

No.30 November 2005

2．機体構造への CFRP 複合材料の適用研究事例

ネルに見られるような水浸入問題も無いので外板パネルに

川崎重工（株）が新エネルギー・産業技術総合開発機
構：NEDO（New Energy and Industrial Technology

適した構造様式である．発泡コアサンドイッチパネル外板構造の概要を図 5 に示す．

Development Organization）の委託研究「革新的軽量構造
設計製造基盤技術開発（以下，「複合材機首構造の研究」と略す．）」として実施した適用研究［5］の事例を以下に紹介する．本研究では，E4 系新幹線先頭車両［6］やスウェーデン
海軍のコルベット艦の船体［7］で適用実績がある発泡コア
サンドイッチパネルを航空機の機首構造に適用する研究を実施した．E4 系新幹線先頭車両とスウェーデン海軍のコル複合材サンドイッチ
パネル構造

従来構造

ベット艦の適用事例を図 3，図 4 に示す．複合材機首構造

図5の研究は，板金組立構造が主体の従来構造様式の機首外板

構造様式比較

パネルを一体成形の発泡コアサンドイッチパネルで置き換えることにより大幅な構造重量低減，部品点数低減を目指

2−1−2

薄肉大型精密鋳造技術したものであった．なお，金属構造を対象とした一体化技

鋳造品は多数の部品からなる組立品を，一気に溶湯から術としては「薄肉大型精密鋳造技術」及び「摩擦攪拌接合技

一体で製造できるので複雑で部品点数が多い構造の低コス術」を適用した．

ト化には非常に有効な手段である．近年の新材料の開発と製造技術の進歩により薄肉で大型の鋳造部品を軽量で製作することが可能になった．本研究では，コクピットの下部に位置する耐圧床支持構造に適用し部品点数低減を図った．
2 − 1 − 3 摩擦攪拌接合技術
摩擦攪拌接合とは 2 種の金属の間にピンを差し込んで回転させることで発生する摩擦熱により融点以下の温度で金属を接合する技術で，その原理と接合試験結果を図 6 に示す．この接合法により従来溶接ができないアルミ合金（2024，7075 等）の接合が可能になるので金属構造の一体化の促進が期待される．本研究では，機首の前方与圧隔壁に適用して重量軽減・部品点数低減を図った．

図3E4 系新幹線先頭車両への適用例
Welding
direction
Workpiece
Tool

Welding pin

接合部詳細

図 6 摩擦攪拌接合の原理
2 − 2 研究成果
図4

スウェーデン海軍のコルベット艦 Visby研究の実施に当たっては図 7 に示すビルディングブロッ
クアプローチの手法を採用した．ビルディングブロックア

2−1

適用技術についてプローチとは，航空機の構造安全性確認についての重要な概念の 1 つで，クーポンレベルの試験データから順次デー

機首構造に適用した新技術について以下に示す．
2−1−1

発泡コアサンドイッチパネル技術

タを積み上げていって最終的に実機レベルの試験に至るよ

発泡コアサンドイッチパネル技術とは，スキン／ストリ

うに階層的に試験データを取得していく方法である．発泡ンガー／フレームによって構成される板金組立構造をサン

コアサンドイッチパネルについては，運用中の損傷を対象

ドイッチパネルで一体化することを目指した技術である．

とした損傷評価試験や損傷後の強度を評価するための静強本構造様式は，従来構造と比較して単純で，疲労に強く，度／疲労強度試験により設計データを取得すると共に，鳥断熱性，遮音性にも優れ，従来のハニカムサンドイッチパ

衝突模擬試験により面板の板厚の妥当性を確認した．また，–3–

No.30 November 2005

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クリティカルな部位のひとつである継ぎ手部については構耐圧床支持構造要素試験，部分構造試験を実施して継ぎ手部の強度と破壊モードを確認した．これらの結果により新技術実用化の耐圧床支持構造側面目途を得ると共に設計・解析作業に反映して実大機首構造（設計要素：2.0±0.3mm）の試作を行い，機首構造全体で従来の金属構造と比較して

図4.2.1-10

肉厚測定結果構造重量軽減 10％，部品点数低減 83％の成果を得た．複合材料適用部位については，重量軽減 23％，部品点数低減
98％であった．機首構造全体で重量軽減率が低下したのは，結合部や開口部周辺の補強構造が従来構造より重量が増加
図 9 耐圧床支持構造供試体の試作結果したためである．また，発泡コアサンドイッチパネルに対するエアラインでの使用を想定した非破壊検査法の確立が実用化へ向けての課題であったので，検査要領の設定，検3

査手法の実用性評価試験を実施した．本研究で試作した機
首構造供試体を図 8 に示す．

今後の課題
結合部や開口部周辺構造の更なる軽量化に加えて，複合材一体構造を実用化するためには，発泡コアサンドイッチ

大型精密鋳造技術については，従来と比較して薄板でパネル一体構造に生じた損傷を起点とするき裂の発生／

しかも大型化した鋳造品の開発を狙った．具体的には，進展を抑制する手法が不可欠である．発泡コアサンドイッ

D367-T6材を用いて砂型鋳造により1．85m×1．55m×0.34m

チパネルはコア材と面板を積層して一体成形する構成なのの耐圧床支持構造供試体を最小板厚 2mm ± 0.3mm で試作で，コア材と面板の間にはく離が生じた場合，そのはく離することに成功した．供試体から切り出した試験片によりが全体に進展してしまうおそれがある．従って，このよう内部品質，強度には問題ないことを確認した．この結果，な発泡コアサンドイッチパネルにおけるはく離の進展を防従来構造と比較して，部品点数低減 99％，重量軽減 10％の止する簡便で実用的な構造を考案する必要がある．

成果を得た．耐圧床支持構造供試体の試作結果を図 9 に示す．

なお，本研究の成果の詳細並びに関連の技術動向については，（財）航空機国際共同開発促進基金の「航空機等の機摩擦攪拌接合技術については，クーポンレベルの試験に械工業動向調査̶設計技術」（http：//www．iadf．or．jp/8361/

より，接合条件を設定し，接合後の強度特性を取得して問LIBRARY/MEDIA/H14＿doukochosa/h14＿3−2．pdf）を参考にさ

題ないことを確認した．また，摩擦攪拌接合技術を適用しれたい．

て前方与圧隔壁の一部を試作し，切り出し試験により内部品質等に問題のないことを確認した．前方与圧隔壁全体で

参考文献

は，部品点数低減 74％，重量軽減 13％の成果を得た．

1）ボ ー イ ン グ 社 ホ ー ム ペ ー ジ（http：//www．boeing．com/

実物大構造2）Fawcett A．，Trostle J．，Ward S．， 777 empennage

ﬂash．html）
平成14〜15年度

専用供試体

詳細構造

標準試験片

構造要素

平成12年度

平成11年度

クーポン

図7

強度実証試験/成型加工試験
データベース

certiﬁ cation approach ，Proc．ICCM11，Gold Coast，
平成13年度Australia，pp178 − 199，1997
3）Schulz D．， Structural certiﬁ cation of Airbus ﬁ n box incomposite ﬁ ber construction ，Proc 14th International
Congress of Aerospace Sciences，Toulouse，France，pp427− 438，1984
4）Hirose Y，Taki T，Mizusaki Y，and Fujita T， Low cost
structural concept for composite trailing edge ﬂap ，Adv．

ビルディングブロック図

Composite Mater．，Vol．12，No．4，pp．281 − 300（2004）
5）廣瀬康夫他，革新的機首構造の開発，航空宇宙学会誌，53（2005），
pp．43 − 516）Hirose Y，Konishi M，Kosugi K，Imuta M，Kikukawa H，Industrial application of CFRP sandwich panel for Aircraft
structure ，Proc Conference ICCM/8，Tenerife，CanaryIsland，Spain，pp355 − 356，2001
7）Kockums 社 ホ ー ム ペ ー ジ（http：//www．kockums．se/
SurfaceVessels/visby．html#visby）

図8

実物大機首構造供試体の試作結果–4–

Materials and Processing Division Newsletter□

特集 2

No.30 November 2005

複合材料の製造技術〜大型構造 物作り への挑戦〜□

三菱重工業株式会社
長崎研究所
川節
1．

望

3．風力発電装置ブレード 1）

はじめに軽量化メリットが大きい樹脂系複合材料（以下 FRP と呼三菱重工では，1982 年に初の商用風車（300kW 機）を開発ぶ）は，近年，省エネの観点から特に大型構造部材への適して以来，450kW 機，600kW 機と継続して大型機を市場用が急速に進みつつある．三菱重工（MHI）製品においても投入し，2003 年には世界トップクラスの性能を誇る MWT同様であり，発電用風車ブレード，航空機構造部材，プラ− 1000A を開発した．2004 年度末現在，世界中で 1800 台

ント部材などの多くの製品に適用されている．このようなの三菱風車が運転されており，2006 年には，2400kW クラ

大型構造部材に FRP を用いる場合，引張強度，疲労強度な

スの超大型・高性能機種の市場投入が予定されている．

どの材料物性や長期耐久性は勿論のこと，品質の安定したものをいかに安く作り上げるかが大きな課題である．

ブレードには，軽量化の観点からガラス繊維強化プラス
チック（GFRP）が使われている．代表的なブレードは，機FRP の成形方法にはハンドレイアップ，ワインディン

種に合わせて長さ 12m（250 〜 300kW 機用），18 〜 20m（450グ，オートクレーブ（プリプレグ），RTM（Resin Transfer〜 600kW 機用），27 〜 30m（1000kW 機用），36m（2000kW

Molding）など従来から様々な方法が用いられてきた．そ機用）の 3 種類があり，2005 年末には 2400kW 機用として長の中で，ここ数年大型 FRP 構造体の製法として注目され，

