樹脂材料の選定方法について材料選定は難しい作業かもしれません。その理由として、基本的な材料の内部構造と特性の関係性がきちんと理解されないことが挙げられます。次に、通常、用途ごとに正確な要件を定義できるほど十分な時間を取れることはなく、そのような注意が払われることもありません。つの関門をクリアできたとしても、材料の正確な特性データを見つけることは難しいかもしれません。種類以上の商用樹脂材がリストアップされています。種類以上あるでしょう。種類のポリマーか混合材に分類できます。種類は大きく分けて、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂に分類することができます。割程度を占めています。材料物性表には、常温で計測された性能特性しか記載されていません。記載されている性能特性は、材料が破壊する数値であり、樹脂製品では受け入れられないものです。降伏張力や破断伸びは一般的に検討される材料性能データですが、樹脂パーツに負荷をかけた結果、降伏や破断が発生するというのは必要とされている結果ではありません。各用途に適切な材料を選定するには、ひとつひとつは性能的に満たしていないものの、幅広い情報源からのデータを取りまとめる必要があります。物性表は主な情報源であり、ここからできる限りの情報を取得するべきです。各材料メーカーが公表している設計マニュアルや使用上の注意点からも、物性表にはない詳しい情報を得られるかもしれません。一般的に商用材に比べ、高性能な加工材や特殊材料の方が、補足情報が提供されていることが多いです。ひずみ・環境の判断、また、分析結果に基づく最適な材料選定を計画している技術者を対象に作成されています。人命保護に関わる場合や、信頼性や機能が絶対的に必要とされる場合は、すべてのパーツの技術分析を行った上で材料を選定してください。材料選定に与える影響への理解の一助となれば幸いです。短期使用時の最大温度を理解する短期使用時の最大温度は、おそらく物性表で最も重要な数値です。それに関連するパラメーターとして、ビカット軟化点があります。荷重たわみ温度は力学的変形を示し、ビカット軟化点はポリマーの実際の融点や軟化点に近いパラメーターであるため、通常は、ビカット軟化点の方が高い数値になります。非常に近い数字となります。この温度を上回ることのある用途では、このポリマーは選択肢から除外されます。ガラス等の強化材が含まれるか否かに関わらず非晶性ポリマーの最大温度要件も荷重たわみ温度や熱変形温度から導くことができます。ビカット軟化点が提供されている場合は、これより少し高い数値が最大温度になります。非晶性ポリマーでは、硬化時に結晶化が起こらないため、融点はありません。その代わりに、「ガラス転移点」と呼ばれる温度があります。これは非晶性樹脂が耐性を失う温度です。動的機械法で測定すると、ポリカーボネートのガラス転移点は一般的に約153°Cです。20°C高い数値です。長期的な耐熱用途の性能特性としてビカット軟化点や荷重たわみ温度を検討することはできません。分単位の短期的な耐熱性の評価には使えます。使用する環境温度がこれらの値を上回る用途では、他にどのような性能があろうとも、その材料は選択肢から除外されます。材料に常時応力がかかる長期的性能については、「クリープ強さ」と呼ばれるパラメーターを検討します。関係は複雑で、材料に負荷がかかる場合の長期的特性を適切に判断するために必要なデータが手に入らないことも珍しくありません。この場合も、物性表から最大温度を調べることはできます。応力が加わったことで塑性変形しながら破壊する延性材料では、最大温度がその材料の降伏強度であり、応力が加わったことで塑性変形せずに破壊する脆性材料では、破断応力値が最大温度に相当します。どちらも、材料が致命的に破損する温度を意味します。これらの値を上回る応力やひずみが発生する環境下では、短期的用途でも、その材料は選択肢から除外されます。長期的な温度の影響を検討する前に、まずは、このように簡単なふるいにかける必要があります。応力と温度の関係性を理解する長期的に高温下で使用する場合の性能を予測するには、複数のデータ値を確認しなければなりません。