• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

芯鞘型複合繊維を利用した傾斜構造をもつ連続繊維強化熱可塑性樹脂複合材料の作製

研究課題

研究課題/領域番号 10650675
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 複合材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

鞠谷 雄士  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (70153046)

研究分担者 伊藤 浩志  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (20259807)
塩谷 正俊  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10196363)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1999年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1998年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード芯鞘型複合繊維 / 溶融紡糸 / 傾斜構造 / 繊維強化複合材料 / 熱可塑性液晶ポリエステル / ポリカーボネート / ポリプロピレン / 三次元複合材料 / ポリカーネート / 力学挙動 / 芯鞘型繊維 / マルチ型繊維
研究概要

芯鞘型繊維及び多数の細い連続繊維がマトリクス樹脂中に埋め込まれた複合繊維を用いて,繊維強化複合材料を作製し,複合繊維の断面構造が紡糸挙動,複合繊維および複合材料の力学挙動に及ぼす影響につき検証した.実際には,芯成分に熱可塑性液晶ポリエステル(TLCP),鞘部にポリプロピレン(PP)を用いて複合繊維の溶融紡糸を行い,形状の異なる2種類のノズルを用いることで芯鞘型繊維及び261本の細い連続繊維がマトリクス樹脂中に埋め込まれた複合繊維(以下,マルチ型繊維と呼ぶ)を作製した.紡糸過程の細化挙動を計測したところ,マルチ型繊維の方がわずかに細化が遅れることが明らかとなった.これはノズル直下における複合繊維中のTLCPの配向性が高いためである.しかし,得られた複合繊維について,広角X線回析及び力学的性質を解析した結果では両者に特に差は見られなかった.また,複合繊維を凹凸金型内に一方向に配列させ,PPの融点以上,TLCPの融点以下の温度で圧縮成形することにより,鞘成分のみを融解させ連続繊維強化複合材料を作製した。これらの繊維から作製した複合材料の3点曲げ試験を行い,芯鞘型繊維とマルチ型複合繊維複合材料の挙動を比較すると,曲げ弾性率,曲げ強度はほぼ同じ値を示している.しかし,最大荷重以降の挙動に明らかな違いがみられ,マルチ型繊維に比べ芯鞘型繊維は徐々に荷重が減少していくことが分かる.また,複合材料の引張試験においても引張試験においても引張弾性率,引張強度はほぼ同程度であったが曲げ試験と同様,破壊挙動に違いが現れた.破壊部分の観察結果より,曲げ試験,引張試験ともに試験後の複合材料片に破壊部分の違いが現れており芯鞘型繊維は延性的,複合繊維は脆性的な破壊挙動を示した.
さらに,芯鞘型繊維の作製を経由して三次元的な構造を有する連続繊維で強化された複合材料を作製することを目的として研究を行った.具体的には,まず芯成分に熱可塑性液晶ポリエステル(TLCP),鞘部にポリカーボネート(PC)を用いて芯鞘型複合繊維の溶融紡糸を行った.複合繊維を凹凸金型内に直交方向あるいは三方向に配置して複合材料を成形し,その力学特性について検討した.特に三方向強化材では積層理論から予測される通り,弾性率が面内等方性を示す複合材料が得られていることを確認した.さらに,複合繊維を平織りした織物を作製し,この織物を積層した後に圧縮成形して,三次元的に強化繊維が配列した繊維強化複合材料を作製した.このように,芯鞘型複合繊維を複合材料成形に応用することで,材料設計の自由度が高くなり,複雑な構造を有する連続繊維強化複合材料が得られることを実証した.

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (46件)

