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Cell biological and genetical studies on DNA replication enzyme and protein modification enzyme in Drosophila
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）DNAポリメラーゼα,δ,そしてε（polα, polδ,polε）はゲノムのDNA合成を行う酵素である。polαがRNAプライマーとそれに引き続く20〜30塩基のDNAを合成し、その後、polαと置き換わったpolδ,polεが、それぞれ、ラギング鎖、リーディング鎖の合成を行うことがわかっている。先行研究によりpolαと相互作用する因子の１つとして、ヒストンH4の20番目のリジン残基（H4-K20）をモノメチル化する酵素であるPr-Set7が同定された。第1章において、私はDNA複製とヒストンH4-K20メチル化との関係及び、polαとPr-Set7の相互作用について注目をした。翅原基特異的にショウジョウバエpolαの触媒サブユニットであるpolα180kDaサブユニット（dpolαp180）をノックダウンすると成虫翅の萎縮（atrophied wing表現型）が見られdpolαp180とdPr-Set7のダブルノックダウン系統では、atrophied wing表現型の増強が見られた。また、dpolαp180ノックダウン系統の翅原基でのDNA合成をモニターするためBrdU incorporation assayを行なった結果、BrdU ポジティブな細胞数に減少がみられ、dpolαp180とdPr-Set7のダブルノックダウン系統では、BrdU ポジティブな細胞数は、さらに減少した。これらのことより、個体レベルでも両者の機能的関連が示唆され、dPr-Set7がdpolαとの相互作用を介してDNA複製の制御に関与することが示唆された。また、dpolαp180をノックダウンした翅原基における抗H4-K20モノメチル化抗体を用いた免疫染色法の結果、H4-K20モノメチル化のシグナルが減少するこを明らかにした。このことより、Pr-Set7のメチル化活性制御にdpolαが重要な働きを担っている可能性が示された。 2章では、ショウジョウバエpolεの58 kDサブユニット（dpolεp58）の機能解析を行った。polεはヘテロ4量体タンパク質であることが報告されているが、ショウジョウバエでは、現在のところ、触媒サブユニットである255 kD (dpolεp255)サブユニットと、2番目サブユニットのdpolεp58サブユニットが同定されている。dpolεp58変異系統は、蛹で致死となり、3齢幼虫の成虫原基や唾腺が野生型と比較して小型化していた。これらのことからdpolεp58が組織の成長、細胞増殖および生存に必須であると示唆された。dpolεp58変異系統3齢幼虫の複眼原基では、形態形成溝の後極側におけるBrdUの取り込みが減少し、通常は増殖が停止し、分化している後極側の細胞でM期のシグナルが増加していた。S期の遅延が引き起こされたため、後極側の細胞におけるM期のシグナルが増加したと考えられる。これらの結果より、dpolεp58がS期の進行に関与している事が明らかとなった。また、唾腺の核が野生型と比較して小型化している事が観察され、dpolεp58のendoreplicationへの関与も示唆された。さらに、変異系統を用いて他の複製関連因子の抗体でウエスタン免疫ブロットを行った結果、複製開始因子であるdOrc2レベルの顕著な減少が見られた。このことからdpolεp58とdOrc2が細胞内で相互作用する可能性が示めされ、これらのことよりpolεが複製開始に関与することが示唆された。 第3章では、ショウジョウバエの発生において、私は、ショウジョウバエトランスグルタミナーゼ B（dTG-B）の働きを理解することを目的にdTG-B過剰発現系統を用いてその表現型の解析を行った。トランスグルタミナーゼ（TG）は、タンパク質間の架橋反応を触媒するタンパク質間翻訳後酵素で、様々な生物学的プロセスに関わっている。ショウジョウバエトランスグルタミナーゼの遺伝子は1種類で、A型とB型の2種類の転写産物が作られる。dTG-B過剰発現系統では、rough eye表現型と翅脈の過形成が観察された。これらの表現型は、先行研究により報告されているトランスグルタミナーゼA（dTG-A）の過剰発現系統において観察された表現型と同様であり、これらの結果からdTG-Aだけでなく、dTG-Bも複眼の形成と翅脈の形成において、その制御に関わっていることが示唆された
Plasmonic nanoparticle arrays fabricated and modified by energetic ions for chemical sensors
Get PDF京都工芸繊維大学博士（工学）Plasmonic nanoparticles made of silver and gold exhibit unique optical properties due to localized surface plasmon resonance in the visible wavelength range. A plasmonic sensor is one of the most useful applications of such nanoparticles. In this thesis, energetic ion processes including ion implantation, sputtering and plasma cleaning were utilized to fabricate and modify silver or gold nanoparticle arrays for chemical sensing applications. The early chapter of this thesis describes the method to fabricate well-ordered and densely arranged silver nanoparticles buried in a thermally grown SiO2 by implanting with 350 keV silver ions. Cross-sectional