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高性能繊維の異方性力学物性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 03453110
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 高分子物性・高分子材料
研究機関京都大学

研究代表者

川端 季雄  京都大学, 工学部, 教授 (10025885)

研究分担者 西条 賢次  京都大学, 工学部, 教務職員 (60115847)
研究期間 (年度) 1991 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
1992年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
1991年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
キーワード高性能繊維 / アラミド繊維 / 異方性力学特性 / クリープ / ねじりクリープ / 疲労寿命予測 / 繊維強度 / シフトファクター / アラミド / シフトフアクター / 高強度繊維 / 繊維力学物性 / 力学異方性 / 炭素繊維
研究概要

直径が10〜15μmの単繊維の力学特性は強い異方性を示し、その方向によって強度も大きく変る。この性質の精密な測定は繊維の寸法からこれまで直接測定は不可能であった。しかし高強度繊維の宇宙航空機器への応用、特に複合材料の分野への応用に関し、詳細な測定が必要になった。また高度の配向をもつ高分子の性質研究のうえでもこの測定は強く要請されていた。本研究では科学研究費の補助を得てその測定システムを完成した。すなわち(1)精密繊維軸方向引張特性試験株、(2)同じく繊維軸方向圧縮試験株、(3)繊維軸直角方向への圧縮試験株、(4)ねじり試験株、(5)ポアソン比測定株で、このうち(2)は単繊維に代ってマイクロマンポジット法を採用したが、他はすべて単繊維の直接測定方式であり、装置は0.1μmの分解能をもつ。これらを用いて、アラニド繊維ほか、各種繊維の異方性特性の測定を実施し、多くのデータを得ることができた。特に新しく興味ある知見は下記のとおりである。
(1)引張特性と圧縮特性が繊維軸方向についてはじめて連結され、繊維軸方向の繊維の特性が全体にわたって、すなわち引張から圧縮まで明らかになった。高強度繊維が圧縮に弱いことが始めて明僚に応力一ひろげ曲線上に描かれた。
(2)繊維がねじりに、すなわちせん断応力に極めて弱く、破壊がこれの原因で生じ繊維切断が生じることが明らかになった。
(3)ねじり疲労について予測式が完成した。
(4)異方性の粘弾性特性についても測定が行われ、多くの知見が得られた。

報告書

(3件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] S.Kawabata and K.Katsuma: "Anisotropic Viscoelasticity of Aramid Single Fiber with Transverse Creep Measurement and Modeling of Micro Structure" Proceeding of the 21st Textile Research Symposium. 21. 1-4 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.Murake,M.Niwa and S.Kawabata: "Interrelation between Fiber Transverse Modulus and Yarn Mechanical Properties" Proceeding of the 21st Textile Research Symposium. 21. 10-13 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kawabata and S.Miki: "Dynamic Testing of Aramid Single Fiber and Influence of Moisture on the Complex Modulus of Kevlar 29" Proceeding of the 21st Textile Research Symposium. 21. 14-17 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kawabata,M.Sera and S.Miki: "Predection of Fatigue Behavior of Aramid Fiber" Proceeding of the 21st Textile Research Symposium. 21. 18-21 (1992)

