天然繊維で強化した生分解性樹脂オールグリーン複合材料の創製と衝撃材料物性評価

平成18年度は、昨年度から継続してオールグリーン複合材料を製作するための成形条件に関する研究を行い、複合材料中の欠陥密度を低減させるための製造技術の確立を行ってきた。作製材の評価として高速引張強度評価を行った。そのため、複合材料および天然繊維そのものが試験可能な高速引張材料試験装置の製作も実施し、研究雑誌に投稿した。具体的な実績を以下に列挙すると、1)繊維と樹脂マトリックスとの複合条件(最適温度・時間)の絞込みを行った。2)高速引張材料試験装置の製作を行った。複合材料の衝撃力学材料試験が可能となった。3)上記装置を用いて、天然繊維および生分解性樹脂、およびそれらの複合材料の高速引張試験を行い、応力-ひずみ応答を調査し、天然繊維の特異な高速変形挙動の発現を確認できた。3)では、材料および要素設計する上で必須となる応力-ひずみ曲線を取得でき、これによって衝撃的な負荷を与えた場合の実用部材の大きな変形・破壊挙動を把握することが可能となる。昨年度の研究で、天然繊維単体のいずれも脆性的な破壊挙動を呈することが明らかとなったため、適切な力学特性を有するマトリックス樹脂を選択しなければ複合材料自体が脆性的となる恐れがある。脆性的な不安定破壊は、ひずみ速度・寸法・切欠深さに大きく依存するため、最終的にはこれらの影響をすべて考慮した場合の調査を行う必要があるが、製造欠陥の低減は言うまでもないが、実操業の中でどうしても付与してしまう「キズ」や「打痕」といった表面上の欠陥が、製品の力学的信頼性に関する解析のための基礎的データを取得することができた。

平成18年度は、昨年度から継続してオールグリーン複合材料を製作するための成形条件に関する研究を行い、複合材料中の欠陥密度を低減させるための製造技術の確立を行ってきた。作製材の評価として高速引張強度評価を行った。そのため、複合材料および天然繊維そのものが試験可能な高速引張材料試験装置の製作も実施し、研究雑誌に投稿した。具体的な実績を以下に列挙すると、1)繊維と樹脂マトリックスとの複合条件(最適温度・時間)の絞込みを行った。2)高速引張材料試験装置の製作を行った。複合材料の衝撃力学材料試験が可能となった。3)上記装置を用いて、天然繊維および生分解性樹脂、およびそれらの複合材料の高速引張試験を行い、応力-ひずみ応答を調査し、天然繊維の特異な高速変形挙動の発現を確認できた。3)では、材料および要素設計する上で必須となる応力-ひずみ曲線を取得でき、これによって衝撃的な負荷を与えた場合の実用部材の大きな変形・破壊挙動を把握することが可能となる。昨年度の研究で、天然繊維単体のいずれも脆性的な破壊挙動を呈することが明らかとなったため、適切な力学特性を有するマトリックス樹脂を選択しなければ複合材料自体が脆性的となる恐れがある。脆性的な不安定破壊は、ひずみ速度・寸法・切欠深さに大きく依存するため、最終的にはこれらの影響をすべて考慮した場合の調査を行う必要があるが、製造欠陥の低減は言うまでもないが、実操業の中でどうしても付与してしまう「キズ」や「打痕」といった表面上の欠陥が、製品の力学的信頼性に関する解析のための基礎的データを取得することができた。