transmission electron microscopy and scanning transmission electron microscopy revealed the presence of a two-dimensional array of silver nanoparticles of 25−40 nm in diameter located at a depth of ~130 nm, together with the self-organization of -layer of tiny silver nanoparticles aligned along the SiO2/Si interface. Next, a sputter deposition technique to prepare densely arranged silver nanoparticle which posses a nice plasmonic characteristic was presented and then plasma exposure was applied for cleaning the nanoparticle arrays. Plasma treatments of silver nanoparticles were found to bring about blue-shift and narrowing in their localized surface plasmon resonance. The author found that the plasmonic properties of gold nanoparticles were also altered by energetic ion irradiation and plasma exposure. Finally, the plasmonic sensing ability of gold nanoparticle for dilute cyclohexane was examined. Gold nanoparticle arrays were fabricated on SiO2 by a sputter deposition technique. The change in an extinction spectrum of gold nanoparticle arrays before and after exposure of cyclohexane vapor enabled to detect it. The gold nanoparticle array prepared by heating at 300 °C was densely arranged on the substrate and exhibited the highest sensitivity for cyclohexane. The experimentally detectable concentration of cyclohexane was as low as 0.5 vol%, much lower than its explosion limit
台湾における軒下歩道（亭仔脚）を基盤とする町並みの成立過程と保存事業に関する研究
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）本論文は、台湾において特徴的に見られる軒下歩道（亭仔脚）を基盤とする、店屋が連続した歴史的な町並みについて、その成立過程と保存事業の特徴を明らかにした。第１章では、形成過程について、地方の街・庄の小都市に成立した町並みに注目し明らかにした。亭仔脚をもつ店屋建築による町並みの普及は、日本統治時代の建築制度である「台湾家屋建築規則」で亭仔脚を設置する義務づけが契機である。都市部では、この町並みが次々と建設された。地方の街・庄にこの町並みが普及したのは、1910年に台湾総督府に市区計画委員会が組織されて以降、街・庄でも市区改正が実施されてからである。その普及の過程には変化があった。初期の市区改正計画は特定の街路を新設・拡張する局所的な事業に限られていたが、1931年ごろを境に、市区改正計画に都市計画として一貫した計画性が求められる。そして店屋を集合させた統一的な建築が、その構造を煉瓦造から鉄筋コンクリート造に改めて建設される。いくつかの代表的な町並みの形成過程を検証すると、行政と住民による自発的なまちづくりの活動がある。最初は、市区改正計画で主要街路の建設と街路沿いの店屋の改築が進み、その後時間をかけて、地域全体にわたる事業が展開する。その際に、改築費用の支援が必要になり、相互扶助的な組織が作られ、まちづくりの性格が強くなった。第２章では、台湾の町並みを特徴づける亭仔脚の、管理の課題と行政の対応について明らかにした。亭仔脚は店屋の街路沿いの私有地を歩道にしたもので、私有地でありながら公共空間であるという二面性を持つ。そのため、管理や規制はさまざまな困難があった。亭仔脚の所有者が荷物や空き箱を置いて占有したり、自転車を乗り回したりなど、亭仔脚の歩道としての機能を失う行為が頻発した。台湾の市区改正事業は、町並みを建設する都市計画上の法整備が不十分であった。しかし1918年に公布された「街路取締規則」で、亭仔脚を公道と規定し取り締まりの対象に規定された。また1936年に公布された「台湾都市計画令」で、亭仔脚部分を店屋の私有地と認めながらも、その敷地面積を店屋の建築面積に含まないと規定した。また、亭仔脚を公道とみなし規制が強化されると、その根拠に美観が強調される。亭仔脚内の整然とした姿は街の美観を維持し、また亭仔脚の連続する姿そのものが美観であるという見方もあった。これは、亭仔脚を美しいものとして積極的に捉える見方で、日本の都市美運動が波及する中での意見でもうかがえる。第３章では、台湾の町並みを保存する事業が進む実態と、その事業の特徴を明らかにした。近年、亭仔脚を基盤とする町並みは「老街」と評価され、保存事業が盛んである。それは、文化財保護制度ではなく、住民参加の理念で1994年から始まった社区総体営造政策の事業プログラムで展開された。その結果、計画主体の社区が自主的に事業内容を立案・実施し、事業プログラムも多様であるため、保存事業は、規模・内容ともに、老街ごとに多様な取り組みがある。代表的な「老街」の保存事業の具体的な内容を検証した結果、町並み景観の核となる建物や亭仔脚の修復だけではなく、むしろ、それ以外の物や設備を対象とした整備が多いことが明らかになった。