...5 PI 引張強さと曲げ強さ STM D 高温での曲げ弾性率... 9 応力とひずみの関係... 1 圧縮特性 疲労強さ 耐衝撃性 破壊靭性 熱重量

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1 Torlon PI デザインガイド SPECILTY POLYMERS

2 ...5 PI 引張強さと曲げ強さ STM D 高温での曲げ弾性率... 9 応力とひずみの関係... 1 圧縮特性 疲労強さ 耐衝撃性 破壊靭性 熱重量分析 長期間の熱曝露による影響 UL 熱老化後の特性保持 比熱 熱伝導率 熱線膨張係数 CLTE CLTE 耐クリープ性 酸素指数 NBS 煙濃度 毒性ガス放出試験 着火性 UL 94 燃焼規格 mm F の燃焼特性... 2 UL 57 電気照明器具 耐薬品性 応力下での耐薬品性 水の影響 ガンマ線照射への耐性 電気特性 絶縁材料としてのトーロン PI 製品 トーロン PI 耐摩耗グレード ベアリングの設計コンセプト PV トーロン PI 耐摩耗グレード 相手材の表面が摩耗速度に及ぼす影響... 3 潤滑下の耐摩耗性... 3 耐摩耗性とポストキュア ベアリングの設計 ポリアミドイミド (PI) 成形 押出し材料規格 STM D524 による分類 米国連邦航空局 (Federal viation dministration).. 33 米軍用規格 MIL-P 米国航空宇宙局 (NS) 米国自動車技術者協会 (SE) 航空宇宙材料仕様 アンダーライターズラボラトリーズ

3 応力とたわみ公式の適用例 応力集中 トーロン PI 樹脂の最大使用応力 PI 射出成形 押出成形 圧縮成形 トーロン PI 製部品のポストキュア トーロン PI 製部品の設計ガイドライン 機械的な接合方法 ねじ部品 接着剤による接合 PI PI トーロン PI 樹脂部品の切削加工ガイドライン PI / 3

4 4 \ PI

5 PI PI PI PI O PI PI 26 PI PI PI PI PI 1 1 PI PI PI PI 1 PI (1) 423L (2) (1) (2) L O PI 26 H N N r O O PI / 5

6 PI 423L L 2 423L (1) 53 3% 713 3% 431 PTFE 4275 PTFE 463 PTFE 4435 PTFE 4645 PTFE (1) L 6 \ PI

7 3 (1) SI 423L STM 機械特性 (2) MPa D638 % D638 GPa D638 D MPa MPa MPa MPa D GPa GPa GPa GPa MPa D695 GPa D695 MPa D mm J/m D , 熱特性 1.82 MPa D648 ppm/ D696 W/mK C177 (3) V- V- V- V- V- V- UL 94 (3) % D2863 電気特性 D Hz Hz D Hz Hz cm D D257 1 mm kv/mm D149 一般特性 g/cm D D % D STM D PI / 7

8 PI PI 引張強さと曲げ強さ 232 PI 26 PI PI 4 5 PI 2 PI 2 3 PI 曲げ強さ (MPa) L 温度 ( C) 424 PI 引張強さ (MPa) トーロン PI 引張強さ (MPa) PESU PEEK PEI PPS 5 423L 温度 ( C) 524 PI 2 トーロン PI 曲げ強さ (MPa) PESU PEEK PEI PPS 8 \ PI

9 STM D178 STM D638 STM D178 PI 4 PI 5 PI 4STM D PI 423L (1) MPa (1) % (2) MPa (2) GPa (1) STM D178 (2) STM D79 423L PI 23 MPa MPa MPa % % 曲げ弾性率 (GPa) L % GPa 温度 ( C) 高温での曲げ弾性率 PI PI 6 PI 232 PI PI 曲げ弾性率 (GPa) トーロン PI PESU PEI PPS PEEK PI / 9

10 応力とひずみの関係 PI PI 8 9 1% PI STM D638 1 引張応力 (MPa) ひずみ (%) L 引張応力 (MPa) L LF 引張応力 (MPa) C 1 C 15 C 2 C ひずみ (%) 圧縮特性 PI PI PI PI 6STM D L ひずみ (%) MPa MPa PI 15 MPa MPa 応力 (MPa) L 23 MPa 3,163 3,114 4,76 5,236 4,892 6,139 1 MPa 2,191 2,122 2,26 3,645 3,273 3,83 15 MPa 2,136 2,67 2,115 3,149 3,87 3,79 2 MPa 2,67 2,46 2,19 3,383 3,121 3, ひずみ (%) 1 \ PI

