2013 Fiscal Year Research-status Report
繊維・樹脂間のぬれ性を考慮した新たな浸透性評価理論の構築
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25820345
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
斉藤 博嗣 金沢工業大学, 工学部, 講師 (70367457)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 浸透性 / 含浸 / 表面処理 / ぬれ性 / Darcy則 / 毛管現象 / 繊維織布 / ボイド |
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| Research Abstract |
繊維織布のぬれ性が樹脂の浸透性におよぼす影響の定量的評価に着手した．繊維織布には平織ガラスクロスを使用し，繊維束内の接触角を変化させるため，シランカップリング処理を施したもの(AR) ，ARのシランカップリング剤をアセトンで除去したもの(WS)，WSに離型処理を施したもの(MR)の3種類を用いた．ガラスクロスに浸透させる樹脂には，浸透過程で粘度が変化しないグリセリンを用いて，Darcy則に基づき浸透性を比較評価した．その結果，ぬれ性の高い界面を有するガラスクロスほど浸透性が低いことが明らかとなった．一方，樹脂浸透後のガラスクロス断面を観察した結果，ぬれ性の相違により繊維束内部の樹脂浸透挙動に大きな差異が見られ，ぬれ性が低い繊維織布ではボイドが多数見られた．このことから，繊維基材レベルの見かけの樹脂浸透と，繊維束レベルでの毛管現象による微視的な樹脂浸透は，互いに相関性を有するものの，異なる現象としてあつかう必要があると考えられる．
そのため，強化繊維に樹脂が含浸する際の巨視的な見かけの樹脂浸透と，毛管現象により繊維束に樹脂が浸透する際の微視的な浸透挙動について，実験的な評価を行ない，その相関性について検討した．その結果，繊維束内の浸透速度は，ぬれ性が良いと明らかに速いことがわかった．一方，初期浸透速度はぬれ性が良いと速いものの，その後の浸透速度はぬれ性に関わらずほぼ同等の速度を示した．従って，微視的な毛管現象による繊維束内の浸透速度と繊維基材の浸透速度の差異が，繊維束内のボイド形成に影響すると考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度に計画していた繊維織布の表面処理法の検討，繊維織布と樹脂のぬれ性の実験的評価，浸透性評価がおおむね実施できたため．さらに，微視的な浸透性について検討を始めることができたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
微視的な浸透性について検討を行ないつつ，浸透性におよぼすぬれ性の数理的相関性の検討と新たな浸透性理論の構築に取り組み，さらに異なる材料系を用いた構築理論の検証を行なう．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
購入設備が当初計画より低額で購入できたため．また，授業等の業務と重複したため，当初予定した学会への参加を見送り，出張旅費が不要となったため．
学会参加の旅費，および実験消耗品に充当する．
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