台湾老街の保存事業は、社区を事業主体にした住民参加型のまちづくりとして成果を挙げる一方、町並みを保存することよりも地域振興事業の性格が強い。これを最も象徴するのが、亭仔脚の扱いである。事業では、亭仔脚の私物化に対し、厳しい規制は少なく、外側に歩道が設置されるなどの対処がある。その結果、景観要素として亭仔脚は、本来の歩行空間の機能を失う事態が生じている。以上の３つの章による研究成果から、以下の３つを結論として指摘する。一つは、町並みの成立においても、保存においても、まちづくりの性格が強いことである。「老街」と評価される歴史的町並みのほとんどは、日本統治時代の市区改正事業で形成した。しかし、その町並みの形成過程には、住民の内発的なまちづくりの活動が大きく関わっていた。また、社区営造政策による支援で進んだ町並みの保存・整備事業でも、まちづくり事業の性格が強い。次に、自律的・内発的なまちづくりの性格と矛盾する、制度による誘導という側面も強かった。亭仔脚の設置は台湾家屋建築規則に従い、街路の成立は市区改正事業による道の拡築が契機であった。また、亭仔脚空間の管理は、公的歩道として規制された。これは市区改正事業が、日本統治時代に実施されたことを踏まえる必要がある。事業は総督府を中心に植民地統治の一貫で、制度によるトップダウンの方法になった。しかし、中華民国の時代に進んだ町並みの保存・整備でも、制度的な枠組みで事業が展開した。多くの事業は、中央政府（内政部）の支援制度に則って展開された。最後に、「公」と「私」の二面性を持つ亭仔脚の特徴が、さまざまな事象に現れていたことである。それは、亭仔脚部分が店屋に占有されることで歩道機能が失われる事態に集約的に示される。亭仔脚は、店屋の個の利益としての占有化と、公的利益としての歩道機能の維持が、時代や地域によってさまざまな形で葛藤する場であった。亭仔脚は、台湾の歴史的な町並みの物理的構成を支える基盤であると同時に、町並みをつくり維持するための活動を象徴的に示す場でもあったと考えられる
ハイブリッドテキスタイル複合材料の微視的損傷を考慮した力学的挙動解析
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）繊維強化複合材料は、強化材料、樹脂、およびこれらから形成される界面の3つの構成要素より構成されているが、単一の繊維および樹脂からなる複合材料では発現できない物性を材料に付与するため、2種類以上の繊維または樹脂を組み合わせた材料であるハイブリッド複合材料に関して数多くの研究がなされている。ハイブリッド化により、相互に短所を補い、それぞれの長所を生かすことによる高機能化が期待される。ハイブリッド化技術に関しては、“繊維ハイブリッド”、“樹脂ハイブリッド”、“界面ハイブリッド”に関する視点から研究例が報告されている。それぞれ、1つの複合材料中に、“複数の強化繊維を使用した材料”、“複数のマトリックス樹脂を使用した材料”、“異なる表面処理を有する複数の繊維を組み合わせた材料”と定義されている。本論文では、“繊維ハイブリッド”の定義を、さらに、“繊維物性／繊維配置／繊維構造”ハイブリッドの3つの概念に拡張することを提案する。“繊維物性ハイブリッド”、“繊維配置ハイブリッド”、“繊維構造ハイブリッド”をそれぞれ、1つの複合材料中に、“特性の異なる繊維材料を併用した材料”、“材料の組み合わせおよび比率を変更せずに、異なる繊維材料同士の相対位置を変更した材料”、“同じ繊維材料を使用しているが、繊度や撚糸状態等、構造が異なる繊維材料を併用した材料”と定義する。さらに、複合材料においては強化形態を積層して使用することから、新たな概念として“層間ハイブリッド”を提案した。“層間ハイブリッド”とは、1つの複合材料中において、“各層に同じ材料を使用しているが、構造や物性が異なる層間を併用した材料”と定義する。繊維加工品（織物、編物、組物）を強化形態としたハイブリッド複合材料（以下、ハイブリッドテキスタイル複合材料と表記する）は、異なる種類の繊維、樹脂、表面処理、テキスタイル構造を使用することにより、上記に定義した様々な概念のハイブリッド化が実現可能であり、要求性能に応じた複合材料が自由に設計できる。しかしながら、異なる特性や構造を有する繊維や樹脂などを用いることによって、組み合わせが数多く存在し、微視的損傷の進展挙動や力学的特性が異なり、設計が困難である。そこで、ハイブリッドテキスタイル複合材料の設計手法を確立することが必要とされており、数値解析手法を用いて設計を支援することは有効であると考えられる。本論文では、ハイブリッドテキスタイル複合材料の破壊進展挙動および力学的特性を解明すること、および、設計指針を構築することを目的とし、テキスタイルの幾何学的形状、および、繊維束内界面でのトランスバースクラックや繊維破壊、繊維束間界面でのはく離等の微視的損傷を考慮した解析モデルおよび手法を確立する。以下に、各章の構成を示す。第2章では、テキスタイル複合材料の力学的挙動解析に関する研究開発動向について述べた。第3章では、“繊維物性ハイブリッド複合材料” の力学的挙動を予測する解析手法を確立した。本章では、使用済みのジュート繊維織物を強化基材とした繊維物性ハイブリッド織物複合材料を解析対象とした。ロッド状一方向繊維強化複合材料の引張試験から、材料定数が不明なジュート繊維束の材料定数を同定することにより、力学的挙動を解明する新たな解析手法を提案した。その結果、天然繊維強化複合材料の応力-ひずみ曲線および破壊進展挙動の予測を可能とした。第4章では、 “繊維配置ハイブリッド複合材料” の力学的挙動を予測する解析手法を確立した。本章では、ガラス繊維およびジュート繊維を強化基材とした繊維配置ハイブリッド織物複合材料を解析対象とした。複数種類の繊維束の配置およびそれら繊維束の破壊を考慮した解析手法を提案することにより、繊維配置ハイブリッド織物複合材料の応力-ひずみ曲線および破壊進展挙動の予測を可能とし、その設計指針を構築した。第5章では、“繊維構造ハイブリッド複合材料” の力学的挙動を予測する解析手法を確立した。本章では、撚り数および撚り構造の異なる繊維束を有する繊維構造ハイブリッド織物複合材料を解析対象とした。2本の繊維束を撚り合わせた双糸を表現した解析モデルを提案し、よこ繊維束内における繊維-樹脂間界面の初期破壊発生応力および発生箇所は、異なる撚り数および撚り構造を有する繊維構造ハイブリッド複合材料によって、制御可能であることを明らかにした。