11 疲労強さ PI S-N S-N PI 713 PI S-N 12 PI 1, PI PI 123 Hz PI L 3 Hz.9 最大応力 (MPa) L 破損に至るサイクル数 Hz.9 最大応力 (MPa) 破損に至るサイクル数 Hz PI 最大応力 (MPa) L 破損に至るサイクル数 最大応力 (MPa ) L 破損に至るサイクル数 PI / 11

12 7 PI 3.2 mm 17 J/m J/m 423L 142 1, a W b 16 PI G lc = Y 2 P c2 a EW 2 b 2 アイゾット衝撃強さノッチ付き (J/m) トーロン PI 423L PI PPS PEI PEEK ここで : Y = (a/w) (a/w) (a/w) (a/w) 4 P = 臨界破壊荷重 a = 亀裂の長さ E = サンプル弾性率 8 PI [kj/m 2 ] [] T g 耐衝撃性 PI STM D256 PI 16 PI 7 破壊靭性 G lc NRL 17 G lc NRL Memorandum Report PI G lc 3.4 kj/m 2 T g T g PI \ PI

13 熱重量分析 PI 1 423L L PI [mm] [] [] [] 423L 重量 (%) 窒素空気 温度 ( C) 長期間の熱曝露による影響 UL UL RTI 5% 1 PI 5% UL 1 PI UL PI 423L Web 熱老化後の特性保持 PI STM D mm % 19 PI 1 PI 423L 17 MPa PI / 13

14 1925 PI 11 PI 2 [] [cal/gm] 423L 引張強さ (MPa) L 1, エージング時間 (h) 1, PI L [W/m K] 423L , 12, 17, (1) kv/mm 25.7 (2) UL 94 V- V- V- (2) %..5.9 (2) % (2) % (1).9 mm (2) 3.2 mm PI UL 1 423L 25 比熱 PI 熱伝導率 PI PI 12 STM C177 PI 1.6 mm 熱線膨張係数 CLTE CLTE CLTE CLTE CLTE STM D STM E STM E ISO \ PI

15 CLTE CLTE CLTE 部品の厚さ CLTE 温度範囲および相変化 T g T g 加工パラメーター CLTE CLTE PI 強化材 CLTE 13 PI CLTE (1) CLTE [ppm/] X 12.1 ISI-SE 部品形状 CLTE CLTE CLTE PI CLTE 13 PI 耐クリープ性 PI PI MPa STM D PI MPa %C STM B L PI CLTE STM D CLTE CRC Handbook of Chemistry and Physics 54 Materials Engineering 1984 Materials Selector PI / 15

16 L MPa 68.9 MPa 13.4 MPa MPa 68.9 MPa 13.4 MPa ひずみ (%) 3 2 ひずみ (%) , 時間 (h) , 時間 (h) MPa 68.9 MPa 13.4 MPa MPa 68.9 MPa 13.4 MPa ひずみ (%) 3 2 ひずみ (%) , 時間 (h) , 時間 (h) MPa 68.9 MPa 13.4 MPa ひずみ (%) , 時間 (h) 16 \ PI

17 L MPa MPa 68.9 MPa ひずみ (%) 3 2 ひずみ (%) , 時間 (h) , 時間 (h) MPa MPa 68.9 MPa ひずみ (%) 3 2 ひずみ (%) , , 時間 (h) 時間 (h) MPa ひずみ (%) , 時間 (h) PI / 17

18 PI F 酸素指数 STM D % 21% PI 14 14STM D2863 [%] 423L NBS 煙濃度 STM E662 NBS NBS NFP 258 PI mm 15 15NBS 423L Sm (1) Fl (2) Sm Fl Sm Fl % D m 9% D m (1) Sm = (2) Fl = 毒性ガス放出試験 16F Sm (1) Fl (2) Sm Fl < 1 < 1 < 1 12 < 1 1 < (1) Sm = [ppm] (2) Fl = [ppm] 着火性 STM D L L STM D \ PI