特定材料の温度特性と力学的特性の関数に基づき、温度の上昇や製品の見込み寿命の長さに伴い、材料に認められる許容応力レベルは低くなります。あることが分かっています。ガラス繊維を含有していない材料ではこの割合が低く、含有している材料であれば高くなる傾向があります。程度にしかならないことも考えられます。一部の物性表には、複数の温度下の引張強度や係数値などを提供しているものもあります。このようなデータがあれば、推測の手間を大幅に省くことができます。複数の温度下の引張強度をまとめたものです。温度と劣化の関係性を理解するすべてのポリマーは長期的酸素感受性を有し、温度が高いほどこの感度も高くなります。呼ばれる特性で表すことができます。管理する必須試験から導かれるものです。現時点では、これがポリマーの力学的特性と電気的特性に関わる劣化長期的影響を測定する最適な方法です。主な基本特性を測定するところから始めます。その後、試験片を複数の温度下で劣化させ、基本特性が半減するまで監視します。種類の温度下で劣化させる場合、特性が半減し破損するまでの時間の対数は逆温度の関数として測定し、そのデータ点を直線に当てはめることができます。導き、標準時間で破損が予想される温度が相対温度指標です。大多数の熱可塑性樹脂では、相対温度指標値は荷重たわみ温度やビカット軟化点よりも低くなります。ような優れた酸化安定度や柔軟性を持つ軟質材では、相対温度指標が荷重たわみ温度より高いこともあります。相対温度指標値は、時間経過による劣化が主な懸念事項である長期的性能を予測する際に検討するパラメーターです。時間経過による劣化プロセスは、劣化と温度の関係性を示す経験則に従っています。温度が10°C上昇するごとに劣化率は倍に上がります。倍の速さで進行します。年間と予測することができます。範囲であることが分かっているため、この計算には安全率を組み込むべきでしょう。係数ほぼすべての物性表には係数が記載されています。張力係数や曲げ弾性率として記載されています。この係数は、応力とひずみの関係を表す剛性値として考えることができます。ひずみ曲線の直線部分から導きます。ひずみが小さすぎると、直線にならないことも珍しくありません。ひずみ曲線の原点付近を拡大したものです。あたりで直線から逸れ始めていることが分かります。この地点以降、応力の増加に応じて、ひずみの増加率も高くなっています。程度であることを示しています。ひずみ曲線上において想定される応力値の範囲を把握することが重要になります。応力が降伏点に近いほど、製品に見込まれる寿命は短くなります。種類の温度下におけるポリカーボネート材の最大許容応力を時間の関数として示したものです。時間に満たない超短期間では、最大応力は特定温度の降伏点とほぼ同じです。負荷がかかった状態での使用時間が増すごとに、許容応力の最大値は低くなります。使用環境下で化学薬品が存在していると、最大許容応力が低下し、「応力割れ」と呼ばれる現象が引き起こされる場合があります。同じポリカーボネートの最大許容応力を示したものです。常時応力があることに加え、応力割れの原因となる薬品類も存在しています。この表から、化学薬品が存在しない場合と比較し、化学薬品の存在によって材料の力学的能力が低下していることが分かります。言い、樹脂パーツが破損する最も多い原因となっています。一部の材料特性は、ひずみ速度に依存しています。示す通り、材料に負荷がかかる割合は、係数や降伏応力に影響します。ひずみ速度が速ければ、係数や降伏応力の値も大きくなります。すべての材料メーカーが同一のひずみ速度を試験に適用していることが理想ですが、必ずしもそのようにはいきません。このようなばらつきが原因で、物性表の特性に明らかな誤差が生まれている可能性があります。係数は、温度に伴い変化します。ように、物性表に複数の温度下の係数が記載されている場合、その材料の性質について、より適正なデータを導くことができます。200°Cと幅広いため、温度ごとの違いや、この温度範囲外の温度特性はほとんど分かりません。いう測定方法があり、幅広い温度範囲の係数を継続的に測定することが可能です。