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、亜麻繊維強化複合材料の力学的性能研究の重要な内容である。しかし、亜麻繊維は多くの要因の影響を受け、その力学的性質は大きな分散性を示すため、その力学的性質を正確に評価するには実験で測定した引張強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学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,その引張試験データを得た。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計的に解析し,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応用

亜麻繊維の性能は、亜麻収穫時期、温度変化、土壌品質、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。現在、亜麻繊維の産業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。

　　業界の専門家の観点

亜麻複合材料の民用化を加速する

現在、国内では亜麻繊維が多く用いられている。に服を着せる業界、産業用業界は多くなく、主に車用内装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学繊維製品に比べて高く、時間が長いため、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、環境汚染が小さく、他のいかなる強化繊維材料とも比べものにならない。亜麻繊維強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、化学性能及び紡績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国外の少量の報告しか見られない。亜麻繊維の成熟度とは、繊維細胞壁の厚みが増す程度であり、細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断面が太く、光沢がよく、色が薄い茶色を呈する。国外の文献では、亜麻繊維が3つの異なる成長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告されており、より深い分析と検討は行われていない。国内ではまだこの方面の研究報道を見ていない。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、正規の検査機関が標準方法で測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、企業は製品の輸出時に巨額のクレームに直面します。本紙編集部

亜麻繊維強化熱可塑性複合材料は、亜麻繊維を補強体とし、熱可塑性ポリマーを基体とする複合材料の一種である。亜麻繊維強化熱可塑性複合材料は力学性能に優れ、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。同時に、亜麻繊維強化複合材料は密度が小さく、比剛性と比強度が大きく、成形プロセスの性能がよく、材料の性能が設計でき、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。亜麻布を補強材料とし、接触成形法で生産した複合材料は洗盆、洗浴施設、遊覧船などに使用することができる。亜麻無捻糸、フェルトを補強材料とし、巻き付け技術で加工されたパイプ製品は各種伝送パイプ及び工業パイプに多く用いられる。亜麻条子、糸、不織布フェルトなどを補強材料とし、押出法で生産された各種の異なる断面形状の加工品は、家屋建築上の構造板、椅子、簡易貯蔵物棚、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，広く適用可能な数学確率モデル，すなわちWeibull分布モデルを得た。Weibull分布は脆性材料の弱環定理に基づいており,その基本内容は,同一繊維の各所の強度が異なり,試験時に常に最も弱い断面で引き裂かれ,破断強度として表現されることである。脆性材料の強度の多くは確率関数Weibull分布に従い,材料の寿命と材料の強度との間に密接な関係があることを実験で実証した。Weibull分布を繊維強度確率分布研究に用いる点では,高性能繊維の発達から始まった。