新しい繊維強化プラスチックの界面接着強度測定法の開発

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炭素繊維強化プラスチックにおける、炭素繊維と樹脂の間の界面接着強度を計測する新たな試験法を開発した。本試験法は、金属薄膜にあけられたピンホールに樹脂を溶かし込み、そのピンホールに1本の炭素繊維を貫通させ、炭素繊維と樹脂が接着した後、その炭素繊維を引き抜き炭素繊維と樹脂間の界面接着強度を測定する方法である。試験機は、炭素繊維をピンホールに埋め込むためのXYZステージ、ピンホールを有する金属薄膜を固定する取り付け治具、界面接着強度を測定するロードセル、樹脂を溶融するヒータ、炭素繊維を引き抜くマイクロメータ、観測用顕微鏡、データ収録装置で構成される。本法で、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ピーク樹脂における界面接着強度を計測し、いずれの樹脂においても精度よく計測できる事を確かめた。本方式の特徴としてa : 炭素繊維の埋め込み深さを精度よくコントロールできる。b : 金属膜の厚さを変えることにより適切な埋め込み深さの試験体を作成できる。c : 熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂が使用できる。d : 試験体制作時における樹脂の熱劣化を最小限にできる。e : 試験の取り扱いが容易である。等が明らかとなった。また、多くの研究者の間で使用されているドロップレット試験手法と本試験結果を比較したところ、測定値のバラツキが同程度である事がわかり、本法の実用可能が確かめられた。