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    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kawabata: "Properties of High Performance Fibers" Proceeding of the 2nd International Conf.on Advanced Materials and Technology. 2. 51-57 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Katsuma and S.Kawabata: "Viscoelastic Behavior of Single Fiber in Transverse Direction to Fiber Axis" Proceeding of the 20th Textile Research Symposium. 20. 69-72 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kawabata,M.Sera,T.Kotani,K.Katsuma,M.Niwa and C.Xiaoxin: "Will be presented at the 9th International Conf.Composite Materials" Univ.of Zaragoza,Spain, (1993)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kawabata and M.Sera: "Proc.International Conf.Adovanced Composite 1993" Wollongong University,Australia, (1993)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kawabata, M. Sera, T. Kotani, K. Katsuma, M. Niwa and C. Xiaoxin: "Anisotropic Mechanical Properties of Advanced High Performance Fibers Obtained by a Single Fiber Testing System" the 9th International Conf. Composite Materials, Spain. (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kawabata and M. Sera: "Fatigue of Aramid Fibers" Proc. International Conf. Adovanced Composite 1993, Wollongong University, Australia. (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kawabata and K. Katsuma: "Anisotropic Viscoelasticity of Aramid Single Fiber with Transverse Creep Measurement and Modeling of Micro Structure" Proceeding of the 21st Textile Research Symposium. 1-4 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C. Muraki, M. Niwa and S. Kawabata: "Interrelation between Fiber Transverse Modulus and Yarn Mechanical Properties" Proceeding of the 21st Textile Research Symposium. 10-13 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kawabata and S. Miki: "Dynamic Testing of Aramid Single Fiber and Influence of Moisture on the Complex Modulus of Kevlar 29" Proceeding of the 21st Textile Research Symposium. 14-17 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kawabata, M. Sera and S. Miki: "Prediction of Fatigue Behavior of Aramid Fiber" Proceeding of the 21st Textile Research Symposium. 18-21 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kawabata: "Properties of High Performance Fibers" Proceeding of the 2nd International Conf. on Advanced Materials and Technology. 51-57 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Sera and S. Kawabta: "Fatigue Process of Aramide Fibers Under Torsion" Proceeding of the 20th Textile Research Symposium. 57-60 (1991)

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    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Katsuma and S. Kawabata: "Viscoelastic Behavior of Single Fiber in Transverse Direction to Fiber Axis" Proceeding of the 20th Textile Research Symposium. 69-72 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Miki and S. Kawabata: "Dynamic Viscoelastic Measurement of Single Fiber" Proceeding of the 20th Textile Research Symposium. 82-85 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C. Muraki, S. Saito, M. Niwa and S. Kawabata: "Changes in the Mechanical Property of Wool Fibers During Spinning and Weaving Processes Observed by Single Fiber Measurements" Proceeding of the 20th Textile Research Symposium. 90-93 (1991)

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    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川端 季雄: "Non-linear Theory of the Biaxial Deformation of a Triaxial-weave Fabric" Journal of the Textile Institute. 83. 104-119 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 勝間 啓太: "Anisotropic Viscoelasticity of Aramid Single Fiber with Transverse Creep Measurement and Modeling of micro structure" 繊維工学研究計論会(第21回)要旨集. 21. 1-4 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 川端 季雄: "Prediction of Fatigue Behavior of Aramid Fiber" 繊維工学研究計論会(第21回)要旨集. 21. 18-21 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 村木 千恵: "Inter-relation Between Fiber Transverse Moodulus and Yarn Mechanical Properties" 繊維工学研究計論会(第21回)要旨集. 21. 10-13 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 三木 慎一郎: "Dynamic Testing of Aramid Single Fiber and Influence of Moisture on the Complex Modulus of Kevlar 29." 繊維工学研究計論会(第21回)要旨集. 21. 14-17 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 世良 正憲: "アラミド単繊維の捩りによるせん断疲労過程" 高分子学会予稿集. 41. 1240-1240 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 川端 季雄: "Nonーlinear Theory of the Biaxial Deformation of Triaxial Weave" Journal of the Textile Institute.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 三木 愼一郎: "単繊維の動的粘弾性測定" 繊維大学討論会(20回)論文要旨集. 20. 82-85 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 勝間 啓太: "単繊維の繊維軸直角方向の粘弾性" 繊維大学討論会(20回)論文要旨集. 20. 69-72 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 世良 正憲: "アラミド繊維のねじり疲労過程" 繊維大討論会(20回)論文要旨集. 20. 65-68 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 村木 千惠: "羊毛繊維の紡績・製織プロセス中の力学特性変化について" 繊維大学討論会(20回)論文要旨集. 20. 90-93 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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