別紙4 信果程博士)
Dalc 01' sub"】1Sslon

平成機械工学専攻へPI)11Ca111 S name

氏名

弓、セ1曾aξ・,ナ

1月15日号

S111dent lD Numbcl

Dcpartmcnt

28年
足立忠旧青第 11511.1
SupeぞVis01'S

指導教員

竹尾恭平

竹市嘉紀

Abstract

論文内容の要旨(博士)Title ofThesis

博上学位諭文名

アクリル樹脂発泡フィルムによる衝蛾荷重の緩和効果(Reduction e仟ect of acl'ylic foam "1nl on impaC110ad)(Approx.80o words)(要旨 1,200字程度)
現在,様々な分野において耐衝撃性の向上が,E、要とされている.そこで,緩衝材として発泡材料が多く用いられている.近年では,電子機を昂力小型化,軽量化に伴い,厚さlmm以下の発泡材料が彪、要となっている.このような背景から,新たにアクリルを材質としたアクリル樹脂発泡フィルムが注目されている.しかし,アクリル枯"指発泡フィルムの圧縮変形挙動や衝撃吸収メカニズムは正確に把握されていない.さ〔,に,薄い発泡フィルムに対する衝撃試験は行われておらず,信φ頁性の高い,衝撃吸収ヰ予陛山訓定法を確立する心、要がある.本研究では,アクリル樹脂発泡フィルムを試験片とし,発泡ツィルムの衝盤低減効果を評価する伝町更な試
験方法を提案するとともに,それらd并噺盤試験方法の妥当性について検討司、る.さらに,測定される結果に基づいて,アクリノレ樹脂発泡フィルムの動的変形特性について明らかにし,フィルムの厚さと衝撃荷重の低減効果およびエネルギ吸収特性との関係にっいて明らかにする

はじめにスプリット・ホブキンソン棒法試験を実施し,アクリル樹脂発泡フィルムの動的圧縮変形挙動について検討し,アクリル枯用き発泡フィルムの衝撃エネルギ吸収4宇陛に与えるフィルム厚さと密度の影響について検討した.そ伏浜告果,応力一変位線図はこれまでの発泡材判,と同様の傾向を示した.また,単位体積当たりのエネルギ吸収量を密度の一次関数で表ー︑tことができることを明らかにした

続いて,薄いフィル1、の衝盤荷重の低減効果および衝撃エネルギ吸収量を測定するための試験方法を検討し,簡便に実施できる落球試験を採用し,アクリル樹脂発泡フィルムにステンレス球が衝突したときの衝撃荷重および衝盤エネルギ吸収量を測定した.その結果,フィルム厚さと荷重低減効果およびエネルギ吸収半汁生との関係について芳察を行った.その結果,厚さ200μmのアクリル樹'脂発泡フィルムを使用することで最大荷重を60 %程度減少させ,球の初期エネルギをほぽ吸収することができた
さらに,大きな衝撃荷重が作用したときの衝撃荷重の変化やフィルム厚さの影響を検討するためにアクリル樹脂発泡フィルムに対して落錘試験を行い,フィルムが厚くなるほど,最大荷重を減少させ,荷重負荷時間が長くなることを明らかにした
最後に,剛性の低い機器に衝突が作用する場合の衝撃荷重の低減効果を明らかにするために衝撃三点曲げ試験を行った.アクリル樹脂発泡フィルムが取り付けられたアルミニウム合金はりを試験片として使用した.その結果,アクリル樹脂発泡フィルムを用いることで,厚さ3 mmのはりの場合は10ツ叺厚さ6および10mmのはりの場合は20 30%程度,最大荷重を減少させることができた.したがって,岡11性の低い.機器においても,アクリル枝朔旨発泡フィル
ムは衝撃荷重を減少させることが可能であることを示した
以上のように本研究では,様々な衝盤試験の薄い発泡フィルムに対する衝撃試験の妥当性を示すととINこ,フィルムが厚くなるほど,衝撃荷重を低減さ・辻,衝撃エネルギ吸収特性が高くなることから,アクリル桔蛸旨発泡フィルムは,非常に高い衝撃緩和効果を有していることを明らかにした別紙4 (課程博士)
Dalc 01' submisslon

