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

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K05038
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26030:複合材料および界面関連
• 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

研究成果の概要

同一の繊維基材に対し，種々の樹脂を浸透させる際の毛管数が一致する条件を導くため，毛管数のパラメータを温度依存項と圧力依存項に分けて検討した．種々の樹脂間で温度依存項が一致する温度条件を求め，それらの条件下で浸透性評価試験をおこない，圧力依存項である樹脂流速が一致する圧力条件を各樹脂について実験的に求めた．その結果，それぞれの樹脂を用いた際に毛管数を0.006から0.017まで変化させることに成功した．一方，毛管数の変化に関わらず浸透性はほぼ同一を取り，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．

自由記述の分野

複合材料工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

軽量化が要求される自動車等の移動体において、繊維強化プラスチックは大いに注目を集めており、それに伴って成形技術に関する研究も進められている。中でも成形時の気泡形成は従来より大きな課題として、その形成メカニズムに関する実験的、理論的考察がおこなわれてきた。毛管数に関しては、これまでにも気泡形成メカニズムを説明する上で取り上げられてきたが、毛管数であらわされるミクロスケールの樹脂浸透挙動とマクロスケールで評価される浸透性の相関性を、マルチスケールの観点から実験的に評価、検証した例は申請者の知る限りなく、ここに本研究成果の学術的および社会的意義があると考える。