スリット金型を流れるポリエチレン融液の応力分布を流動複屈折法により検討した。用いたスリットの長さと間げきの比は30で, 下流での等色線は流入部の影響がほとんどなく, 壁面とほぼ平行であった。その領域の壁面のずり応力τ_H/2, 単位光路長あたりのしま次数nおよび消光角χから, 主ずり応力τ_p [=τ_H/2/sin2χ] とnの関係を求め, その結果に基づいて金型流入部の応力集中と流入前後の応力変化を検討した。nはτ_pと比例し, 流入部のスリット端で応力集中が観測された。その応力集中係数のずり速度依存性は認められず, 壁面のτ_pは流入後間もなくほぼ一定値に達する。しかし, 流路中心面上で, その値は出口まで明らかに減少する傾向があった。

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平行スリット流路内の高分子融液の等色線しま次数が定常流においてもスリット内入口から出口に向かってわずかずつしかも継続的に減少することは既往の文献において共通して指摘することができる。本研究では, この現象がBarus効果の管長依存性と直接的な関係があるとの予想のもとに, スリット金型内で重合させたシリコンゴムにプランジャを介して種々な荷重を加えたときに現れる等色線と等傾線を追跡した。そしてそれらの曲線ならびに等傾線から求まる主応力線を同一の流路を流れるポリエチレン融液のものと比較した。その結果, 固体と液体の上述の両試料間に複屈折に関して本質的な違いを見いだすことができなかった。これらの結果から, Barus効果に管長依存性のあることが流入後の流れの過程におけるひずみ力の緩和や流速分布の変動により生ずるのではなくて, 流路系全体の形状と寸法により規定される一つの弾性固体と同様なひずみ力の分布に基づくものと推論された。

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Stress distributions in and about a slot engraved on one side of the parallel slit walls were determined by the birefringence method for the two dimensional flow of polyethylene and polystyrene melts. By the application of shear difference integration method to the deviatoric stress analysis, it was concluded that the magnitude of the hole pressure error was proportional to the stress asymmetry with respect to the slot center plane normal to the direction of shear. To clarify the elastic effect on the stress condition, birefringences of jelly (gelatin concentration 5 or 10 wt%) solidified in the same duct were measured under constant static loads applied through a plunger to the same direction of flow. Judging from a series of experimental results of Arai et al. on the elastic gel birefringence method, principal stress direction and intensity thus for the jelly observed were regarded as nearly identical with those of Newtonian liquid flowing at low Reynolds number. The comparison of the results of jelly with those of polymer melts gave a conclusion that, as opposed to the distribution of principal stress intensity for the Newtonian flow which was expected to be symmetric with respect to the slot center plane, the distribution for the viscoelastic flow was markedly asymmetric in a sharp contrast to its nearly symmetrical streamlines. These facts suggested that the hole pressure error could be attributed to be the asymmetrical distribution of stresses which could hardly be caused by the directional change of streamline itself. Finally, present conclusions were compared with the presupposition on simple shear adopted in the theory of Higashitani and Pritchard in 1972, and the validity of the present method was discussed for the calculation of the hole pressure error.

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