さ：40m を超える超大型ブレードが完成する予定である（図 3）．

MHI 製の風車用 FRP ブレードにも適用されている VaRTM（Vacuum assisted Resin Transfer Molding：真空含浸工法）
について紹介する．
2．VaRTM 工法の特徴
図 1 に VaRTM の模式図を示す．VaRTM は，成形型の上に強化基材（ガラス繊維織物など）を積層し，プラスチッ
クフィルム等でバギングして真空吸引した後に，樹脂を注入・含浸して硬化させる成形手法である．強化繊維基材と成形型あるいはバッグフィルムの間には，樹脂を拡散しやすくするための多孔質フィルム（パスメディア）や表面性状を整えるための離型層（ピールプライ）を適宜使用する．
図2

VaRTM の特徴としては，オートクレーブ（圧力釜）など

米国カリフォルニア州のウインドファームの大掛かりな設備が不要であること，大型構造物の一体成形が容易であること，及び作業環境の改善が挙げられる．
2400kW 機用
2000kW 機用
1000kW 機用：30m
図 3 FRP ブレードの外形

真空バッグフィルム
パスメディア（樹脂拡散媒体）
注入口
ピールプライ（剥離層）

吸引口

Vacumm

強化繊維基材ツール（型）シール
図１

VaRTM の模式図

–5–Injection

No.30 November 2005

Materials and Processing Division Newsletter

風車が出力を発生している時，ブレードは風によるス

マトリックス樹脂は，経済性，作業性，生産性，使用

ラスト力と遠心力を同時に受ける．ブレードは，種々の運実績等の総合的観点から，汎用の不飽和ポリエステル樹脂

転状態（定格運転，強風時等）を想定し十分な強度を持たせを採用しているが，大型化にともない圧縮強度および疲なければならない．最新の 1000kW 風車用ブレードの断面

労強度の要求がきびしくなっており，20m を超える大型ブ構造を図 4 に示す．軽量化と低コスト化の観点から中空構

レードには延性を改善した樹脂を採用している．

造と発泡体サンドイッチ構造を採用している．

強化繊維は，現状は経済性の観点からガラス繊維を用いている．繊維織物の形態は，図 6 に示すスティッチ・ファ
ブリックが主体である．スティッチ・ファブリックは，繊外皮（GFRP）

維の蛇行（うねり）が小さく，特に圧縮強度の向上に効果がある．また 0°，90°，± 45°およびマット基材を組み合わせた多層織物（マルチ化）の製造が可能であることから，それぞれの製品にあった最適な基材の選択ができる．

桁（GFRP）
図4

サンドイッチ構造
一方向（UD）基材

30 ｍブレードの断面構造

ブレードの製造は，比較的小型のブレードはコスト優
先の観点からハンドレイアップ工法で製造される場合が多織り形態の例い．一方大型のブレードは，高い強度と剛性が要求されるためプリプレグ工法または VaRTM が積極的に採用されて± 45 方向（DBM）基材

おり，大面積，厚肉製造という観点から VaRTM を適用す
図6

るメーカが多くなってきた．

スティッチ・ファブリックの形態

三菱重工の風車ブレードにおいても同様であり，長さが20m を超える大型ブレードは VaRTM で製造されている．

4．まとめ

図 5 に VaRTM による FRP ブレードの製造状況を示す．本

複合材料の製造において大型化，低コスト化の傾向は，製法によれば，長さ30m，幅2．5m，最大肉厚120mmのブレー

汎用製品はもとより航空・宇宙機器用の高性能 CFRP の分

ド外皮が，1 ショットの樹脂含浸工程で成形可能である．

野でも同じである．
VaRTM は，大規模な設備投資が不要で，かつ大型品の製造が安価にできるため，欧米を中心に急速に普及しつつある．しかしながら品質と性能の観点からまだ課題が多く残されており，航空・宇宙機器向けとして本格的に採用されるには，更なる技術開発が必要である．ただし複合材料の 物作り において，今後のキー技術であることに間違いはなく，今後の開発動向に注目したい．

ガラス繊維積層

真空封止⇒樹脂含浸
参考文献
1）藤川卓爾ほか，三菱高性能大形風力発電設備，三菱重工技報vol．39 No．3（2002）

外皮完成
図5

全体完成

VaRTM による大型 FRP ブレードの製造状況–6–

Materials and Processing Division Newsletter□

特集 3

No.30 November 2005

航空宇宙分野におけるナノコンポジットの展望□

宇宙航空研究開発機構（JAXA）
総合技術研究本部
複合材技術開発センター
1．

はじめに

小笠原俊夫

通信装置，微小機械，材料などを創製する技術」と，定義

近年，大型の民間航空機の構造材料として，炭素繊維強されている．これを複合材料に当てはめてみると，サブミ化複合材料（CFRP）を代表とする先進複合材料が積極的にクロン（10 − 7m）からナノメーター（10 − 9m）といった従来よ採用されるようになっている．先進複合材の適用率は，エりも微細なスケールで複合化もしくは構造制御された材料

アバス社が開発中の超大型民間機 A − 380 では全構造重量

が，ナノ複合材料となる．

の約 20％，またボーイング社の大型民間機 B − 787 では，

本記事では「航空宇宙分野におけるナノコンポジットの

驚くべきことに空虚重量の約 50％となることが公表されて展望」と題して，これまで筆者らが行ってきたナノ複合材

いる［1］．先進複合材料がこのような発展を遂げている根料の研究を簡単に紹介するとともに［3］，ナノ複合材料の幹の理由は，強化繊維として最も一般に使用される炭素繊

将来展望について簡単に言及したい．

維が非常に軽量かつ高強度の素材である，ということに他ならない．これ以外にも炭素繊維あるいはその複合材のい2．CNT ／ポリイミド複合材料

ろいろな得失が挙げられているが，根幹はこの軽量・高強

CNT に関する詳細な説明については省略するが，ナノ複度に行き着くと理解される．ただ，実用的な面では適用先合材料への適用を考える上で特筆すべきことは，CNT の供を広げている先進複合材料（そのほとんどは CFRP）である

給体制が急速に整ってきたことである．近年，多くの企業

が，細かく見てみると，繊維強度を上げても部品としてのが CNT ビジネスに参入し，多層 CNT（MWNT）の大量合成

許容応力は上がらないような領域に近づいており，最近で技術が確立されたことが最も大きな理由である．現在ではは，高靭性要求・低コスト要求の激しさが増す中で，それMWNT の入手は容易で，コストも下がっており，もはや特ぞれに適した樹脂系の開発，あるいは樹脂注入型成形法の別な素材ではなくなっている．近い将来には，ごく普通に開発に意が注がれている時代を向え，繊維自体の高強度化利用されるポリマーの改質素材になることが期待される．
さて，CNT を複合材料のフィラーとして適用する研究は，への意欲はやや停滞している状況にある．
このような全体状況の中，物理・化学分野の研究者のナ

この数年間に著しい進展が遂げられている．なかでも熱可塑

ノテクノロジー（ナノテク）への傾斜を受けて，またナノ性樹脂であるポリプロピレン，ポリスチレン，ポリメタアク

テク適用の複合材分野と言う観点からは炭素繊維を凌ぐ高リル樹脂（PMMA），ポリエーテルエーテルケトン，ナイロ

強度・高弾性のカーボンナノチューブ（CNT）の発見というン 12 などを対象とした研究例はたいへん多く，強度や弾性刺激を受けて，ナノテク適用複合材料の研究機運の盛り上率の向上，電気伝導性の向上などが報告されている．熱硬化

がりが非常に強くなっている［2］．もちろん，複合材料の性樹脂を対象とした研究としてはエポキシ樹脂を対象とした技術を見直してみると，強化体として CNT を使用する以

ものがほとんどで，弾性率の増大やガラス転移温度の上昇，外にも，繊維−基材界面のナノスケールによる制御あるい更には CNT 分散エポキシ樹脂適用した炭素繊維複合材料には改質や，樹脂そのものの高分子設計をナノスケールで行おける圧縮強度の向上［4］などが報告されている．

うことなど，複合材分野でのナノ技術適用の発想を誘発す

ここでは，著者らが行った CNT ／熱硬化型ポリイミ

る項目には枚挙に暇が無く，先進複合材料とナノテクは非ド複合材料に関する結果について紹介する［5］．使用した

常に相性のよい技術分野であるといえる．

CNT は，CVD 法によって合成された多層 CNT（MWNT，

ところで，ナノテクが大きくクローズアップされたの直径 20 〜 80nm）と，これよりも直径が大きい気相成長カー

は，2000 年 に 米 国 が 5 つ の 重 要 テ ー マ か ら な る National

ボン繊維（VGCF，直径 150 〜 200 nm）の 2 種類である．図Nanotechnology Initiative（NNI）を策定し，積極的な政策

1 は MWNT ／ポリイミド複合材料に対する動的粘弾性を推進したことに端を発している．このプログラムには当（DMA）の測定結果である．CNT 分散による弾性率とガラ

初より，航空宇宙局（NASA）と国防総省（DOD）が積極的にス転移温度（Tg，熱変形温度）の向上が認められる．図 2

参加しており，航空宇宙分野でのナノテク適用による技術

は CNT 添加量と Tg の関係を示したもので，直径の小さい革新への期待が極めて高いことが読み取れる．

MWNT 分散の方が，VGCF 分散よりも Tg の上昇効果が著

一般にナノテクノロジーとは，「物質の特性を決定する

しく大きかった．Tg の上昇は，高温におけるポリイミド

構造（例えば，結晶の大きさ，膜の厚さ，粒子の直径など）の分子運動を CNT が阻害することによってもたらされての少なくとも一つが，ナノメートル（nm：1 メートルの 10いると考えられている．

億分の 1）で定義できる大きさを持った物質を創製するこ

図 3 は，引張り試験によって得られた初期弾性率 E とナと，及びそれらの物質を組み合わせて，コンピューターやノチューブ添加量の関係を示したものである．弾性率の増–7–No.30 November 2005

