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(2) ン性 や 不 透 明 性 とい っ た 機 能 を 発 現 し,プ. リ ン ター 用 記 録. 基 材 な どに用 い られ て い る た め,ボ. イ ド発 現 に 関 す る知 見. を得 る こ とは 非 常 に重 要 と な る.特. に,個. 々の ボ イ ドの 大. 2.実. 験 解 析. 基 材 樹 脂 と してPET(東. 洋 紡 績 製,極. 限 粘 度0.62dl/g),. き さが ク ッ シ ョン性 な どの 品 質 に お よ ぼ す 影 響 が 大 き い の. 非 相 溶 樹 脂 と して そ れ ぞ れ ポ リ メ チ ル ペ ン テ ン(TPXと. で,PETフ. 略 す.三. ィ ル ム 中 の 非 相 溶 樹 脂 の 粒 子 径 が,発. 現する. 井 石 油 化 学 製,RT‑18),ポ. リ プ ロ ピ レ ン(PP,. ボ イ ドに どの よ う に影 響 す る か を 検 討 す る こ と は重 要 で あ. 三 井 ノ ー ブ レ ン製,FO‑50F),ポ. る が研 究 例 は 見 ら れ な い.. 東 圧 化 学 製,T575‑57U)を. 筆 者 ら は,こ れ ま で プ ラ スチ ッ ク中 に異 種 粒 子 を 混 合 し た シー トを延 伸 す る こ とに よ り発 現 す る ボ イ ドに 関 す る検. 非 相 溶樹 脂=90:10(重. 討'5ト17)や 表 層 近 傍 に存 在 す る無 機 粒 子 か ら発 現 す る ボ イ ド. 溶 融 した 。 そ れ をT一 ダ イ に て285℃. が 表 面 に お よ ぼ す 影 響 の 検 討'8)を行 っ て き た.前 報19)では,. 却 ロ ー ル に て 冷 却 し,非 相 溶 樹 脂 が 内 部 に微 分 散 した 厚 さ. ポ リ エ チ レ ンテ レ フ タ レー ト(PET)を. 約500μmの 未 延 伸PETシ ー ト を 三 種 類(PET/TPX, PET/PP,PET/PS)得 た.延 伸 フ ィ ル ム は,未 延 伸 シ ー. フ ィル ム を対 象 と し,フ. 基 材 樹 脂 とす る. ィル ム の厚 み 方 向 の 中 央 部 に ボ イ. ドを多 数 含 有 す る系 で の ボ イ ド発 現 過 程 の実 験 結 果 と数 値 解 析 との 比 較 検 討 を行 っ て きた.本. 報 で は,基 材 樹 脂 中 に. リス チ レ ン(PS,三 使 用 し た.こ. 量 比)と. ドし,二 軸 押 出 機(PCM30,池. トを90mmX90mmの. 井. れ ら をPET:. な る よ うに ドラ イ ブ レ ン. 貝 工 機 製)に. 投 入 して 混 練. で 押 出 し,30℃. の冷. 大 き さ に切 り取 り,小 型 延 伸 機(二. 軸 延 伸 装 置No.586,東. 洋 精 機 製)に. 存 在 す る 非 相 溶 樹 脂 が ボ イ ドにお よ ぼ す 影 響 に つ い て,特. 2.0(面. で,変. に 非 相 溶 樹 脂 の 粒 子 径 に 着 目 し て検 討 を 実 施 し,エ ネ ル ギ ー 的観 点 か ら数 値 解 析 と実験 結 果 の 一 致 を試 み た の で 報. /min)に て 未 延 伸PETシ ー トのMD方 向 に一 軸 延 伸 す る こ と に よ り得 た.延 伸 時 の 荷 重 一変 位 曲 線 は,万 能 試 験 機. 告 す る.. (オ ー トグ ラ フAG‑5000A,島. 積 倍 率3倍)ま. て90℃,ひ. ず み ε:. 形 速 度0.333s‑1(1800mm. 津 製 作 所 製)に. て延 伸 と同. 条 件 に て 引 っ張 る こ とに よ り得 た.ま た 得 られ た 延 伸 フ ィ ル ム を延 伸 方 向 と平 行 に サ ン プ ル を切 りだ し,走 査 型 電 子 顕 微 鏡(S‑510型,日 て,フ. 立 製 作 所 製)に. て1000倍. に拡 大 し. ィル ム 内部 の 非 相 溶 樹 脂 お よ び ボ イ ドの存 在 状 態 を. 