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| No.R04P0104 |
申込可能 |
プラスチック製品の強度設計とトラブル対策
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| 出版日 |
2009年3月 |
| 価格 |
３９，９００円（消費税込）(印刷タイプ) |
| ページ数 |
Ｂ５判 ３２０ページ |
| 発行<調査・編集> |
（株）エヌ・ティー・エス |
備考：
乱丁・落丁以外のご返品につきましては、原則としてお申し受けできませんのでご了承ください。
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| レポート内容 |
■ポイント■
・プラスチックにかかわって４０年以上の著者が、製品強度にかかわる理論と、
豊富なトラブルの事例及び対策を集大成。
・プラスチック製品の設計・製造にかかわるすべての担当者、
ならびに材料や添加剤、製造工程や技術にかかわる方々にも参考になる１冊。
■著者■
本間 精一
本間技術士事務所 所長
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−ＣＯＮＴＥＮＴＳ−
＜１＞プラスチックの強度と破壊に関する概論
１．プラスチックの強度
−プラスチックの強度特性
−プラスチックの強度発現機構
２．プラスチックの破壊
−破壊機構
−延性破壊と脆性破壊
−破壊とばらつき
−破壊の進行プロセス
３．プラスチックの強度に影響する諸要因
＜コラム 現場からのひとこと１ 材料強度学との出会い＞
＜２＞プラスチックの強度と材料設計
１．強度の概念
−静的強度
−長時間強度
−耐熱強度
−衝撃強度
−化学的雰囲気下における強度
−劣化
２．基本特性
−分子構造と強度
−平均分子量、分子量分布
−分岐、架橋
−立体規則性
−分子末端
３．高次構造と強度
−分子配向
−結晶構造
４．添加剤配合と強度
５．繊維強化材料
−複合則と実際の強度
−繊維強化による実用強度
−繊維配向と強度
−アスペクト比と強度
６．ポリマーアロイ材料
−相構造と衝撃強度
−モルホロジーとウェルド強度
−モルホロジーと耐熱強度
−モルホロジーとソルベントクラック性
７．ナノコンポジット材料
＜コラム 現場からのひとこと２ 材料データと製品設計データのミスマッチ＞
＜３＞プラスチックの力学的性質
１．基礎的性質
−粘弾性
−結晶性プラスチックと非晶性プラスチック
−結晶の融点と結晶化温度
−ガラス転移温度
−動的粘弾性と転移温度
２．各試験法と特性
・引張特性
−試験法
−引張特性
・曲げ特性
−試験法
−曲げ特性
・衝撃特性
−各試験法
−衝撃強度特性
・応力緩和、クリープ
−試験方法
−応力緩和特性
−クリープ特性
・疲労強度
−試験方法
−疲労特性
＜コラム 現場からのひとこと３ 曲げ強度と引張強度の違い＞
＜４＞プラスチックのストレスクラック性
１．クレーズとクラック
−クレーズ
−クラック
−温水によるクラック
２．ストレスクラック
−ストレスクラック性の試験方法
−ストレスクラック特性
３．ソルベントクラック
・ソルベントクラックの試験方法
−ベントストリップ法
−４分の１楕円法
−ひずみ負荷及び応力負荷法
−Ｃ型試験片による方法
・ソルベントクラック特性
＜コラム 現場からのひとこと４ 分子量とは＞
＜５＞プラスチックの劣化と寿命
１．熱劣化
−熱劣化の原理と抑制
−反応速度論と熱劣化
−ポリマーと熱分解パターン
−熱分解挙動
−使用条件による熱劣化
２．加水分解による劣化
−成形時の加水分解
−使用時の加水分解
３．紫外線による劣化
−劣化の原理と抑制
−耐紫外線性の試験方法
−耐候性特性
４．その他の劣化
−放射線照射による劣化
−オゾン劣化
−微生物による分解
５．プラスチック製品の寿命評価法
・寿命の終点の考え方
・寿命予測法
−熱劣化、加水分解の予測
−使用中の温度が変化する場合のトータル寿命の予測
−促進暴露試験結果から屋外暴露寿命の予測
−クリープ破壊寿命の予測
−加速劣化試験による寿命推定
−市場回収品、実装試験品などによる寿命評価法
＜コラム 現場からのひとこと５ 紫外線、Ｘ線、ガンマ（γ）線などを照射すると、なぜ劣化するか？＞
＜６＞プラスチックの製品設計
１．強度設計
−強度設計に必要な材料データベース
−材料力学による計算
２．形状設計
−肉厚
−コーナアール
−リブ
−ボス
−ウェルドライン
３．要素設計
・成形インサート
−金具周囲に発生する残留応力
−インサートクラックと対策
・プレスフィット（圧入）
−しめしろΔＤの設計
−プレスフィットの注意点
・熱圧入法
・ねじ接合
−ねじ締め付けトルクと締め付け荷重
−ねじ接合の設計
・接着
・塗装
＜コラム 現場からのひとこと６ インサート成形の「べからす集」＞
＜７＞射出成形工程における諸要因と成形品強度
１．残留ひずみ
・残留ひずみとは
・残留ひずみの発生過程と品質の関係
・分子配向ひずみと対策
−分子配向ひずみの発生原理