さらに、繊維構造ハイブリッド平打組物複合材料を解析対象とし、応力-ひずみ曲線および破壊進展挙動の予測を可能とした。第6章では、“樹脂ハイブリッド複合材料”の力学的挙動を予測する解析手法を確立した。本章では、汎用樹脂が含浸された繊維および柔軟性樹脂が含浸された繊維の2種類の繊維を用いて作製した、樹脂ハイブリッド平打組物複合材料を解析対象とした。柔軟性樹脂を含浸させた繊維束の材料定数を考慮した解析手法を提案することにより、応力-ひずみ曲線および破壊進展挙動の予測を可能とし、設計指針を構築した。柔軟性樹脂が含浸された繊維の挿入量および挿入位置が強度に及ぼす影響を検討した結果、力学的特性の要求性能に応じた複合材料の設計の自由度が大きくなった。第7章では、“界面ハイブリッド複合材料” の力学的挙動を予測する解析手法を確立した。繊維-樹脂間に形成される界面相において、汎用性樹脂を付与した界面相と柔軟性樹脂を付与した界面相を提案し、これら2つの界面相を併用する界面ハイブリッド織物複合材料を解析対象とした。本章では、静的条件下に加えて、新たに、落錘衝撃条件下における微視的損傷を考慮した解析手法を提案し、荷重-たわみ曲線を算出し、破壊進展挙動を解明することにより、設計指針を構築した。柔軟性樹脂を付与した界面相を積層型複合材料の最外層に配置し、ハイブリッド化することにより、静的条件下における強度、落錘衝撃条件下における最大荷重値および吸収エネルギー量が増加することが明らかとなった。第8章では、“層間ハイブリッド複合材料” の力学的挙動を予測する解析手法を確立した。本章では、強化基材となる炭素繊維織物の表面部分の繊維を裁断することにより織物表面（層間）に繊維の毛羽を設けた、層間ハイブリッド織物複合材料を解析対象とした。層間の微視的損傷を考慮した解析モデルを提案し、静的3点曲げ条件下および落錘衝撃条件下において力学的挙動解析をおこなった。静的条件下における層間のせん断強度を設計することにより、落錘衝撃条件下において要求性能に応じた吸収エネルギーが得られることが明らかとなった。第9章では、本研究で得られた知見をまとめ、結論とした。本論文で確立した解析手法および設計手法は、ハイブリッドテキスタイル複合材料の力学的挙動を解明することを可能とし、破壊の制御および材料設計の最適化に役立つといえ、工業的にも応用分野の広い概念となることが示唆された
Mechanical Characterization and Fracture Behavior of Mat Reinforced Composite Materials
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）Nowadays, fiber reinforced composites draw more and more attention due to its excellent mechanical property with lighter weight. Many researches indicated that with the right design and process, it is completely possible to apply composites instead of conventional metals in various fields including civil engineering, sports, aircrafts and automobile-related and also offshore oil fields. On the other hand, besides the mechanical property of fiber reinforced composites, the application problems are also under considerations, such as the composite joints. Three types of the composite joints are in use included adhesive joint, mechanical joint and combination joint. Among the three types, the mechanically fastened joint has such advantages that the connection of the elements can be easily performed and the variation of its strength is relatively small. In this thesis, the research was focused on mechanical properties of mat reinforced composites, especially the notched properties with open hole.In the first part of the research, glass fiber chopped strand mat and unsaturated polyester resin were used to fabricate glass mat composite (GMC) plates in different plies by hand lay-up method. GMC plates were cut into specimens of different dimensions, including 15, 20, 30 and 50 mm in width. Drill with 10 mm of diameter was employed to make drilling hole on the materials. The influence of open-hole on mechanical property was investigated from tensile test. Different factors, included volume fraction of glass fiber, material thickness and width over diameter ratio (w/d), were investigated to evaluate the influence of mechanical property on specimens