第 3 章 実験結果と考察
3.4 引張試験
40
41
ではない．またFigure3.3.2の(a)に示すようなIngeo4.5 mmの16週間浸漬の分子 量分布を見たところ，ピークが 2 つに分かれていることから，結晶間をつなぐ
Tie Chainと呼ばれる分子鎖が加水分解によって切断され，変形に対する抵抗が
減少したためであると考えられる．それ以降では弾性率に大きな変化はなかっ た．
(b)にIngeo1.3 mmの結果を示す．こちらの条件でもNon-Annealingと70ºC-24h では 16 週間浸漬，130ºC-3h では 8 週間浸漬で弾性率の低下が確認された．
Non-Annealingと
130ºC-3hの条件はIngeo4.5 mmと同様にTie Chainの切断が原因であると考えら
れる．しかし，70ºC-24hはFigure 3.4.1の結果より16週浸漬で伸びが向上してい ることから試験片が吸水したことによって分子鎖の易動性が向上し，変形しや すくなったことが弾性率の低下の原因であると考えられる．それ以降では弾性 率に大きな変化はなかった．
(c)にEcodear1.3 mmの結果を示す．16週浸漬で弾性率が減少していることが
分かる．これは3.3の結果から重量平均分子量が大きく減少していることから加 水分解の進行による劣化が原因であると考えられる．
(d) にREVODE1.3 mmの結果を示す．8週浸漬で弾性率が減少していること
が分かる．こちらもEcodear1.3 mmと同様に3.3の結果から重量平均分子量が大 きく減少していることが分かる．よって加水分解による劣化の進行が弾性率低 下の原因になったと考えられる．
Figure 3.4.3の(a)~(d)に強度の経時変化を示す．(a)にIngeo4.5 mmの結果を示す．
Non-Annealing は 24 週間浸漬の段階で強度が低下していることが分かる．これ
は弾性率同様にTie Chainの切断が原因と考えられる．また70ºC-24hは16週間 浸漬で強度が減少しており，Non-Annealingと比べて早いが，これは結晶化度が 70ºC-24hの条件が高いため結晶間をつなぐTie Chain の絶対量がNon-Annealing よりも少ないため，Tie Chainの切断が原因となる強度低下が早い段階で起きた と考えられる．130ºC-3hは24週間浸漬で強度が低下していることが分かる．こ れも他の条件と同様の理由で起きていると考えられる．しかし，70ºC-24h より も結晶化度が高いが，強度低下の発生は130ºC-3hの条件のほうが遅くなった．
これは130ºC-3hの条件は結晶領域が非常に多いためTie Chainが結晶領域に囲ま
れ，守られるような形になり，加水分解による切断が遅れたためであると考え
られる．[3-1]
(b) にIngeo1.3 mmの結果を示す．すべての条件で強度が浸漬期間の進行とと
もに徐々に減少していることが分かる．こちらも3.3の結果から重量平均分子量 に大きな変化はないことから加水分解の進行による劣化が原因ではなく，Tie
Chainの切断が原因であると考えられる．またIngeo4.5 mmと比べ，強度の減少
42
が小さかったのは，Ingeo4.5 mmは試験片が厚いため，内部で分解が加速されて
いるため[3-2, 3-3]，Ingeo1.3 mmはIngeo4.5 mmよりも強度低下が遅かったと考え
られる．
(c) にEcodear1.3 mmの結果を示す．強度が浸漬期間の経過とともに減少して
いることが分かる．これは3.3の結果から加水分解の進行が原因であると考えら れる．
(d) にREVODE1.3 mmの結果を示す．Ecodear1.3 mmと同様の理由で強度が低 下していると考えられる．
Figure3.4.4~3.4.7の(a)~(c)に応力-ひずみ線図と累積AEエネルギーの関係の結 果を示す．Figure 3.4.4の(a)~(c)にIngeo4.5 mmの結果を示す．すべての条件で浸 漬期間が経過するにつれてAEエネルギーが初めて観測されたひずみが増加，つ まり AE エネルギーの観測される時間が遅くなっていることが分かる．これは