観 察 した.ま た,そ れ ら の大 き さ は 画 像 解 析 装 置(ル ー ゼ ッ ク スHD,ニ. レ コ製)に 3‑有. て 測 定 した.. 限 要 素 法 に よ る数 値 解 析. 本 研 究 で は,汎 用 有 限 要 素 法 プ ロ グ ラ ム(MARC)を 用 い,非 線 形 問 題 に 関 す る 手 法 を 選 択 す る こ と で 対 処 した. 3.1モ. デル化. 本研 究 で は,実. 際 の フ ィル ムの 延 伸 過 程 をモ デ ル 化 す る. た め,ひ ず み 速 度 依 存 性,材. 料 定 数 の 異 方 性 は考 慮 せ ず,. 基 材 樹 脂 を均 質 等 方 性 弾 塑 性 体 と して 取 り扱 い,ア. ップ. デ ー トラ グ ラ ン ジ ュ 手 法 に よ る幾 何 学 的 非 線 形 を 考 慮 した. ま た,計 算 容 量,計 算 時 間 を 短 縮 す る た め に,フ. ィル ム の. 厚 み が 薄 い こ とか ら二 次 元 解 析 を採 用 し,一 般 化 平 面 ひず み 問題2ωと して取 り扱 っ た. 3.2解. 析 対象 および境界 条件. 解 析 対 象 は 前 報19)と同 じ よ う に,図3に. Fig. 1. Photograph of film containing (Cross section). voids by SEM. と る 非 相 溶 樹 脂 含 有PETシ 期 性,対. 示 す海 島構 造 を. ー トと し た.海 島 構 造 に は 周. 称 性 が あ る もの と し,数 値 解 析 モ デ ル を 図4に 示. す よ うに モ デ ル 化 した. 3.3要. 素分 割 および境界 条件. 要 素 分 割 図 を 図5に 示 す.要. 素 は四 辺 形 一 般 化 平 面 ひ ず. み 要 素 と した.本 報 で は 非 相 溶 樹 脂 の 粒 子 径 が ボ イ ド発 現 に お よ ぼ す 影 響 を 調 べ る た め,粒 子 径 が 解 析 対 象 の 一 片 の 1/4お よ び1/6.4の. も の につ い て 検 討 した.ま. 件 も前 報19>と同 様 と し た.図5に. た,境. 界条. お い て,点A‑B‑Cで. 囲. まれ た 部 分 が 非 相 溶 樹 脂 粒 子 相 で あ る.こ の 点A‑B‑Cの 領 域 の 面 積 を 変 更 す る こ と に よ り,1/4,点B‑D‑E‑F‑C で 囲 まれ た 部 分 がPET樹 か ら,AD間(左 Fig.. 2. Making model. Seikei-Kakou. of. process. of. void. formation. bi-axially. Vol. 13. No.6. oriented. in film 2001. film. and. 辺)をx方. 脂 相 で あ る.さ. ら に,対. 向 に,AF問(下. 向 に そ れ ぞ れ 変 位 拘 束 し,EF上(右. 辺)のx方. を 等 し くす る変 位 拘 束 条 件 を設 定 した.こ. 称条 件. 辺)をy方 向 の変 位. の こ と に よ り, 409.
(3) y方 向 に お け る幅 の 変 化 は 許 容 さ れ,数 値 解 析 モ デ ル は長. 子 界 面 の 法 線 方 向(σ の と接 線 方 向(σ ∂ の 臨 界 値(は. 方 形 を保 っ た ま ま変 形 す る も の と し た. 3.4構 成則. 離 応 力)を. PETの. 構 成 則 と して,vonMisesの. 設 定 した.な. 伏 応 力(σp訂)と 降 伏 条 件 に 従 う弾. お,は. く離 応 力 はPET単. く. 体の降. 臨 界 値 の 応 力(σ 。)と の 比 を は く離 応 力. 比 σ。と した.. 塑 性 構 成 則 を 適 用 し た.こ の 時 の パ ラ メ ー ター は 引 張 試 験 σ・:σ. に よ る 実 測 値 に基 づ い て,前 報'9)と同 様 に決 定 した. 3.5は. く離 の モ デ ル 化. た だ し,の. 粒 子 界 面 に お け る は く離 の モ デ ル 化 は,前. 