樹脂含浸速度撚り数依存性を利用した複雑形状平板GC のVaRTM 成形時樹脂含浸制御

摘要

近年，環境親和性，比剛性に優れる天然資源を材料とした天然繊維強化複合材料（GC）に期待が寄せられている．しかし，GC はCFRP よりも剛性，強度が劣ること，成形法が未確立な点から普及には至っていない．また長繊維化が困難であることから，短繊維を用いた射出成型が主流であり，比較的に強度を必要とされていない部分での使用に留まっている．一般的に複合材料では強度発現に長繊維が有利とされており，GC でも繊維を長繊維化した撚糸状態での利用が期待される．GC の強化材に天然繊維の短繊維を撚り合わせて撚糸として用いる場合，GC の力学特性は撚糸の本数や太さ，撚り数（Twistper inch: TPI）などの様々なパラメータに依存する．著者ら1)やYan ら2)は，VaRTM 法を用いて成形した際に，Fig.1 に示すようにTPI が高いと樹脂含浸速度が速くなることやVaRTM における透水率について報告している．また，今津ら3)は異なるTPI の撚糸がVaRTM 成形性や一方向撚糸GC の機械的特性に及ぼす影響を調査し，TPIによって透水性が異なることを考慮したDarcy 則を用いた二次元の流動解析を実施した．