with open hole.Furthermore, the fracture behavior on glass mat composite was analyzed. In the investigation of the fracture behavior of notched specimens, two different fracture areas defined as parallel area and fan shape area were found and the length of parallel area was measured. To evaluate the materials property on notched specimens, characteristic distance was introduced and calculated by linear elastic method in finite element software (MSC-Marc). The results revealed characteristic distance had a good correspondence with parallel area length.In order to improve the mechanical property of notched glass mat composite, needle punched process was introduced which can bring thickness-direction fibers to reinforced the thickness direction of the composite. Normal glass mat (GM) and needle punched glass mat (NGM) were employed to fabricate composite with different volume fraction of glass fiber. Circular holes were drilled on the specimens. Decreasing of notched strength of drilled specimens from unnotched strength was compared between glass mat composites (GMC) and needle punched glass mat composite (NGMC). Acoustic emission (AE) was also carried out to monitor the damage process during tensile test. The tensile results and fracture behavior were analyzed and discussed. The optical observation was employ to examine the fracture characteristics between GMC and NGMC. After that, associated with the results of GMC and NGMC, the fracture toughness was measure from single-edge-notched tension test. The notched strength of GMC and NGMC was predicted together with the characteristic distance calculated from finite element analysis. The predicted results between GMC and NGMC was evaluated and compared.Based on the research results from GMC and NGMC, GMC composite with thermoplastic and paperboard reinforced thermoset composite was investigated to examine the applicability of previous results on other matrix or other mat reinforcement. The consistent analysis method was used here
Friction Characteristics of Microstructured Surface Created by Whirling Electrical Discharge Texturing
Get PDF京都工芸繊維大学博士（工学）Whirling electrical discharge texturing (WEDT) was developed for creating microstructures on the inner surface of small cylinder to confirm the surface characteristics of textured surface by controlling the machining conditions of WEDT. In addition, the tribological characteristics in terms of friction characteristics of non textured and textured suface were evaluated through ball-on-disc and pin-on-disc friction tests in order to optimize the optimum surface characteristics of textured surface as well as friction test conditions. Moreover, the friction characteristics of textured surface on the inner surface of cylinder were investigated through reciprocating friction test.