Figure 3.4.8 (a)に示すように加水分解を受ける前の浸漬前の試験片は分子鎖が凝
集していないような弱い部分から破壊するため，その部分が破壊した時に発生 する弾性波が検知され，初期のAEエネルギーが観測される．しかし，加水分解 が進行すると(a)で最初に破壊していた部分は加水分解を受けやすいため，Figure
3.4.8 (b)のように分子鎖が凝集した部分が残るような状態になる．そのため，(a)
で破壊していた部位は(b)の段階では加水分解されて存在しなくなるため，そこ の部位の破壊の際に検知される弾性波も発生しなくなるため，浸漬期間が経過 するにつれAEエネルギーの観測は遅れると考えられる．
Figure 3.4.5の(a)~(c)にIngeo1.3 mmの結果を示す．Ingeo4.5 mmと同様の傾向 が確認された．
Figure 3.4.6 の(a)~(c) に Ecodear1.3 mm の結果を示す．Non-Annealing と
70ºC-24hの未浸漬試験片や浸漬初期の試験片はひずみ0.5%付近からAE エネル
ギーが連続的に観測されていることが分かる．またひずみ 0.7%付近から
Figure3.4.9に示すように試験片中央部付近が白く濁っていたことから，試験片で
クレイズが発生していると考えられる．よって連続的なAEエネルギーはクレイ ズのフィブリルの引き抜けが原因であると考えられる．その後，AEエネルギー の観測が遅れているがこれは Ingeo4.5 mm と同様の理由であると考えられる．
130ºC-3h の試験片は破壊までほとんど AE エネルギーが観測されていないこと
が分かる．これはアニールした際に熱分解による劣化が激しいため，微視的な 破壊の損傷ができずに，突発的に破壊したと考えられる．
Figure 3.4.7 の(a)~(c)に REVODE1.3 mm の結果を示す．Non-Annealing と 70ºC-24h は Ingeo4.5 mm と Ingeo1.3 mm と同様の傾向が見られ，130ºC-3h は
Ecodear1.3 mmと同様の傾向が見られた．
43 [Non-Annealing]
[70ºC-24h]
[130ºC-3h]
(a) Ingeo4.5 mm
Figure 3.4.1 Stress-Strain Curve .
44 [Non-Annealing]
[70ºC-24h]
[130ºC-3h]
(b) Ingeo1.3 mm Figure 3.4.1 Continued
45 [Non-Annealing]
[70ºC-24h]
[130ºC-3h]
(c) Ecodear1.3 mm Figure 3.4.1 Continued
46 [Non-Annealing]
[70ºC-24h]
[130ºC-3h]
(d) REVODE1.3 mm Figure 3.4.1 Continued
47 (a) Ingeo4.5 mm
(b) Ingeo1.3 mm
Figure 3.4.2 Young’s Modulus of Immersed Poly(lactic acid).
48
(c) Ecodear1.3 mm
(d) REVODE1.3 mm Figure 3.4.2 Continued.
49 (a) Ingeo4.5 mm
(b) Ingeo1.3 mm
Figure 3.4.3 Strength of Immersed Poly(lactic acid).
50
(c) Ecodear1.3 mm
(d) REVODE1.3 mm Figure 3.4.3 Continued.
51 [Non-Immersion]
[8 weeks]
(a) Non-Annealing
Figure 3.4.4 Stress-Strain Curve and Cumulative AE Energy(Ingeo4.5 mm).
52 [16 weeks]
[24 weeks]
(a) Non-Annealing Figure 3.4.4 Continued.
53 [32 weeks]
(a) Non-Annealing
[Non-Immersion]
(b) 70ºC-24h Figure 3.4.4 Continued.
