プラスチックの粘弾性特性の理解とその利用法

プラスチック素材は粘弾性という、弾性的な性質と粘性的な性質が混在し、室温はもとより高温度において力や変形が時間並びに温度に伴って変化する複雑な振る舞いをします。粘弾性特性は、力と変形の比例定数でこれが時間や温度によって変化する挙動です。 　この粘弾性特性を理解することで、各種成形機を用いた時の残留ひずみの少ない成形温度条件の選定、成形時に生ずる残留応力の発生メカニズム、突如起こる成形不良の対策法、残留応力除去のためのアニーリング条件、成形時に残留ひずみが残り易い素材かの可否、素材の独自管理、数値解析に有用な材料特性の提供、粘弾性特性に成立する時間-温度換算則を用いた強度や変形の変化割合の長期予測、シミュレーション時のデータの取り扱い等々が感や経験に頼らず定量的に行えることが理解できます。 　ここでは、プラスチックの粘弾性特性の測定方法や解釈法とそれに基づいた上記各種事象の取り扱い方法について平易に説明します。

1. プラスチックの粘弾性特性の理解
   1. 粘弾性特性とは
   2. 粘弾性特性の解釈法と利用方法
   3. 粘弾性に伴う特異現象
      • クリープ挙動
      • 緩和挙動
2. 粘弾性特性と力と変形の関係の理解
   1. プラスチックの応力とひずみ
   2. 粘弾性挙動と粘弾性モデル
   3. 応力-ひずみ関係式 (構成方程式)
3. 粘弾性特性と成形時に生ずる残留応力の関係の理解
   1. 残留応力発生要因の分類
   2. 硬化収縮による残留応力発生メカニズム
   3. 粘弾性挙動による残留応力発生メカニズム
   4. 残留応力の基礎式
   5. 理論的・実験的解析手法
   6. 残留応力の低減方法
4. 粘弾性特性の時間-温度換算則の理解とその応用法
   1. 時間-温度換算則の基礎概念
   2. 時間-温度移動因子
      • アーレニュウス型
      • WLF型
   3. 残留応力開放に伴う変形の長期予測法
   4. 強度並びに変形の長期予測法と信頼性評価法