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2021 年度 実績報告書

毛管数によるミクロスケール樹脂浸透挙動を考慮した繊維織布浸透性マルチスケール評価

研究課題

研究課題/領域番号 19K05038
研究機関金沢工業大学

研究代表者

斉藤 博嗣  金沢工業大学, 工学部, 教授 (70367457)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
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
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.2020年度の取り組みでは,種々の樹脂において温度および圧力条件を調整することで毛管数を変化させ,毛管数の変化と浸透性の相関性について実験的に評価した.その結果,毛管数の変化に関わらず浸透性はほぼ同一値を示し,両者の相関性はないと結論づけることができた.当初計画した研究目的は,以上でほぼ達成できたと考えられる.したがって2021年度の取り組みでは,これらの結果をさらに発展的させ,種々の樹脂が同一の毛管数となる温度および圧力条件下において,繊維織布に対する表面処理条件を変化させた場合の浸透性について実験的に評価をおこなった.その結果,毛管数は同一であるため,樹脂が異なる場合においてもミクロスケールの樹脂浸透挙動は同一となるが,表面処理条件の相違により,浸透性は異なる値を示した.具体的には,表面処理濃度を増加させると浸透性は低下する傾向を示した.その原因として,繊維表面の表面処理剤分子と樹脂との相互作用が増加するに伴い,樹脂流動における抵抗(エネルギ損失)が増加するためと考えられる.したがって,表面処理条件は浸透性に対し相違を与えるパラメータであることが示唆された.これらの成果を日本複合材料学会誌に投稿予定である.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 表面処理を施したガラス繊維/樹脂の浸透性と接触角を考慮した毛管数の相関性評価2021

    • 著者名/発表者名
      齋藤拓也, 水谷健志, 斉藤博嗣, 金原 勲
    • 雑誌名

      日本複合材料学会誌

      巻: 47(5) ページ: 180-185

    • 査読あり
  • [学会発表] Evaluation of effect of surface modification on correlation between permeability and capillary number of glass fiber / resin2021

    • 著者名/発表者名
      T. Saito, K. Mizutani, H. Saito, I. Kimpara
    • 学会等名
      ASC 36th Annual Technical Virtual Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] In-situ measurement of permeability between carbon fiber / resin2021

    • 著者名/発表者名
      M. Endo, H. Saito, I. Kimpara
    • 学会等名
      ASC 36th Annual Technical Virtual Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] ガラスクロス/樹脂の浸透性と毛管数の相関性におよぼす表面改質の影響評価2021

    • 著者名/発表者名
      齋藤拓也, 水谷健志, 斉藤博嗣, 金原 勲
    • 学会等名
      日本材料学会第70期通常総会・学術講演会
  • [学会発表] 種々の表面処理条件における平織ガラスクロス/樹脂の浸透性と毛管数の相関性評価2021

    • 著者名/発表者名
      齋藤拓也, 斉藤博嗣, 金原 勲
    • 学会等名
      日本複合材料学会 第46回複合材料シンポジウム
  • [学会発表] 織り形態の違いが繊維/樹脂の浸透性におよぼす影響評価2021

    • 著者名/発表者名
      遠藤将輝, 齋藤拓也, 斉藤博嗣, 金原 勲
    • 学会等名
      日本複合材料学会 第46回複合材料シンポジウム
  • [備考] 金沢工業大学 研究室ガイド 工学部 機械工学科 斉藤博嗣 研究室

    • URL

      https://kitnet.jp/laboratories/labo0016/index.html?_ga=2.190206056.295879929.1652844868-131777463.1652844868

  • [備考] 金原・田中・斉藤研究室ホームページ

    • URL

      http://www2.kanazawa-it.ac.jp/compos/?_ga=2.123191112.295879979.1652844868-131777463.1652844868

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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