| 研究課題/領域番号 |
19K05038
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| 研究機関 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
斉藤 博嗣 金沢工業大学, 工学部, 教授 (70367457)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 浸透性 / 繊維強化プラスチック / 毛管数 / マルチスケール評価 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，固液間の表面張力および樹脂の粘性力の比としてあらわされる毛管数をミクロスケールの樹脂浸透挙動をあらわすパラメータとして，毛管数がマクロスケールで評価される繊維に対する樹脂浸透性の独立した影響因子である可能性を実験的に評価，検証することを目的とした．2019年度の取り組みにおいて，浸透性に対し，ミクロスケールの樹脂流動状態をあらわす毛管数が大きく影響していることが実験的に明らかになった．特に，異なる樹脂間で温度条件および圧力条件を調整し，毛管数を同一値とした場合，浸透性の値もまた同一値に収束することが明らかとなった．この結果を踏まえ，2020年度の取り組みでは，一致させる毛管数の目標値を複数条件とし，種々の樹脂を用いて可能な範囲で毛管数を変化させた場合の，各毛管数と浸透性の相関性を実験的に評価した．毛管数を0.006から昨年度得られた0.017まで変化させた結果，毛管数の変化に関わらず浸透性の値はエポキシ樹脂，低粘度エポキシ樹脂，エンジンオイルにおいて全てほぼ同一を取ることが明らかとなった．したがって，今回変化させた毛管数の範囲内では，浸透性と毛管数の相関性はないと結論づけることができた．これは当初計画した研究目的である，浸透性と毛管数の相関性の確認において，ほぼ結論に近い結果と言える．本取り組みでは，これを2019年度の日本複合材料学会誌への投稿および掲載に続き，第二段階の成果として日本材料学会誌に投稿し，現在審査中である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
研究計画として挙げた，項目（１）である毛管数を構成するパラメータのうち，温度変化に伴う樹脂粘度および表面張力，接触角を，樹脂別に実験的に求めること，および項目（２）である温度依存物性を樹脂別に求め，その値が一致する温度を各樹脂についてそれぞれ求めることにより，温度依存項が一致する樹脂別の温度条件を求めることについて，実験結果が当初計画より早く得られたため，２０２１年度を予定していた項目（３）の一部である，温度依存項が一致する樹脂別の温度条件下で，各樹脂の樹脂圧力と樹脂流速の相関性を実験的に求めること，および項目（４）の一部である，樹脂流速が一致する圧力を各樹脂について求め，異なる樹脂間において，温度依存項および樹脂流速が一致した同一毛管数での浸透性評価試験をおこない，さらに一致させる毛管数の目標値を複数条件とした場合の，浸透性と毛管数の関係を明らかにする取り組みをおこなうことができた．
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの取り組みを通じて，浸透性に対し，ミクロスケールの樹脂流動状態をあらわす毛管数が大きく影響していることが実験的に明らかになった．特に，異なる樹脂間で温度条件および圧力条件を調整し，毛管数をある値に一致させることができた場合，浸透性の値もまた同一値に収束することが明らかとなった．さらに，一致させる毛管数の目標値を複数条件とした場合にも同様に，毛管数の変化に関わらず浸透性の値は種々の樹脂において全てほぼ同一となり，今回変化させた毛管数の範囲内では，浸透性と毛管数の相関性はないと結論づけることができた．これは当初計画した研究目的である，浸透性と毛管数の相関性の確認において，ほぼ結論に近い結果となる．本取り組みでは，これを2019年度の日本複合材料学会誌への投稿および掲載に続き，第二段階の成果として日本材料学会誌に投稿し，現在審査中である．
これらの結果を踏まえ，これまであえて条件から除外してきた繊維の表面状態，具体的には表面処理条件の相違に伴う，浸透性および毛管数の相関性について明らかにしていく必要があると考えられる．これらの取り組みを経て，当初計画の目的である，浸透性と毛管数の相関性をさらに発展的に明らかにすることができると考えられる．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルスの影響により，当初計画で予定した学協会等への参加に伴う出張旅費が０となり，一方で研究推進に必要となる樹脂等の物品購入について見直しと変更をおこなったため．
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