In chapter 2, the authors describes the principle of Electrical Discharge Machining (EDM), Electrical Discharge Texturing (EDT) and Whirling Electrical Discharge Texturing (WEDT) which developed from EDM and EDT for generating microstructures on inner surface of small cylinder. The fundamental of WEDT process, WEDT equipment and the preliminary experiment of texturing process were investigated in order to confirm the WEDT method. It was clarified that the microstructures could be generated and controlled on inner surface of small cylinder using WEDT.
In chapter 3, it was clarified that a single discharge could be generated with a pulse frequency of 20 kHz and discharge duration of 5 s. The surface characteristics of textured surface were able to be controlled by machining conditions of WEDT. The texture-area ratio and the total removal volume of crater were mainly depending on feed speed and pulse frequency. In addition, crater diameter and crater depth were mainly depending on discharge current. Furthermore, it could be clarified that a good surface quality could be obtained by WEDT.
Chapter 4 describes the tribological characteristic in term of friction coefficient was studied through friction test devices which are ball-on-disc friction test, It was investigated that the texture-area ratio of approximately 6% and a mean crater diameter 50 m were suitable conditions to reduce friction coefficient in ball-on-disc friction disc
Chapter 5 discuss the effect of the lubrication region, the actual contact surface area, and the surface characteristics of textured surface to friction characteristics was investigated through pin-on-disc friction test. A mean crater diameter 35 m with texture-area ratio of approximately 6% and 4 % with were considered as suitable conditions for reducing the friction coefficient under the mixed lubrication condition near the boundary condition and mixed lubrication condition near the elastohydrodynamic lubrication condition, respectively.
Chapter 6 is the main part of this research to reduce the friction coefficient with textured surface on inner surface of cylinder. With reciprocating friction test, low friction coefficient could be obtained under normal load 500 gf with a mean crater diameter of 40 m and texture-area ratio of approximately 2 %.
It was clarified that the low friction coefficient could be obtained with optimal condition of surface characteristics and surface roughness of textured surface compare to non textured surface. It was thought that the optimal condition of textured surface to reduce friction coefficient depends on schematic of test specimens, friction test conditions and friction test device
An Analytical Model for Saturation Drain Current Including the Higher Order Effect of Source and Drain Series Resistance in Sub-20 nm MOSFETs
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）In device design of sub-20 nm metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs), an accurate analytical current model including an effect of source and drain series resistance becomes important. To investigate the effects of the series resistance, the current driving capability is calculated for planar bulk, fully-depleted silicon-on-insulator (FD SOI), and multigate (MG) MOSFETs using the international technology roadmap for semiconductors (ITRS) data. We find that the effect of the series resistance becomes larger year by year, and the change of the resistance effect due to the structure change is small. An analytical model for saturation drain current including the higher order terms of the series resistance effect is derived to improve the accuracy of the model and understand the physical meaning of the effect of higher-order terms, and simulated. As a result, the higher order terms are important for analyzing the effect of the series resistance as gate length decreases. The resistance ratio of the source resistance to the channel resistance is dominant factor in device design for sub-20 nm MOSFETs. We investigate the structural dependence of the series resistance on saturation drain current in sub-20 nm technology nodes. The reduction rate of the saturation drain current due to the effect of the series resistance is calculated in planar bulk, FD SOI, and MG MOSFETs in high-performance (HP), low-operating-power (LOP), and low-standby-power (LSTP) technologies. We know that the reduction rate of the saturation drain current depends on the structure change of MOSFET. The dominant factor for the reduction rate of saturation drain current is the ratio of the series resistance to the channel resistance in HP technology. The dominant factor for the reduction rate of saturation drain current is the ratio of the overdrive voltage to the supply voltage in LOP technology. The dominant factor for the reduction rate of saturation drain current is the resistance and the voltage ratios in LSTP technology
