ある資料に「ポリプロピレンの耐熱温度は120度、食器洗浄機で使用するお湯の温度は60度~80度で温度による影響は少ない」と書かれていました。

別の資料には「ポリプロピレンの荷重たわみ温度は60度前後のため、食器洗浄機を使用すると変形の恐れがある」と書かれていました。

また、ポリカーボネートは耐熱温度より荷重たわみ温度のほうが高いようです。

耐熱温度と荷重たわみ温度って何がどう違くて、上記に関してはどちらのほうが正しいのでしょうか?

よろしくお願いします。

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A 回答 (1件)

耐熱温度とは?荷重たわみ温度とは?



樹脂の耐熱温度は、樹脂試験片を一定の温度中に所定時間置き、その時の外観変化や力学的特性の
低下が無いかで判定され、その温度を樹脂の使用目安として表したものです。
JISでは例えば、温度範囲として110~180℃、時間は2時間が規定してあります。
荷重たわみ温度(~熱変形温度)に付いては以前に下記URLで回答しておりますので、
そちらを参照してください。
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa5031005.html
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa5046336.html

ポリプロピレンPPの場合は両社とも、
耐熱温度=力を受けない状態で樹脂容器等の製品が変形変質しないでその機能を保てる温度、
荷重たわみ温度=ある力を受けた状態で樹脂容器が変形を起こす温度と、
同じように理解しています。
PPでは耐熱温度>荷重たわみ温度です。

理解は両社とも同じですが、
PPなら短時間加熱なら力が掛かっていない限り大丈夫だろうと説明するか、
短時間でも力が掛かれば(自重等)熱変形温度以上だから変形の恐れは有ると説明するかの違いです。
後の社の食器洗浄機では、熱水温度と浸責時間が変形の恐れが有るほど高く長いのかも知れません。

無難な折衷案は次のようなものです。
「ポリプロピレンの耐熱温度は120度で荷重たわみ温度は60度前後です。食器洗浄機で
使用するお湯の温度は60度~80度となります。洗浄時間が短い場合には温度による影響は有りませんが、
洗浄時間が長い場合や不適切な並べ方をした場合は変形の恐れがあります。」

非結晶性樹脂のPCはPP等の結晶性樹脂とは違い、荷重たわみ温度が明確には測定できず、
荷重の大きさに依存し大きく変わります。標準測定条件より荷重が大きくなると大きく低下します。
http://www.rontec.co.jp/basic/plastic/charapc.htm

さらに、耐熱性と熱変形温度の測定条件の違いから見かけ上の逆転現象が起きています。
大雑把ですが、耐熱性=無荷重長時間耐久、荷重たわみ温度=荷重短時間加熱での性質と捉えてください。
    • good
    • 1
この回答へのお礼

とてもわかりやすく詳しいご回答ありがとうございました。

お礼日時:2009/07/21 21:43

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Qガラス転移温度と荷重たわみ温度の違い

ガラス転移温度と荷重たわみ温度ってどこがどう違うのですか??
調べたらどちらも同じような似てるような感じなのですが・・・
Tgはそれを超えると急激に弾性率が下がる(で良いんですよね?)のだから、
荷重たわみ温度も同じなのではないのですか??
それにどちらも近い温度値のような気もするのですが・・・

教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

低分子物質では固体から液体、液体から気体への相変化の際に
融解熱や蒸発熱などの潜熱を伴い一次転位といわれます。
これに対し、潜熱は伴わないが比熱や体積が不連続に変化する
転位を二次転位といいます。

ポリマーの場合、この二次転位をガラス転位、その温度をガラス
転位温度といいます。この温度より低い温度では、ポリマーは
ガラス状固体のように振る舞い、高い温度ではゴム状弾性の
挙動を示します。

結晶性ポリマーの場合、ガラス転位温度より更に加熱されると、
融解します(一次転位)。この融点Tmとガラス転位温度Tgの
間には、
 Tm = 2.75Tg + C 対称性ポリマー、PIB (-CH2-C(CH3)2-)n 等
 Tm = 1.50Tg + C‘ 非対称性ポリマー、ポリクロロプレン
                (-CH2-CCl-CH-CH2-)n 等
の様な関係が認められます。
融点とガラス転位とポリマーの構造の間に何らかの関係が有ること
を示しています。