Materials and Processing Division Newsletter

加率は 14．3wt％の CNT を添加した複合材料でも 37％に過ぎず，CNT 添加による弾性率の増加は顕著ではない．不連続繊維の二次元ランダム配向を仮定したモデルによって
CNT の弾性率を推定すると，CNT の弾性率を 20GPa 程度まで低くしないと実験値と計算値が一致せず，単純な二次元ランダム配向モデルは適用できないことが示唆された．
多くの CNT が丸まっていること，互いに絡み合っていることなど，CNT の三次元的な幾何形状や配向状態の影響も
図４ ＣＮＴ／ポリイミド複合材料の電気インピーダンスとＣＮＴ添加量の関係

無視はできないが，最近では，CNT による荷重分担が界面もしくは CNT 内部で，本質的に十分になされていないという説の方が主流となっている［6］．CNT 分散によるナノ3．ナノクレイ分散／エポキシ複合材料

複合材料の弾性率上昇が期待したほど大きくないという現

モンモリロナイト（MMT）のような粘土鉱物（クレイ）は，

象は，高分子系ナノ複合材料における大きな課題のひとつ

厚さ 1nm 程度のシリケート層がファンデルワールス力にとなっている．

よって結合した層状化合物である．この層間が容易に剥離

図 4 は，周波数 1kHz における電気インピーダンスの測するように層間を調整したクレイを樹脂に分散すると，厚定を行った結果である．電導性フィラーを分散した絶縁体

さ 1nm，一辺の大きさが数百 nm のシート状フィラーが分の電気抵抗は，一般にパーコレーションモデルで近似され散したナノクレイ分散複合材料が得られる．ナノクレイは，る．図中にパーコレーションモデルによる計算結果を示す

従来のポリマー用フィラーと比較すると厚さで 1/10000，

が，実験値と計算値は良い相関を示している．わずかな量長さでも 1/1000 程度と極めて小さく，そのため少量の添加の CNT 分散により樹脂の電気伝導度を大きく制御できるでも効果が大きい．例えば，ナイロン 6 では，クレイを 5％ことが理解される．

添加するだけで，強度，弾性率がベースポリマーの 1．5 倍以上，熱変形温度は 65℃から 150℃まで向上することが報告されている［7］．
ナノクレイ分散は，強度・弾性率，熱変形温度，難燃性向上に加えて，ガスバリア性の向上ももたらすことが知られている．図 5 は，ナノクレイ／エポキシ複合材料における He ガス透過量と時間との関係を示した結果である［8］．
ナノクレイの添加によりガス透過量が大きく低下している．得られた時間／透過量データから，Fick 則に基づいて

図１ MWNT ／ポリイミド複合材料の動的粘弾性挙動（MWNT 14.3wt%）

実験結果の整理を行って，拡散係数 D とナノクレイ添加量の関係を調べた結果を図 6 に示す．ナノクレイの分散により He ガスの拡散が著しく抑制されることがわかる．図中の曲線は，Eshelby の等価介在物理論を拡散方程式に適用

図２ ＣＮＴ／ポリイミド複合材料のガラス転移温度とＣＮＴ添加量の関係
図５ ナノクレイ／エポキシ複合材料のヘリウムガス透過特性（phr：外割 (%)）

図６ ナノクレイ／エポキシ複合材料のヘリウムガス拡散係数（α：ナノクレイのアスペクト比）

図３ ＣＮＴ／ポリイミド複合材料の弾性率（実験結果と計算結果）–8–Materials and Processing Division Newsletter

No.30 November 2005

した Hatta − Taya 理論による計算結果であり，実験結果とすることによって，FRP の力学特性を飛躍的に改善し，ま良い対応を示している．

た新しい機能を付与できる可能性がある．上述したように
CFRP の特性向上は限界に達しており，樹脂特性の大幅な

4．航空宇宙分野におけるナノ複合材料の展望改善が見込まれない限り，繊維強度を上げても，部品としNII によるナノテク研究プログラムが開始されて 5 年目ての許容応力は上がらないような領域に近づきつつある．

となる本年 7 月に，宇宙航空研究開発機構（JAXA）と新エ

ナノ複合材料はこのような現状に対するブレークスルーを

ネルギー産業技術総合開発機構（NEDO）の共催による「航もたらす高い可能性を秘めている．例えば CNT やクレイ

空宇宙用マイクロ・ナノ技術ワークショップ」が開催され，の分散により強度や弾性率が 10％以上改善できるとすれNASA ナノテク研究センターの Meyya Meyyappan 博士，

ば，航空機，ロケット，人工衛星等に用いられている複合およびボーイングの Russel Maguire 博士による「航空宇宙材構造の重量を大幅に低減することが可能となる．また，分野におけるナノテク適用の現状と期待」に関する基調講

ナノ複合化により樹脂の耐熱性を向上させることができれ演が行われた．いずれの講演においても，ナノ複合材料は

ば，従来，チタンが使われているような部位にも FRP を適

航空宇宙分野における有望な将来技術であること，また，用することが可能となり，システムの軽量化と低コスト化

ナノ複合材料に期待している性能は単なる力学特性向上だに大きく貢献する．

けではなく多機能化（Multi − functionality）にもあることがナノ複合材料の研究は緒に付いたばかりであり，そのポ

強調されていた．ナノ複合材料に対しては力学的特性の向テンシャルについては未知の部分も多い．しかしながら，上に留まらず，光学的，電磁気的，化学的といった様々な

ナノ複合材料に対する米国・欧州・アジア諸国，日本など機能にも注目するべきであるという主張であり，これまでにおける研究投資を考えると，この数年の間に飛躍的な技

ナノ複合材料を若干手がけていた著者にとっても大いに賛術の進展が達成され，近い将来には本格的な実用にも耐え同できるコンセプトである．

うるような優れたシーズが見いだされることが予想される．

上述したようにナノ複合材料は，耐熱性の向上，電気伝我が国は，カーボンナノチューブやナノファイバー，ナ導率の制御，強度・弾性率の向上，ガスバリア性の向上など，

ノクレイ，ナノ高分子など，多くの要素技術において優れ

様々な特性の改善や，新たな機能の付与をもたらす可能性

た技術を有しており，国際的に見ても高い位置づけにあるを有している．これらの機能を利用することで，図 9 に示と考えられる．ナノ複合材料が，航空宇宙システムの飛躍

すように，単なる構造材料に留まらない「機能を有する構的な性能向上に大きく貢献することを期待しつつ本記事の造」を実現できる可能性がある．

まとめとしたい．

カーボンナノチューブやナノファイバーは，従来の無機系フィラーと比較して，格段にサイズが小さいことが最も

参考文献

大きな特徴である．これらのフィラーをポリマーに分散し

1）石川隆司，航空技術，605，22 − 32（2005）．
2）E．T．Thostenson，C．Li，T − W．Chou，Comp．Sci．Technol．，65（2005）491 − 516．
3）小笠原俊夫，計算力学，9（2004），1032 − 1035．
4）Y．Iwahori，et al．，Composite Part A，36（2005），1430 − 1439．
5）T．Ogasawara，et al．，Composites Part A，35（2004），67 − 74．
6）K．Lau，et al．，Composite part B，35（2004），95 − 101．
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8）T．Ogasawara，et al．，ISTS 2004 − c − 25，24th Int．Symp．SpaceTechnology and Science（2004）ても，実際のユーザはフィラーの存在を意識する必要がな
い．このことは，ナノチューブやナノファイバー分散樹脂
は，実用上では単相ポリマーとして取り扱うことができることを意味する．ナノチューブやナノフィラーの分散により，ベースポリマーの弾性率や熱変形温度が著しく向上させ，また電気伝導率や熱伝導率などの特性制御することができることから，これを FRP のマトリクス樹脂として適用

図７ ナノ複合材料における多機能化と具体的な応用例–9–No.30 November 2005□

Materials and Processing Division Newsletter
特集 4

金属基複合材料に関する最近の話題□

広島大学大学院
機械システム工学専攻
佐々木1. はじめに元を含浸させる方法である．しかしながら，多くの強化材と金属基複合材料の研究，開発はおよそ 30 年以上に渡り，溶融金属は，濡れにくい系である場合が多く，添加剤の使盛んに行われてきた．そのため，多くの優れた性質を有す用が一般的である．最も有名な方法は，アメリカのランク

る複合材料を提案できたが，実用化に至ったものは少ない．

サイド社が開発したプリメックス法である．図 1 にその手

その問題点は，競合技術との優位性であり，具体的には，法を示す．窒素雰囲気中でマグネシウムを含むアルミニウ

コスト，加工およびその製品の形状自由度にある．実際，

ム合金溶湯をプリフォームに接触させ，プリフォーム表面

合金単体の機械的性質は，飛躍的に向上し，既存の製品をに窒化マグネシウム（Mg2N3）を形成させる．すると Mg2N3

複合材料化する意義は次第に薄れて行った．しかしながら，とアルミニウム合金は濡れやすいため，プリフォーム中

近年，環境問題や省エネルギー問題のたかまりにより，多に溶融アルミニウム合金が自発的に含浸する．更に，プリくの機械部品の軽量化や高機能化，高信頼性化が重要問題

フォーム中にあらかじめ，金属窒化物を混入させる方法もとなってきた．実際にここ数年，自動車用部材，精密機器，ある．この手法では大きな圧力が不要なため，大型あるいロボット関連，熱交換器，放熱板などで次第に利用されるは複雑形状の複合材料を作製可能である．一方で反応を利ようになってきた．特に，アルミニウム合金基複合材料に用するため，一般に含浸に時間がかかるという欠点を有す