54 [8 weeks]
[16 weeks]
(b) 70ºC-24h Figure 3.4.4 Continued.
55 [24 weeks]
[32 weeks]
(b) 70ºC-24h Figure 3.4.4 Continued.
56 [Non-Immersion]
[8 weeks]
(c) 130ºC-3h Figure 3.4.4 Continued.
57 [16 weeks]
[24 weeks]
(c) 130ºC-3h Figure 3.4.4 Continued.
58 [32 weeks]
(c) 130ºC-3h Figure 3.4.4 Continued.
[Non-Immersion]
(a) Non-Annealing
Figure 3.4.5 Stress-Strain Curve and Cumulative AE Energy(Ingeo1.3 mm).
59 [8 weeks]
[16 weeks]
(a) Non-Annealing Figure 3.4.5 Continued.
60 [24 weeks]
[32 weeks]
(a) Non-Annealing Figure 3.4.5 Continued.
61 [Non-Immersion]
[8 weeks]
(b) 70ºC-24h Figure 3.4.5 Continued.
62 [16 weeks]
[24 weeks]
(b) 70ºC-24h Figure 3.4.5 Continued.
63 [32 weeks]
(b) 70ºC-24h
[Non-Immersion]
(c) 130ºC-3h Figure 3.4.5 Continued.
64 [8 weeks]
[16 weeks]
(c) 130ºC-3h Figure 3.4.5 Continued.
65 [24 weeks]
[32 weeks]
(c) 130ºC-3h Figure 3.4.5 Continued.
66 [Non-Immersion]
[8 weeks]
(a) Non-Annealing
Figure 3.4.6 Stress-Strain Curve and Cumulative AE Energy(Ecodear1.3 mm).
67 [16 weeks]
[20 weeks]
(a) Non-Annealing Figure 3.4.6 Continued.
68 [24 weeks]
[32 weeks]
(a) Non-Annealing Figure 3.4.6 Continued.
69 [Non-Immersion]
[8 weeks]
(b) 70ºC-24h Figure 3.4.6 Continued.
70 [16 weeks]
[20 weeks]
(b) 70ºC-24h Figure 3.4.6 Continued.
71 [24 weeks]
[32 weeks]
(b) 70ºC-24h Figure 3.4.6 Continued.
72 [Non-Immersion]
[8 weeks]
(c) 130ºC-3h Figure 3.4.6 Continued.
73 [16 weeks]
[24 weeks]
(c) 130ºC-3h Figure 3.4.6 Continued.
74 [32 weeks]
(c) 130ºC-3h Figure 3.4.6 Continued.
[Non-Immersion]
(a) Non-Annealing
Figure 3.4.7 Stress-Strain Curve and Cumulative AE Energy(REVODE1.3 mm).
75 [4 weeks]
[8 weeks]
(a) Non-Annealing Figure 3.4.7 Continued.
76 [12 weeks]
[16 weeks]
(a) Non-Annealing Figure 3.4.7 Continued.
77 [24 weeks]
[32 weeks]
(a) Non-Annealing Figure 3.4.7 Continued.
78 [Non-Immersion]
[4 weeks]
(b) 70ºC-24h Figure 3.4.7 Continued.
79 [8 weeks]
[12 weeks]
(b) 70ºC-24h Figure 3.4.7 Continued.
80 [16 weeks]
[24 weeks]
(b) 70ºC-24h Figure 3.4.7 Continued.
81 [32 weeks]
(b) 70ºC-24h
[Non-Immersion]
(c) 130ºC-3h Figure 3.4.7 Continued.
82 [8 weeks]
(c) 130ºC-3h Figure 3.4.7 Continued.
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(a) Non-Immersion Specimen
(b) Immersed Specimen
Figure 3.4.8 Schematic View of Non-Immersion Specimen and Immersed Specimen.
84
Figure 3.4.9 Surface of Ecodear1.3 mm (Non-Annealing) during Tensile Test (ε=0.7%).
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