19 UL 94 燃焼規格 UL 94 UL 94 3 水平燃焼試験 2 mm 試験炎による垂直燃焼試験 5 MW 燃焼試験 3 HB 125 mm 13 mm 45 2 mm 3 25 mm 25 mm 1 mm 3 3 mm 4 mm/ 3 mm 75 mm/ HB 1 mm 18UL V- V-1 V-2 t 1 t 2 1s 3s 3s 5 t 1 + t 2 5s 25s 25s 2 mm V-V-1 V-2 2 mm HB 125 mm 13 mm.8 mm 1.57 mm 2 mm PI 19 PI 19 UL 94 [mm] UL L 1.2 V- 2.4 V- 3. V V- 2.4 V- 3. V V- 1.5 V- 2.4 V- 3. V- 2 t 2 + t 3 3s 6s 6s PI / 19

20 F の燃焼特性 F (a) F F [b-3] F 45 F [1-a] F 耐薬品性 PI 423L 22 PI L [mm] UL 57 電気照明器具 423L 21 21UL 57 1% 1% 88% 1% 37% 4% 35% 3% 28% 15% 3% 1% F C F C F F 423L mm 3.18 mm5.8 mm 49 2 \ PI

21 2- F n- n- n- F F 37% C B C F P PI / 21

22 23149 [%] 423L 4275 [%] [%] [%] (1) (2) (3) (1) Valvoline SE 2W (2) Exxon (3) Penzoil 8W-9 PI 自動車用潤滑オイル類 STM D L Ford TF 15 1, Ford TF 1,5 航空機用油圧オイル (Skydrol 5B) PI PI 135 1% 423L 25 (1) [%] [%] , , , , (1) Skydrol 5B 航空機用タービンオイル 応力負荷がある場合とない場合 PI eroshell 5 423L L 24 8% % 15 eroshell 5 1, 423L 431 [%] [%] \ PI

23 応力下での耐薬品性 PI 127 x 13 x 3 mm 127 mm Jet /-1 1,1,1- PI 水の影響 PI % PI 重量増加 (%) 時間 ( 日数 ) L / PI 127 x 13 x 3 mm % PI 2.5 重量増加 (%) L 相対湿度 (%) 重量増加 (%) L 時間 ( 日数 ) PI 127 x 13 x 3 mm 32 PI L PI PI / 23

24 2% 23 5% 4 26 PI 2% PI 3 x 1 14 /m 1 x kv/mm % PI 262% 423L [%] 寸法変化 (%) L 時間 ( 日数 ) % PI 寸法変化 (%) L 時間 ( 日数 ) PI 127 x 13 x 3 mm % PI PI 1.25 mm L 2.5% 5% % 2 423L 24 PI mm \ PI

25 35 423L 3 25 熱衝撃温度 ( C) 水分率 ( 重量 %) 3. PI 423L 6, UV STM D178 tlas 63 5% L 熱衝撃温度 ( C) 曝露時間 ( 相対湿度 57.8% での日数 ) L ガンマ線照射への耐性 39 PI 1 9 rad 5% L 引張強さ (MPa) 曝露時間 (h) 1, 1, L 伸び (%) , 1, 曝露時間 (h) 物性変化 (%) 伸び引張強さ曲げ弾性率 照射線曝露レベル (rads) PI / 25

26 電気特性 PI PI PI STM D15 D15 D257 D257 1 cm 2 D149 絶縁材料としてのトーロン PI 製品 PI PI 423L53 28 PI STM D PI STM D L 431 (1) 4275 (1) 4435 (1) 53 - cm 2 x x x x x 1 17 STM D257 5 x x x x x 1 18 STM D149 V/mil kv/mm STM D Hz Hz STM D Hz Hz (1) 26 \ PI

27 トーロン PI 耐摩耗グレード PI PI ベアリングの設計コンセプト ベアリング m/ mm rpm ,2 rpm 12.7 mm 47.9 m/ 6.8 m/ 4 SI Pa N/m 2 4 t = KPVT 投影面積 t = K = P V P = V = T = K PV PV 長さ内径スラストワッシャー 1 76 mm 51mm 63.5 mm 1 π3.14 rpm SI 6, 1 rpm 1 SI ,.33 m/ PI / 27