ついては，飛躍的な需要の伸びはないものの，着実に増加

る．本手法の実用化は，曙ブレーキ，太平洋セメントが合傾向を示している．なお，
ここでは，筆者が，従来より携わっ

同で進め，子会社であるセランクスで多くの製品が実用化ている，アルミニウムやマグネシウム合金を母材とした軽されており，特に少量多品種の製品に応用されているよう

金属基複合材料に関する開発・研究に関する最近の話題を

である．

示したい．

N2

Mg3N2

Preform

2．近年の開発動向

Mg vaporAl-Mg alloy

近年の金属基複合材料の開発状況を示した文献はほとん

Mg3N2

Al-Mg alloy

Al-Mg alloy

図 1 ランクサイド社が開発したプリメックス法の模式図

どないが，平成 15 年に工業所有権総合情報館から発行された「特許流通支援チャート，軽金属基複合材料」と題した報告書（CD − ROM）がある．これは，ここ十年程の出願特許

4．低圧浸透法
鋳造では，成形体を製造する時，重力鋳造や，砂型鋳造，の内容を整理したものであり，近年の日本における研究開
1）

発動向を詳しく見ることができる ．これによると軽金属

ダイカスト法など，製造時に溶湯に若干の圧力を引加する

基複合材料の最近の主要な課題は，強度，耐熱性，耐摩耗手法が一般的である．これらの技術を利用して複合材料を性などの機械的性質の向上，強化材分散特性の改善および作製することが可能であれば，大型，複雑形状物の製造が含浸不良や界面密着性，界面反応などの欠陥防止である．

可能になるばかりでなく，中小企業においても複合材料のまた，二次加工についても，切削性や割れ防止，接合性な製造が可能となり，生産性も向上する．このためには，プどが重要視されている．これらの解決手法として，強化材

リフォームに，濡れやすいプリフォームを製造することの種類や，組成，形状の検討，マトリックス金属の組成，が重要である．近年，日本発条㈱より溶融金属を急冷した

成形プロセスの最適化等があり，多岐に渡っている．その回転ドラムに接触させて糸引きをした金属繊維が開発され中で，近年，特に注目されているのが，自発浸透法，低圧

た．本繊維は，結晶粒が細かいため，機械的性質に優れる．

浸透法などの複合化技術であり，特許件数は年とともに大また，価格も従来の金属繊維に比べ安価である．この繊維きく増える傾向にある．一方，材料の特性では，高強度，でプリフォームを作製し，数気圧の圧力引加のみでアルミ耐磨耗などの機械的性質に関するものが依然多く，用途とニウム溶湯が簡単にプリフォーム中に含浸する．図 2 に実しては内燃機関が多い．しかしながら，伝熱，放熱，導電

際に FeCrSi 繊維にアルミニウム合金（AC8A 合金）を含浸性などの機能的性質が注目されており，放熱板，熱交換器させた組織を示す．気孔はほとんど見られない．ただ，強への応用に注目が集まっている．そこで，次に，新規製造

化材が金属である為，比強度，比剛性が低くなるが，一方プロセスおよび応用分野について述べる．

で疲労特性は高い．また，機械的性質のばらつきは小さく，信頼性が高い材料である．製造コストも従来のものに比べ

3．自発浸透法

低くなるので，複合材料の需要拡大が期待できる．

自発浸透法は，強化材プリフォームに自発的に溶融金属– 10 –

Materials and Processing Division Newsletter

No.30 November 2005

図 3 半導体基盤に用いられる
SiC/Al 合金複合材料および炭素繊維 /Al 合金複合材料放熱板

図2

低圧含浸法で作製した

FeCrSi 繊維強化 AC8A 複合材料の組織
5．応用分野図4

Al2O3/Al 複合材料で作製した幅 530mm および660mm の搬送用ロボットハンド

従来は，自動車用の内燃機関への応用に限られていたが，形状の自由度，コストの低減化により，さまざまな需要が生まれてきている．ここで，近年，誕生した部材をいくつ

6．おわりに金属基複合材料の開発には，派手さはないが確実にそのか紹介する．
図 32）は，半導体基盤に用いられる放熱板である．このよ需要が拡大している．現在，材料には多機能性が求められ

うな，放熱板，熱交換器などの需要は大きい．現在，金属てきている．複合材料の基本的設計思想は，異なった優れ基複合材料の需要の半分を占めているといわれる．また，た性質をもつ材料を重ね合わせることにより単体の材料で複合材料の特徴で繊維の配列を制御することにより，熱のは実現できないような機能を有した材料を創生できること

伝播方向を制御することができるという特徴を有する．

にある．その為，金属基複合材料の需要の拡大は今後とも

2）

また，図 4 は，ロボットハンドである．これらは，1m

着実に続いていくと確信している．

を越える大型の複合材料である．複合材料の特徴として剛性が高く，重さも少ないため，自重による変形が少ないと（独）工業所有権総合情報館編：平成 15 年度
1）2）カタログ：エー・エム・テクノロジー㈱寸法制度を持つことが可能となる．

□

特集 5

特許流通

支援チャート 軽金属基複合材料（2004）（CD − ROM）

いう特徴を有する．そのため，大型でありながら，精密な高分子基複合材料の耐久性・長期寿命の予測□

金沢工業大学材料システム研究所
中田
1. はじめに

政之

挙動の時間依存性と温度依存性の間には時間−温度換算則

力学挙動に著しい時間および温度依存性を示す高分子材が成立することは良く知られている．FRP の疲労強度につ料をマトリックスとする FRP は，その変形のみならず強度いても同じ時間−温度換算則が成立すれば，この法則を基においても時間および温度依存性を示す．FRP の疲労強度盤とする加速試験方法の構築により，長期疲労寿命の予測

はマトリックス樹脂のガラス転移点以下の温度であってもが可能になると考える．本稿では，著者らが提案した FRP

著しい時間および温度依存性を示し，疲労強度の時間や温の長期疲労寿命予測のための加速試験方法 1）について紹介

度による低下は負荷繰返し数による低下を超えることもあする．

ることが著者らによって見出されている．したがって，鉄
鋼材料のように実際の負荷繰り返し周波数よりも高い周波

2．加速試験方法の概要

数で疲労試験の加速試験を行うことは FRP の場合は不可能である．

著者らが提案した加速試験方法は，FRP の任意の一定温
度，一定周波数および一定応力比における疲労強度を種々

FRP のマトリックスとして通常用いられているエポキシの一定温度における静的（ここでは constant strain rate と樹脂に代表される無定形の高分子材料について，その力学

し，以下 CSR と略称する）試験と疲労試験の結果より予測– 11 –

No.30 November 2005

Materials and Processing Division Newsletterする方法であり，次の前提条件のもとに成立する．

壊は圧子直下の圧縮側表面からの圧縮破壊である．この疲（A）CSR，クリープおよび疲労の強度にはマトリックス樹

労強度は時間の経過と温度の上昇によって著しく低下する

脂の力学挙動に成立するものと同じ時間−温度換算則が，破断繰り返し数の影響はほとんど受けない．つまり疲が成立する．

労現象を示さない．繊維直角方向の曲げ破壊は圧子の反対（B）CSR 強度に線形累積損傷則を適用してクリープ強度を求めることができる．

側表面からの引張破壊であるが，この疲労強度は破断繰り
返し数の増加，時間経過および温度上昇によって著しく低（C）疲労強度と応力比の関係には線形性がある．

下する．

これらの前提条件が成立すれば，図 1 に示す方法により長期疲労強度を予測することができる．まず，マトリッ4．加速試験方法の適用範囲

クス樹脂の粘弾性特性の時間および温度依存性を求め，そ

これまでに，PAN 系炭素繊維およびピッチ系炭素繊維，のマスター曲線を構成することにより時間−温度移動因子

ガラス繊維とエポキシ樹脂の組合せ，PAN 系炭素繊維と（加速率）を求める．次いで，FRP に対して二つの試験，すPEEK の組合せなどの種々の FRP を取り上げ，種々の負荷

なわち種々の一定温度の下で CSR 試験および片振疲労試験

方向・方法の静的，クリープ，疲労強度の時間および温度（応力比 R ＝ 0）を行い，条件 A を適用して CSR 強度および依存性を評価し，上述の前提条件 A，B，C の妥当性につ

疲労強度のマスター曲線を求める．CSR 強度のマスター曲

いて検討してきた．ここでは，前提条件 A である時間−温線に条件 B を適用してクリープ強度（R ＝ 1 の疲労強度）の度換算則成立の機構について説明する．

マスター曲線を求める．これとR ＝0の疲労強度のマスター

FRP の破壊は繊維方向の引張破壊および圧縮破壊，繊曲線に条件 C を適用して任意の温度，周波数および応力比

維直角方向の引張破壊の 3 つに大別される．それぞれの破における疲労強度を求める．

壊の機構は，繊維の累積破壊，繊維のマイクロバックリン
グおよびマトリックスクラックであり，これらはすべてマトリックス樹脂の粘弾性および強度に支配されるものである．したがって，変形や強度に対して時間−温度換算則が成立する樹脂を用いた FRP では，基本的には本加速試験方法が適用可能である．上述のPAN系炭素繊維とエポキシ樹
脂の組合せの FRP については，エポキシ樹脂の変形や強度に対して時間−温度換算則が成立するため，負荷方向および負荷方法を問わず，前提条件 A が成立する．ところが，
高弾性のピッチ系炭素繊維やガラス繊維を用いた FRP では前提条件 A が成立しない場合がある．すなわち，高弾性の図1

加速試験方法

ピッチ系炭素繊維の力学挙動は時間依存性を示すことが指摘されており，これを用いた FRP の破壊機構が繊維の引張

3．疲労強度のマスター曲線

破壊および繊維のマイクロバックリングとなる場合には条通常の S − N 曲線は，応力と破断繰返し数の関係を表す

件 A が成立しない．ガラス繊維も強度の時間依存性（遅れものであるが，FRP のように疲労強度が時間（周波数）およ破壊）を示すため，FRP の破壊機構が繊維の引張破壊となび温度依存性を示すような材料にとって，周波数と温度のる場合には条件 A が成立しない．また，結晶性ポリマーで組合せの 1 条件での評価でしかない．したがって，設計上ある PEEK は変形と強度に対して時間−温度換算則が成立考慮すべき全ての周波数および温度の組合せ条件におけるしないため，これを用いた FRP ではすべての負荷方向，負S − N 曲線を取得してはじめて耐久性設計が可能となる．