  • [文献書誌] 村田章: "PVDFの高速紡糸における液体恒温槽を用いた高次構造制御"成形加工. 10(7). 554-562 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. J. Jeon: "Effect of Metallic Wire Inserted in Nozzle in High-Speed Melt Sprinning of Poly(ethylene terephthalate)"J. Appl. Polym. Sci.. 70. 665-674 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鞠谷雄士: "高速紡糸と繊維構造制御"高分子加工. 48(4). 18-24 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Miyata: "Effect of Liquid Isothermal Bath in High-Speed Melt Spinning of Poly(ethlene 2,6-naphthalene dicarboxylate)"Sen'i Gakkaishi. 54(12). 661-671 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kawahara: "Structural Analysis for Commercial Poly(ethylene terephthalate)Fiber with Longitudinal Thickness Fluctuation"Sen'i Gakkaishi. 55(7). 91-95 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Miyata: "Fiber Structure Development in High-Speed Melt Spinning of Poly(ethylene terephthalate-co2,6-naphthalene dicarboxylate)"J. Polym. Eng.. 19(6). 395-418 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Miyata: "Structural Change of High-Speed Spun Poly(ethylene 2,6-naphthalene dicarboxylate) Fibers with Annealing"Sen'i Gakkaishi. 55(11). 542-551 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Furuta: "Fabrication of Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic Composites with Structural Gradient from Sheath-Core Type Bicomponent Fibers"Composite Interfaces. 6(5). 451-466 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Radhakrishnan: "Enhancement of fiber Structure Formation of a Liquid Crystalline Copolyester via Ultra-High Speed Bicomponent Spinning with Poly(ethylene terephthalate)"Polym. Eng. Sci.. 39(1). 89-98 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kikutani: "On-line Measurement of Orientation Devleopment in the High-Speed Melt spinning Process"Polym. Eng. Sci.. 39(12). 2349-2357 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. S. Kim: "Computational Analysis on the Thermal Bonding Behavior of Bicomponent Fibers"J. Text. Inst.. 90, Part 1(4). 508-525 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Furuhashi, H. Ito, T. Kitutani, T. Yamanoto, M. Kimizu, M. Cakamak: "Structural Analysis of Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) Fibers Prepared by Drawing and Annealing Processes"J. Polym. Sci., Polym. Phys.. 36. 2471-2482 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. J. Jeon, H. Ito, T. Kitutani, N. Okui: "Effect of Metallic Wire Inserted in Nozzle in High-Speed Melt Spinning of Poly(ethylene terephthalate)"J. Appl. Polym. Sci.. 70. 665-674 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Miyata, H. Ito, T. Kitutani, N. Okui: "Effect of Liquid Isothermal Bath in High-Speed Melt Spinning of Poly(ethlene 2,6-naphthalene dicarboxylate)"Sen'I Gakkaishi. 54(12). 661-671 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Yamashita, M. Shioya, M. Nakatani: "Preparation of Carbon Fibers and Films from Poly(vinylidene fluoride) using Chemical Dehydrofluorination"Carbon. 36(7-8). 1240-1243 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Radhakrishnan, H. Ito, T. Kitutani, N. Okui: "Enhancement of fiber Structure Formation of a Liquid Crystalline Copolyester via Ultra-High Speed Biocomponent Spinning with Poly(ethylene terephthalate)"Polym. Eng. Sci.. 39(1). 89-98 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. S. Kim, H. Ito, T. Kitutani, N. Okui: "Computational Analysis on the Thermal Bonding Behaviors of Biocomponent Fibers"J. Textile Inst.. 90 Part 1(4). 508-525 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Shioya, S. Yasui, A. Takaku: "Relation Between Interfacial Shear Strength and Tensile Strength of Carbon Fiber/Resin Composite Strands"Composite Interface. 6(4). 305-323 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Furuta, J. Radhakrishnan, H. Ito, T. Kitutani, N. Okui: "Fabrication of Continuous Fiber-reinforced Thermoplastic Composites with Structural Gradient from Sheath-Core Type Bicomponent Fibers"Composite Interface. 6(5). 451-466 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Miyata, H. Ito, T. Kitutani, N. Okui: "Fiber Structure Development in High-Speed Melt Spinning of Poly(ethylene-co-2,6-naphthalene dicarboxylate)"J. Polym. Eng.. 19(6). 395-418 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kawahara, T. Kikutani, M. Tsuji: "Structural Analysis for Commercial Poly(ethylene terephthalate) Fiber with Longitudinal Thickness Fluctuation"Sen'I Gakkaishi. 55(7). 91-95 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Miyata, H. Ito, T. Kitutani, N. Okui: "Structural Change of High-Speed Spun Poly(ethlene 2,6-naphthalene dicarboxylate) Fibers with Annealing"Sen'I Gakkaishi. 55(11). 542-551 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kitutani, K. Nakao, W. Takarada, N. Okui: "On-Line Measurement of Orientation Development in the High-Speed Melt Spinning Process"Polym. Eng. Sci.. 39(12). 