ガラス転位温度はポリマー鎖の内部自由回転が始まる温度、または
自由体積が急に増える温度との解釈があります。
この温度で弾性率の急激な減少も見られ、振動に対する緩和現象も
見られます。

大事な点は、ガラス転位は負荷が有ろうが無かろうが観察される
物理的な二次転位点(温度)です。

熱変形温度は、樹脂試験片に一定の静的荷重を加えた場合の、
系の応答を温度を指標として表したものです。
力に抗しきれず撓む温度ですので、弾性率が急激に減少するガラス転位
温度以上でその近傍であることは予想が付きます。
しかし、ポリマーの構造と集合状態の違いから、それがガラス転位
のどの位上の温度で現れるか、それは明確かは樹脂によって違います。
あくまでも、樹脂の使用目安としての温度で荷重の大きさや昇温速度
でも異なります。

低分子物質では固体から液体、液体から気体への相変化の際に
融解熱や蒸発熱などの潜熱を伴い一次転位といわれます。
これに対し、潜熱は伴わないが比熱や体積が不連続に変化する
転位を二次転位といいます。

ポリマーの場合、この二次転位をガラス転位、その温度をガラス
転位温度といいます。この温度より低い温度では、ポリマーは
ガラス状固体のように振る舞い、高い温度ではゴム状弾性の
挙動を示します。

結晶性ポリマーの場合、ガラス転位温度より更に加熱されると、
融解します(一次転位)...続きを読む

Qガラス転移温度≠荷重たわみ温度

ガラス転移温度以上では、
たわみ温度=ガラス転移温度と捉えがちだが、
ガラス転移自体は荷重の影響を受けないので、
まったく同じになるとは限らない。
それはなぜですか??

教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

樹脂の弾性率の温度変化の特性から、ガラス転移点を越えると急激に弾性率が低下するので、
荷重たわみ温度はガラス転移点に近い温度値になる場合がある。
これは非結晶性プラスチックの場合で、荷重たわみ温度は
ガラス転移温度の下限に近い温度を示すので、多少実用の目安となります。

しかし、結晶性プラスチックでは、荷重たわみ温度は
ガラス転移点と結晶融点との間の温度を示すので、
理論的にも実用的にも意味のない温度であり、また測定のばらつきも大きいです。

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Q融点とガラス転移温度の違い

融点とガラス転移温度の違いが良く理解できません。分かりやすく教えてください。

Aベストアンサー

高分子やってるものです。おそらく質問にでてくる融点は普通いわれている融点ではなく、高分子特有のTmといわれているほうの融点ですよね?
板ガムを考えていただけるとわかりやすいと思います。ガムってそのまんまだと引っ張ってもぶちぶちきれちゃいますよね?でも口の中でかむとひっぱっても伸びるようになります。この引っ張っても伸びる性質に変わる温度が高分子における融点です。次にガムを寒いところもしくは冷凍庫に入れてみてください。常温のガムは折り曲げてもたたまれるだけなのですが、低温におかれたガムを折り曲げようとすると割れてしまうと思います。このぱきぱきの状態になってしまう温度がガラス転移温度です。
食品保存容器とかラップに耐熱温度がかかれていると思いますが、よくみるとなぜか上と下の両方の温度限界がかかれていると思います。上の方の温度限界(融点)になると溶けてしまうのはまあ想像がつくのですが、下の方の温度限界(ガラス転移温度)になるとぱきぱきになって容器が割れてしまうので書かれているのです。