荷方法に対して条件 A が成立しない．

著者らの提案した加速試験方法の最大の特徴は，時間−温度換算則を基盤として，FRP の疲労強度のマスター曲線

5．おわりにを構成することにある．一例として，PAN 系炭素繊維とエ

FRP の任意の温度，周波数および応力比の疲労強度を推

ポキシ樹脂の組合せになる一方向CFRPの繊維方向の引張，定するための加速試験方法を提案し，その適用範囲につい

繊維方向の曲げおよび繊維直角方向の曲げの疲労強度のマて検討した．その結果，変形や強度に時間および温度依存

スター曲線を図 2 に示す．これらのマスター曲線より，任性を示さない強化繊維と変形や強度に時間および温度依存

意の一定温度および周波数における長期疲労強度を求める性を示し，かつ時間−温度換算則が成立するマトリックス

ことができる．また，これらの疲労強度は負荷方向によっの組合せになる FRP の疲労強度には本加速試験方法が適用て特徴的な時間，温度および破断繰り返し数依存性を示す可能である．時間−温度換算則が FRP の変形は言うに及ばことも分かる．すなわち，繊維方向の引張と言えども，そず，静的強度および疲労やクリープといった動的強度にまの疲労強度は破断繰り返し数ばかりでなく時間の経過やで適用可能であるとした前提条件 A の妥当性は多くの実験

温度の上昇によってかなり低下する．繊維方向の曲げの破事実によって裏付けられているが，この機構について理論– 12 –

Materials and Processing Division Newsletter

No.30 November 2005

的に解明を一層進めることが必要である．なお，前提条件

可能にすることは，CFRP の軽量構造材としての期待が今

B および C については特に物理的な意味を持つ法則ではな

後ますます高まることの予想されるが故に必要不可欠と考く，実験事実に適合する新たな法則を用いることになんらえる．

障害はない．
FRP の中でもとりわけ過酷な環境に曝されて長期にわたって構造物の部材として用いられる CFRP を対象に，そ

参考文献
1）中田政之，関根尚之，宮野

繊維方向の引張破壊

繊維方向の圧縮破壊
図２

□

特集 6

靖，複合材料の耐久性加速試験方法，材料システム，Vol．22，pp．13 − 19（2004）．

の長期耐久性評価法を確立して信頼性のある耐久性設計を

繊維直角方向の引張破壊

疲労強度のマスター曲線

グリーンコンポジットの現状と今後の課題□

山口大学
工学部機械工学科
合田 公一
1. はじめにらの処理をとっても環境に負荷を与えないからである．現

近年の地球温暖化現象を始めとする環境問題は，21 世紀

在，欧州で生産されるベンツ（E クラス）の内装材の 90％はの材料開発の在り方に大きな転機を投じようとしている．

亜麻を用いた天然繊維強化合成プラスチックが使われてい周知のように，温暖化の原因である化石資源はこれをベーる．ブラジル，南アフリカで生産されるベンツ車内装材にスとする工業製品やエネルギー物資等の大量生産を通してもサイザル麻やココナッツが使われている．

我々の生活の利便性を向上させた反面，大量消費・大量廃さらに最近の動向として，材料内のマトリックス素材を棄を通して地球環境悪化をもたらした．このため，自然再石油由来の合成プラスチックに頼るのではなく，こちらも生可能な資源，すなわち天然素材や生分解性樹脂等のバイ

生分解性樹脂を用いてすべてを天然素材構成とする複合材

オマス（生物資源）を利用した材料創製の動きが活発になり

料，すなわち天然繊維強化生分解性樹脂基複合材料（以下，1），とりわけ，ガラス繊維を強化材とする複合材料（Glass

グリーンコンポジット 2） と呼ぶ）の開発に期待が寄せられ

Fiber Reinforced Plastics，以下 GFRP と記す）の代替材のている．NEC のパソコン筐体の一部やトヨタ車のスペアタ開発に注目が集まっている．

イヤカバーに使われていることは周知のとおりである．本GFRP は，優れた熱的・機械的性質を有しているものの，稿では，グリーンコンポジットの開発・評価に関わる著者

そのことが逆に廃棄される際の適切な処理・処分を困難にの考えを著者の研究室で得られた結果に基づき紹介する．

している．例えば廃 GFRP の焼却処分は，ガラス繊維の溶融による焼却炉内の損傷等のため通常の焼却炉では処理で2天然繊維の強度

きない．また，埋立て処理においても自然に分解されない

本来， グリーン は環境にやさしいという意味を持つのために環境負荷が大きい．それ故，ガラス繊維の代替材とで，グリーンコンポジットを広義に解釈するとして天然素

して，亜麻，大麻，ラミー，ジュート，ケナフ等の高強度材を一部でも含んだ複合材料，さらにリサイクル可能な複天然繊維を用いた複合材料（天然繊維強化合成プラスチッ

合材料まで指すようである．したがって，強化材，マトリック）が欧州を中心に自動車の内装材に使用され始め，このクス材すべてを天然素材にすることで究極の環境対応材料

種の材料の構造材料化の可能性が現実味を帯び始めていになり得るであろう．しかしながら，ガラス繊維を単に天る．天然繊維は，ガラス繊維の強度には及ばないものの，

然繊維に置き換えた材料では GFRP の代替材になり得ず，

比強度・比剛性に優れ，安価であり，焼却，埋立てのどち

広範な応用展開を期待することはできない．その理由を以– 13 –

No.30 November 2005

Materials and Processing Division Newsletter

下に示す．表 1 は著者の研究室で得られた各種天然繊維の引張試験結果である．用いた繊維はラミー（トスコ㈱製），
ケナフ（ベトナム産），クラワ（ブラジル産），竹繊維（中国産）である．これから強度はガラス繊維に比べて大きく劣ることがわかる．一方，比強度で比較すると，クラワはガラス
繊維にいくらか近づく．クラワはあまり知られていない天然繊維であるが，世界最強との呼び声が高く 1），その潜在力に今後注目したい．一方，ケナフは環境にやさしいネー
用繊維に用いられるものの，強度的にはさほど優れてはい

Fig.2. Stress-strain diagrams of green composites reinforced byuntreated ramie (UT), alkali-treated ramie without load application (T-0)
and alkali- treated ramie with load application (T-4).

ない．ラミーはリネン（亜麻）と並んで衣服に使用される，

対し，アルカリ処理ラミーはひずみ 1％を越えた辺りから製法の確立されている麻繊維であり，優れた強度特性を有非線形的にふるまい，8％近くまで大きく変形する．ガラする．竹繊維は本研究室で測定した結果，
最も低強度であっ

ス繊維ではこのような大きな破断ひずみを与えることはでた．しかし，直径が他の繊維に比べて極端に大きく，寸法

きない．著者らはこのようなアルカリ処理による引張性質

効果の観点から再整理の必要がある．また，全般的に強度の変化を繊維の内部構造の変化と対応付けたモデルを提案の変動係数が大きいことが今一つの特徴である．これは，している 3）．すなわち，繊維軸方向における引張負荷は，天然材料であるがゆえに，人工繊維に比べて組織の均質性

この方向に螺旋状に配置されているミクロフィブリルセルが劣ること，さらに繊維の軸方向に沿った断面寸法・形状

ロースの配向角を低下させ，強度低下を防止する．さらに，の変動が大きく，強度のばらつきが助長されるからである．

アルカリ処理はミクロフィブリル内のヘミセルロースを部

いずれにしても，天然繊維の強度はその絶対値がガラス繊分的に除去するので，非結晶部セルロースの変形を助長す維と比べてかなり低く，単なる代替材として使うことの限るとともにミクロフィブリルセルロース間ですべりを生じ界が知れよう．

る．このため，塑性変形して破断伸びの増加がもたらされムバリューから，しばしば熱可塑性樹脂やポリ乳酸の強化

る．さらに，この処理によって強度の変動係数が改善されTable 1. Tensile strength properties of various natural fibers
NaturalfibersSample Average
diameter
no.
（mm）

C.V.

Tensilestrength

C.V.

Specific
strength

ることも判明した．

（106mm）（MPa）

さて，このような大きな伸びの変化は樹脂との複合後もBambooRamie
Kenaf
Curaua

52
20
20
20

0.140
0.034
0.078
0.066

―
0.291
0.150
―

368
560
448
913

0.436
0.461
0.268
0.432

46.9
49.3
44.1
67.6

そのまま発揮される．図 2 に未処理ラミー繊維およびアルE-glass

―

0.013

―

2000

―

80.3

材）の応力−ひずみ線図を示す．これから，未処理材に対しカリ処理ラミー繊維を使ったグリーンコンポジット（一方向All of the natural ﬁbers were tensile-tested at 10mm gage length.
C.V. : Coefﬁcient of variation.

て処理材は大きく変形し，6％辺りまで変形することがわかる．このような大きな伸びは GFRP では達成されない．こ
れより，この材料の破壊靭性や耐衝撃性の改善，さらに塑性加工の可能性を予想することができる．実際にアルカリ
処理ラミー繊維を使ったグリーンコンポジットの落錘型衝撃試験を実施したところ，GFRP と同等以上の衝撃吸収エ
ネルギーを発揮することを確認している 4）．GFRP を上回る性質としてその他にも高制振特性など 5），種々報告され始Fig.1. Stress-strain diagrams of untreated and alkali-treated ramie ﬁbers.

