磁場応答型機能性繊維による可変減衰機構の開発

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本研究では,外部磁場に応答する機能性繊維の開発および可変流量バルブへの適用について検討を行った.平成14年度には中空糸の内部に強磁性体粒子を封入して磁場に応答する機能性糸の試作を行った.さらに糸を2〜5mmの長さに揃えて切断し,これを化学繊維の布に植毛することを試みた.まず第1の結果として,外部から近づけた磁石に吸引される糸ができあがり,外部磁場に応答することが確認できた.繊維の太さは数ミクロン程度であり,化学繊維としては太い部類に属するが,機械的な応用を考えると極めて細い.製作上の問題は粒子の大きさのばらつきにあり,粒子径が大きいと中空糸が切断される危険性がある.これらは粒子径の大きなものを除去することで対応した.化学繊維の布に植毛する過程では,一般的には静電気を利用することで同じ長さに切断した糸を垂直にたてて接着剤で固定するが,糸の比重が大きく布に対して垂直に植毛するのが困難であった.これに関しては専門メーカーの協力により毛足が2〜5mmの機能性布を試作した.平成15年度にはこのビロード状の布を流路に対して垂直に貼り付け,油圧作動油の流量を調整できる範囲を実験的に確認した.その際にせん断流れを主とする場合と,圧力流れを主とする実験装置を開発し,その比較も行った.その結果,最大10%の範囲で流量を調整することが可能であることが明らかになった.この値は機械要素として用いるにはまだ小さく,今後さらに制御範囲を拡大するために,繊維の材質,繊維の太さ,長さを変化させてさらに研究を進める予定である.この機能性繊維の特徴は,従来開発されている分散系流体と比較して,分散粒子のちんでんは考慮する必要がないことにある.その意味で,開発の第1段階は終了したものと判断している.