報19)と同 様 の. 方 法 を 用 い て 行 っ た.界 面 接 着 力 を代 表 す る 値 と して,粒. (1). ・/σPE7. は σ。 ま た は σ'の い ず れ か で あ る.ま. と σ'の 関 係 は 次 式 に よ る も の と 仮 定 し た.な 力 は,PET単. 体 に お け る90℃. 伏応. で の一軸伸 長 時の真 の応力. と 対 数 ひ ず み の 関 係 か ら,0.5%伸 0.005)の. た,σ 。. お,降. 長(対. 数 ひ ず み=. 時 に お い て 線 形 性 が 無 く な る 仮 定 し て,そ. の と. き の 応 力 を 降 伏 応 力 と 設 定 し た. σFσ. (2). 。/〜 唐. ま た,各 増 分 ご と に粒 子 界 面 近 傍 の 要 素(積 分 点)の 応 力 を外 挿 して粒 子 界 面 上 の 節 点 近 傍 に相 当 す る応 力 成 分 を 推 定 した.こ. の 応 力 成 分 は全 体 座 標 系 で与 え られ る た め,. 各 節 点 の 応 力 成 分 を座 標 変 換 して,粒 子 界 面 の 法 線 方 向 と 接 線 方 向 の 応 力 成 分 に 変換 した.こ. う して 求 め た粒 子 界 面. の 各 節 点 にお け る法 線 方 向 お よ び 接 線 方 向 の 応 力 成 分 を, は く離 応 力 σ。お よ び の と比 較 し て,こ 値 を超 え た 節 点 に は,は. のいず れかが 臨界. く離 が生 じ た と判 定 して変 位 拘 束. 条 件 を外 す 方 法 を採 用 した. 4.結. Fig. 3. Photograph of (Cross section). unstretched. sheet. by. SEM. 果 お よび 考 察. 4.1実. 験解 析. PETと. 各 非 相 溶 樹 脂 との 配 合 に お け る 一 軸 延 伸 フ ィ ル. ム の 断 面 写 真 を 図6に 示 す.非 相 溶樹 脂 の大 き さ を検 討 す. Fig. 4. Relationship between picture of PET sheet with incompatible polymers and finite element model. PET/TPX. Fig. 6 410. Photographs. PET/PP. of stretched. Fig.. 5. Finite. element. mesh. PET/PS. film by SEM (cross section) 成形 加 工. 第13巻. 第6号2001.
(4) る と,粒 子 径 の 大 き い ほ う か ら順 にPET/TPX,PET/PP, PET/PSと. な る こ とが 確 認 で き る.図7にPET一. 非 相溶樹. 脂 の 界 面 張 力 と重 量 平 均 粒 子 径 との 関係 を示 す.な. お,界. 面 張 力 は前 報'9)と同 様 に 求 め た.重 量 平 均 粒 子 径(以. され た.つ. 後,. 単 に 「平 均 粒 子 径 」 とす る)は 次式 に よる も の と し た. d=Σ. た だ し,diは. の場 合 は荷 重 が 高 くなる 場 合 は 低 く な る こ とが 確 認. ま り,界 面 張 力 が 高 くな る ほ ど延 伸 に と もな う. 荷 重 が 低 くな る こ とが 確 認 で き る.こ れ は,界 面 張 力 が 大 きい 場 合 に は 界 面 接 着 力 が 小 さ くな る た め,変. (3). 〃ゴ・dt2/Jnl・di. 個 々 の 粒 子 の 粒 子 径,n1はdiの. 単 独 の 場 合 に比 べ,PET/PS系 が,PET/PPやPET/TPXの. 個数であ. の変 形 が 同 時 に起 こ る た め荷 重 が 低 くな る と考 え られ る. 一 方 ,界 面 張 力 が 小 さい 場 合 に は界 面 接 着 力 が 高 くな る た. る.ま た 延 伸 に伴 い 非 相 溶樹 脂 は 若 干 厚 み 方 向 に つ ぶ さ れ. め,PET/非. て い る の で,そ. と,は. の粒 子 の 面 積 か ら変 形 前 の 直 径 を算 出 し,. 