めている．以上のように， 環境にやさしい だけのイメー

3グリーンコンポジット研究の課題

ジから早く脱却し，新しい特性発現性を見出すことがグリー

それでは，天然繊維を用いたグリーンコンポジットはンコンポジットの広範な実用化の近道である．

GFRP の代替材として使うことはできないのであろうか？
著者の研究室では天然繊維に高濃度アルカリ処理を施し，

参考文献

天然繊維に可塑性を付与している．通常，天然繊維への

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5）高木・他 3 名，日本機械学会講演論文集 No．045 − 2（I）pp．
5 − 6（2004）

アルカリ処理は樹脂との接着性確保のために繊維表面の不純物除去を目的とするが，ラミー繊維を 15wt％ NaOH 溶
液中で処理すると破断ひずみが大きく増加することが見出された（天然繊維の高濃度アルカリ処理はしばしば マーセ
ル化 処理と呼ばれる）．図 1 にその応力−ひずみ線図を示す．なお，本実験では NaOH 溶液中で処理する際に強度低下を防ぐために，繊維に引張負荷を与えながら処理している．これから，未処理ラミーはほぼ線形的にふるまうのに– 14 –

Materials and Processing Division Newsletter

No.30 November 2005
各賞の概要

機械材料・材料加工部門「部門賞・一般表彰」
公募のお知らせ（1）功績賞：機械材料・材料加工分野に関する学術，教育，出版など諸般の活動において，本部門の発展と進歩に

機械材料・材料加工部門では，第 83 期部門賞および部門

積極的な貢献または顕著な業績のあった者に授与する．

一般表彰候補を下記の要領で公募します．自薦他薦を問わ（2）業績賞：機械材料・材料加工分野に関する研究または技術開発において，顕著な業績のあった者に授与する．

ず奮ってご応募ください．

（3）国際賞（新規）：機械材料・材料加工分野における学術，＊ 公募締切：平成 17 年 12 月 16 日
（金）厳守
＊ 推薦書類：日本機械学会・各賞推薦書に準じます．

教育，出版などに関する国際的な活動を通し，本部門（学会（担当：桑原）から取り寄せてください．）の発展と進歩に積極的な貢献または顕著な業績のあった者に授与する．

＊ 被推薦者資格：各賞とも日本機械学会会員であることが（4）部門表彰（優秀講演論文部門）：当該年度に開催された受賞資格となります．
堂田邦明

本部門企画，担当，主催または共催の講演会において501 − 1193 岐阜市柳戸 1 − 1

発表された機械材料・材料加工分野の講演論文中，学

岐阜大学工学部機械システム工学科

術・技術の進歩発展に寄与し，特に優秀と認められる

Tel/Fax：058 − 293 − 2519

論文の著者を対象とする．

＊ 書類提出先：部門長

Email：dohda ＠ mech．gifu − u．ac．jp（5）部門表彰（新技術開発部門）：機械材料・材料加工分野に推薦された候補者は第 3 技術委員会で審査され，部門運おいて本部門規格，担当，主催または共催の集会，出版営委員会で決定します．結果は，今年度中に本人に連絡し，物等において発表された新技術，新製品の開発者中，工次期（平成 18 年度）のニュースレターに掲載します．また，業技術の進歩発展に特に貢献した者を対象とする．
（6）部門表彰（優秀ポスター発表部門）（新規）：当該年度に受賞者は，M ＆ P2006 講演会時に表彰する予定です．
なお，本件に関するご質問・お問合せ等は，第 3 技術委開催された本部門企画，担当，主催または共催の講演員長（武藤睦治，Tel：0258 − 47 − 9735，Email：mutoh ＠ mech．

会において発表された機械材料・材料加工分野のポス

nagaokaut．ac．jp）までお願いします．

ター発表中，学術・技術の進歩発展に寄与し，特に優秀と認められるポスター発表の著者を対象とする．

を含む），ポスター 35 件で，それ以外に，全体プレナリー

M&P 2005 報告（第 2 回 JSME/ASME 機械材料・材料加工国際会議）

講演 3件，
キーノート講演4件がありました．なお，
発表キャ
ンセル数は 10 件でした．

M&P 2005 実行委員長
武田

内容は，国内での M ＆ P と類似の形式ですが，グループ

展雄（東京大学）

A（材料・加工）：高分子・高分子基複合材／金属・金属基
複合材／セラミック・セラミック基複合材／塑性加工の新第 2 回 JSME/ASME 機械材料・材料加工国際会議 2005

技術／鋳造／粉末成形技術／溶接・接合技術／コーティン（第 13 回機械材料・材料加工技術講演会，M ＆ P2005）が，グ・溶射／超精密加工とマイクロ加工／高エネルギー加工

2005 年 6 月 19 日（日）〜 22 日（水）に，米国ワシントン州シ／超塑性加工／機械加工／その他の材料・加工技術，など．

アトル市のクラウンプラザホテル・シアトルにて開催され，：力学特性評価と測定技
および，グループ B（特性・応用）

皆様の積極的な参加を得て，無事に終了いたしました．第術／インテリジェント材料成形・検査システム／接着・接1 回は 2002 年 10 月にハワイで，米国機械学会の全面的な協合界面のプロセスと力学／接触・締結の力学およびフレッ

力を得て開催し成功を収めましたが，今回もその伝統を引

ティング問題／表面改質技術・摩擦・磨耗／スマート材料

継ぎ，国際的な機械材料・材料加工に関する最新の研究成と構造／材料の衝撃特性評価／非破壊評価技術／その他の

果の発表と活発な議論の場として，また機械材料・材料加特性・応用技術など，に分けて論文を配置しました．国内工部門が主体となる国際的活動の一つとしての役割を果たでの M ＆ P に比べ，米国の研究者も多い機械加工セッショせたものと考えます．

ンが入っていること，超塑性加工，スマート材料と構造，

今回は米国本土で開催することもあり，日本からの参加
者数が少ないのではないかと不安でしたが，部門関係者の材料の衝撃特性評価，などのセッションで多くの論文を集められたことに特徴があるように思います．

献身的なご努力も得て，参加者総数：254（国別参加者内

全体プレナリー講演は，東京大学の塩谷義教授による，

訳：日本 217、米国 19、英国 2、オーストラリア 2、韓国 2、

材料力学特性の巨視的側面と微視的側面に関する系統的な

イタリア 2、シンガポール 2、台湾 2、マレーシア 1、タイ 1、研究，ボーイング社の Stickler 博士による，新規開発中の

中国 1、チェコ 1、ロシア 1、オランダ 1）となりました．まボーイング 787 旅客機の複合材構造に関する最新情報，ノー

た，論文総数は 250 で，うち口頭発表 215 件（招待講演 18 件

スウェスタン大学 Cao 教授による，マルチスケールでの製– 15 –

No.30 November 2005

Materials and Processing Division Newsletter

造技術，であり，本会議ならではの材料特性と材料加工と氏には細かい点まで配慮いただきました．研究室秘書の平が融合された充実した発表となり，活発な議論がなされま

野さんには，ほとんどすべての運営業務を任せましたが，した．

的確に処理していただき，皆様のご協力のもとに会議を成

また，キーノート講演 4 件は，バージニア工科大の Leo

功させることができました．厚く感謝する次第です。

教授による、高ひずみ高分子エネルギー変換素子開発，オ

M ＆ P 国内会議の国際版である機械材料・材料加工国際

ハイオ州立大の Gilet 教授による，高分子材料の高速引張会議は，今後も継続的に運営され，機械材料・材料加工部

り・ねじり特性評価，ボーイング社 Sanders 博士による，門が主体となる，国際的な機械材料・材料加工分野の研究

米国での超塑性加工技術の現状，英国シェフィールド大学

者，技術者間の研究・技術交流や情報交換ができる場を引のKapranos博士による，耐熱合金の半固体成形技術の現状，続き提供すべきと考えます．部門の皆様の積極的な企画・であり，引続く一般講演での活発な議論を引き起こす有意

運営・参加を期待する次第です．

義な発表となりました．
今 回 の 会 議 で は， 会 期 中 に 見 や す い Program 付 き
Abstract 集と CD − ROM Proceedings の両方を用意しました．また，昼食も用意して参加者同士の交流の機会を増やしました．21 日のバンケットは Dinner Cruise として，雰
囲気を盛り上げました．
会議の内容も含め，何とか無事に終了することができました．会議を盛り上げて下さった部門関係者に厚く御礼申し上げます。また，日本機械学会の高橋正彦氏には事務上の問題点をいくつも解決していただきました．ツアー企画を依頼しましたワールドクリエーション社の満田氏，湯口Cao 教授によるプレナリー講演

会議受付

Dinner Cruise 風景⑥ 粉末成形とその評価

2005 年度日本機械学会年次大会が終了⑦ マイクロ／ナノ加工の動向と可能性
年次大会実行委員会⑧ 半溶融・半凝固加工の最先端

久保木⑨ 最新のチューブフォーミングとその動向

孝（電気通信大学）⑩ セラミックスおよびセラミックス系複合材料⑪ 締結・接合部の力学とプロセス（材料力学部門、計算2005 年度年次大会は，2005 年 9 月 19 日（月）〜 9 月 22 日（木）力学部門との共同企画）の期間，電気通信大学にて開催されました．機械材料・材料加工部門では，例年通りに盛会に賜り，以下の企画などを開●先端技術フォーラム

催することができました．皆様のご協力に感謝申し上げます① スマートマテリアルの最新動向

とともに，無事に終了致しましたことをご報告致します．

② バイオマス資源を用いた工業製品化の現状と将来展望（材料力学部門との共同企画）●オーガナイズドセッション① グリーンコンポジットの最前線●ワークショップ

② 高機能・高付加価値の棒線管材の加工技術③ 軽量化・高強度化材料とその加工

Requirements and Solutions to Realize the Dreams ofActive Material Systems④ 非破壊評価とモニタリング⑤ 複合材料の加工と評価●一般セッション– 16 –