2349-2357 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Yamashita, M. Shioya, S. Kondo, T. Hashimoto, A. Takaku: "Relation between Carbonization Behavior of Polycarbodiimide Films and Stabilization Conditions"Carbon. 37. 71-78 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Nakatani, M. Shioya, J. Yamashita: "Axial Compressive Fracture of Carbon Fibers"Carbon. 37. 601-608 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Yamashita, M. Shioya, T. Hashimoto, A. Takaku: "Prepared Orientation Induced in Polycabodiimide-Based Carbon Films by Stretching"Carbon. 37. 625-630 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kawahara, M. Shioya, M. Yoshino, K. Murai: "Influences of Fundamental Characteristics of Weft Yarns and Decatizing Treatment on Mechanical Properties of Silk Necktie Fabrics"J. The Textile Mach. Society of Japan. 45. 1-5 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Shioya, M. Kanatani, K. Nakao: "Axial Compression Bending Tests on Carbon Films and Carbon Fiber Composites"J. Materials Sci,. 34. 1301-1311 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. S. Kim. M. Shioya, A. Takaku: "Kinetic Studies on Hot-Stretching of Polyacryonitrile-Based Carbon Fibers by Using Internal Resistance Heating - Part I Changes in Resistivity and Strain -"J. Materials Sci,. 34. 3299-3306 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. S. Kim. M. Shioya, A. Takaku: "Kinetic Studies on Hot-Stretching of Polyacryonitrile-Based Carbon Fibers by Using Internal Resistance Heating - Part II Changes in Structure and Mechanical Properties"J. Materials Sci,. 34. 3307-3314 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. S. Kim. M. Shioya, A. Takaku: "Sublimation and Deposition of Carbon during Internal Resistance Heating of Carbon Fibers"J. Materials Sci,. 34. 4613-4622 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Shioya, K. Shinotani, A. Takaku: "Carbonization Behavior of Polyoxadiazole Fibers and Films"J. Materials Sci,. 34. 6015-6025 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kawahara, M. Shioya: "Characterization of Microvoids in Mulberry and Tussah Silk Fibers using Stannic Acid Treatment"J. Appl. Poly. Sci.. 73. 363-367 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kawahara, M. Shioya: "Transverse Long Period in Wet Silk Fibers"Textile Res. J.. 69(10). 791-792 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Miyata: "Fiber Structure Development in High-Speed Melt Spinning of Poly (ethylene 2,6-naph-thalene dicarboxylate)"J. Polym. Eng.. 19(6). 395-418 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Miyata: "Structural Change of High-Speed Spun Poly (ethylene 2,6-naph-thalene dicarboxylate) Fibers with Annealing"Sen'i Gakkaishi. 55(11). 542-551 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 鞠谷雄士: "高速紡糸と繊維構造制御"高分子加工. 48(4). 18-24 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kikutani: "On-line Measurement of Orientation Development in the High-Speed Melt Spinning Process"Polym. Eng. Sci.. 39(12). 2349-2357 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H.S.Kim: "Computational Analysis on the Thermal Bonding Behavior of Bicomponent Fibres"J. Text. Inst.. 90,Part1(4). 508-525 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] J.Radhakrishnan: "Enhancement of fiber Structure Formation of a Liquid Crystalline Copolyester via Ultra-High Speed Bicomponent Spinning with Poly (ethylene terephthalate)"Polym. Eng. Sci.. 39(1). 89-98 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kawahara: "Structural Analysis for Commercial Poly (ethylene terephthalate) Fiber with Longitudinal Thickness Fluctuation"Sen'i Gakkaishi. 55(7). 91-95 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Furuta: "Fabrication of Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic Composites with Structural Gradient from Sheath-Core Type Bicomponent Fibers"Composite Interfaces. 6(5). 451-466 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hyung Joong JEON: "Effect of Metallic Wire Inserted in Nozzle in High-Speed Melt Spinning of Poly(ethylene terephthalate)" Journal of Applied Polymer Science. 70. 665-674 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] J.RADHAKRISHNAN: "Enhancement of Fiber Structure Formation of a Liquid Crystalline Copolyester via Ultra-High Speed Bicomponent Spinning with Poly(ethylene terephthalate)" Polymer Engineering and Science. 39・1. 89-98 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ken MIYATA: "Effect of Liquid Isothermal Bath in High-Speed Melt Spinning of Poly(ethlene 2,6-naphthalene dicarboxylate)" Seni Gakkaishi. 54・12. 661-671 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 村田章: "PVDFの高速紡糸における液体恒温槽を用いた高次構造制御" 成形加工. 10・7. 554-562 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

URL: 

公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi