樹脂製品の破面解析と破壊メカニズム並びに破壊寿命の予測

樹脂製品において破損不具合が発生した際、その破面には破損に至った原因と、破損の経過が刻み込まれていることから、破面解析は破損原因の解明に重要な手がかりを与えてくれる。破面解析により破壊原因の手がかりが得られれば、その後に実施する破損の原因究明や再現試験への移行が容易となる。 　本講座では、破面解析のポイントから対策品の寿命予測まで一連の不具合対応の内容について解説しているので、破損不具合が発生した際、本内容を参考としていただければ幸甚である。

1. 破面解析並びに寿命予測の概要
   1. 破面解析の概要
   2. 破壊不具合の原因究明～再発防止に至る取り組みの流れ
   3. 樹脂製品の劣化現象に対する寿命予測と劣化加速の対応可能項目
   4. 寿命予測 (アレーニウス&ラーソンミラー法) の概要
   5. 重回帰分析結果の展開
2. プラスチック製品の破損トラブルの事例
   1. ソルベントクラック
   2. 環境応力割れ
   3. クリープ破壊
   4. 疲労破壊
   5. 成形工程が原因の破壊
   6. ストレスクラック
3. ゴム製品の破損トラブル
   1. 熱による破損
   2. 光による破損
   3. オゾンクラック
   4. 残留塩素による劣化
   5. 疲労破壊
   6. 銅害
   7. 溶剤による膨潤
   8. ブリスター破壊
   9. 加水分解
4. 樹脂製品・材料における破面解析
   1. 破壊モードの判定フロー
   2. 応力レベルと破壊までの経過時間
   3. プラスチック製品の破面
      1. ボイドとフィブリル
      2. 静的破壊
      3. 衝撃破壊
      4. 性破面
      5. 延性破面
      6. ストレスクラック
      7. ソルベントクラック
      8. 環境応力割れ
      9. クリープ破壊
      10. 疲労破壊
      11. 脆性ストライエーション
      12. スティックスリップ
   4. ゴム製品の破面
      1. 延性破面
      2. オゾンクラック
      3. 脆性破面
      4. 加水分解
      5. 疲労破壊
      6. 塩素水アタック
      7. ブリスター破壊
5. プラスチック製品の破壊メカニズム
   1. ソルベントクラック
   2. 環境応力割れ
   3. クリープ破壊
   4. 疲労破壊
   5. ストレスクラック
   6. 延性破壊と脆性破壊の決定因子
6. 環境因子によるプラスチックの劣化
   1. 紫外線
   2. 熱
   3. 加水分解
   4. 銅害
7. ゴム製品の破壊メカニズム
   1. ゴムの4大トラブル
   2. 加硫ゴムの破損要因
   3. ポリマー構造の違いによる耐候性・耐オゾン性
   4. ゴムのオゾン酸化反応
   5. 残留塩素によるゴムの劣化
   6. 銅害
   7. 溶剤膨潤による亀裂の発生
   8. ブリスター破壊
   9. 加水分解
   10. ゴムポリマーの酸化劣化
8. 樹脂材料の劣化寿命予測の基礎
   1. アレーニウス型
      1. 寿命予測式の導出
      2. 取得データによる予測式の設定
      3. 重回帰分析
   2. ラーソンミラー型
      1. 寿命予測式の導出
      2. 定数・Cの特定と検証
      3. マスターカーブの作成
   3. 寿命予測における検討内容並びに計算手法
      1. 活性化エネルギーの算出
      2. 取得データの相関性の検討
      3. 加速係数 (倍率) の算出
      4. 判定基準の設定方法
   4. エクセルによる重回帰分析
      1. 分析ツールによる方法
      2. INDEX (LINEST) 関数による方法
      3. 統計量の計算と判定
9. プラスチック・ゴムの寿命予測
   1. 製品または材料の寿命予測の流れ
   2. 温度・時間・応力データの重回帰分析方法
      (アレーニウス型並びにラーソンミラー型)
   3. 環境応力割れを誘発するPA66の吸水率予測
   4. POM製品のクリープ破壊寿命予測
   5. PPSの疲労寿命予測
   6. PBTの加水分解寿命の予測
   7. 加硫ゴムのオゾンクラック寿命の予測
10. 劣化不具合の原因と対策
    1. 不具合が発生した際のチェック表
       1. 全般
       2. 材料組成
       3. 材料の特性
       4. 設計
       5. 成形
       6. 輸送
       7. 組立
       8. 環境
       9. 製品の使われ方
    2. プラスチック製品の衝撃破壊解析フロー
    3. プラスチック製品の経時劣化による破損解析フロー
    4. 劣化モード別対策内容
       1. ソルベントクラック
       2. 環境応力割れ
       3. クリープ破壊
       4. 労破壊
       5. 加水分解
       6. 耐光性
       7. 耐熱性
11. 発生応力の計算
    1. プレスフィット
    2. 肉厚設計
    3. コーナーRと衝撃強度
    4. 締め付けトルクから軸力への変換
    5. 矩形品の曲げ応力
12. ワイブル統計解析によるソルベントクラック寿命の予測
    1. 応力緩和データの重回帰分析
       (アレーニウス型並びにラーソンミラー型)
    2. 時間～応力線図の作成
    3. アタック薬剤による臨界応力の把握
    4. 市場回収品のワイブル2母数の把握
       (分布図・最尤法・変動係数からの算出)
    5. 信頼度曲線と時間～応力線図の対比による寿命予測
13. 破損不具合の再現試験
    1. ソルベントクラック
    2. 環境応力割れ
    3. 疲労破壊
    4. クリープ破壊
14. 劣化加速条件の設定
    1. 劣化加速条件設定の流れ
    2. マイナー則による熱劣化加速条件の設定
    3. シール・ゴム部品の加速条件設定
    4. POM製品のクリープ破壊加速条件設定