28 N N.2531 m 2 175,74.8 N/m 2 Pa MPa PV.58 MPa - m/s PV PV 42 PV PV PV PV PV PV 摩耗速度 PV 限界 PV STM D mm SI 単位面積 = π ( 76.2/2 ) 2 π ( 5.8/2 ) 2 面積 = 3.14 ( ) 面積 = 面積 = 2531 mm 2 面積 =.2531 m 2.4 µm ISI C m/ 8.5 bar mm mm 28 \ PI

29 トーロン PI 耐摩耗グレード K PV PI PTFE PI PI PI PI PI PV P [MPs] PV [MPa - m/s] WF (1) COF (2) WF COF WF COF.25 m/ NT (3) NT m/ NT NT NT NT NT NT NT NT NT NT m/ NT NT NT NT (1) WF = 1-8 mm 3 /N m (2) COF = (3) NT = PI / 29

30 相手材の表面が摩耗速度に及ぼす影響 3 C 24 C 潤滑下の耐摩耗性 PI PI MPa-m/s PV 7.5 MPa-m/s PV PI C118 C C PVP/V = 5/9(psi ft/min) 45, K 1-8 mm 3 /N m , mm P [MPs] V [m/s] PV [MPa - m/s] WF (1) COF (2) WF COF WF COF WF COF (1) WF = 1-8 mm 3 /N m (2) COF = 3 \ PI

31 耐摩耗性とポストキュア PI K 11 PI 摩耗係数 (k 1-1 ) キュアサイクル ( 日数 ) ポストキュア温度 ( C) PI / 31

32 ベアリングの設計 45 PI PI 基本シャフトすきま (mm) シャフトの直径 (mm) PI 51 mm 5 mm 65 PI mm mm.13 mm.23 mm.4 mm.13 mm.4 mm PI 51.2 mm 温度 / 肉厚係数 環境温度 ( C) 圧入用嵌め代 (mm) ハウジング内径 (mm) 32 \ PI

33 PI PI ポリアミドイミド (PI) 成形 押出し材料規格 STM D524 による分類 米軍用規格 MIL-P STM D524 STM D L I PIR356316E11FB41 423L STM D524 PIR356316E11FB41 PI11M3 PI21M3 431 II 1 PIL E12FB II 2 PIL E13FB42 53 III 1 PIG361643E15FB IV PIC351661FB PIL E12FB42 PI12L15 PI22L PIL E13FB42 PI12L23 PI22L PI12R35 PI22R PI12R3 PI22R PI12R45 PI22R45 53 PIG361643E15FB46 PI13G3 PI23G3 713 PIC351661FB47 PI13C3 PI23C3 米国連邦航空局 (Federal viation dministration) F 米国航空宇宙局 (NS) NHB86.1Flammability, Odor, and Offgassing Requirements and Test Procedures for Materials in Environments that Support Combustion 423L 431 NS NHB86.1 米国自動車技術者協会 (SE) 航空宇宙材料仕様 PI MS L MS 367/1-423L MS 367/ MS 367/3-431 MS 367/4-53 MS 367/5-713 アンダーライターズラボラトリーズ PI V L PI / 33

34 PI PI J/kg J/kg 53 4% PI 33 PI [1 5 J/kg] [1 6 J/kg] 423L E42-F C PI 2. アルミニウム Ti 比強度 (1 5 J/kg ) トーロン Mg 鉄鋼 L DC E42F C118 SS \ PI

35 応力とたわみ公式の適用例 PI I 49 W L = 7 mm b = 5 mm W = 荷重 ( kg) L = 支持位置から支持位置までの梁の長さ (mm) c = 張力のかかる一番外側のポイントから中立軸までの距離 (mm) b = 梁の幅 (mm) d = 梁の高さ (mm) I = 慣性モーメント ( mm 4 ) この例では 以下のとおりです L = 7 mm c = 5 mm b = 5 mm d = 1 mm bd I 3 (.5 m)(.1 m) = = 3 = m S max WL L/2 および M = 4 WLc S max = 4I d = 1 mm W kg WL 3 Y max = ( 48EI L 2 において ) E 3 53 Y max (58.9 kg)(.7 m) 3 = (48)(1.76 GPa)( m 4 ) =.93 mm.93 mm S max I (4)(117 MPa)( m 4 ) W max = = Lc (.7 m)(.5 m) = 56.3 kg Ea % MPa Ea = =7,814 MPa.15 WL 3 Y max = 48Ea I = (56.3 kg)(.7 m) 3 (48)(7.814 GPa)( m 4 ) = 1.2 mm L/2 1.2 mm 3 1,, 4S max I (4)(31.4 MPa)( m 4 ) W max = = Lc (.7 m)(.5 m) =15 kg 4S max I W max = = Lc (4)(122.7 MPa)( m 4 ) (.7 m)(.5 m) = 58.9 kg PI / 35