平成Studcn11D NⅡmber

機械工学哩1攻＼PP11Ca111's nnme

氏名冉,一耒止チ{〒'4!,年1月15日号

Depal'1mcnl

28

第 115HI

足立忠旧青Supel'vlsors

指導教貞

竹尾恭平

竹市嘉紀

Abstl'act

論文内容の要旨(博士)Title ofThesisアクリル樹脂発泡フィルムによる衝雌荷重の緩和効果

1'dl‑1二学!1立1兪文' 11、(Reduction effect of acl'ylic foam nlm on impact loa(1)(APPI'O×.80O W01'ds)(要旨 1,200字程度)
Recently, high inlpact l'eslstalwe is l'equil'ed in variouS 行elds. one of pl'otection melhods for impact
damage is l'e(1Uction of impact load namely. maximum impact load decl'eases due to cushioninσ material
made of foam malenal. Resin foam matet'ial can abs01、b impact eneroy and also reduce impact f01'ce
Because of l'ecent necessily of lig11t weight and smaⅡ Size 01' mobⅡe devices foam material 、vith thickness

Iess than l mm is needed to pl、even{ inlpact danlage bv fa11ing. Due t0 小e backσ1'ound, acl'yⅡC foam 介lm
having hi豊h streng11〕 is now focused. hηPact lesting me↑bods of u〕e thin 行lms have not been established toestimate effect of thin f11ms on tl]e 】、eduction of the impact load yet.1n lhis reseal'ch, U〕e simple h]1Pact
tests having high reliab Hity wel'e pul'posed and theil' valid ilies wel'e con fiΠ11ed. Dynan〕ic behaviors of tl〕eacrylic foam 則m wel'e clal'ified and relation bel、veen ulickness of the film and ule re山Iction of the impact
10ad 、vas ident浦ed by uslng the pl'oposed testinσ methods.1n〕paC1 10ad 、vas measured by drop baⅡ test for
acl'ylic foam nlms to clanfy the e丘でCts of the thicklwss and densitン 0f the foam films on the impact load
and the enel'gy abs01'ption.

FⅡ'st、 dynamic compressive be1徐Vi01' of the acl'ylic foam films W引'e measu】"ed by usino a splitHopkh〕son pressure bar test to consider tl]e effecls of filn) ulickness and density on dynamic mechanical
Propel'ties. The stress・displacement CⅢ'ves wel'e similal' to typical ones ofgenel'al foams. The abs01'bed eneNy per

Unit volume ofthe 側m coul(1 be expl'essed simply as a lineal' eq{1alion of小e density. The enel'gy absorptions of tl〕e{︑foam 111ms Lmd引' compl'ession wel'e u〕us found to be detel'mined by 小e density regaldless ofthicknesses
Second、 uw impact load was measul'ed by a dl、op ba1Πesl f01' acl"ylic foam films to clar辻 the reduction

effecls 01'1hickness and d引Isily of uw l'oam films on the impact load and the enel・oy absorption. Themaximum ⅡηPacl f01'ce on the foam 打lm of mere 200 μm thick waS 609'o sma11er than lhe one without
foam film with incl'easing {1〕e duralion o f tl]e impact load. Thel'e l'01'e、 the acl'ylic foam n lms 、vere found tohave enough strength and noliceable effect on the impact f01'ce re山Iction and the impact energyabs01'plion. Fina11y, the acrylic foam film abs01'bed approximately whole potential enel'gy of tlw baⅡ.
Thel'efore, the u]in acl'ylic foam films W引'e found to be enもCtive in u〕e l'edしIction of the impact load andtl]e abs01'ption of the impact enel'gyb]〕pact l、eduction e行'ecl of the acl'ylic foam film 、 as clarified by developing a fa11ing weiσht testino
machine having highel' capacity of impact. Maximum value of ule impact load decreased dominantly andthe plateau l'egion was longel' as u〕e thicklwss of the fih]1 incl'eased. The dL11'ation of the load 、vas lonoer
f01' the thicker fihη.

Fina11y, impact l'edLlction effect of the acl'ylic foam film was clal'ified by usino a dynamic three、point
bending test when impact was applied to a slnlctul'e with lo、v sti仟ness. The aluminum a110y beams
atlaclwd with acrylic foam fⅡms were pl'epared as specimens. The acrylic foam 負lm 、vas f0しmd to reducethe maximum value of tlw impaC110ad: uw maximum value of the load applied to the specimens with 3mm alick was lo% sma11er without u〕e foam nlm and dw maxim山η Yalue of uw load apPⅡed to tlw
Specimen with 6 and lo mm thick re山Iced t0 20‑30% sma11er than uw one at the case wlthout film

Theref01'e, the acrylic foam fihηS 、vere daΠ打ed to be effective in tl]e impact load reduction for the aexible
StrLIC{UI'e

In conclusion of the stしldy、 the validations of the pl'oposed impact testing methods wel・e confirmed indetail. By using the melhods maxhれUm of ule impact load decl'eased dominanuy as ule thickness of thefoam nlms incl'eased. Thel'efore,1he acl'ylic foam rilms wel'e found to have enough strength andnoticeable effect on the impact f01'ce redLlction and the impacl enel'gy absorption