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公開番号2025176410
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-04
出願番号2024082554
出願日2024-05-21
発明の名称強化樹脂複合材の強度評価方法
出願人日本電気硝子株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 33/44 20060101AFI20251127BHJP(測定;試験)
要約【課題】湿熱処理後の強化樹脂複合材の強度を直接測定することなく、簡単な方法で推定する。
【解決手段】湿熱処理後の合成樹脂単体の強度A’と、強化樹脂複合材における合成樹脂の混合率Vとに基づいて、湿熱処理後の強化樹脂複合材における合成樹脂の寄与強度B1’を算出する工程S1と、湿熱処理前の強化樹脂複合材におけるガラス組成物の寄与強度B2と、湿熱処理前の強化樹脂複合材におけるガラス組成物に対する合成樹脂の接着率rと、湿熱処理後の強化樹脂複合材におけるガラス組成物に対する合成樹脂の接着率r’とに基づいて、湿熱処理後の強化樹脂複合材におけるガラス組成物の寄与強度B2’を算出する工程S2と、湿熱処理後の合成樹脂の寄与強度B1’と、湿熱処理後のガラス組成物の寄与強度B2’とに基づいて、湿熱処理後の強化樹脂複合材の強度B’を推定する工程S3と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
合成樹脂とガラス組成物とを含む強化樹脂複合材の湿熱処理後の強度を推定する強度評価方法であって、
前記湿熱処理後の前記合成樹脂単体の強度と、前記強化樹脂複合材における前記合成樹脂の混合率とに基づいて、前記湿熱処理後の前記強化樹脂複合材における前記合成樹脂の寄与強度を算出する工程と、
前記湿熱処理前の前記強化樹脂複合材における前記ガラス組成物の寄与強度と、前記湿熱処理前の前記強化樹脂複合材における前記ガラス組成物に対する前記合成樹脂の接着率と、前記湿熱処理後の前記強化樹脂複合材における前記ガラス組成物に対する前記合成樹脂の接着率とに基づいて、前記湿熱処理後の前記強化樹脂複合材における前記ガラス組成物の寄与強度を算出する工程と、
前記湿熱処理後の前記合成樹脂の寄与強度と、前記湿熱処理後の前記ガラス組成物の寄与強度とに基づいて、前記湿熱処理後の前記強化樹脂複合材の強度を推定する工程と、を備えることを特徴とする強化樹脂複合材の強度評価方法。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記湿熱処理前の前記合成樹脂単体の強度と、前記強化樹脂複合材における前記合成樹脂の混合率とに基づいて、前記湿熱処理前の前記強化樹脂複合材における前記合成樹脂の寄与強度を算出する工程と、
前記湿熱処理前の前記強化樹脂複合材の強度と、前記湿熱処理前の前記合成樹脂の寄与強度とに基づいて、前記湿熱処理前の前記ガラス組成物の寄与強度を算出する工程と、をさらに備える請求項１に記載の強化樹脂複合材の強度評価方法。
【請求項３】
前記湿熱処理後の前記強化樹脂複合材の強度を推定する工程では、
前記湿熱処理後の前記合成樹脂の寄与強度をＢ１’［ＭＰａ］、
前記湿熱処理後の前記ガラス組成物の寄与強度をＢ２’［ＭＰａ］、
係数をαとした場合に、
前記湿熱処理後の前記強化樹脂複合材の強度Ｂ’を下式により求める請求項１又は２に記載の強化樹脂複合材の強度評価方法。
Ｂ’＝（Ｂ１’＋Ｂ２’）×α
【請求項４】
前記湿熱処理後の前記合成樹脂の寄与強度を算出する工程では、
前記湿熱処理後の前記合成樹脂単体の強度をＡ’［ＭＰａ］、
前記強化樹脂複合材における前記合成樹脂の混合率をＶ［％］とした場合に、
前記湿熱処理後の前記合成樹脂の寄与強度Ｂ１’［ＭＰａ］を、下式により求める請求項３に記載の強化樹脂複合材の強度評価方法。
Ｂ１’＝Ａ’×（Ｖ／１００）
【請求項５】
前記湿熱処理後の前記ガラス組成物の寄与強度を算出する工程では、
前記湿熱処理前の前記合成樹脂単体の強度をＡ［ＭＰａ］、
前記湿熱処理前の前記強化樹脂複合材の強度をＢ［ＭＰａ］、
前記湿熱処理前の前記接着率をｒ［％］、
前記湿熱処理後の前記接着率をｒ’［％］、
前記強化樹脂複合材における前記合成樹脂の混合率をＶ［％］とした場合に、
前記湿熱処理後の前記ガラス組成物の寄与強度Ｂ２’［ＭＰａ］を、下式により求める請求項３又は４に記載の強化樹脂複合材の強度評価方法。
Ｂ２’＝［Ｂ－｛Ａ×（Ｖ／１００）｝］×（ｒ’／ｒ）
【請求項６】
補正用ガラス組成物と補正用合成樹脂とを含む補正用樹脂複合材を用いて、前記係数αを算出する工程をさらに備え、
前記係数αを算出する工程では、
前記湿熱処理後の前記補正用樹脂複合材の強度Ｂｔ’［ＭＰａ］を測定すると共に、
前記湿熱処理後の前記補正用樹脂複合材における、前記補正用合成樹脂の寄与強度Ｂｔ１’［ＭＰａ］および前記補正用ガラス組成物の寄与強度Ｂｔ２’［ＭＰａ］をそれぞれ算出し、
前記係数αを下式により求める請求項３に記載の強化樹脂複合材の強度評価方法。
α＝Ｂｔ’／（Ｂｔ１’＋Ｂｔ２’）
【請求項７】
前記接着率は、前記合成樹脂中に埋没した複数のガラス組成物を含む断面における前記ガラス組成物の輪郭長さに対する、前記ガラス組成物および前記合成樹脂の接着部の長さの比率の平均値を算出することにより求める請求項１又は２に記載の強化樹脂複合材の強度評価方法。
【請求項８】