36 応力集中 5 PI トーロン PI 樹脂の最大使用応力 PI 34 5 応力集中係数 (k) L 金属 d/d P D d P 34 PI 423L (1) 23 MPa MPa MPa <1.5 % 1 23 MPa MPa MPa MPa MPa MPa (1) STM D \ PI

37 PI PI 3 押出成形 PI PI 圧縮成形 15.9 mm OD/ID トーロン PI 製部品のポストキュア 射出成形 PI mm PI PI PI / 37

38 トーロン PI 製部品の設計ガイドライン PI PI 12.7 mm PI PI.8 13 mm 15.9 mm PI 1.3 mm.5 1 PI mm 1 52 抜きによる寸法変化引き抜き深さ 51 抜き勾配 51 滑らかなテーパー 材料の方向 4.8 mm mm mm mm 4 38 \ PI

39 PI 2 PI PI 2 3 PI 3841 PI PI PI 35 35OD PI / 39

40 PI 機械的な接合方法 PI PI PI PI PI 1% 5% ねじ部品 PI PI PI PI HeliCoil ProductsMite Corporation HeliCoil Tridair Fasters, Rexnord, Incorporated SpeedSerts 423L 53 HeliCoil 36 PI.51 mm 36HeliCoil #4-4 #6-32 #8-32 #1-32 ¼"-2 mm L N 3,87 6,54 8,18 9,79 12,6 53 N 4,31 7,56 9,52 13,1 23,1 PI 2 PI PI - トーロン PI 樹脂製ボルトの強度 PI 423L mm 2 28 TPI.235 cm 2 37 PI [MPa] [%] [Nm] 423L \ PI

41 ねじ保持強度 PI 4.8 mm PI #4 4 STM D mm/ 27 mm 38 PI [kg] 423L PI PI PI 18 khz PI 接着剤による接合 PI PI 4T PI N- NMP 3565 NMP EP NIOSH OSH PI PI 423L PI mm 13 mm mm/ 3.2 mm PI mm PI PI / 41

42 1.7 KPa N- NMP NMP EP NIOSH OSH PI PI PI PI PI PI 4 PI \ PI

43 39 PI PI (1) (2) 423L MPa MPa MPa MPa MPa = (1) Hysol E 933Hysol Dexter Corporation (2) C 5Lord Corporation 4 PI (1) (2) (3) 224 PI 423L MPa MPa MPa MPa MPa PI 423L MPa MPa MPa MPa MPa = (1) mm PI 224 (2) Hysol E 933Hysol Dexter Corporation (3) C 5Lord Corporation PI / 43

44 トーロン PI 樹脂部品の切削加工ガイドライン PI 41 PI PI 1.6 mm 41 PI 9 24 m/.1.6 mm/rev mm 1,8 2,4 m/ mm/rev m/.2.9 mm/rev mm 9 24 m/.1.4 mm/rev m/ 44 \ PI

45 PI PV Skydrol 5B , PI

46 PI PI PI PI PI PI PI PI CLTE STM D F F... 2 N NBS U UL UL UL MIL-P NS SE Federal viation dministration

47

48 Viale Lombardia, Bollate (MI), Italy SpecialtyPolymers.mericas@solvay.com 45 McGinnis Ferry Road lpharetta, G 35, US SpecialtyPolymers.sia@solvay.com No.3966 Jindu Road Shanghai, China 2118 Solvay Specialty Polymers Japan K.K MORI 7 Tel: Fax: SDS SDS Solviva 215, Solvay Specialty Polymers.ll rights reserved. D 3/27 R 7/215 Version 5. Brochure Design by

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