加速亜麻複合材料の民用化繊維成熟度の研究は少ない。

亜麻繊維は複合材料を強(qiáng)化する主な荷重部分であり、建物の「荷重壁」に似ている。従って、亜麻繊維の引張性能データを正確に得ることは、亜麻繊維強(qiáng)化複合材料の力學(xué)的性能研究の重要な內(nèi)容である。しかし、亜麻繊維は多くの要因の影響を受け、その力學(xué)的性質(zhì)は大きな分散性を示すため、その力學(xué)的性質(zhì)を正確に評(píng)価するには実験で測(cè)定した引張強(qiáng)度と引張弾性率の平均値だけでは不十分であり、その分布法則を分析する必要がある。本課題は亜麻繊維の引張実験データを研究することによって亜麻繊維の力學(xué)的性能分布法則を探し出し,亜麻繊維の使用に根拠を提供する。まず,大量の単一亜麻繊維について引張実験を行い,その引張?jiān)囼Yデータを得た。次いで,Weibull分布,Gauss分布およびグリフィス理論を用いてこれらの実験データを統(tǒng)計(jì)的に解析し,その分布法則を見出し,引張性能に大きな分散性を有する亜麻繊維の引張性能データを見出した。

　性能分散性制約産業(yè)応用

亜麻繊維の性能は、亜麻収穫時(shí)期、溫度変化、土壌品質(zhì)、気候、地理的位置、および前処理などの多くの要因の影響を受けるため、亜麻繊維の性能は大きな分散性を示す。現(xiàn)在、亜麻繊維の産業(yè)用分野での応用はまだ完全に開かれていないが、見通しはかなり広い。

　　業(yè)界の専門家の観點(diǎn)

亜麻複合材料の民用化を加速する

現(xiàn)在、國(guó)內(nèi)では亜麻繊維が多く用いられている。に服を著せる業(yè)界、産業(yè)用業(yè)界は多くなく、主に車用內(nèi)裝などの複合材料に分散している。その原因を究明すると、主に亜麻の栽培コストが他の化學(xué)繊維製品に比べて高く、時(shí)間が長(zhǎng)いため、亜麻不織布製品の発展が制限されている。しかし、亜麻製品は生物分解性と再生性を有し、環(huán)境汚染が小さく、他のいかなる強(qiáng)化繊維材料とも比べものにならない。亜麻繊維強(qiáng)化複合材料の開発と研究、亜麻繊維複合材料の民用化の加速が話題となっている。

　海外資料の考証

亜麻繊維の成熟度の研究は少ない

現(xiàn)在、世界は綿繊維の成熟度に対する研究が多く、全面的であり、繊維の成熟度が物理、化學(xué)性能及び紡績(jī)などの性能に及ぼす影響の研究を含むが、亜麻繊維の成熟度に対する研究は國(guó)外の少量の報(bào)告しか見られない。亜麻繊維の成熟度とは、繊維細(xì)胞壁の厚みが増す程度であり、細(xì)胞壁が厚くなるほど成熟度が良くなり、正常に成熟した亜麻繊維は斷面が太く、光沢がよく、色が薄い茶色を呈する。國(guó)外の文獻(xiàn)では、亜麻繊維が3つの異なる成長(zhǎng)段階で成熟度およびそれに対応するリグニン、ワックスおよび窒素などの成分の含有量について行った実験のみが報(bào)告されており、より深い分析と検討は行われていない。國(guó)內(nèi)ではまだこの方面の研究報(bào)道を見ていない。ここ2年は気候要因のため、亜麻繊維の成長(zhǎng)性能が悪く、製品の正常な輸出に悪影響を及ぼした。例えば、企業(yè)が綿麻混紡製品を生産する際に実際に亜麻繊維を投入する割合は完成品で検出した混紡割合とは異なり、正規(guī)の検査機(jī)関が標(biāo)準(zhǔn)方法で測(cè)定した亜麻混紡は実際に投入した麻繊維より3～8ポイント少ない。そのため、企業(yè)は製品の輸出時(shí)に巨額のクレームに直面します。本紙編集部

亜麻繊維強(qiáng)化熱可塑性複合材料は、亜麻繊維を補(bǔ)強(qiáng)體とし、熱可塑性ポリマーを基體とする複合材料の一種である。亜麻繊維強(qiáng)化熱可塑性複合材料は力學(xué)性能に優(yōu)れ、コストが安いだけでなく、亜麻繊維は再生可能で、生物分解可能で、環(huán)境に中性であり、熱可塑性マトリックスは材料廃棄後に回収利用することができる。同時(shí)に、亜麻繊維強(qiáng)化複合材料は密度が小さく、比剛性と比強(qiáng)度が大きく、成形プロセスの性能がよく、材料の性能が設(shè)計(jì)でき、耐疲労性能がよく、減振性能がよく、熱安定性が良いなどの特徴を持ち、ここ10年余りで比較的速い発展を遂げた。

異なる技術(shù)で生産された亜麻繊維複合材料は異なる性能需要を満たすことができ、自動(dòng)車、建築、土工、交通輸送などの各方面に広く応用されている。亜麻布を補(bǔ)強(qiáng)材料とし、接觸成形法で生産した複合材料は洗盆、洗浴施設(shè)、遊覧船などに使用することができる。亜麻無(wú)捻糸、フェルトを補(bǔ)強(qiáng)材料とし、巻き付け技術(shù)で加工されたパイプ製品は各種伝送パイプ及び工業(yè)パイプに多く用いられる。亜麻條子、糸、不織布フェルトなどを補(bǔ)強(qiáng)材料とし、押出法で生産された各種の異なる斷面形狀の加工品は、家屋建築上の構(gòu)造板、椅子、簡(jiǎn)易貯蔵物棚、トレイなどによく用いられる。

　　実験操作で重要なデータが得られた

Weibullは弱いループ理論の直列モデルから出発し，広く適用可能な數(shù)學(xué)確率モデル，すなわちWeibull分布モデルを得た。Weibull分布は脆性材料の弱環(huán)定理に基づいており,その基本內(nèi)容は,同一繊維の各所の強(qiáng)度が異なり,試験時(shí)に常に最も弱い斷面で引き裂かれ,破斷強(qiáng)度として表現(xiàn)されることである。脆性材料の強(qiáng)度の多くは確率関數(shù)Weibull分布に従い,材料の壽命と材料の強(qiáng)度との間に密接な関係があることを?qū)g験で実証した。Weibull分布を繊維強(qiáng)度確率分布研究に用いる點(diǎn)では,高性能繊維の発達(dá)から始まった。