プラスチック成形部材の劣化、トラブル対策と品質管理

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プラスチック成形部材が実使用環境において設計通りの機能や耐久性を有することを確認するためには、現場で起こりうる劣化現象の把握や実際の劣化品の分析を実施し、劣化因子と劣化メカニズムを解明することが重要です。
その上で、その劣化を促進させることができる試験方法を考案し、試験データを蓄積することで、試験方法や評価基準を標準化することが必要になってきます。一般的な劣化現象は大きく８種類に分類されますが、実際に現場で発生する劣化は、必ずしも１つの現象だけで完結するものではありません。また、劣化促進試験方法も、１つの現象に特化した方法になっていないのが現状です。

ここでは、実環境下での最大の劣化因子であると認識されている「環境応力割れ性」を中心に解説し、３つのクラック（ストレスクラック、ソルベントクラック、環境応力割れ）の違いをそのメカニズムと破面から説明します。まず、環境応力割れの現象やメカニズムを理解した上で、それらを実験で確かめる評価方法として「１/４だ円法」を取り上げ、その評価装置や評価基準などを示します。次に、実験的な方法とは異なり、机上計算で算出する「溶解度パラメーター」を用いた環境応力割れの解析方法を紹介します。
その上で、実際の評価事例を紹介します。次に、３種類のクラックであるソルベントクラックとストレスクラックおよび環境応力割れの違いを説明し、それぞれを環境応力割れの破面を用いてその特徴を示します。最後に、実使用環境で発生した現場トラブル事例を紹介します。対象は、ABS、アクリル、PPE、塩ビ、POM材料です。
トラブル現象の原因究明を行い、それに基づいて材料の選定基準の見直しや成形方法の改善などにフィードバックしている取り組み事例を５件紹介します。

1．はじめに
　（1）．受講対象・レベル
　（2）．習得できる知識
　（3）．講座の主旨
　（4）．自己紹介
　（5）．セミナーのスタンス
　（6）．研究のきっかけ

2．プラスチック成形品の品質管理の考え方と不具合対策の実施
　（1）．プラスチック成形品が完成するまでの流れ
　（2）．材料における長期耐久性について
　（3）．プラスチック成形品の品質管理スキーム
　（4）．トラブル発生時のクレームの流れ
　（5）．トラブル発生時の解決の流れ

3．材料設計と劣化およびトラブル発生に対する考え方 
　（1）．プラスチック成形品の材料設計の考え方
　（2）．材料/設計ミスマッチのトラブル発生条件
　（3）．成形品の経時劣化と機能低下（①、②）
　（4）．プラスチック成形品の劣化因子分類（①、②）
　（5）．プラスチック成形品の劣化現象一覧

＜資料＞ 劣化現象の解説

4．実際の製品で発生する劣化現象の要因別割合
　（1）．実際の製品で発生する劣化の要因別割合
　（2）．劣化因子分類からの対策
　（3）．材料設計面からの対策

5．劣化の評価方法の一例（暗所黄変試験）とその基準
　（1）．劣化による変色
　（2）．暗所黄変試験　～耐熱性・耐候性～
　（3）．色差（変色度）の指標
　（4）．暗所黄変試験　～耐水性～
　（5）．劣化現象一覧と試験方法との関係

6．劣化の検出方法　ケミルミネッセンスアナライザー（ケミルミ）
　（1）．酸化すると発光する現象
　（2）．発光のメカニズム
　（3）．劣化検出ができる評価方法の順序
　（4）．ケミルミによる劣化の検出方法
　（5）．ケミルミによる劣化の検出例

7．環境応力割れ現象と、その評価方法
　（1）．環境応力割れ現象とは（①、②、③、④）
　（2）．環境応力割れのメカニズム（①、②、③）
　（3）．環境応力割れ評価方法（①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧）
　（4）．環境応力割れ評価基準（①、②）

8．溶解度パラメータと破壊（クラック）の関係
　（1）．溶解度パラメータとは
　（2）．Fedrosの溶解度パラメータ
　（3）．Hansenの溶解度パラメータ
　（4）．FedrosとHansenの溶解度パラメータ
　（5）．溶解度パラメータと破壊（クラック）の関係（①、②、③、④、⑤）
　（6）．環境応力割れ対策まとめ（実験と計算）①、②）

9．破壊（クラック）と破面の関係 ～ストレスクラック・ソルベントクラック～
　（1）．ストレスクラック/ソルベントクラックとの違い（①、②、③、④、⑤）
　（2）．破面の特徴（①、②、③、④）

10．プラスチック成形部材の劣化事例と対策
　（1）．ABSの劣化事例と対策（①環境応力割れ、②ウエルドライン割れ）
　（2）．アクリルの劣化事例と対策（ウエルドライン割れ）
　（3）．PPEの劣化事例と対策（変動応力割れ、環境応力割れ）
　（4）．塩ビの劣化事例と対策（可塑剤の移行）
　（5）．POMの劣化事例と対策（加水分解）
　（6）．劣化事例と対策の一覧表

11．おわりに
　（1）．トラブル発生時の解決の流れ（現実）
　（2）．劣化対策の実施変遷例
　（3）．安全に対する考え方

質疑応答
 

大阪公立大学　客員教授（高分子化学研究グループ）博士（学術）　樋口 裕思　氏

略歴
ガス事業者にて、プラスチックパイプ（ガス用ポリエチレン管、塩ビ管、温水用架橋ポリエチレン管）の耐久性の評価や、エネファームのSUS製温水タンクの樹脂化検討、ガス給湯器内部の金属継手の樹脂化や太陽光パネルのFRP製架台の耐久性評価、FRP製浄化槽タンクからのガス透過性評価などを担当。併せてパッキンやOリングなどのゴム部材の耐久性や圧縮永久歪みなども評価。その後、ガス機器部材に使われているプラスチック部材のトラブル対応（原因究明と対策案の提案と評価）を担当し、ガス機器メーカーの技術者との協力で、ガス関連プラスチック部材の信頼性向上に努めた。ガス事業者はBtoBtoCのBに該当するため、BとCの中間的な立ち位置でしか評価し得ない実績経験が豊富。

専門
高分子材料の耐久性評価、オープンイノベーション、マーケティング、マッチング

研究の内容・キーワード
環境応力割れ、溶解度パラメータ

定価：本体45,000円＋税4,500円

2名で49,500円 (2名ともE-Mail案内登録必須​／１名あたり定価半額の24,750円)
3名で74,250円 (3名ともE-Mail案内登録必須​)　※4名以上も1名追加ごとに24,750円を加算

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