形 倍 率 の小. さ い う ち に は く離 が 生 じ,は く離 後 の ボ イ ドの 増 大 とPET. 相溶樹 脂 の系全 体 の変形 倍率 が高 くな らない. く離 が 生 じ な い.ま. たPSの. 剛 性 がPETの. 剛性 よ. 粒 子 径 と した.こ の 結 果 か ら,界 面 張 力 が 高 くな る ほ ど平. り も高 い た め,変 形 に 要 す る荷 重 も高 く な る と考 え られ る.. 均 粒 子 径 が 大 き くな る こ どが 確 認 され た.. こ の こ と か ら変 形 の 過 程 で,は. ま た,ボ. イ ドと粒 子 径 の 関 係 に つ い て は,全 体 に粒 子 径. が 大 き くな る ほ どボ イ ドが 大 き くな る傾 向 が 見 られ るが,. く離 の起 こ りや す さの 違 い. に よ り荷 重 が 変 化 す る こ とが 示 唆 さ れ る.. 同 じ よ う な粒 子 径 にお い て,非 相 溶樹 脂 の 違 い で ボ イ ドの. 表1に ε=2.0変 形 時 のPET単 体 で の荷 重(為)に 対す る各PET/非 相 溶 樹 脂 系 で の 荷 重(L1)お よ び 各PET/非. 大 き さが 変 化 して い る こ とが 確 認 で き る.図8にPET一. 相 溶 樹 脂 系 の ボ イ ド含 有 率 を示 す.な. 非. 相 溶 樹 脂 の 界 面 張 力 とボ イ ドの ア ス ペ ク ト比 の 関係 を示 す. な お,ボ. イ ドの アス ペ ク ト比 は,ボ. お,ボ. イ ド含 有 率 は. 次 式 に よ る もの と した.. イ ドの厚 み 方 向 の 距 離 V=1一(71/41+Y2/d2)・. に対 す る長 さ方 向 の 比 で 定 義 す る.界 面 張 力 が 高 く な る ほ どボ イ ドの ア ス ペ ク ト比 が 増 加 す る こ とが確 認 さ れ る.し. た だ し,Vは. (4). ρ. ボ イ ド含 有 率,Y1はPETの. か し,粒 子 径 が 変 化 して もボ イ ドの アス ペ ク ト比 は ほ と ん. 41はPETの. ど変 化 し な い こ とが 確 認 され る.つ. 相 溶 樹 脂 の 密 度,ρ は 系 全 体 の 見 か け 密 度,ま. ま り,ボ イ ドの 増 大 に. はPET一 非 相 溶 樹 脂 の 界 面 張 力 の 影 響 が 大 き い が,粒. 子径. の影 響 は 小 さ い と考 え られ る. 図9に,PET/非. 非 相 溶 樹 脂 の重 量 含 有 率,d2は. 体 の延 伸 時. だ し,荷 重 が 最 大 に. 場 合 で の ε=2.0に お け る荷 重 を1.0と. し. た場 合 の 各 荷 重 の 比 で 示 し て あ る.実 験 結 果 か ら,PET. 非. たPETお. よ び 非 相 溶 樹 脂 の 密 度 は そ れ ぞ れ,PETは1.40,TPXは 0.83,PPは0.92,PSは1.05(9/cm3)と. 相 溶 樹 脂 系 お よ びPET単. の荷 重 一変 位 曲 線 を そ れ ぞ れ 示 す.た な るPET/PSの. 密 度,Y2は. 重 量 含 有 率,. PET/TPXお. よ びPET/PPの. 体 積 比 率(1‑V)は. の 場 合,比 め,荷. 重 とバ ル ク の. 比 較 的 よい 一 致 を示 して い るが,PET. /PSの 場 合 はPET単 お り,1‑Vと. した. 場 合 は,荷. 体 の もの よ り も大 きい 荷 重 を示 し て. は 一 致 し な い.PET/TPXお. よ びPET/PP. 較 的 変 形 の初 期 段 階 に お い て は く離 が 起 こ る た. 重 がPET単. 体 よ り も低 くな る の は,実. 際 の断 面積. が 減 少 す る こ と に よ る荷 重 の 低 下 で あ る と考 え られ る.つ ま り,こ れ ら の場 合 は 実 質 的 にPETの. 荷 重 一変 位 曲線 と. 同 義 で あ る と 考 え ら れ る.