2025年度

前期

高分子材料工学

講義

Highpolymeric Material Engineering

A1100335 高分子材料工学 [A1メカ][遠隔(同)]

西谷 要介

2.0単位

火曜3限

新宿　遠隔

1 基礎知識の修得   0 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得   100 ％
3 汎用的問題解決力の修得   0 ％
4 道徳的態度と社会性の修得   0 ％

（１）機械材料としての高分子材料について理解を深める．（２）高分子材料の分類，種類，特性について習得する．（３）高分子材料の構造と物性について理解を深める．（４）高分子系複合材料について学習する．（５）高分子材料の成形加工法について学習する．（６）最適な材料を選択する方法を習得する．

材料基礎工学を履修していること

高分子材料は機械，自動車，装置などの工業用途をはじめとし，容器・包装などの日常生活用途，携帯電話・OA機器などの電気電子用途，宇宙・航空分野などの先端分野など幅広く使用されており，今後も益々その展開が期待されている．しかしながら，高分子材料の特徴を十分理解しないまま使用し，材料の選択を誤り，機械等の性能を発揮できていないことが見受けられる．したがって，機械技術者が設計・製作時に必要な高分子材料の基礎知識を習得し，最適な材料を選択できるようになることが，とても重要である．本授業では，機械技術者として必須な高分子材料について種類，性能，構造，成形加工方法および複合化に関する基礎事項を中心に，高分子材料を機械部品に適用する際の最適な材料選択方法などを習得することを目的に講義形式（遠隔）で行うと共に，毎回学習した内容の理解を深めるために，小レポートを作成する．
具体的には，下記6項目を理解・習得することを目的とする．
（１）機械材料としての高分子材料について理解することができる．
（２）高分子材料の分類，種類，特性について習得することができる．
（３）高分子材料の構造と物性について理解することができる．
（４）高分子系複合材料について理解することができる．
（５）高分子材料の成形加工法について理解することができる．
（６）最適な材料を選択する方法を習得することができる．
なお，本科目を理解・習得する内容は，材料・設計系科目や，必修科目の機械設計総合演習に役立つ．さらに，「卒業論文」などにおいて，具体的な装置や部品の設計・製作に進むことができる．

特に活用しない

遠隔（同時双方向）

事前学習：「材料基礎工学」などで学習した機械材料や高分子材料などの復習をしておくこと．

4時間

ガイダンスおよび高分子材料の概要：本講義のガイダンスを行い，達成目標を明確にする．高分子材料について，自動車や航空宇宙機器を例にとり，機械材料としての実例を中心に紹介するとともに，本講義の概要を述べる．

事後学習：授業で学習した高分子材料の概要に関しての復習
事前学習：「プラスチックの分類，種類，特性」について予習しておくこと．

4時間

遠隔（同時双方向）

工業材料の性質と機能（１）：プラスチックの分類，種類，特性を理解する．
キーワード：熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂，結晶性樹脂と非晶性樹脂，汎用プラスチックとエンジニアリングプラスチック

事後学習：授業で学習した「プラスチックの分類，種類，特性」の復習
事前学習：「ゴム・エラストマーの分類，種類，特性」について予習しておくこと．

4時間

遠隔（同時双方向）

工業材料の性質と機能（２）ゴム・エラストマー：ゴムの分類，種類，特性を理解する．
キーワード：天然ゴム，合成ゴム，熱可塑性エラストマー，ゴム弾性

事後学習：授業で学習した「ゴム・エラストマーの分類，種類，特性」の復習
事前学習：「高分子材料の構造とそれに起因する性質」について予習しておくこと．

4時間

遠隔（同時双方向）

高分子材料の構造と物性（１）：高分子材料の構造とそれに起因する性質を理解する．
キーワード：一次構造，二次構造，高次構造，および構造に起因する各種性質

事後学習：授業で学習した「高分子材料の構造とそれに起因する性質」の復習
事前学習：「高分子材料の熱的性質」について予習しておくこと．

4時間

遠隔（同時双方向）

高分子材料の構造と物性（２）熱的性質：高分子材料の熱的性質について学習する．
キーワード：ガラス転移点，融点，p-V-T特性

事後学習：授業で学習した「高分子材料の熱的性質」の復習
事前学習：「粘弾性・レオロジー」について予習しておくこと．

4時間

遠隔（同時双方向）

高分子材料の構造と物性（３）粘弾性：高分子材料として最も重要な物性である粘弾性について学習する．特に，粘弾性の現象論（クリープ，温度依存性，ワイゼンベルグ効果，バラス効果など）を中心に理解する．
キーワード：粘弾性，クリープ，流動体成形，レオロジー，材料試験法

