ロックインサーモグラフィを用いた炭素繊維複合材料の配向同定法の提案

摘要

近年、炭素繊維強化プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Plastic：CFRP）は航空宇宙分野のみならず、自動車や船舶、ならびに風力発電など、様々な産業への応用が期待されている。CFRPの産業への普及の鍵は、低コスト化と成形時間の短縮である。そこで、従来のプリプレグによる積層成形によるCFRPに代わり、不連続炭素繊維と熱可塑性樹脂を混錬させて、プレスにより成型する炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic：CFRTP）が注目されている。CFRTPは連続繊維型のCFRPに比べ、低コストの反面、繊維長および配向が不均一となり、力学特性（強度·剛性）が低い。また、繊維長、樹脂流動スピード、温度分布の影響でプレス成型したCFRPの繊維配向の偏りやボイド発生が問題となっている。構造材料として必要な目標特性を得るには、CFRTPの力学特性の支配要因である繊維含有率、繊維長および繊維配向と特性の相関、およびそのメカニズム解明が必要であり、そのためにはCFRTP成形品における繊維配向状態測定が不可欠である。