マツダ技報 2017 No.34

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■■■■■■ ∗■■■■■∙■2■■■■■■1■■■2■■■■■∗■■■■■■∗■1■■■■（1） τ■■∙■■∗■■■■■■■■■■■■ （2） :複合材の引張強度■■■■■■■:臨界繊維長∗■■:長さ■■未満の繊維長■■∗:繊維の引張強度■■:長さ■■以上の繊維長■■∗:母材樹脂の引張強度 ■■:長さ■■未満の繊維の体積分率■:繊維配向係数■■:長さ■■以上の繊維の体積分率■:繊維径■■:全ての繊維の体積分率 ■:繊維/樹脂界面せん断強度 2.2 試験片作製方法 低せん断スクリューを装備した(株)日本製鋼所電動横型220t射出成形機（J220AD-2M460H/30，圧縮比:1.8）により，JIS K6921-2に準じて，溶融樹脂温度200℃，金型温度40℃，射出速度200 mm/sの条件で，引張試験用標準ISOダンベル試験片（厚さ4mm, 長さ175mm）を成形した。 2.3 界面強度評価方法 界面強度の評価には（1）及び（2）式で表されるKelly-Tysonモデルを用いた(6)。成形品の引張強度，繊維の体積含有率，繊維長，配向などの実測値を（1）式に代入して臨界繊維長lcを求め，（2）式より界面せん断強度を算出した。 －146－ 5 4 マツダ技報 JIS K7161に準じて，万能試験機（インストロン製）No.34（2017）チック工学研究所製二軸押出機（BT-30-S2-36-L）により，3mm長のGFPPペレットを調製した。GFは市販の表面処理の異なる2種類を用い，それぞれ処理A及び処理Bとした。これらの組み合わせによりTable 1に示す6種類の供試材を準備した。 以下に引張強度の測定方法及び繊維長と配向係数の導出方法を示す。 ① 引張試験方法 を用いて，チャック間距離115mm，試験速度1mm/minで引張強度を測定した。 ② 繊維長測定方法 ダンベル型試験片の一部を切り取り，電気炉を用いて625℃で4時間加熱してPPを焼き飛ばした後，1,000本のGF繊維長を測定した。 ③ 配向係数導出方法 ダンベル型試験片平行部の反ゲート側端（サイズ：5mm×10mm×4mm）を切り取り（Fig. 1），マイクロフォーカスX線CT装置（ヤマト科学(株)製 TDM1000H-Ⅱ（2K））を用いて，厚み方向に6μmごとに約2mmの深さまでの画像を撮影した。画像の例をFig. 2に示す。この画像を元に，ラトックシステムエンジニアリング(株)製 TRI/3D-FBR64で基準軸（Machine Direction）に対する繊維1本ごとの角度を測定し，（3）式により各成形品の配向係数ηを算出した。 ここで，φnはn番目の繊維が基準軸となす角，anは基準軸に対してφnの角度となる繊維の割合で ∑an=1である。 Table 1 Material under Test Glass Fiber Content (wt%) Surface Treatment A 7 B PP(wt%) MAH-PP(wt%) 93 88 83 93 88 83 0 5 10 0 5 10 15 Fig. 1 Measured Part for Fiber Orientation x y 10 y z z Fig. 2 Image of Micro X-Ray CT （3） Machine Directionz y x x 1mmη■■■■cos■■■■