プラスチック成形品の残留応力発生と解放メカニズム & 各種事象の予測法

プラスチックの力と変形の比例定数である材料定数は、他の材料に比べ時間と温度によって変化する、いわゆる粘弾性挙動が著しい。この粘弾性挙動に伴って、プラスチック成形品には成形時に残留応力が生ずる場合がある。この残留応力は、粘弾性挙動によって解放され、寸法変化や破壊等の経時的な不良を引き起こします。プラスチックの粘弾性挙動の時間、温度依存性には、時間 – 温度換算則が成立し、この法則を用いて残留応力解放に伴う変形や強度の長期予測、及び繊維強化プラスチックの諸特性の時間、温度依存性の長期予測等が可能となります。 　ここでは、プラスチックの最も重要な粘弾性挙動の解釈法とその利用法、粘弾性挙動に伴う残留応力の発生メカニズム及び解放メカニズムを説明します。さらに、時間 – 温度換算則の誘導方法とこの換算則を用いた残留応力の解放に伴う変形予測法、強度・変形の長期予測法、加速試験法等の各事象への応用方法について説明します。最後に、成形不良低減の新しい種々の射出成形法を紹介します。

1. プラスチックの最も重要な粘弾性の基礎知識
   1. 粘弾性特性・熱粘弾性特性とは
   2. 粘弾性特性・熱粘弾性特性の利用方法
   3. 粘弾性に伴う特異現象 (クリープ挙動、緩和挙動)
2. 弾性体と粘弾性体の力学の違いを理解するための基礎知識
   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)
      • 応力-ひずみ関係式の誘導方法
3. 粘弾性挙動によって生ずる残留応力の発生メカニズム
   1. 残留応力の発生要因の分類
   2. 硬化過程で生じる残留応力の発生メカニズム
   3. 冷却過程で生じる残留応力の発生メカニズム
   4. 残留応力の理論的・実験的解析手法
4. 粘弾性材料の時間 – 温度換算則とその解釈方法
   1. 時間 – 温度換算則の基礎概念
   2. 粘弾性挙動のマスタ – 曲線の作成方法
   3. 時間 – 温度移動因子 (アーレニュウス型、WLF型)
5. 時間 – 温度換算則を用いた各種事象の予測方法
   1. マスター曲線を用いたクリープ変形の長期予測法
   2. マスター曲線を用いた残留応力開放に伴う変形の長期予測法
   3. マスター曲線を用いたCFRPの変形、強度の経時的変化の予測方法
   4. マスター曲線を用いたプラスチックの諸特性の加速試験方法
   5. 残留応力+溶剤によるストレスクラッキングの対策法
6. 成形不良低減の新射出成形法の紹介
   1. GAP (ガス・アススト・プレッシャー) とは?
   2. GAP+射出発泡成形法
   3. GAP+射出中空成形法
   4. GAP+射出圧空成形法
• 質疑応答