Materials and Processing Division Newsletter

No.30 November 2005
科会「締結・接合・接着部の CAE 用モデリングおよび評価

部門所属「分科会・研究会」
活動報告

技術の構築」として展開すべく提案させて頂いています．
第 5 技術委員会（分科会・研究会関係）

具体的には以下の表に示すように締結・接合・接着の分野

委員長

で当面重要性の高い 3 つのテーマです，

沖善成（三協アルミニウム工業（株））

CAE用DB構築「PD（ Particle Deposition ）プロセス研究会」
主

標準試験法

査：福本昌宏（豊橋技術科学大学）

WG名

E-mail：fukumoto ＠ tutpse.tut.ac.jp
熱プラズマや燃焼炎により加熱加速された数十ミクロンモデル化（プリ） 結果評価（ポスト）
内力係数
等価剛性等
価減衰率

疲労強度
ゆるみ限界すべり

軸方向負荷
軸直角方向負荷
熱サイクル

接着・接合

接着層界面要素
接着端要素
接着層材料定数

多軸応力
界面エネルギー
応力特異場
破壊力学

標準試験片
重ね継手、割裂
はく離進展
熱サイクル

フレッティング

接触問題
陽解法、陰解法
ABAQUS,DYNA

さ裂発生
摩耗
き裂進展

JSME SO15

ねじ締結

サイズの粉末粒子の堆積により，基材上に mm オーダーの厚膜を形成する「溶射プロセス」が，各種産業分野における基幹技術として重要な役割を果たしつつある．ただし同プ
ロセスの制御性・信頼性は未だ十分に確立されたとは言い難く，プロセスの一層の適用拡大に向け，信頼性保証・制
御性確立などが求められている．本研究会では，既存溶射①ねじ締結，②接着・接合，③フレッティング，に的をプロセスの高信頼・制御化を目指し，プロセス解析ひいて

絞り WG を構成し，一気通貫 CAE 設計ツール作成を最終は制御化への指針確立に向けた幅広い学術交流を行っていゴールに掲げ，それぞれの分野でのデータベース構築，標る．

準試験法の確立を目指します．

一方近年，厚膜創製プロセス分野における新たな潮流とこの分野は，機械材料・材料加工部門のみでなく，材料して，超高速性の付与により，ほとんど加熱することなく

力学部門，計算力学部門，機素潤滑設計部門，設計工学・

粒子を堆積させる新規プロセスの台頭が目覚ましい．具体

システム部門，等他の部門，他の学協会の方々との連携も的にはCold Spray法およびAero−Sol Deposition法である．

不可欠であり，今後の行事等ではこれらの部門，学協会と

これは材料の溶融が，本来必要悪であることへの反動によの共同企画テーマとしても提案・展開させて頂きたいと考る．本研究会では，これら新プロセスにおける成膜原理のえております．

把握，プロセス解析等についても情報交換するとともに，本研究会，分科会は，ものづくりの現場で真に役に立つ

溶射を含むこれら新旧両プロセスに共通する，粒子積層に技術の確立を目指しております．この主旨にご賛同願える

よる成膜プロセス：PD（Particle Deposition）法としての方々の積極的なご参加・ご意見を期待しております．

基盤構築，ならびに発展拡大の可能性を追究している．
現構成員は 32 名であるが，興味をお持ちの方は上記まで「マグネシウム合金の加工技術研究分科会・2」連絡されたい．次回研究会は，平成 17 年 10 月 28，29 日に，

主つくば市物質・材料研究機構での開催予定である．

E-mail：matsuoka ＠ pu-toyama.ac.jp

査：松岡信一（富山県立大学）

本分科会は，軽量で比強度の高いマグネシウム合金の用「締結・接合部のプロセスと信頼性評価研究会」
主

途拡大を目指し，種々の加工技術および周辺技術について

査：服部敏雄（岐阜大学）

調査研究している．平成 17 年度は年 3 回（4・8・12 月）の定E-mail：hattori ＠ cc.gifu-u.ac.jp

例研究会を開催した．具体的には，素材の特性を活かした締結・接合部は機器，構造物の信頼性を考える上で非常利用分野の検討をはじめ，圧延，引抜き，プレス成形，粉に重要な部位であるとの認識から，その信頼性技術を，力末成形などの諸加工を通した加工技術の確立と実用化への学とプロセス両面から見直そうという趣旨で，2002 年 11推進が主流である．平成 17 年度の定例研究会は，下記の通月に標記研究会が設立され，これまでの 3 年間で 9 回の研りです．

究会を開催し，さらに，毎年度の M ＆ P 講演会および年次

第 7 回研究会（平成 17 年 4 月 22 日，富山県立大学）大会講演会での OS，また，1 回の WS を企画・開催いたし

第 8 回研究会（平成 17 年 8 月 26 日，東工大）

ました．今年度は最後の年ということで，これまで議論さ

第 9 回研究会（平成 17 年 12 月 2 日，東工大）

れてきた技術課題，
解決策を要素毎に整理し，10月28日（金）

定例研究会では，マグネシウム合金の諸加工に伴う種々のぱるるプラザ岐阜（岐阜市）で機械材料・材料加工部門主催

課題について，多くの分野から事例や研究報告を行い，和やの講習会「締結・接合・接着部のプロセス・強度・設計のかな雰囲気のもとで情報交換と意見の開陳を図っている．
また，第 9 回は技術フォーラム「マグネシウム合金の成形

実際と今後の展開」
を開催させて頂きました．
上述の行事を進める中で，各要素技術における成果を，

加工技術の最先端」を企画し，塑性加工技術を中心とする

実際の産業界のものづくり現場（機器の開発・設計，生産

実用的な加工技術とその事例を紹介し，用途拡大のための技術，品質保証）で使いやすい形にして欲しいという要求

情報交換を行う．興味のある方あるいは関係する方々のごが高まり，その要求に対応すべく，来年度からさらに，分

参加をお勧めします．

– 17 –

No.30 November 2005

Materials and Processing Division Newsletter「ナノ・マイクロ P/M プロセシング技術研究分科会」

現在，企業や大学関係者を含めて委員数 26 名で，年 2 回

主査：三浦秀士（九州大学）

程度の研究分科会の開催を予定しています．平成 17 年度はE-mail：miura ＠ mech.kyushu-u.ac.jp
日本のこれからの科学技術の進展のための重要分野とし

2 回の幹事会と 2 回の研究会を開催ならびに予定しており，て，ライフサイエンス，IT，環境および材料・ナノテクノ

第 5 回研究会（平成 17 年 8 月 26 日，
日本材料学会・会議室）

それぞれの日程等は次の通りです．

ロジーの 4 つが挙げられていますが，粉末冶金（P/M）にお塑性加工学会・粉体加工成形プロセス分科会と共催

いてもナノテクノロジーに関与した技術（ナノ粉末の製造

第 6 回研究会（平成 18 年 1 月予定

から，ナノ・マイクロサイズの製品製造まで）が着実に開ならびに新キャンパス見学九州大学）

発されつつあることから，本研究分科会では，ナノ・マイ

ナノ・マイクロに限らず P/M 加工技術の種々の課題につクロに関連する各種 P/M 技術の研究と情報を産学官に渡っいて，企業あるいは大学サイドからの事例報告や研究報告て行うとともに会員の親睦を図るものとして，平成 15 年 9を行っておりますので，是非興味のある方あるいは関係す

月より活動を行っております．

る方々の積極的なご参加をお待ちしております．

第 8 技術委員会報告

場所 ： 東海大学校友会館（千代田区霞ヶ関 3-2-5 霞ヶ関ビル 33 階）
主催 ： 日本鉄鋼協会棒線工学フォーラム

第 8 技術委員会（企画・産学交流関係）
委員長

三浦

協賛 ： 日本機械学会

秀士（九州大学）

機械材料・材料加工部門（担当：吉田一也

本委員会は従来，産学交流関連の仕事に携わるものでし東海大学教授）2．講習会「やり直し金属・鉄鋼材料」

たが，本年度より新たに部門の企画も担当することになり，

日時 ： 平成 17 年 9 月 9 日（金）〜 10 日（土）本委員会の委員長には副部門長を充てることで重要な役割

場所 ： 早稲田大学理工学部を演じるよう改変されたばかりのものです．幸い，本年度（大久保キャンパス 55 号館 1 階大会議室）

においては既に下記の 2 つの本部門主催による講習会なら

主催 ： 日本機械学会

びに協催での 1 つシンポジウムが企画・開催されておりま

機械材料・材料加工部門（担当：浅川基男

早稲田大学教授）して，盛況でありましたことから，ご協力頂きましたご担
当の先生方には，深く感謝する次第であります．特に浅川3．講習会

先生ご担当の講習会は人材育成という最近のキーワードも「締結・接合・接着部のプロセス・強度・設計の実際と今後の展開」

手伝って，予想以上の応募者が集まりまして，本部門への

日時 ： 平成 17 年 10 月 28 日（金）9：30 〜 18：15（含懇親会）

ご協力（金）も相当なものがあり，本紙をお借りして厚くお場所 ： ぱるるプラザ岐阜，揖斐室（岐阜市橋本町 1-10-11）

礼申し上げる次第です．

主催 ： 日本機械学会

機械材料・材料加工部門（担当：服部敏雄

本年度はもう 1 つシンポジウムが予定されていますが，

岐阜大学教授）

いずれにしましても第 8 技術委員会におきましては，皆様
委員長

からのご協力によりまして，多くのシンポジウムや講習会

三浦秀士（九州大学教授）

miura ＠ mech.kyushu-u.ac.jp

が企画・開催されましたこと大変有難く存じている次第であります．今後ともよろしくお願い申し上げます．

幹事

森

委員

謙一郎（豊橋技術科学大学

教授）

上坂

美治（サンエツ金属（株）技術・開発部長）

1 シンポジウム

服部敏夫（岐阜大学教授）「棒線材増強生産における高品質維持の最新技術とトレンド」

浅沼

博 （千葉大学

助教授）

日時 ： 平成 17 年 7 月 15 日（金）13：00 〜 17：00

高辻則夫（富山大学

助教授）

進捗状況を報告します．

第 4 技術委員会報告（1）国際会議等の共催・協賛を積極的に進める．
第 4 技術委員会（国際交流関係）
委員長

前川（2）M&P 国際会議を発展的に継続させるための方策を講

克廣（茨城大学）

じる．
（3）M&P 部門の国際的認知度を向上させる．

第 4 技術委員会は国際交流関係の委員会として，M&P 部

項目（1）は他の学会や団体と連携を深め，共催や協賛の門の国際的な活動を牽引する役を担っています．今年度は形で国際的な活動を積極的に進めようとするものです．今次の 3 項目を活動方針に掲げていますので，その取組みと年度は，The 28th Japan Rapid Prototyping Symposium（6– 18 –

