2018 Fiscal Year Annual Research Report
High strength green composite development due to the reinforced mechanism of bowing natural fibers
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26709003
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
野田 淳二 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (00398992)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | グリーンコンポジット / 有限要素法 / 射出成型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請課題の目的は環境親和性を備えた天然繊維強化複合材料(GC)に関して，湾曲繊維の機構を利用して従来のGC材よりも高強度なGC射出成形用ペレットを開発することである．平成29年度までに高分散化，長繊維化，高繊維含有率化を図った高強度天然繊維強化複合材料(GC)ペレットの作製に成功してきたが，さらに実用化を拡げる薄層金型への成形が可能な天然繊維専用定量フィーダーも開発した．このGC材はさらなる高強度化が実現できることがわかったが原理は不明であった．補助事業期間を延長して繊維の分布観察をこの新たなGC材で行い，有限要素法解析を援用して高強度化メカニズムの解明を行った．構築した有限要素法解析援用による湾曲繊維近傍の応力場と破壊起点部の関係が調査できるシステムを利用し，電子顕微鏡内で観察した45個の湾曲繊維破壊写真から，特徴的な湾曲繊維を選別し，27個の有限要素法モデルを追加で構築し，繊維の湾曲に伴う応力分布と破壊起点部の関係を調査した．その結果，開口型き裂モードが発生する場合は，60~75°の配向部，せん断型き裂モードが発生する場合は，45~60°の配向部が寄与しており薄層化によって，より天然繊維の湾曲が引張破壊に寄与することが明らかとなった．また，この配向角の領域が狭まり，これが強度のばらつきが減少する結果の要因であった．最後に，ラボレベルではあるが，繊維含有率20wt%にてゲージ長さ15mmで板厚1mmのダンベル型試験片の射出成形にも成功し，本研究で開発した高強度GCペレットの薄層化も実証した．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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