一.方,PET/PSの;場. Fig. 7. Relationship between average particle size. interfacial. tension. 高 い た め,PET単. く離 後. aspect. Seikei-Kakou. ratio. between of. Vol. 13. t:he void. No. 6. interfacial. tension. 体 よ り も 大 きい 荷 重 を示 し,は. and. Table. Relationship. 形. 剛性 が. Fig. 9. Fig.8. 合,変. が 開始 して もは く離 が 起 こ らず 延 伸 温 度 で のPSの. Result 1. of load-elongation. Relationship volume ratio. between. curve load. by experiment ratio. and. bulk. and. O=3μm,●=5μm. 2001. 411.
(5) の 荷 重 も は く離 に よ る 断 面 積 の 低 下 に よ る 効 果 は な い と 考. は く離 応 力 が小 さ くな る ほ ど変 形 量 が 小 さい 箇 所 に 生 じて. え ら れ る.. い る.こ. 4.2有. QY=1.0,2.0,4.0,8.0に 態 図 を 図10に. お け る ε=2.0変. 示 す.1/6.4モ. Qr=1.0,2.0,4.0の. 形 後 の 変 形 状. デ ル で の 結 果 は,1/4モ. で の 結 果 と全 く 同 様 で あ っ た.つ. ま り,ε=2.0変. デ ル 形 時 で. 場 合 は は く 離 が 起 こ っ た が,Ur=8.0. の 場 合 は 起 こ ら な い こ と が 確 認 さ れ た.ま. 示 す.Ur=1.0(最. イ ドの ア ス ペ ク ト比 が 最 大 に な り,Qrが. 形. 小 値)の 時 が ボ 大 き くな る に し. た が っ て ボ イ ドの ア ス ペ ク ト比 は 小 さ く な り,そ ‑g .0に. し て,Qr. な る と 界 面 の は く離 が 起 こ ら な い こ と が わ か っ た.. 数 値 解 析 か ら得 ら れ た 荷 重 一変 位 曲 線 を 図12に だ し,同. 示 す.た. 形 時 の 荷 重 をa'y一一1.0と. 対 し て 各 荷 重 の 比 で 示 し て あ る.変 に,1/6.4モ. デ ル で の 結 果 は,1/4モ. の 結 果 で あ っ た.つ. て の は く離 応 力 に お い て,は. く離 が 起 こ る 前 は完 全 接 着 の場 合 よ り も荷 重 が 高 くな り, は く離 後 は そ れ よ り も低 くな る こ とが 確 認 で きた. こ の 結 果 か ら,1/6.4モ. デ ル に お い て も,1/4モ. デル で. く離 応 力 が 小 さ い ほ ど延 伸 の. 過 程 に お い て は く離 が 早 く生 じて,は. く離 後 の 延 伸 に よ り. 増 大 され る た め ボ イ ドが 大 き くな る と考 え られ る.一 方, は く離 応 力 が 大 き い場 合 に ボ イ ドが 小 さい の は,延 伸 の初 期 の 過 程 で はPETの. 変 形 だ け が 起 こ り,途 中 で は く離 が. 起 こ る た め ボ イ ドが 十 分 大 き くな る前 に 所 定 の 変 形 に達 す る た め と考 え られ る. 4.3数. 値 解 析 と実 験 との 比 較. 体 の場. 実 験 解 析 と数 値 解 析 の ボ イ ドの ア ス ペ ク ト比 に 関 す る検. した 場 合 に. 討 結 果 か ら,ボ イ ド発 現 に は 非 相 溶 樹 脂 の 大 き さ よ り も PET/非 相 溶 樹 脂 の 界 面 張 力 の 影 響 が 大 き く,ま た,数 値. 図 に お い て 最 も 荷 重 が 大 き く な るPET単. 合 に お け る ε=2.0変. の 変 形 状 態 図 に お け る は く離 が 生. の 挙 動 と全 く同 様 で あ り,は. た ε=2.0変. さ せ た と き の こ の 変 形 状 態 図 に お け る σ.