Q樹脂材料の曲げ弾性率について

先日、仕事の関係でプラスチックのスナップフィット
(プラスチック部品の一方と他方がパチンとはまる
爪形状です。プラモデルにもよくあると思います。)
の荷重計算をしようとしました。
その爪形状には大きなテーパがついており、
根元が太く先細だったので、
単純な梁の公式では計算できずに
excelマクロによる数値積分で
梁の曲げ微分方程式(d^2y/dx^2=-M/EI)を
解こうとしました。
-------------------------------------
一応できたので、早速荷重を計算して実測値と
照らし合わせてみようとしたのですが、
材料のヤング率(縦弾性係数)を知らないことに
気づきました。
同僚に聞いてみたところ、「曲げ弾性率」というのは
材料の仕様書に載っていると教えてくれました。
職場にある材料便覧を見ても「曲げ弾性率」は
載っていました。
この「曲げ弾性率」はヤング率(縦弾性係数)と
同じなのでしょうか。それとも違うのでしょうか。
もし違う場合、ヤング率(縦弾性係数)は
どのようにして調べるべきなのでしょうか。
似たような経験がある方がいましたら
お手数ですがご教示願います。

先日、仕事の関係でプラスチックのスナップフィット
(プラスチック部品の一方と他方がパチンとはまる
爪形状です。プラモデルにもよくあると思います。)
の荷重計算をしようとしました。
その爪形状には大きなテーパがついており、
根元が太く先細だったので、
単純な梁の公式では計算できずに
excelマクロによる数値積分で
梁の曲げ微分方程式(d^2y/dx^2=-M/EI)を
解こうとしました。
-------------------------------------
一応できたので、早速荷重を計算して実測値と
照らし合わせてみようとし...続きを読む

Aベストアンサー

結果から言うと,Eに曲げ弾性率を代入しても問題ないと思います.

引張弾性率と曲げ弾性率は測定方法が異なりますので,物性のもつ意味は違います.引張りの場合(丸棒を引っ張るようなケースです),材料内部はすべて引張応力になりますよね.

しかし,曲げの場合(板を曲げるようなケース)では,ふくらんでる面には引張応力,へこんでる面には圧縮応力がかかります.このため,例えば引張弾性率と圧縮弾性率が異なるような材料では,引張弾性率と曲げ弾性率は違ってきます.

また,少し専門的になりますが,曲げのかかる部材には,引張・圧縮応力の他に,せん断応力もかかっています.これらの効果が総合的に寄与してくるため,引張弾性率と曲げ弾性率は,「意味合いとしては」異なる物性値です.

しかし,ごく一般的なプラスチックであれば,引張弾性率と曲げ弾性率はほぼ同じ値になります.
下記などにデータが出ていますが,恐らくほぼ同等か,曲げ弾性率の方が10%程度低い値になっていると思います.
http://www.m-ep.co.jp/mep-j/tech/index.htm
http://www.mrc.co.jp/acrypet/04tech_01.html

カタログデータに曲げ試験が多い理由は,試験が簡単だからです.薄い平板の試験片が使えますからね(チューイングガムのような形状です).それに対し,引張試験では,試験片を「つかむ部分」の加工が難しく,やや複雑な形状になってしまいます.

というわけで,プラスチックの分野では,曲げ弾性率を測定して,これをEとして代用するケースが多いと思います.

ただし,圧縮やせん断弾性率が引張と極端に違う材料・・・たとえば,ガラス繊維で一方向強化したような異方性材料では,曲げ弾性率とヤング率は大きく異なります.

あと,蛇足になりますが・・・
曲げ弾性率=曲げ応力/曲げひずみ
とありますけど,前述の通り,曲げ応力や曲げひずみは一定値ではありませんので注意が必要ですね.材料内部で分布をもっています(ここが引張と違うところ).

通常は,曲げスパンL,破断荷重P,試験片幅b,厚さh,たわみxなどを用いて,
E=(P・L^3)/(4・b・h^3・x)
のような式で求めます.試験方法によっても式が違ってきますので,材料力学の教科書をお読み下さい.

結果から言うと,Eに曲げ弾性率を代入しても問題ないと思います.

引張弾性率と曲げ弾性率は測定方法が異なりますので,物性のもつ意味は違います.引張りの場合(丸棒を引っ張るようなケースです),材料内部はすべて引張応力になりますよね.

しかし,曲げの場合(板を曲げるようなケース)では,ふくらんでる面には引張応力,へこんでる面には圧縮応力がかかります.このため,例えば引張弾性率と圧縮弾性率が異なるような材料では,引張弾性率と曲げ弾性率は違ってきます.

