カジノ シークレット 出 金 条件PESの引張試験における応力-ひずみ曲線(以下S-S曲線)を示します。応力があるレベルに達するまではひずみと応力が比例関係にあります。PESの強度設計を行う上では、応力とひずみが比例関係にならない部分がある点について考慮する必要があります。
図3-2-1 4100Gの引張強度のS-S曲線
図3-2-2 4101GL30の引張強度のS-S曲線
熱変形温度は200~220℃であり、連続使用温度はUL温度インデックスで180~190℃に認定されています。
弾性率は-100~200℃までの温度領域ではほとんど変化しません。特に100℃以上では、あらゆる熱可塑性樹脂で最高レベルです。
図3-2-3 曲げ弾性率の温度依存性
カジノ シークレット 出 金 条件PESは強靱な樹脂であり、優れた耐衝撃性を有しています。アイゾット衝撃強度について他の耐熱樹脂と比較したものを示しますが、ノッチなしの非強化グレードでは破壊しないことがわかります。また、図3-2-6に衝撃強度の温度依存性を示します。カジノ シークレット 出 金 条件PESは0℃以下の温度、たとえば-100℃でも十分な衝撃強度を有していることがわかります。
図3-2-4 カジノ シークレット 出 金 条件PESの耐衝撃性
図3-2-5 衝撃強度のノッチ先端半径依存性 20℃(4800G)
図3-2-6 衝撃強度の温度依存性(4800G)
射出成形をする場合、ウエルド部(樹脂の合流点)は非ウエルド部より強度が低くなります。ガラス繊維強化グレードのウエルド部の強度はガラス繊維の含有量に応じて低下します。図3-2-7には非ウエルド部強度とウエルド部強度の比較を、表3-2-1にカジノ シークレット 出 金 条件PESのウエルド部の引張強度を示します。
カジノ シークレット 出 金 条件PESは他樹脂と比較して、ウエルド強度が非常に高いことがわかります。特に非強化グレードはウエルド部の強化低下がほとんどなく、非ウエルド部と同等の強度を有しています。
図3-2-7 引張強度
表3-2-1 ウエルド部の引張強度
(単位:MPa)
グレード | 非ウエルド部 | ウエルド部 |
---|---|---|
4100G | 84 | 81 |
4800G | 84 | 82 |
3601GL20 | 124 | 67 |
4101GL20 | 124 | 68 |
4101GL30 | 140 | 61 |
図3-2-8 ウエルド評価用成形品形状
表3-2-2 ウエルド部と非ウエルド部の曲げ強度とアイゾット衝撃強度
グレード | 曲げ強度(MPa) | アイゾット衝撃強度(J/m) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
ノッチなし | 0.25ノッチ | |||||
非ウエルド部 | ウエルド部 | 非ウエルド部 | ウエルド部 | 非ウエルド部 | ウエルド部 | |
4100G | 140* | 140* | >1960* | 2156 | 68 | 49 |
4101GL20 | 190 | 110 | 411 | 117 | 68 | 29 |
4101GL30 | 180 | 110 | 362 | 98 | 68 | 29 |
PPS-GF40% | 170 | 70 | 166 | 29 | 49 | 19 |
*印=破断しない。
成形機: | 住友重機械製 ネオマット N47/28 |
射出圧力: | 130MPa |
射出速度: | 60% |
シリンダ温度: | 340℃(4100G) 350℃(4101GL20・4101GL30) |
射出時間: | 10秒 |
冷却時間: | 20秒 |
図3-2-9 成形品肉厚とウエルド部の引張強度との関係
ウエルドによる強度低下が実用上問題になる場合には、以下の方法により改善が図られる可能性があります。
表3-2-3 アニールによるウエルド部の引張強度の改善
(単位:MPa)
グレード | アニール前 | 150℃ | 180℃ | |
---|---|---|---|---|
20min | 20min | 180min | ||
3601GL20 | 68 | 76(113%) | 76(113%) | 77(114%) |
4101GL20 | ||||
3601GL30 | 61 | 75(123%) | 75(121%) | 75(121%) |
4101GL30 |
()内は、アニール前の強度を
100%とした場合の比率
実用部品の強度計算に当たって、標準テスト(例えばASTM)による強度・弾性率のみを使用することは避けなければなりません。最適デザインを決定するにあたっては、クリープ特性と温度による特性変化を基に、使用条件下での成形品の寸法変化および強度変化を考慮する必要があります。図3-2-10に、非強化グレード4800Gの20℃および150℃における引張クリープ特性を示します。図から明らかなようにカジノ シークレット 出 金 条件PESは耐クリープ性に優れています。非強化グレードでは20℃で20MPaの負荷で3年後のクリープ変形がわすか1%であり、150℃では10MPaの負荷でも3年後のクリープ変形が1%にすぎません。図3-2-11にガラス繊維強化グレード(3601GL30、4101GL30)の150℃における曲げクリープ特性を示します。結晶性のPPS(ガラス繊維40%強化グレード)に比べ、カジノ シークレット 出 金 条件PESは優れたクリープ特性を有していることがわかります。
図3-2-10 非強化グレード(4800G)の
引張クリープ特性
図3-2-11 ガラス繊維強化グレード(3601GL30、4101GL30)の
曲げクリープ特性
図3-2-12 非強化グレード(4100G)の
引張クリープ特性
図3-2-13 ガラス繊維強化グレード(4101GL30)の
引張クリープ特性
図3-2-14 曲げクリープ特性
長時間変動する荷重下にある材料は疲労破壊を起こします。引張疲労試験による応力ー寿命曲線を示します。
温度23±1℃、湿度60±5%RHの条件において、30MPaの繰り返し荷重でも1.0×107回程度まで疲労破壊しません。
図3-2-15 カジノ シークレット 出 金 条件非強化グレード
(3600G, 4100G, 4800G)の応力-寿命曲線
図3-2-16 カジノ シークレット 出 金 条件ガラス強化グレード
(3601GL20, 4101GL30)の応力-寿命曲線
※右矢印(→)付きのシンボルは、その繰り返し回数において試験片が破断していないことを示す。