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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Aベストアンサー

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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
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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。

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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
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>衝突の問題に関し、まず一番簡単なモデルで理解してみようと思って
 (略) 
2つの粒子の運動エネルギーの平均は同じ値にはなりませんでした。

膨大な数の分子が、てんでんばらばらに動き回りながら衝突するのです。その全てについて"計算"するなどということはできません。一対一の衝突で代用できるものでもありません。とても、手計算で対応できる現象ではないのです。だからこそ、統計的な処理が必要になってくるのです。(現代はコンピュータで計算させることが可能なのかも)

僕が、具体的な衝突問題として数式を出さなかったのは、それを使って説明しようとしてもできない相談だからです。
でも、そのような神のみがなし得るような"計算"を実行しなくても、エネルギーが"移動"していること、そして、最終的にはエネルギーの移動が止まる(平衡状態になる)という事実を受け入れるならば、運動エネルギーが均質化したはずだということが理解できるはずです。

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>衝突の問題に関し、まず一番簡単なモデルで理解してみようと思って
 (略) 
2つの粒子の運動エネルギーの平均は同じ値にはなりませんでした。

膨大な数の分子が、てんでんばらばらに動き回りながら衝突するのです。その全てについて"計算"するなどということはできません。一対一の衝突で代用できるものでもありません。とても、手計算で対応できる現象ではないのです。だからこそ、統計的な処理が必要になってくるのです。(現代はコンピュータで計算させることが可能なのかも)

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QFEM板曲げ問題の分布荷重に対する荷重項

有限要素法(FEM)で薄板曲げを扱う際、分布荷重に対する節点の荷重項(等価節点荷重)を求める公式あるいは参考文献はないでしょうか。梁に関してはいろいろな公式(両端固定、片側ピン等)があるのですが。

Aベストアンサー

どのようなことをしたいのでしょうか?

?.自作のプログラムで計算をしたいが、等価節点荷重の与え方がわからないということなのでしょうか?
それなら、有限要素法での分布荷重p→等価節点荷重Fの変換の公式は、どの本にも載っていて、
[N]:変位関数マトリクス
{p}:分布荷重ベクトル
{F}:等価節点荷重ベクトル
とすれば、
梁のような線荷重の場合には、
{F}=∫[N]T{p}dL
今のあなたの問題である面荷重の場合には、
{F}=∫∫[N]T{p}dS
重力や遠心力のような体積力の場合には、
{F}=∫∫∫[N]T{p}dV
で与えられます。

?.既成のプログラムを利用して、分布荷重の計算をしたい場合には、今どきのプログラムは分布荷重を与えれば、内部で自動的に等価節点荷重に変換する機能は持っているので、それを利用すれば良いのです。
ただし、分布荷重が一様でないような、複雑な分布形態の場合には、これに対応できるプログラムはほとんどありません。
この場合には、?の式を用いて、自分で変換しなければなりません。そのためには、そのプログラムで使用されている要素の変位関数を知らなければなりません。「言うは易し、行うは難し」です。

しかし、あなたの場合には、等価節点荷重に関する大きな思い違いがあるように思います。
その根拠は、「梁に関してはいろいろな公式(両端固定、片側ピン等)がある」という記述です。
?による等価節点荷重の計算結果は、要素の拘束状態には無関係になります。ですから、梁の場合、両端固定でも、片側ピンでも、結果は一緒なのです。
こう言われて「なんで?」と思われるようでは、等価節点荷重というものについての理解ができていないということであり、その状態で「等価節点荷重」を求めても、それは真の値ではありません。

等価節点荷重には、直感的に妥当な結果となるものはむしろ少なく、「なんでそうなんのよぉ?」と思われるような値になるものが多いので、要注意です。

直感的に妥当な結果となるものとしては、2次元の3角形1次要素やアイソパラメトリック4角形1次要素に、面内方向の重力をかけた場合には、各節点には、要素の重量の、それぞれ、1/3、1/4の荷重が作用します。
また、上記1次要素の辺に等分布荷重が作用する場合には、辺の両端の節点には、その分布荷重の合力の、それぞれ1/2ずつが作用します。

梁要素に等分布荷重が作用する場合には、梁の両端の節点には、その分布荷重の合力の、それぞれ1/2ずつが作用します。
ここまでは直感的に妥当なのですが、この他に、分布荷重なのに、節点にはモーメントが作用するという結果が得られます。
ほとんどの人が「なんでそうなんのよぉ?」と思うのですが、これは現在の主流となっている有限要素法が「変位法」という、変位を最も精度よく計算するアルゴリズムに立脚していることによります。

今のあなたの場合には、対象となる薄板曲げ要素の変位関数を調べ、それを標準形で表現して[N]マトリクス成分を求め、?の式に代入して、等価節点荷重を求めることになります。

以上を読んで、もしわからない概念や言葉があれば、それは知識不足であって、現段階で「等価節点荷重」を求めること自体が無謀ですので、まず有限要素法に関する本を読んで勉強しましょう。
有限要素法に関する本は、本屋に行けば、いろいろとありますので、立ち読みするには事欠きません。

どのようなことをしたいのでしょうか?

?.自作のプログラムで計算をしたいが、等価節点荷重の与え方がわからないということなのでしょうか?
それなら、有限要素法での分布荷重p→等価節点荷重Fの変換の公式は、どの本にも載っていて、
[N]:変位関数マトリクス
{p}:分布荷重ベクトル
{F}:等価節点荷重ベクトル
とすれば、
梁のような線荷重の場合には、
{F}=∫[N]T{p}dL
今のあなたの問題である面荷重の場合には、
{F}=∫∫[N]T{p}dS
重力や遠心力のような体積力の場合には、
{F}...続きを読む


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