また,少し専門的になりま...続きを読む

QTD、MDって何の略?

フィルム関係の仕事をしていてたまに目にする、
流れ方向MDと垂直方向TDって何の略なのでしょうか?

Aベストアンサー

流れ方向 ( MD : Machine Direction )
垂直方向 ( TD : Transverse Direction )

QNをPaに単位換算できるのか?

大変困ってます。
皆さんのお力をお貸しください。

加重単位Nを圧力単位Paに変換できるのでしょうか?
もし出来るとしたらやり方を教えてください。
具体的には30Nは何Paかということです。
変換の過程も教えていただければ幸いです。

是非、ご回答、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 No.1さんがおおまかに答えておられますが、補足します。
 N(ニュートン)は力の単位です。対して、Pa(パスカル)は圧力の単位です。これらは次元が違うので、単独では変換はできません。
「30 Nは何Paか」
というのはナンセンスです。
 NとPaの関係は、
Pa = N/m^2
です。質問が、
「30 NをPaを使って表せ」
というのならば、
30 N = 30 Pa・m^2
となります。m^2(平方メートル)という単位が必要になります。物理量の間の関係、
圧力 = 力/面積
および、単位の間の関係
Pa = N/m^2
を整理して覚えてください。

QVA提案とVE提案の違いを教えて下さい。

こんにちわ。
VA提案とVE提案の意味の違いを教えて下さい。
宜しく、お願い致します。

Aベストアンサー

用語的には。
VA:Value Analysisの頭文字(価値分析)
VE:Value Engineeringの頭文字(価値工学)

VAは、おおざっぱに言って、既存の製品に対して改善を行う手法。
製品やその部品に対して、必要とされる機能や品質を考えて現状を分析し、コスト低下につながる代替案を提案する。
この部品は何のために使うのか →他に代替えになる物はないか →あるいは現状の品質がほんとに必要かなど。

VEは、開発設計段階から行う手法。
設計を行う場合に、機能や品質を満足するするに必要なレベルを考慮する。
(適正な材料の選択、適正公差、最適工法の選択、仕上げ方法の見直しなど)
不必要に過剰品質にならない、設計が複雑では製造段階での努力には限界がある、それらを含めて設計段階への提案。

現在では、VEの方が重視されている、もちろん既存製品に対するVA提案を受けて、次製品へのVE活動につなげていきます。

個人サイトですが「VEをもっと知ろう」
http://www.geocities.jp/taka1yokota/mypage4-ve1.htm
(VEの考え方がおおよそ分かると思います)

社団法人日本VE協会「VE基本テキスト」
http://www.sjve.org/102_VE/images/302_basic.pdf
(PDFファイルです)

こんな感じです。

用語的には。
VA:Value Analysisの頭文字(価値分析)
VE:Value Engineeringの頭文字(価値工学)

VAは、おおざっぱに言って、既存の製品に対して改善を行う手法。
製品やその部品に対して、必要とされる機能や品質を考えて現状を分析し、コスト低下につながる代替案を提案する。
この部品は何のために使うのか →他に代替えになる物はないか →あるいは現状の品質がほんとに必要かなど。

VEは、開発設計段階から行う手法。
設計を行う場合に、機能や品質を満足するするに必要なレベルを考慮する。
...続きを読む

Q比重の単位って?もうわけわからない・・・。

比重というのは、単位はなんなのでしょうか??
鉄の比重を7.85で計算すると考え、以下の疑問に答えてもらいたいのですが、
縦100mm・横100mm・厚さ6mmの鉄板の重さを計算したい場合、
100×100×6×7.85で計算すると、471000になります。
全部mに単位をそろえて計算すると、
0.1×0.1×0・006×7.85で、0.000471になります。

これで正確にkgの単位で答えを出したい場合、
0.1×0.1×6×7.85で、答えは0.471kgが正解ですよね?

・・・全く意味が解かりません。普通、単位は全部揃えて計算するものですよね??なぜ、この場合、厚さだけはmmの単位で、縦と横はmでの計算をするのでしょうか?