Preparation of Modified p-Aramid Fiber as Reinforcing Material for Polymer
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）With the increasing demand of FRP composites for both civil and military users, p-aramid fiber as a high performance fiber has attracted high attention during recent years due to its characteristics of low density, high strength, high heat resistance and toughness. However, because of the chemical inert surface and fibrillar structure, p-aramid fiber always exhibits a much poorer compressive strength relative to its tensile strength, which finally results in low affinity with the resin matrix. In order to obtain a modified p-aramid fiber which can be used as a commendable reinforcing material for polymer with a high interfacial adhesion, attempts on the approaches of improving the interfacial adhesion have been presented in this thesis which mainly consists of two approaches. The first approach was focused on the modification of p-aramid fiber (Kevlar) by electron beam irradiation. As a primarily investigation, the effect of electron beam irradiation crosslinking with TMAIC on the mechanical properties of Kevlar fiber was discussed. It is found that after electron beam modification, the crosslinker (TMAIC) can be successfully grafted on Kevlar fibers which can be clearly observed from FT-IR and XPS spectrums. In addition, a distinctly decreasing of fibrillation rate and little stretched fibrils after BFPO test were observed due to the further crosslinked and bound by those grafted TMAIC. What’s more, the interfacial adhesion strength between Kevlar fibers and PP resin in a composite improved by approximately 70 % comparing with the untreated Kevlar fibers. The other approach to modify the p-aramid fiber is preparing p-aramid aerogel with high specific surface area by sol-gel process and supercritical carbon dioxide drying. The effect of hydrogen bonds on the volume shrinkage of p-aramid aerogel was examined. It could be concluded that to weaken the hydrogen bonds or enlarge the molecule structure to a certain degree was an efficient way to decrease the volume shrinkage of p-aramid aerogel. What’s more, rather than changing the concentration of hydrogen bonds by altering the initial concentrations of strong hydrogen acceptor, monomer grafting by electron beam irradiation exhibited much more significant influence and made the aerogel more stable
高品位点眼容器の開発に関する研究
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）プラスチック製点眼容器においては、水蒸気の透過や薬物の容器壁面への吸着が問題になることがある。既存のポリマーを単体で使用するだけでは、これらの問題点を解決するのは困難である。そこで、水蒸気の非透過性、つまり水分バリア性が高いが、薬物の非吸着性が低いPPと、薬物の非吸着性に優れているが水分バリア性が低いPETの複合化について検討した。また現状では、点眼容器の使いやすさの指標としてスクイズ力の測定方法に問題があると考えられているため、筋電図計を用いて測定・数値化する検討も行った。第1章では、点眼容器の成り立ちを述べるとともに、現代における点眼容器の法規制について説明した上で、問題点とその背景を述べた。第2章では、スキン層がPET、コア層がPPのサンドイッチ成形を検討した結果、薬物であるℓ-メントール非吸着性に対する効果は大きいものの、水分バリア性に対する効果が小さいことを明らかにした。第3章ではPET/PPポリマーブレンドを検討した。いずれの混合比率においても水分バリア性は大きく向上した。これは、PETがマトリックスを支配する非相溶のモルフォロジーを呈するPETリッチの混合比においても、PPが細長い層状を形成することにより迷路効果を発揮できたためであると考えられる。ℓ-メントール非吸着性は、PETがマトリックスを支配するモルフォロジーを呈した、PET 70%以上の混合比率であれば、期待値以上の非吸着性を確保することができた。ℓ-メントール非吸着性と水分バリア性の両立という面では、PET:PP=7:3が点眼容器に適していた。一方で、PET/PPブレンド材は機械特性が著しく低下することがわかった。さほど大きな耐荷重を必要としない点眼容器といえども、PET:PP=7:3およびPET:PP=5:5のブレンド材ではその荷重にすら耐えられないことがわかった。第4章では、PET/PPブレンド系に相溶化剤を添加することを検討した。相溶化剤を添加することにより、PET/PPが均一に微分散したモルフォロジーを呈したことによって、機械特性が向上し、点眼容器としての耐荷重を確保できることがわかった。一方でPET/PPが均一に微分散することによって、水分バリア性および、ℓ-メントール非吸着性については、相溶化剤を添加していない系よりも劣ることが明らかになった。そこで、非相溶アロイの状態でモルフォロジーを制御する検討として、相溶化剤を使用せずに、第5章ではPP粘度を、第6章ではPET粘度を変化させた場合の挙動を検証した。水分バリア性は、PP粘度およびPET粘度のいずれにも依存することなく、どの粘度においても優れた水分バリア性が確保できることがわかった。これはPETリッチの混合比の場合はいずれの粘度においても、ドメインであるPPが細長い層状を呈する迷路効果のモルフォロジーが形成されたことに起因すると考えられる。機械特性については、PET:PP=5:5の混合比において、PPでは高粘度材を、PETでは低粘度材を使用した場合に向上効果が認められた。PPでは低粘度材よりも高粘度材を、PETでは高粘度材よりも低粘度材を使用することで、PPの分散が小さく層状のモルフォロジーを形成されていたためと思われる。ℓ-メントール非吸着性においても、PET:PP=5:5の混合比の場合に、PPでは高粘度材、PETでは低粘度材を用いた場合に向上効果が認められた。\PET/PPポリマーアロイにおいて、「固有粘度≦0.72」のPETと、「固有粘度≧1.4」のPPを選択してPET:PP=5:5でブレンドすれば、ℓ-メントールの非吸着性と水分バリア性が両立でき、なおかつ耐衝撃性に優れる点眼容器を達成できることが明らかになった。第7章では、スクイズ力を定量化する試みとして、筋電図計を用いて腕の筋肉を測定する方法を検討した。短橈側手根伸筋及び橈側手根屈筋を被験筋として、%MVCにより数値化すれば、人間が実際に感じている負担を有体に表すことができた。第8章では、第2章から第6章で、ℓ-メントール非吸着性、水分バリア性および機械特性（衝撃強度）の全てを満足することができた点眼容器を、第7章で検討した「筋電図を用いた点眼スクイズ力の測定方法」を用いて検証した結果、既存の点眼容器で使用されている、Neat PET材やNeat PP材のスクイズ性の範囲を逸脱することなく、良好な使用性を維持できることがわかった
