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プラスチックの物性入門 :上級編

2007/08/01
Q:硬度とは?

A:樹脂材料の表面の硬さ(hardness)のことをいいます。

物質的に外部から局部的な力を短時間加えて、その時にでる物質の
変形度合いから変形に対しての抵抗の大小を判断することを一般に
【硬さ・・硬度】と言います。

樹脂は、金属に比べて硬さの点では、かなり劣っています。
へこみやすく、キズがつきやすく、温度への依存度も高いものとなります。

○硬さの測り方
次の3つに大別されています。

①引っ掻き硬さ
 表面を引っ掻いてキズをつけ、そのキズの長さ、幅、深さ等で硬さを判断します。
 ※代表的な方法 ・・・モース硬さ(Moh's hardness)
          ・・・マルテンス硬さ(Martens)
          ・・・ビアバム硬さ Bierbaum) 

②反発硬さ
 表面に一定重量の鋼球を落とし、その跳ね上がり(反発)の高さで判断します。
 ※代表的な方法 ・・・ショア硬さ(Shore hardness) 
  --樹脂材料ではあまり使用されていません。

③押し込み硬さ
 鋼球、ダイヤモンド角錐などの圧子を材料に一定圧力で押しつけ、その時
 にできるくぼみの大きさで硬さを判断します。
 ※代表的な方法 ・・・ロックウエル硬さ (Rockwell hardness)
            ・・・ブリネル硬さ
            ・・・ビッカース硬さ
 □硬質の針を圧子に使用するもの
            ・・・デュロメータ硬さ (Durometer hardness)
            ・・・バーコル硬さ
 ☆樹脂材料の硬さの測定方法としては、一般的な方法です。
  中でもロックウエル硬さ(JIS K7202)がよく使用されています。

○ロックウエル硬さ
ロックウエル硬さ試験機を使用して行い、樹脂材料の種類に応じて
圧子(鋼球)のサイズ、荷重を使い分けています。

       圧子径(mm) 基準荷重(kg)  試験荷重(kg)
・Rスケール  12.700     10kg       60kg
・Lスケール   6.350  10kg 60kg
・Mスケール   6.350  10kg 100kg

・・結果について
 スケールの英字+数値での表記となります。Ex M94

※樹脂は、粘弾性体であるため、弾性の大きい材料は試験荷重の負荷中
  は、大きなくぼみとなるが、徐重すると弾性回復が大きく、 くぼみが小さ
  くなるので、ロックウエル硬さの値としては大きくなります。
  つまり、ロックウエル硬さは樹脂の表面硬さを全ての場合に正しく表示して
  いるとはいえないとされ、参考的な物性として見られる場合が多いです。

では次回は、クリープについて見てみましょう。

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