と ボ イ ドの ア ス ペ ク ト比 の 関 係 を 図11に. れ は,図10で. じた 点 と一 致 す る.ま た,全. 限要 素法 による数値解析. 形 状 態 図 の 解 析 と 同様 デ ル で の 結 果 と同 様. ま り,QY=1.0,2.0,4.0の. 場 合,変. 形 の 途 中 で 大 き く荷 重 が 変 化 す る 箇 所 が 確 認 で き る 二 特 に,. 解 析 にお い て 仮 定 した は く離 応 力 に は何 らか の 関 係 が あ る と考 え られ る.そ こ で,界 面 張 力 とは く離 応 力 との 関 係 に つ い て 考 察 を行 っ た. 実 際 に ボ イ ドが 生 成 す る過 程 で は,PET/非 相 溶樹 脂系 の 変 形 の 初 期 段 階 に お い て,主 にPETの み が 変 形 し,特 に,PET/非. 相 溶樹脂 の界 面近 傍の ひず みエ ネルギ ーが 蓄. え られ,変. 形 に と もな い ひ ず み エ ネ ル ギ ー が 界 面 接 着 の エ. ネ ル ギ ー を超 え る とPET/非 a. 相 溶 樹 脂 の 界 面 が は く離 し,. そ の 後 の 変 形 倍 率 の 増 大 に伴 って ボ イ ドの ア ス ペ ク ト比 が. a. 増 大 して い くと考 え られ る.こ の エ ネ ル ギ ー は,ボ 生 成 さ れ る 前 後 のPET/非. イ ドが. 相 溶 樹 脂 の 界 面 状 態 か ら次 式 で. 表 され る と仮 定 した. b. b E==(γ1十. た だ し,Eは c. γ・はWuの. c. (5). γ2一 γ12)s. 界 面 が は く離 す る の に必 要 な エ ネ ル ギ ー,. 式21)より求 め たPETの. 変 形 温 度 で の 表 面 張 力,. γ2は同 じ く非 相 溶 樹 脂 の 変 形 温 度 で の 表 面 張 力,γ12は 同. d. Fig. 10. d. Deformation diagrams of around the particle by FEM (a : cr 1.0, b : Qy=2, o, c : Qy=4.0, d : Qy=8.0). Fig.12. Result. of. (a:Qy=1.0,. Table. Fig.11. Relationship void tion. 412. and. between the. stress. O:1/6.4model,●=1/4. the at. aspect. ratio. interfacial. of. 2. load‑elongation b:6r=2.0,. curve c:Qy=4.0,. by. liFM d:PETonly). Calculated energy for interfacial delaminaiton experimentally. the. deramina‑. mod‑el. 成形 加工. 第13巻. 第6号2001.
(6) じ くPET/非 PET/非. 相 溶 樹 脂 の界 面 張 力,Sは. 単 位 体 積 あ た りの. と非 相 溶 樹 脂 との 界 面 張 力,お. 相 溶 樹 脂 界 面 の 総 面 積 で あ る.. つ ま り,未 延 伸 の 状 態(ε=0)の γ125で あ る が,変 ギ ーEが. るPETと. 界 面 の エ ネル ギ ー は. 形 に と もない 蓄 え られ る ひず みエ ネル. 加 え られ,界. 面 近 傍 の エ ネ ル ギ ー はE+r、2Sと. な る.そ の エ ネ ル ギ ー が,ボ. イ ド発 現 後 のPETお. よび非. 的 に 関 係 が あ る. 数 値 解 析 と実 験 解 析 を有 機 的 に結 び つ け る た め に は,数 値 解 析 に お け る は く離 エ ネ ル ギ ー の 算 出,お よ び,モ デ ル の 最 適 化 の 実 施,ま た,実 験 解 析 に お け る は く離 エ ネ ル ギ ー. 