CFRP/CFRTPおよびGFRPの開発動向と強度向上の具体的方法

軽量化による燃費向上の期待から、炭素繊維強化プラスチック (CFRP) の自動車分野への本格的な適用が検討されており、量産車への採用も現実的になってきている。 　量産には熱可塑性樹脂を母材とするCFRTPが向くが、強度の問題からエポキシによる熱硬化がまだ中心となっている。 　このような現実を背景に、本セミナーではプラスチック・化学・自動車・家電等の技術・開発に携わる方々を対象として、繊維強化プラスチックの最新情報を紹介し、強度向上を目指す。 　本セミナーの特長は、 (1) 図示やデータによるやさしい解説、 (2) 強度向上の具体的な方法の明示、 (3) X線CTによる3次元観察例にある。

1. 繊維強化プラスチックの開発動向
   1. 自動車におけるCFRPとCFRTPの適用可能箇所
   2. NEDOの「ハイサイクル一体成形」
      1. 超高速硬化エポキシ樹脂の開発
      2. 多点注入による高速樹脂含浸
   3. CFRTPの成形加工技術の開発動向
      1. 高速スタンピング成形と内圧成形
      2. 射出成形 (直接成形、ハイブリッド成形)
      3. Bond Laminates 社の技術開発
      4. 現場重合ナイロン6を用いた連続繊維強化CFRTP
   4. NEDOの「サステナブルハイパーコンポジット技術」
      1. CFRTP中間基材の開発
      2. 一方向性基材と等方性基材の曲げ強度
      3. 高速成形と接合技術
      4. ダブルベルト・プレスを用いた連続含浸
2. 繊維強化プラスチックの弾性率
   1. 一軸配向材料の弾性率:縦引張・横引張・せん断・曲げ
   2. 繊維長増加による引張弾性率の向上
   3. 繊維の配向による引張弾性率の向上
   4. 一軸配向と二次元・三次元にランダム配向材料の比較
3. 繊維強化プラスチックの強度
   1. 強度は何で決まるか
   2. 一軸配向材料の強度:縦引張・横引張・せん断・曲げ
   3. 繊維の配向と引張強度・曲げ強度の向上
   4. 繊維に加わる引張応力とせん断応力の分布
   5. 臨界繊維長とは
   6. 界面せん断強度 (IFSS) の測定法
   7. 破壊モード:樹脂/界面破壊と繊維破断
   8. 破壊モードに及ぼす繊維長の影響
4. 強度向上の具体的方法
   1. 繊維長・界面の接着力・繊維配向
   2. 界面接着性の向上
   3. シランカップリング剤:ガラス繊維
   4. 樹脂と炭素繊維の相互作用
   5. 樹脂と炭素繊維の表面・界面エネルギー
   6. マレイン化PP/酸化処理CFの相互作用
   7. 変性PP/炭素繊維の界面せん断強度
   8. 一軸配向材料の繊維方向と直角方向曲げ強度
   9. 樹脂自身の強度・弾性率が及ぼす影響
5. 射出成形と長・短繊維の配向
   1. キャビティー内の速度分布と流線
   2. 高分子の配向と繊維の配向
   3. 成形品厚み方向の繊維配向分布
   4. メルトフロントでの繊維配向の観察 (X線CT)
   5. ウェルド部における繊維配向の観察 (X線CT)
   6. コンピューター・シミュレーションの予測との比較
   7. X線CT画像から繊維の配向分布関数を求める
• 質疑応答