熱硬化性樹脂の硬化時の構成式の確立と内部応力評価への応用

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11650079
• 研究機関: 東京電機大学
• 研究代表者: 池上 皓三 東京電機大学, 工学部, 教授 (40016788)
• 研究分担者: 佐藤 千明 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (80235366)
• キーワード: 熱硬化性樹脂 / 相変化 / 構成式 / 内部応力 / 粘弾性変形 / 硬化条件

研究概要

熱硬化性樹脂の硬化時の基本的な物性の構成関係を温度効果をも考慮して定式化を行い、その結果を用いて樹脂単体のモデルや樹脂と金属板の接合体のモデルの、樹脂硬化時の内部応力を評価し、温度効果の影響をも調べた。
1.熱化性樹脂の硬化過程での物性値の評価
(1)種々の温度一定のもとで樹脂を硬化させたときの、樹脂の体積収縮を測定し、硬化温度と樹脂の硬化収縮の関係式を導いた。
(2)高い温度で樹脂を硬化させると、硬化収縮の速度が速くなり、収縮量が大きくなった。
2.熱化性樹脂の硬化過程での構成式の誘導
(1)種々の温度一定のもとでの樹脂のクリープ変形を測定し、硬化開始後の経過時間と硬化温度がクリープ変形に及ぼす影響を明らかにした。
(2)実験から得られたクリープ変形を非線形粘弾性モデルを用いて定式化できた。
3.樹脂モデルの内部応力評価
(1)金属板と樹脂の二層複合体の樹脂が硬化するときの内部応力を解析し、硬化温度が高いほど内部応力が大きくなり、内部応力による反りが大きくなる。
(2)硬化時の内部応力による変形を弾性解析で行うよりも、粘弾性解析で行うほうが、より実際に近い値が得られた。
(3)樹脂を直方体の型に入れて硬化させたとき、樹脂内部の温度が一様であると仮定して解析した内部応力よりも、樹脂内部に温度勾配があると仮定して解析した内部応力の方が大きくなった。

研究成果

• [文献書誌] 仁内宏紀,佐藤千明,池上皓三: "熱硬化性樹脂の変動温度下での硬化過程に於ける体積変動率"材料. 48卷6号. 643-648 (1999)
• [文献書誌] Kozo Ikegami,Hiroshi Kawada: "Internal stresses of epoxy resin induced b thermal history"Proceedings of the third international congress on thermal stresses. 203-206 (1999)
• [文献書誌] Kozo Ikegami,Hiroaki Matsui: "Evolution of internal stress of thermosetting resin during curing process"Proceedings of the first international workshop on electronics Materials and packaging. 153-158 (1999)
• [文献書誌] Kozo Ikegami: "Internal stress of thermosetting resin induced by curing process"Proceedings of the forty fifth congress of the Indian society of theoretical and applied mechanics. 1-8 (2000)
• [文献書誌] 宮入裕夫,中前勝彦,天野晋夫,池上皓三,笠野秀秋,越智光一: "先端接着接合技術"エヌジーテイー. 775 (2000)