相 溶 樹 脂 の 状 態 か ら求 め ら れ るエ ネ ル ギ ー(γ1+γ2)Sを. の 算:出を行 い,両. 超 え た と きに ボ イ ドが 発 現 す る と い う仮 定 に よ り,1mm3. 後 の 研 究 課 題 とな る.. 者 の 結 果 を定 量 的 に一 致 させ る こ とが 今. あ た りの エ ネ ル ギ ー を求 め る と表2に 示 す 結 果 と な る.こ の 結 果 か ら,最 も ボ イ ド発 現 に 要 す る エ ネ ル ギ ー が 大 きい の はPET/PSで,以. 下,PET/PP,PET/TPXの. 順 にな. よ び,数 値 解 析 に お け. 粒 子 界 面 の は く離 応 力 が ボ イ ド発 現 に定 性. 6.謝. 辞. 本 研 究 に あ た り,数 値 解 析 上 の助 言 を い た だ い た メ カ ニ. り,エ ネ ル ギ ー の 高 さが ボ イ ドの 発 現 し に く さ を表 して い. カ ル ・デ ザ イ ン ・ア ン ド ・ア ナ リシ ス の 小 林 卓 哉 氏 に厚 く. る と予 想 さ れ る. 一 方 ,数 値 解 析 で の エ ネ ル ギ ー 算 出 を 試 み た が,定 量 化. 御 礼 申 し上 げ ます.. に 至 っ て い な い.そ. ます.. の 理 由 は,数 値 解 析 にお け る モ デ ル が. ま た,本 論 文 の発 表 を許 可 され た東 洋 紡 績 に 感 謝 い た し. 二 次 元 で あ る こ と,粒 子 が 完 全 剛 体 で あ る と仮 定 し た こ と な どが 原 因 と考 え られ る.数 値 解 析 に よ るエ ネ ル ギ ー を 定 量 化 し,実 験 との 一 致 させ る こ とが 今 後 の 研 究 課 題 で あ る. 実 験 解 析 お よ び数 値 解 析 に お け る 荷 重 一変 位 曲線 を 比 較 す る と,両 者 の 挙 動 は荷 重 の極 大 値 の 有 無 や 急 激 な減 少 に つ い て は一 致 して い な い.こ れ は,数 値 解 析 に お い て は, PET中. に 非 相 溶 樹 脂 が 一 つ あ る状 態 で あ る こ と に対 し て,. 実 験 解 析 に お い て は,PET中. に分 散 してい る非相 溶樹 脂. が 多 数 存 在 して い る こ と に よ る と考 え ら れ る.し PET/TPXお. よ びPET/PPの. 形 の 全 領 域 でPET単. 場 合 に お い て,前. 参 考 文 献 1) Ghiam, F, and White, J. L.: Polym. Eng. Sci., 31 (2), 76 (1991) 2 ) Wu, S. ; Polym. Eng. Sci., 30 (13) , 753 (1990) 3 ) Borggreve, R. J. M., Gaymans, R. J., Shuijer, J., and Inden Housz J. F.: Polymer, 28(9), 1489 (1987) 4)福. か し,. 者では変. 井 孝 之,浦. 部. 宏,井. 上. 隆:高. 分 子 論 文 集,47(4),. 315(1990) 5)成. 体 の荷 重 よ り も小 さ い の が 実 験 解 析. 澤 郁 夫,栗. 山. 卓,小. 島 賢 一 郎:高. 分 子 学 会 予稿. 集,39,1199(1990). お よ び 数 値 解 析 い ず れ の荷 重 一変 位 曲線 に お い て も確 認 で. 6)徳. きる の に対 して,後 者 で は ε=0.25〜0.50の. 単 体 の荷 重 よ り も高 くな る現 象 が い ず れ の 曲 線 に も見 られ. 7) Fukahori, Y. and Seki, W.: J. Mater. Sci., 28(15), 4143 (1993). る.実 験 解 析 お よ び数 値 解 析 に お い て 個 々 に 起 こ っ た 現 象. 8)福. 永 守 高,野. は前 述 の とお りだ が,両. 9)村. 上 昌 三,Bedia,. 範 囲 で はPET. 