Study on the Mechanical and Interfacial Property of Injection Molded Fiber Reinforced Thermoplastics
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）Fiber reinforced polymer (FRP) composites have been used widely in the land transportation, aerospace, marine structures and characteristically conservative infrastructure construction industries and generally, the interface plays very important role in the properties of FRP materials. Therefore, this research studied the mechanical and interfacial property involved in the non-weld samples, weld samples and adhesive samples of insert moldings. Green composites as one of environment-friendly materials are becoming more and more attractive. The control of environmental pollution, the high performance properties and the recycling opportunity make thermoplastic polymers very attractive. The combination of thermoplastics and renewable natural fibers such as jute fibers as reinforcement in composites will answer the demand of environmental friendly materials. Jute fibers have several specific advantages including low cost, high and comparable specific mechanical properties, excellent biodegradability, and good thermal and acoustic insulation. On the other hand, due to the good biodegradability and good recyclability, mechanical properties and light weight, polylactic acid (PLA) and polypropylene (PP) has been widely used in many aspects, such as automotive parts and house furnishings. Injection molding is one of the most attractive mass production methods for plastic parts in industry owing to its high production rate, short cycle times and low percentage of scrap, available and versatile moulds. However, weld line is one of the typical problems seen in injection molding. The presence of weld lines not only detracts from the surface quality but also significantly reduces the mechanical strength of injection-molded parts. In this research, firstly it studied the mechanical properties of injection molded jute/PLA and jute/PP with or without weld line. The Kelly-Tyson model was used to estimate the interfacial property of injection molded jute/PLA and jute/PP with or without weld line. The method of increasing-holding pressure and re-compounding technology were used to improve the mechanical and interfacial property of injection molded jute/PLA and jute/PP with or without weld line. Glass reinforced polypropylene (GF/PP) composites are the most widely used fiber reinforced thermoplastic because of their excellent mechanical property, good processability and low cost. Many research works have been carried out to investigate the interfacial shear property in the FRP composites, but very few reports on interfacial tension property in FRP materials can be found. As a subsequence, a novel method was established to evaluate the interfacial tension property in the injection molded GF/PP composites based on the characteristic of fiber orientation in the weld samples. In addition, the effect of weld line and scratch on the impact property of injection molded PP and polycarbonate (PC) plate was investigated based on the drop impact test and fracture surface observation. In order to short-cut the production processing and reduce energy consumption, direct fiber feeding injection molding technology regardless of pelletizing process was established in this research. Kelly-Tyson model and nano indenter instrument were adopted to do comparative research on the interfacial property of carbon fiber reinforced polycarbonate (CF/PC) fabricated by direct fiber feeding injection molding technology. Insert-molding is the injection molding process where one material is molded onto a second material. If properly selected, the two kinds of materials will form a strong bond. Therefore, the use of primers or adhesives is no longer required to achieve an optimum bond between the two materials. In the final of this research, the interface adhesive property of GF/PP and GF/PC dumbbells molded by insert molding method were estimated based the tensile test, differential scanning calorimeter (DSC) and morphology observation by the scanning electron microscope (SEM)