事後学習：授業で学習した「高分子材料の粘弾性」の復習
事前学習：「高分子材料の機械的性質」について予習しておくこと．

4時間

遠隔（同時双方向）

高分子材料の構造と物性（４）機械的性質：機械材料として用いられる場合に，基本となる機械的性質について理解する．また，機械的性質と構造の関係も学習する．
キーワード：機械的性質，材料試験法，s-s曲線

事後学習：授業で学習した「高分子材料の機械的性質」の復習
事前学習：「高分子材料のトライボロジー」，特に摩擦および摩耗について予習しておくこと．

4時間

遠隔（同時双方向）

高分子材料の構造と物性（５）トライボロジーその１：機械材料として利用する場合に重要なトライボロジー的性質（摩擦摩耗特性）について学習する．特に，固体の表面と接触，摩擦について学習する．
キーワード：トライボロジー，摩擦，省エネ，環境負荷低減，材料試験法

事後学習：授業で学習した「高分子材料のトライボロジー的性質」の復習
事前学習：「高分子トライボマテリアル」および「高分子材料のトライボロジー制御法」について予習しておくこと．

4時間

遠隔（同時双方向）

高分子材料の構造と物性（６）トライボロジーその２：機械材料として利用する場合に重要なトライボロジー的性質（摩擦摩耗特性）について学習する．特にトライボマテリアルとしての高分子材料や，高分子材料のトライボロジー的性質を制御する方法を学習する．
キーワード：摩耗，高分子材料のトライボロジー的性質，高分子トライボマテリアル，高分子材料のトライボロジー制御法

事後学習：授業で学習した「高分子トライボマテリアル」および「高分子材料のトライボロジー制御法」の復習
事前学習：「ポリマーアロイ・ポリマーブレンドおよび複合材料」について予習しておくこと．

4時間

遠隔（同時双方向）

ポリマーアロイ・ポリマーブレンドおよび複合材料：高分子材料の高性能・高機能化する手法として重要なポリマーアロイ・ブレンドおよび複合材料の概念を学習する．特に，複合材料の特徴，性質，種類を理解する．更に複合効果を定量化するための複合則を学習する．航空宇宙機器/システム，ロケット，人工衛星などの実例を通して複合材料の性質・機能を学習し，その発現機構や設計・制御方法についても理解を深める．
キーワード：ポリマーアロイ・ブレンド，複合材料，構造の軽量化，ロケット，人工衛星，航空宇宙機器/システム

事後学習：授業で学習した「ポリマーアロイ・ブレンド・複合材料」の復習
事前学習：「プラスチックの成形加工」について予習しておくこと．

4時間

遠隔（同時双方向）

高分子材料の成形加工（１）：プラスチックの成形加工
高分子材料の成形加工の基本概念として，流す，形にする，固めるを学習する．
キーワード：成形加工，流動体成形，流す・形にする・固める，射出成形，加工機械，流動体成形

事後学習：授業で学習した「プラスチックの成形加工」の復習
事前学習：「射出成形および新成形加工技術」について予習しておくこと．

4時間

遠隔（同時双方向）

高分子材料の成形加工（２）：プラスチックの3大成形法および新成形加工技術
プラスチックの3大成形法（射出成形，押出成形，圧縮成形）を学習する，特に，工業的に重要な射出成形や金型について理解を深める．また，CAD/CAM/CAEや付加製造（Additive Manufacturing, AM，3Dプリンタ）などのデジタルエンジニアリング技術，およびマイクロ/ナノ加工などの新しい成形加工法についても学習する．
キーワード：射出成形，流動体成形，加工機械，金型，Additive Manufacturing，CAD/CAM/CAE

