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No.2
- 回答日時:
吸湿性のある樹脂は、湿度が高い所に置かれると吸湿し膨張し、
逆に湿度が低い所に置かれると水分を出し収縮します。
これを、吸湿性の高いポリアミドPA(ナイロン)6と66に付いて
見てみましょう。
温度10~70℃の範囲で、かつ相対湿度が0~100%の範囲で変化するなら、
PA6の吸湿率は0~7.7重量%の範囲で、PA66の吸湿率は0~6.9重量%の
範囲でほぼ直線的(僅かに下に凸)に変化します。PA6,66の比重は1.13です
から、水の比重1.0とほぼ同じと考えれば、この重量変化の立方根が寸法
変化となります。更に近似的には、吸湿率の1/3、つまり、PA6の寸法は
0~2.6%の範囲で、PA66の寸法は0~2.3%の範囲で変化します。
PAがガラス繊維強化樹脂の場合は、ガラス繊維が伸縮に抵抗するので、寸法
変化は未強化樹脂の1/3~1/2程度になります。
普通の使用条件の湿度範囲を40~80%とすると、寸法変化はPA6で0.8~1.8%、
PA66で0.7~1.7%の範囲です。
さて次の問題は、吸湿率が平衡になるにはどの位の時間が掛かるかです。
空中放置の場合は大変に長い時間が掛かり、23℃相対湿度50%の条件下で
100~200日のオーダーです。
言い換えれば、吸湿して一度安定寸法に達したPA樹脂成形品は、その環境
温度と湿度変化に対して極めて反応が遅く、安定寸法の回りで上述の寸法変化
範囲の数分の一の範囲で伸縮の変動を繰り返します。
PA樹脂は吸湿性が高く、吸湿すると靭性が高くなります。成形直後の
吸水率がほぼゼロの物に温水中で吸水させ、所定の吸水率にした物を
耐衝撃性の要求される部品に使います。さらに耐衝撃性を向上させる成分を
加えていますが、ナイロンキャスターは吸水処理による寸法安定化と靭性
向上の1例です。
PA以外の樹脂は吸湿性が低いので、吸湿による寸法変動はPA程問題には
されません。しかし、吸湿による寸法変化の原理はPAと全く同じです。
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