−分子配向ひずみと射出成形対策
・残留ひずみと対策
−残留ひずみの発生原理
−残留ひずみと射出成形対策
・残留ひずみの測定方法と測定例
−分子配向ひずみの測定法
−残留ひずみ測定法
２．アニール処理による残留ひずみの除去
−アニール処理とは
−アニール方法と条件
−アニール処理の注意点
−アニール処理を必要とするケース
３．成形時の分解
−熱分解
−熱分解の確認
４．加水分解
−加水分解と強度
−成形条件と加水分解
−加水分解の確認
５．成形品に生じる欠陥部
−欠陥部と強度
−成形品に発生する欠陥部
６．再生材の使用
−再生による物性低下の考え方
−再生時の劣化要因と対策
＜コラム 現場からのひとこと７ 残留ひずみという用語＞
＜８＞割れトラブルと原因究明
１．割れトラブルのケーススタディ
・プラスチック製品の割れトラブル例
−材料及び使用条件の原因による割れトラブル
ソルベントクラックによる割れトラブル
応力集中による割れトラブル
化学薬品による割れトラブル
熱劣化による割れトラブル
疲労による割れトラブル
クリープ、応力緩和による割れトラブル
紫外線劣化による割れトラブル
−人為的要因による割れトラブル
材料選定ミスによる割れトラブル
設計ミスによる割れトラブル
成形ミスによる割れトラブル
乱暴な使用による割れトラブル
・プラスチック製品の割れトラブルの特徴
−トラブル例１ 微細なクラックは見逃され、製品に組み込まれた後に割れトラブルになる。
−トラブル例２ いくつかの要因が重なって割れトラブルになる。
−トラブル例３ 延性破壊から脆性転移に移行する温度やひずみ速度では強度はばらつく。
−トラブル例４ 時間が経ってからクラックが発生する。
−トラブル例５ 割れトラブル発生率は低いため、原因を特定できないことが多い。
２．割れトラブルの原因究明
・割れ品の調査
・現場の使用状況調査
・トラブル品のトレーサビリティ
・仮説を立てる
−仮説１ 成形工程でプラスチックが分解劣化した。
−仮説２ 成形工程で高次構造が変化した。
−仮説３ 成形品に欠陥があり、応力集中によって割れた。
−仮説４ 残留応力が過大であるため割れた。
−仮説５ 使用時の負荷応力が過大で割れた。
−仮説６ 使用段階の物理的要因で割れた。
−仮説７ 使用段階で材料が劣化して割れた。
・割れサンプルの分析調査
・加速再現試験
・対策
・対策の効果確認
＜コラム 現場からのひとこと８ 品質保証と苦情処理＞
＜９＞破損解析法
１．不良品の材料分析法
−分子量測定法
粘度法
ＧＰＣ法
−メルト・マス・フロー・レイト（ＭＦＲ）測定法
−熱分解性の測定法
２．密度、結晶化度の測定法
−密度の測定法
−結晶化度測定法、結晶状態観察法
３．分子配向の測定法
４．異物の分析法
５．成形品の欠陥部観察法
６．成形品の強度測定法
−試験片切り出し法
−衝撃試験法
−微小切削法
７．加速再現試験法
８．破面解析法
−プラスチックの破面解析の特徴
−破面解析の手順
−材料と破面の特徴
−材料や破壊条件と破面
−負荷応力及び欠陥部と破面
−欠陥部の破面
９．繊維強化材料の破損解析
−含有率の測定法
−繊維長さ、アスペクト比
−繊維配向の測定法
−繊維とマトリックス（プラスチック）の接着状態観察
１０．ポリマーアロイ材料に関する破損解析
＜コラム 現場からのひとこと９ 安全と安心＞
＜１０＞プラスチックの高強度化
１．汎用プラスチックの高強度化
・ポリマー分子構造変性による高強度化
−ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）
−環状ポリオレフィン重合体
−シンジオタチックポリスチレン（ＳＰＳ）
−耐熱アクリル樹脂
−耐熱ＡＢＳ樹脂
・複合技術による高強度化
−ポリプロピレンブロック共重合体
−ＰＰとエラストマーとのアロイ
−ＰＰ／フィラーコンポジット
・材料と成形加工技術のシステム化による高強度化
−超高分子量ポリエチレン（ＰＥ−ＵＨＭＷ）
−長繊維強化ＰＰ
−ＰＰスタンパブルシート
２．エンジニアリングプラスチックの高強度化
・分子構造変性による高強度化
−ポリアミド（ＰＡ）
−ポリカーボネート（ＰＣ）
−飽和ポリエステル
−スーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）
・ポロマーアロイによる高強度化
−ＰＡ／ポリオレフィン系アロイ
−ＰＯＭ／ポリウレタンアロイ
−ＰＣ／ポリエステルアロイ
−ＰＰＥ／ＰＡアロイ
・複合強化による高強度化
−長繊維強化ＰＡ
−ナノコンポジットＰＡ
＜コラム 現場からのひとこと１０ バイオプラスチック＞
＜１１＞プラスチックの強度に関するＱ＆Ａ
１．基本的な力学的用語及び性質
２．プラスチックの強度に関する基本的性質
３．試験法及び試験データの活用
４．ストレスクラックとソルベントクラック
５．劣化と寿命
６．残留ひずみとアニール処理
７．射出成形における製品設計及び成形条件と強度
８．割れトラブルの原因究明
９．割トラブル事例
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