成形方法 プラスチックの物性 切断方法
伸び率
材料が破断する直前における最大の変形量(ひずみ)を伸びと呼び、もとの長さに対する比率として表す。
実際の製品において材料メーカーから提示された数値より低い値になります。
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引っ張り強さ
プラスチックの強度を把握する基礎となるデーターの一つがこの引っ張り強さとなる。
下記の様な引っ張り試験片を作り、上下で固定した試験片を引っ張り歪んだ数値と引っ張り応力から最大の応力を求め、単位断面積当たりの最大応力を引張り強さで表す。
弾性体の場合は弾性変形後破壊され、最大点力を示します。(繊維強化樹脂等)
粘弾性体の場合は弾性変形後粘性変形を起こしますが、概ね弾性変形の最大点力が引張げ強さとなります。(ABS・PC等)
引張強さは製品にボイドやウエルドライン等の欠陥がある場合は極端に低下し、製品の使用上大きな問題となります。
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衝擊強度

衝撃強度(アイゾット試験)

プラスチックの機械的特性として重要視されるのがこの衝撃強度である。
特にアイゾット試験がプラスチックの場合一般的とされている。
試験としては試験片を方持ちにして、角度測定つきのハンマーを試験片の固定されていない側 に衝突させ、持ち上げ角度、振り上がり角度から強度を計算する。
試験片には2種類あり、ノッチ(V溝)付きとノッチなしがあり、 設計上で想定される衝撃の掛かる部位の形状によってノッチ有り無しのデータを選択する。
例えば90度折れ曲がった部位に衝撃が加わる様な場合はノッチ付きのデータを参考にすると良い。
平らな面に衝撃が加わると想定する場合はノッチなしのデータを参考にする。
数値が大きいほど耐衝撃性があります。
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メルトフロー

メルトフロー

「メルトフローレート」とは、溶融プラスチックの流動性の大きさのことであり、熱可塑性プラスチックの品質管理用の典型的なインデックスを示すものである。元々は、「メルトフローインデックス」あるいは「メルトインデックス」(通常はポリエチレンに用いられるが、各種材料に適用される)と呼ばれたが、現在の標準的な名称は、マスフローをg/10分で表す(SI単位)「メルトマスフローレート」(MFR)である。もう1つの量の表現は、「ボリュームフローレート」(MVR)と呼ばれるcm3/10分で表す(SI単位)ボリュームフローである。MVRにメルト密度(すなわち、溶融状態における材料密度)を掛け合わせると、MFRとなる。
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比重

比重(ひじゅう)とは、ある物質の密度(単位体積あたり質量)と、基準となる標準物質の密度との比である。通常、固体及び液体については水(温度を指定しない場合は 4 °C)、気体については、同温度、同圧力での空気を基準とする。

通常の水(内陸部)の約4 °C での大気圧下の空気等が溶けていないときの密度は 0.999972 g/cm3 で、ほとんど 1.0 g/cm3 であるから、比重と密度の値は、CGS単位系で表すとほぼ同じ値となる。

比重が1よりも大きい物質は水に沈み、1よりも小さい物質は水に浮く。

密度と比重は混同されやすいが、密度は質量を体積で割った量であり、比重は基準物質と比べた密度比であるという点で異なったものである。よって、物質が水に浮く沈むというのは、密度よりも比重によっての方が判断しやすい。

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曲げ特性とは
大きく分けて、曲げ強さと、曲げ弾性率になります。
曲げ特性は、一般的に、試験片を両側でもって支持し、中央に集中荷重をかける3点曲げ試験によって測定されます。曲げ強さは、試験片の厚み、幅、支点間距離、曲げ速度の影響を受けるため、厚みと幅が決められています。
樹脂は、一般的に厚み4mm、幅10mmの短冊状の試験片が使用されています。
また、両側で支持する台の曲率の曲げ特性に影響しており、試験片の厚みが3mm以下の場合は、半径5mm、3mm以上の場合は、半径2mmとされています。
曲げ特性は、曲げ荷重に対して生じる応力(曲げ応力)とその変形量(たわみ量)との関係によって示される機械的性質の1つです。

曲げ強さ(flexural strength)

材料が曲げ変形を受けたときの破壊時の強さのこと。曲げ強さは試験時の最大荷重から算出されます。3点曲げ試験では次式により算出される。

曲げ強度(Mpa)=3PL/2Wh²
※P=最大荷重、L=支点間距離(mm)、W=試験片の幅(mm)、h=試験片の厚さ(mm) となっています。

曲げ弾性率(flexural modulus)

試験において求めた荷重-たわみ曲線を用いて計算される弾性率をいい、3点曲げ試験では次式により算出される。

曲げ弾性率(Mpa)=L³/(4Wh³)‧(F/Y)
※L=支点間距離(mm)、W=試験片の幅(mm)、h=試験片の厚さ(mm)、F=荷重-たわみ曲線の初めの直線部分の任意に選んだ点の荷重、Y=荷重Fでのたわみ量(㎜)

曲げ特性は、1つの外力に対して色々な種類の応力が関係しており、材料の静的機械的特性ともいわれています。
また、引張特性、衝撃特性と並んで重要な特性であり、特に熱硬化性樹脂では、曲げ特性と衝撃特性の2つが、その材料の機械的特性を代表しているといわれています。

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