比重ってのは単位はどれに合わせてすればいいのでしょうか?

そして円筒の場合はどのように計算するのでしょうか?
まず、円の面積を求めて、それに長さを掛けるのですよね?
これは円の面積の単位はメートルにして、長さはミリで計算するのでしょうか??
わけわからない質問ですみません・・・。もうさっぱりわけがわからなくなってしまって・・。うんざりせずに、解かりやすく、教えてくださる方いましたらすみませんが教えて下さい・・。

比重というのは、単位はなんなのでしょうか??
鉄の比重を7.85で計算すると考え、以下の疑問に答えてもらいたいのですが、
縦100mm・横100mm・厚さ6mmの鉄板の重さを計算したい場合、
100×100×6×7.85で計算すると、471000になります。
全部mに単位をそろえて計算すると、
0.1×0.1×0・006×7.85で、0.000471になります。

これで正確にkgの単位で答えを出したい場合、
0.1×0.1×6×7.85で、答えは0.471kgが正解ですよね?

・・・全く意味が解かりません。普通、単位は全部揃えて計算するものですよね??...続きを読む

Aベストアンサー

#3番の方の説明が完璧なんですが、言葉の意味がわからないかもしれないので補足です

比重は「同じ体積の水と比べた場合の重量比」です
水の密度は1g/cm3なので、鉄の密度も7.85g/cm3になります
(密度=単位堆積あたりの重さ)
重さを求める時は「体積×密度(比重ではありません)」で求めます

おっしゃるとおり、計算をする時は単位をそろえる必要があります
100(mm)×100(mm)×6(mm)×7.85(g/cm3)ではmmとcmが混在しているので間違いです
長さの単位を全部cmに直して
10cm×10cm×0.6cm×7.85(g/cm3)=471g=0.471kg
と計算します(cmとgで計算しているのでCGS単位系と呼びます)

円筒の場合も同様に
体積×密度で求めます
円筒の体積=底面積(円の面積半径×半径×円周率)×高さ
です

比重=密度で計算するならば、水が1gになる体積1cm3を利用するために長さの単位をcmに直して計算してください
計算結果はgで出るのでこれをkgに直してください

最初からkgで出したい時は
水の密度=1000(kg/m3)
(水1m3の重さ=100cm×100cm×100cm×1g=1000000g=1000kg)
を利用して
目的の物質の密度=1000×比重(kg/m3)
でも計算できます
(このようにm kgを使って計算するのがSI単位系です)

0.1×0.1×6×7.85は#4の方がおっしゃるとおり
0.1×0.1×0.006×1000×7.85の0.006×1000だけ先に計算したのだと思います

#3番の方の説明が完璧なんですが、言葉の意味がわからないかもしれないので補足です

比重は「同じ体積の水と比べた場合の重量比」です
水の密度は1g/cm3なので、鉄の密度も7.85g/cm3になります
(密度=単位堆積あたりの重さ)
重さを求める時は「体積×密度(比重ではありません)」で求めます

おっしゃるとおり、計算をする時は単位をそろえる必要があります
100(mm)×100(mm)×6(mm)×7.85(g/cm3)ではmmとcmが混在しているので間違いです
長さの単位を全部cmに直して
10cm×10cm×0.6cm×7.85(g...続きを読む

Q融点と軟化点の違い

初めて質問します。
タイトルそのままなんですが、融点は固体が液体になり始める点、軟化点は固体でなくなる点と書いてありました。
何が違うんですか??
教えてください><

Aベストアンサー

 「融点」は、固体から液体に変化する温度で、定義通りです。 純物質や物質構成が単純で固体から液体になる温度が比較的明確に測定できる場合に使います。

 「軟化点」は、各種物質が混ざっていて、それぞれの物質の融点が異なるため、ぐずぐずと次第に液体に変化するので明確な融点が測定できない場合の方便として用います。
 軟化したかどうかの判別法は、定義された形まで崩れる、上に置いた金属球が沈み込む位置、試験管内で上に乗せた水銀が下に回り込む、雫が出来て落下するところ、など、いろいろな方法が有ります。


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