Materials and Processing Division Newsletter

No.30 November 2005

月，東京，共催），4th International Conference on Porous

ます．当部門が主導権を発揮しながら，ASME との実質的Metals and Metal Foaming Technology（9 月，京都，協賛）

な共同開催を如何に進めるか，ASME/MED（生産工学部などを実施しました．また，年次大会併催国際シンポジウ

門）と熱い交渉を進めています．

ム Synergistic Effects of Materials and Processing（2006
年 9 月，熊本，共催，講演募集中）を予定しています．

項目（3）は，アメリカだけではなく全世界に目を向けて，しかも中長期的な視点に立って部門の存在感や国際的活動

項目（2）は，部門長挨拶（ニュースレター No．29）でもを PR していこうとするものです．例えば，アジアの発展強調されていますが，堂田部門長がもっとも力を注いで途上国でワークショップ等を開催することによって環太平いる部門の国際化に向けた方針を具体的に示すことです．

洋ネットワーク作りを進める，英語で研究発表する機会を

M ＆ P 国 際 会 議， 正 確 に は JSME/ASME International

増やし国際会議論文や新部門 Journal 論文を質的・量的にConference on Materials and Processing ですが，これは底上げする，部門 Web ホームページの英語版を充実させ海2002 年と 2005 年に ASME との共催で，当部門が主催して外からのアクセス数を増やす，などです．これらは，関連きました．前回はホノルル（川田委員長），今回はシアトル

する他の技術委員会と合同で検討中です．

（武田委員長）で開催され，いずれも発表が 200 件以上，参M ＆ P 部門の役割が，本流である機械材料・材料加工分

加者も 250 名以上と，大盛況でした．次回は堂田部門長を野の学術の進展と関連産業の振興であることを見失うこと委員長として 2008 年に開催されることが決定しています．

なく，国際感覚を身につけた 30 歳代，40 歳代の若い会員

この国際会議は部門設立 10 周年記念行事として始まった訳層が育っていけるような施策の提言や環境づくりに努めてですが，2 回の実績を踏まえて，機械材料・材料加工の分

いきたいと考えています．皆様のご意見，ご協力をお願い

野で世界をリードする国際会議に成長させる時期にきてい申し上げます．

る．また，Series 毎の代表者を委員とした委員長会議

第 7 技術委員会報告（部門英文 journal（電子ジャーナル）発行について）を設置し，共通規定等の整備・制定を行う．
5．編集体制：Editor 制として Editor が校閲者選定，校第 7 技術委員会（Journal 関係）

閲の催促，著者への照会等の事務を行う．

委員長

・ Series 毎に編集委員長（Editor in Chief）1 名および森

敏彦（名古屋大学）

編集委員（Editor）20 名以内を部門より選出する．
第 7 技術委員会においては主に当部門の英文ジャーナル

編集委員長の任期は原則 2 箇年，最大 3 箇年とする．

創刊に向けて年度当初より活動した．日本機械学会の英文委員の任期は 2 箇年とし重任は妨げないが，最大 4誌である現行の JSME International Journal（冊子体）は購箇年とする．

読者も少なく，財政的に厳しい状況にあり，また，読者も・ 各編集委員会は論文の編集に関する業務（校閲，判少なく，したがって，impact factor も低い．このような状定など）を行う．

況に対して日本機械学会では編集委員会を中心にして改革・ 事務局は各編集委員会をサポートし，掲載可となっ案がまとめられた．その骨子は，発行部数が少なく無駄なた論文の掲載および投稿料の請求・管理を行う．

諸経費がかかる冊子体を取り止め，電子ジャーナルにする

・ 発行は日本機械学会とし，各 Journal の発行の会計ことによって印刷，発行の経費を削減することである．さは学会全体の管理とする．ただし，Series 毎の編集

らに，部門に対しては自助努力によって impact factor を上委員会の経費は部門が負担する．

げるよう部門独自の発行とすることが課せられた．それも，・ 部門英文 Journal 発行に関わる事業は部門活動とし2007 年 1 月をもって全部門において英文の電子ジャーナルて評価する．

に移行するタイムスケジュールを組むようにとの説明がな

6．投稿サーバ：投稿・校閲・編集・公開まですべて電子された．

媒体で行う．J-STAGE のシステムを利用する．

部門英文 journal（電子ジャーナル）の主要点は以下である．

7．運営経費：直接経費は掲載料（1 〜 4 万円）で賄う．

1．2007/1 を目標に部門英文 Journal に移行し，冊子体は廃止する．電子ジャーナルは J − STAGE に掲載し，このような課題に対して，当委員会は部門長および部門

著作権は本会にある．分冊名称，内容は移行状況に応長経験者，長い経歴の運営委員の方々も諮問グループに加じて検討する．「オープンアクセス方式：公開無料」がわっていただき，数度のインターネット検討委員会を開き，望ましいとして検討する．

当面下記の事項をまとめました．

2．Series 名称は分野または部門名を示すものとする．

（1）発行形態：材力部門と共同発行

3．内容：原著論文を主体とし，Review 論文，招待論文，本（2）Journal 名称：Journal of Mechanics，Materials and Processing

会和文論文誌からの再録論文も掲載することが出来る．

（3）編集委員会構成：委員は半数ずつとし，委員長と副委

4．編集委員会：Series 毎に編集委員会を設置し，運営す– 19 –

員長を各部門から出す．

No.30 November 2005

Materials and Processing Division Newsletter

第 14 回 機 械 材 料・ 材 料 加 工 技 術 講 演 会（M&P2006）
開催のお知らせに，皆様からの斬新なセッションやワークショップ，技術フォーラムなどの御提案を期待しております．全体の雰囲
気と致しましては，「国際性，独創性，実用性」などを強く

第 2 技術委員会（M ＆ P 関係）

意識した味付けをし，またそのための出会いの場を提供で委員長

きればと考えております．特に，成田空港からの大変良い浅沼博（千葉大学）

アクセスを生かし，会期前後の日程も利用した国際的な企
今年 6 月のシアトルでの盛大な国際会議 M ＆ P2005 に続画などを御提案頂けますと幸いです．休日ですと参加しにき，来年度は通常の講演会を千葉大学（西千葉キャンパス，

くい企業の皆様も居られることと存じますので，会期前日

JR西千葉駅前）で開催させて頂きます．会期は平成18（2006）のサテライトワークショップなども大歓迎です．会場の確年 11 月 25（土），26（日）の予定です．まだ 1 年近く先のこ保など柔軟に対応させて頂きますので，是非，楽しく感動とですが，宜しくお願い申し上げます．本講演会では，従的で有意義な企画を浅沼（asanuma ＠ faculty.chiba-u.jp）ま来のオーガナイズドセッションを継承させて頂きますと共で御提案下さいますよう宜しくお願い申し上げます．

実行委員会では，九州の魅力と自然を肌で感じながら2006 年度年次大会「もの作り」の基礎，応用，先端技術についての活発な議
第 1 技術委員会（年次大会関係）論，情報交換の場を提供できるよう，様々な企画を計画し委員長ています．本部門に関しては，2004 年の機械材料・材料加

里中忍（熊本大学）工技術講演会（M ＆ P2004）に続いての開催となり，現在，来年度の年次大会は下記の日程で開催されます．

年次大会企画としてご提案のあった国際シンポジウム（9月 20 日， 会 議 名 称：Synergistic Effects of Materials and■ 開催日：2006 年度 9 月 18 日（月）〜 22 日（金）18 日Processing（材料と加工の相乗効果））のほかに，オーガナ：市民開放行事

イズドセッション 14 件を第一技術委員会が中心になって計

19 〜 21 日 ：講演会

画，調整中です．M ＆ P2004 では多くの皆様にご参加いた

22 日

だきましたが，来年の年次大会も予定に入れていただき，：見学会

奮ってご参加くださるようお願いいたします．なお，テー■会

場：熊本大学

黒髪キャンパス

マ名やオーガナイザーが決定しましたらお知らせしますが，年次大会についての情報は機械学会のホームページをご参照ください．URL::http://www.jsme.or.jp/2006am/

編集後記
ニュースレター No.30 をお届けします．特集「複合材料に関する最近のいくつかのトピックス」はいかがでしたでしょうか？ 本号は，前年号（No.28）と同様に電子媒体のみで発行いたしました．部門の皆様に興味を持って読んでいただけるように，今後とも努力を重ねてまいりたいと思いますので，ニュースレターへのご意見やお問い合わせな
どありましたら，広報委員会幹事（鈴木：kjsuzuki@pf.itchiba.ac.jp）
まで是非ご連絡ください．
（K．K）– 20 –

発行

発行日 2005 年 11 月 30 日

〒 160-0016

東京都新宿区信濃町 35 信濃町煉瓦館（社）日本機械学会

機械材料・材料加工部門

第 83 期部門長

堂田邦明

広報委員会委員長

金沢憲一

Tel. 03-5360-3500

Fax. 03-5360-3508