係数と温度の関係を示した曲線です。つの材料は、それぞれの構造体に典型的な特性を持っています。非晶性ポリカーボネートでは、ガラス転移の結果、比較的狭い温度範囲で有益な力学的特性がすべて完全に失われます。これは、ポリマーの結晶構造の働きが異なるためです。ナイロンの性質に近い温度との関係性を示しています。結果報告にはさまざま方法が採用されているため、一般的な物性表の数値からだけでは衝撃性能を評価することが難しくなっています。衝撃抵抗を評価する最も一般的な試験方法は、アイゾット衝撃試験と言われる方法で、鋭い切欠きを入れた試験片に衝撃を加え、試験片の靭性を評価する試験方法となります。材料ごとに切欠き感度が異なるため、アイゾットの最小切欠き半径により延性の誤差が広がることは珍しくありません。ポリエステルは、両方とも優れた実用的な強靭性を備えています。ポリエステルよりも遥かに高く、ポリカーボネートの方が遥かに耐衝撃性が高い材料であるかのような印象を与えます。様々な衝撃試験からの結果を取得することができれば、衝撃性能をより詳しく理解することができます。ガードナー衝撃試験や他の落槍衝撃試験などで更なる耐衝撃性の情報を得ることができます。集中的に応力を与えることなくパーツの損傷度合いを検証できるため、より要件に合う樹脂選定が可能になる場合があります。衝撃特性もまた、温度の影響を受け易く、温度が低いと材料脆性が高くなり、延性から脆性への変化が急激に起こる可能性があります。すべての材料で導くことはできないかもしれませんが、調査によって貴重なデータを得ることは可能です。様々なグレードのポリカーボネートのアイゾット衝撃特性を温度の関数として表したものです。これらの結果は、温度低下の関数として、一般的な延性から脆性への急激遷移特性を示し、延性から脆性への遷移性能がポリマーの分子質量と関係していることを示しています。メルトフローレートの低さは、分子の平均質量の高さに関係しています。この特性は、衝撃性能遷移点に大きく影響します。与える影響メルトフローレートメルトフローレートは、ほとんどの物性表にみられるパラメーターです。材料の重要な性質の一面を数値で表すことを目的としています。メルトフローレートは、成形時の溶融した材料の流動度合いの目安として検討する数値です。メルトフローレートの値で重要なのは、ポリマー分子の平均質量との関係性です。メルトフローレート値の低さは、材料の平均分子質量が高いことを意味し、分子質量が高い場合は、特に衝撃抵抗、クリープおよび疲労性能、バリア特性などの特性が高いことを意味します。メルトフローレートに基づく材料比較は、同じポリマー族である場合に限り有効です。一部の材料は複数の条件下で試験されています。場合、様々な温度や負荷条件下で材料試験を行うことができます。した試験条件・結果の誤差をまとめたものです。グレードが異なる材料を比較する場合は、試験パラメーターに注目し、適宜調節することが重要です。温度や力学的特性以外の性質が重要となってくる用途もあります。+30°Cの温度下で計測されます。記されるように、複数の温度幅のデータを提供している材料メーカーもいます。このような詳しいデータがあれば、これらの特性も温度の影響を受け、温度の上昇に伴い増加する傾向であることが分かります。具体的に静電気の消散を目的として作られた化合物や、炭素・ステンレススチールなどの材料を加えることで伝導性のある化合物の場合を除き、一般的に樹脂は非常に優れた電気絶縁体と考えられています。非常に高くなっています。材料に持続的に電気応力がかかると最終的に絶縁破壊する可能性があります。この特性は、適用される電圧の高さが影響します。一般的な物性表に記載される特性から導くことが最も効率的です。モデルの設計分析を行います。材料選択のためにパーツを切削加工などで完全加工する方法もあります。材料加工工程を省き、データだけで材料を選択してしまいたいのであれば、次に挙げるものを試してみる価値はあるでしょう。非常に多くの用途で使われています。価格が手ごろで剛性もあり、比較的頑丈で、意匠性にも対応しやすいです。融点は比較的低目となります。