者 を比 較 して み て も,変 形 挙 動 や. は く離 が 起 こ る タ イ ミ ン グが 非 常 に 類 似 して い る こ とか ら, 表 面 張 力 と は く離 応 力 に は.̲̲.定の 関 係 が あ る と考 え られ る. 本 報 の 数 値 解 析 結 果 か らは 定 量 的 な 一 致 は 見 られ な い が, は く離 応 力 の違 い が 界 面 張 力 で 表 され る可 能 性,す な わ ち, 実 験 結 果 を予 測 す る技 術 を よ り高 くす る可 能 性 が あ り,工. 11)豊. 田. 12)松. 井 武 司,濱. 谷. 信 三:材. 昂:プ. 料,49(12),. S.: Rheol.. ラ ス チ ッ ク エ ー ジ,36(5),199(1990) 野 明 人:紙. パ 技 協 紙,45(12),1341. 13)松. 井 武 司:工. 業 材 料,41(7),26(1993). 14)濱. 野 明 人,熊. 野 勝 文,伊. 目 して,弾 塑 性 体 モ デ ル で 仮 定 した 有 限 要 素 法 に よる 数 値. 賀 敦,松. 井 武 司:. 藤 勝 也,野. 々 村 千 里,鈴. 木 利 武,石. 原 英 昭:成. 形加. 々 村 千 里,鈴. 木 利 武,石. 原 英 昭:成. 形加. 々 村 千 里,鈴. 木 利 武,石. 原 英 昭:成. 形加. 木 利 武,石. 原 英 昭:成. 形加. 工'93,145(1993) 16)伊. 藤 勝 也,野 工'99,151(1999). 解 析 を 行 い,実 験 結 果 との対 応 を検 討 した.そ の 結 果,以 下 の こ とが わ か っ た.. 17)伊. (1)実 験 解 析 よ り,PETと 非 相 溶樹 脂 の界 面 張力 が大 き い ほ ど ボ イ ドの アス ペ ク ト比 が 大 き くな る.し か し,. 18)野. 藤 勝 也,野. 工 シ ン ポ ジ ア'99,287,(1999). 非 相 溶 樹 脂 の粒 子 径 が ボ イ ドの ア ス ペ ク ト比 に お よ ぼ. 々 村 千 里,伊. 藤 勝 也,鈴. 工 シ ン ポ ジ ア'95,263(1995) 19)伊. す 影 響 は小 さ い.. 藤 勝 也,多. 成 形 加 工,10(8),636(1998) 15)伊. た,同 様 に 非 相 溶 樹 脂 の 粒 子 径 に着. (2)数 値 解 析 よ り,は. 形 加 工,6(12),869(1994). E. L,鞠. 1263(2000). ィルムの延 伸 過程. に お け る ボ イ ド発 現 機 構 を非 相 溶 樹 脂 の 粒 子 径 に着 目 して, 実 験 的 に 確 認 した.ま. 々 村 千 里:成. (1991). 言. 内 部 に非 相 溶 樹 脂 を 含 有 す るPETフ. 形 加 工'90,235(1990). 10) Wanno, B., Samran, J., Bualek-Limcharoen, Acta. 39 (3) , 311 (2000). 業 的 に は 有 意 義 で あ る と考 え られ る. 5.結. 田 寛 志:成. く離 応 力 が 小 さい ほ ど,ひ ず み が 小. 藤 勝 也,野. 々 村 千 里,鈴. 木 利 武,石. 原 英 昭:材. 料,49. (12),1270(2000). さ い うち に は く離 が 生 じて ボ イ ドの ア ス ペ ク ト比 が 大. 20)山. き くな る.ま. 21) Wu, S.: Polymer Handbook, 4 th EditionVl-527 (1998),. た,非 相 溶 樹 脂 モ デ ル の 粒 子 径 が ボ イ ド. の ア ス ペ ク ト比 に お よ ぼ す 影 響 は小 さ い.. 田 嘉 昭:塑. 性 ・粘 弾 性,51(1990)培. A Wiley-Interscience. 風 館. Publication. (3)異 な る粒 子 径 を 考 慮 して も,実 験 解 析 に お け るPET Seikei-Kakou. Vol. 13. No. 6. 2001. 413.
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