前記強化樹脂複合材は、質量％で、ガラス組成物を１０～９０％、合成樹脂を９０～１０％含む請求項１又は２に記載の強化樹脂複合材の強度評価方法。
【請求項９】
前記ガラス組成物は、ガラス繊維であり、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ
２
５０～８０％、Ａｌ
２
Ｏ
３
０～３０％、Ｂ
２
Ｏ
３
０～３０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ１～３０％、Ｌｉ
２
Ｏ＋Ｎａ
２
Ｏ＋Ｋ
２
Ｏ０～２％を含む請求項８に記載の強化樹脂複合材の強度評価方法。
【請求項１０】
前記合成樹脂が、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびポリフェニレンサルファイド樹脂からなる群から選択される一種以上の樹脂を含む請求項８に記載の強化樹脂複合材の強度評価方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化樹脂複合材の強度評価方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
合成樹脂とガラス組成物とを含む強化樹脂複合材は、自動車の構造部品、容器等の材質として広く利用されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このような強化樹脂複合材は、金属と異なり錆びることはないが、水や空気中の水分との接触による加水分解等によって徐々に劣化が進行し、機械的強度が低下し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－０７４１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような強化樹脂複合材については、加水分解等による劣化に対する耐久性を評価するために、加速劣化試験として湿熱処理を行った後に、機械的強度を測定する場合がある。機械的強度の測定としては、例えば、引張強度を測定するための引張試験や、曲げ強度を測定するための曲げ試験などがある。
【０００６】
しかしながら、湿熱処理後の強化樹脂複合材の機械的強度を直接測定する場合には、規格で定められた寸法条件等を満たす複数の測定試料を予め準備することに加え、各測定試料に湿熱処理を行った上で、引張試験や曲げ試験等により機械的強度を実測する必要がある。そのため、湿熱処理後の強化樹脂複合材の機械的強度を直接測定する場合には、非常に多くの工数を要することになる。また、機械的強度を直接測定する方法は基本的に破壊試験であるため、十分な量のガラス組成物を準備できない場合は、湿熱処理後の強化樹脂複合材の機械的強度を直接測定すること自体が困難になる場合もある。
【０００７】
本発明は、湿熱処理後の強化樹脂複合材の強度を直接測定することなく、簡単な方法で推定することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記課題を解決するために創案された本発明は、合成樹脂とガラス組成物とを含む強化樹脂複合材の湿熱処理後の強度を推定する強度評価方法であって、湿熱処理後の合成樹脂単体の強度と、強化樹脂複合材における合成樹脂の混合率とに基づいて、湿熱処理後の強化樹脂複合材における合成樹脂の寄与強度を算出する工程と、湿熱処理前の強化樹脂複合材におけるガラス組成物の寄与強度と、湿熱処理前の強化樹脂複合材におけるガラス組成物に対する合成樹脂の接着率と、湿熱処理後の強化樹脂複合材におけるガラス組成物に対する合成樹脂の接着率とに基づいて、湿熱処理後の強化樹脂複合材におけるガラス組成物の寄与強度を算出する工程と、湿熱処理後の合成樹脂の寄与強度と、湿熱処理後のガラス組成物の寄与強度とに基づいて、湿熱処理後の強化樹脂複合材の強度を推定する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明者等は鋭意研究の結果、（ａ）湿熱処理後の合成樹脂の寄与強度は、強化樹脂複合材における合成樹脂の混合率に大きな影響を受け、（ｂ）湿熱処理後のガラス組成物の寄与強度は、湿熱処理前後のガラス組成物に対する合成樹脂の接着率（接着率の変化率）に大きな影響を受けることを知見するに至った。具体的には、（ｃ）湿熱処理後の合成樹脂の寄与強度は、湿熱処理後の合成樹脂単体の強度と、強化樹脂複合材における合成樹脂の混合率とに基づいて算出でき、（ｄ）湿熱処理後のガラス組成物の寄与強度は、湿熱処理前のガラス組成物の寄与強度と、湿熱処理前後のそれぞれにおけるガラス組成物に対する合成樹脂の接着率とに基づいて算出できることを知見するに至った。したがって、これらの知見に基づいて、湿熱処理後の合成樹脂の寄与強度と、湿熱処理後のガラス組成物の寄与強度とを算出すれば、湿熱処理後の強化樹脂複合材の強度を直接測定しなくても、湿熱処理後の強化樹脂複合材の強度を推定することができる。
【００１０】
（２）上記（１）の構成において、湿熱処理前の合成樹脂単体の強度と、強化樹脂複合材における合成樹脂の混合率とに基づいて、湿熱処理前の強化樹脂複合材における合成樹脂の寄与強度を算出する工程と、湿熱処理前の強化樹脂複合材の強度と、湿熱処理前の合成樹脂の寄与強度とに基づいて、湿熱処理前のガラス組成物の寄与強度を算出する工程と、をさらに備えることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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