事後学習：授業で学習した「プラスチックの成形加工，特に3大成形法および新成形加工技術」の復習
事前学習：高分子材料の環境問題について，各自予習をしておくこと．

4時間

遠隔（同時双方向）

高分子材料と環境
持続型社会を構築するためには，環境に配慮した材料開発が強く求められている．そのため，高分子材料と環境について学習し，今後の高分子材料が目指すべき方向について理解を深める．
キーワード：リサイクル，バイオプラスチック，グリーンコンポジット，環境問題，SDGs

事後学習：授業で学習した「高分子材料と環境」の復習
事前学習：これまで学習した内容の総復習

6時間

遠隔（同時双方向）

学習成果の確認（定期試験代替の総合演習（最終レポート））
これまでに学習した内容の理解度を確認するため，定期期末試験の代替として，総合演習（最終レポート）課題を学習する．

事後学習：これまで学習した内容の総復習
事前学習：これまで学習した内容の総復習

6時間

遠隔（オンデマンド）

学習内容の振り返り（高分子材料工学）

事後学習：これまで学習した内容の総復習

4時間

成績評価は（１）毎回の授業での小レポート：50%，（２）定期試験代替の総合演習（最終レポート）：50%の比重で配点を行い，総合評点で評価する．A+〜Fの6段階でGrade D以上のものに単位を認める．

オンデマンド授業となる「第15 回：学習内容の振り返り」において，KU-LMS に全体の講評をアップロードする．

特に指定しない．授業資料としてPPT資料などを配布する．

特に購入の必要はないが，更に勉強したい者は下記の参考書（図書館に有）などを参考にして下さい．
・高分子材料全般
「JIS使い方シリーズ　新版　プラスチック材料の選択のポイント」，山口章三郎編，日本規格協会
「流す・形にする・固める(テキストシリーズ　プラスチック成形加工学Ⅰ)」，プラスチック成形加工学会編，森北出版
「成形加工におけるプラスチック材料 (テキストシリーズ　プラスチック成形加工学Ⅲ)」，プラスチック成形加工学会編，森北出版
「高分子材料の基礎と応用—重合・複合・加工で用途につなぐ」，伊澤槇一著，内田老鶴圃
・成形加工関連
「最先端プラスチック成形加工シリーズ第4巻　先端成形加工技術Ⅰ」，プラスチック成形加工学会編，プラスチックエージ
「ポリマープロセッシング・レオロジー入門」，大柳康著，アグネ承風社
・ゴム・エラストマー関連
「図解入門よくわかる最新ゴムの基本と仕組み」，伊藤眞義著，秀和システム
・トライボロジー関連
「はじめてのトライボロジー」，佐々木信也　ほか　著，講談社
「高分子トライボロジー制御と応用」，西谷要介監修，シーエムシー出版

前期木曜日14:10〜15:10，八王子校舎8-303室（高分子材料研究室）
at13152@ns.kogakuin.ac.jp

機械技術者として，材料の基礎知識を理解・習得することは必須です．高分子材料は幅広く使用されている材料の一つであるが，十分理解されないまま使用されていることが見受けられます．機械技術者を目指す皆さんが高分子材料を深く理解し，性能・機能を十分発揮することができれば，設計・製作する機械・装置類は高寿命かつ高性能なものをつくることができます．
なお，授業を受ける際には，必ず予習・復習を心がけて下さい．授業は通常の講義形式の他に，毎回の授業で学んだ内容の理解度および達成度をみるものとして，小レポートを併用します．この小レポートとは，授業トピックスに関して，毎回授業の最後に書いてもらうレポートのことであり，当日の授業内でのみ提出可能なものです．ただし，一定レベルに達していない小レポートに関しては再提出してもらう場合もあるので，良いレポートを書くように心がけて下さい．なお，良いレポートとは，自分の言葉で独自の考え方が表れているものです．感想や質問，単語の羅列とは異なります．
わからないことや質問があれば，遠慮なく声をかけてください．一緒に考えて，高分子材料に関する理解を深めていきましょう．

実務家担当科目

メーカー勤務の経験がある教員が，設計・開発・研究部門での勤務経験を活かし，高分子材料の物性，成形加工や材料選択方法などについて講義する．

機械工学科

関連する科目でない

Ⅲ3b