2017.04/03 高分子材料（５８）

１００円ショップの樹脂製品には耐久性の無い製品がある。１００円だから我慢しなければいけないのか、時として疑問に思う。その一方で、窓際においていても高価な樹脂製品と同様の耐久性の高い製品もあったりする。

樹脂には耐候性向上のため様々な添加剤を混練するが、この添加剤が樹脂より高いので樹脂製品のコストに影響する。１００円ショップの製品の場合に、おそらく耐候性試験などしていない可能性がある。しかし耐久性のある製品を見つけたりすると何か得した気分になり、同じものを購入しようとすると、耐久性が証明されたときには製品がモデルチェンジしていたりする。

１００円ショップのからくりは知らないが、樹脂設計の視点から見ると、このような製品の種類により使用されている樹脂の耐久性が著しく異なるところは、１００円ショップが宝探しワンダーランドのようだ。逆に１００円ショップにあるような製品でブランド品を購入し、何倍もの料金を支払ったのに耐久性が無く簡単に壊れるとショックである。

１００円ショップにはおいてないが以前紹介したがニコンF100の蓋（データパッケージ）の樹脂製フックがクリープ破壊した現象は、その破壊面に射出成型の時にできたと思われるボイドが観察されたので寿命が１０年ほど縮まったような衝撃を受けた。このような耐久性の問題も含め破壊のばらつきは最弱リングモデルによるワイブル統計で議論されたりする。最弱リングモデルとは、ｎ個のリングで構成された鎖が破壊する確率を求めるモデルである。ｎ個のリングの一つが破壊したときに鎖は機能を失うのでその確率を計算できる。

ワイブル統計では得られた直線の傾きから、破壊に対する信頼性を求めてゆくが、この直線の傾き以外に、直線が変曲点を持っていると破壊モードの情報を得ることも可能となってくる。破壊をワイブル統計で科学的に議論されその手法の有効性が実証されたのは、金属やセラミックス分野であるが、樹脂やゴムに対しても破壊確率を求めるのに有効な方法である。

カテゴリー : 高分子