成形加工を理解するための高分子レオロジー入門

高分子材料の成形加工方法は多岐にわたりますが、いずれの方法においてもトラブルシューティングは重要な課題となります。特に、レオロジーが関係した成形不良は多く、レオロジーの基礎的な理解が不足している場合にはその解決に膨大な時間を要してしまいます。 　本講座では、数式をほとんど使わずにレオロジーの本質を理解していただき、それを成形加工に応用してもらうことを目的としています。

1. 初めてのレオロジー
   1. 弾性と粘性の本質 – 粘弾性の基本法則を理解する -
   2. 緩和時間 – 応力緩和を定性的に理解する -
   3. デボラ数 – 成形加工で最も重要なパラメーター
      - 粘弾性が関与した現象は観測時間に依存することを理解する -
2. 粘弾性の基礎
   1. ボルツマンの重ね合わせの原理 – 線形粘弾性の定義を理解する -
   2. 力学モデルと緩和弾性率 – 緩和時間とその分布を求める -
   3. 動的粘弾性 – 数式を使わずに動的弾性率を理解する -
   4. 緩和スペクトル – 線形粘弾性測定の目的を理解する -
3. レオロジー評価とその活用方法
   1. 線形性 – 動的粘弾性を求めるための基本的な条件である「線形性」を理解する -
   2. 周波数依存性と温度依存性 – 動的粘弾性の代表的な評価方法 -
   3. 熱レオロジー的単純性 – 合成曲線を理解し、構造の温度依存性を評価する -
   4. ゼロせん断粘度と定常状態コンプライアンス – 流動領域の基本特性を算出する -
   5. ゴム状平衡弾性率とからみ合い点間分子量 – ゴム状領域の基本特性の求め方 -
4. 成形加工に必要なレオロジー
   1. 牽引流と圧力流 – せん断流動の与え方 -
   2. 定常流せん断粘度のせん断速度依存性 – フローカーブの重要性 -
   3. 法線応力差の意味とその評価方法 – 基本的な溶融弾性を理解する -
   4. 毛管流動における粘度測定 – 実際の成形加工に近いレオロジー評価法 -
   5. MFRの落とし穴 – MFRによる樹脂選択の問題点 -
   6. 伸長流動下のレオロジー特性 – 伸長粘度の測定方法と加工性への影響 -
5. 加工不良・製品解析とレオロジー
   1. せん断粘度と伸長粘度 – 各成形方法での支配因子を理解する -
   2. ネックインの支配因子 – レオロジー特性からネックインを予測する -
   3. メルトフラクチャー – 発生機構とその対策 -
   4. フィルムの透明性 – 表面粗さ、フィルム内部の光散乱の制御とレオロジー -
   5. 目ヤニ、フィッシュアイ – 発生機構と解析方法、対策 -
   6. 分子配向の評価方法 – 製品解析からフィルム性能を予測する -