ケミカルクラックの特徴
ケミカルクラックはプラスチックが薬品に反応してひび割れたり、破損するなどの劣化を起こす現象です。
応力のかかっている箇所に薬品が付着して、そこから内部まで浸透することで脆くなり、応力によって亀裂が入ります。
ケミカルクラックの原因
ケミカルクラックの大半が、プラスチック部品への接着加工や潤滑油の使用によるものです。
使用する薬品とプラスチック素材との相性の悪さにより、ケミカルクラックが発生します。
これはすぐに発生することもあれば、数ヶ月、数年後といつ起こるか分からない場合もあります。
部品や製品の性能が、製作時よりも大きく下がっていることもあるため、突然の破損により怪我や事故に繋がる恐れもあります。
プラスチックは金属素材に比べて、薬品に対して反応しやすい素材です。
素材選定の際には、その部品に対して使われる可能性のある薬品を考え、その薬品を使っても問題ない素材を選ぶなどの対策が必要です。
例えば、パーテーションの板にアクリルが使われることがありますが、アルコール消毒液の使用を考えると、PETを使うほうが適しています。
ケミカルクラックが発生しやすいプラスチック素材
ケミカルクラックが発生しやすい素材は、主に非結晶性プラスチックです。
接着加工を行うプラスチック素材の大半はアクリル、ポリカーボネート、塩化ビニル、ABSなどの非結晶性プラスチックに分類される素材です。
結晶性プラスチックは、結晶化した箇所に薬品が浸透しにくい耐薬品性の高い素材が多く、接着加工に適していません。
逆に非結晶性プラスチックには薬品が浸透しやすく、素材の表層に作用して接着しやすくなります。
この薬品が浸透しやすいという性質は、ケミカルクラックを生じやすい特徴にも繋がります。
プラスチックには少なからず内部の歪みがあり、使用環境によっては負荷がかかります。
薬品や作用しやすい物質が付着することによって、そのプラスチックが耐えられる強度を超える負荷がかかり、破損を引き起こします。
ケミカルクラックを引き起こしやすい薬品
ケミカルクラックを起こしやすい薬品にはアセトンやベンゼンが挙げられます。
材質によっても作用は異なり、ポリカーボネートやABS、アクリルは比較的ケミカルクラックを引き起こしやすい素材です。
一方で、塩化ビニルは耐薬品性に優れているため、ケミカルクラックを起こしにくい素材です。
洗剤もケミカルクラックを引き起こしやすい薬品です。
そのため、洗浄目的で洗剤を使用する場合は、何を素材に使っているか注意が必要です。
その他工業用のシリコンやオイル、生活上の日用品などにもケミカルクラックを引き起こす原因となる成分は含まれています。
素材によって酸性の薬品に対して耐性があったり、アルカリ性に対して耐性があったりとそれぞれ特徴があります。
影響のない薬品、使用が禁止されている薬品を事前に調べておくことでトラブルを回避できます。
ケミカルクラックへの対策
薬品の取扱上の注意点を守ること、素材と薬品の相性を知り、不適切な薬品を使用しないことが最善の対策です。
ケミカルクラックは薬品と素材の相性に加え、素材の内部の歪み、使用環境による負荷といった要因でも発生します。
問題が発生したら、素材や使用環境を見直し、どこに原因があるかを明確にする必要があります。
プラスチック加工に関するお悩みをお持ちの方へ
湯本電機で行うプラスチック加工は切削加工の他、曲げ加工や溶接、接着といった内容にも対応しています。
切削加工には工作機械に取り付けた刃物を主に用いますが、曲げ加工には熱を加え樹脂を軟化させて曲げるのでヒーターを用います。
溶接加工にも熱が必要なため、溶接材を溶かすバーナーを用います。
接着加工を行う際は、いわゆる工業テープや接着剤とは少し性質の異なる溶剤を用います。
表層が溶剤によって溶けて硬化することで接着（溶着）します。
曲げや溶接加工は温度管理が材質によって異なるので難しく、接着加工は表層を溶かすので、慎重な作業が必要になります。
プラスチックの接着加工を行う時に用いる溶剤と配合割合は、対象の材質によって異なります。
例えばアクリルやポリカ、PETには塩化メチレン系の接着剤を用います。
塩ビにはメチルエチルケトン等が主成分の接着剤を用います。
また、接着方法も先の溶剤を使った溶着や重合液(モノマー)を用いた重合接着や紫外線硬化を用いた接着といった色々な方法があります。
当社では切削加工から3Dプリントまで、様々なプラスチック加工に対応しております。
対応可能な加工については「プラスチック加工・樹脂加工 加工方法一覧」へ。
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