2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the fiber strength by the in-situ observation of structure development
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16K05910
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
大越 豊 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (40185236)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | X線 / シンクロトロン / アンジュレーター / 繊維 / 繊維構造 / 強度 / ポリエチレンテレフタラート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高速紡糸・延伸などによって配向した高分子材料が配向結晶化を起こし、強度や弾性率などの繊維物性が顕著に増加することは良く知られているが、高強度の繊維では分子の配向や結晶化度が飽和傾向を示すことから、強度設計に有用な新たな構造パラメータが求められていた。繊維・フィルムの延伸等、繊維・高分子材料を高度に配向させると、配向結晶化により数ミリ秒で繊維構造が形成される。本研究では、レーザー光照射加熱を利用した連続延伸とFSBLのアンジュレーター光源の組み合わせによって、ごく短時間で完了するこの構造形成過程を100マイクロ秒以下の時間分解能で測定することに成功した。
平成30年度は、Poly(ethylene terephthalate)共重合体の連続ネック延伸過程における繊維構造形成、特にsmectic相の形態・秩序性および量の経時変化に注目し、紡糸・延伸条件の効果を詳細に検討した。実験の結果、ネック変形後0.3ms付近で最大値を示し、その後消滅するsmectic相の量とサイズは、紡糸速度が増すほど減少した。また安定延伸できる最低応力では生じず、80MPaまでで急増した後飽和した。延伸応力がそれ以上増加した場合、量とサイズの変化は小さかったが、ネック変形から0.3msまでの時間帯で、面間隔に明瞭な延伸応力依存性が観察される様になった。得られた面間隔は共重合により明瞭に短くなるのに対し、結晶の面間隔にはほとんど差が見られなかったことから、smectic相から結晶への転移時に共重合成分が結晶外に押し出されることが強く示唆された。
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