ポリアセタールの熱膨張係数と特性を徹底解説：設計に役立つ完全ガイド

ポリアセタール（POM）は高機械強度と耐摩耗性を持ち、精密部品や電子機器に幅広く使われるエンジニアリングプラスチックです。特に熱膨張係数は寸法安定性や耐久性に直結する重要な特性であり、材料選定や加工条件を検討する際には欠かせません。本記事ではPOMの熱膨張特性や計算方法、用途別の選定ポイントを徹底解説します。

POMの熱膨張係数とは

熱膨張係数とは、温度変化に対して材料がどの程度膨張・収縮するかを示す指標です。POMは一般的に線膨張係数が
約10〜12×10^-5/Kの範囲であり、温度上昇時に寸法変化が少ないため、精密機械やギア部品に適しています。用途や成形条件によって変動するため、設計段階での確認が必要です。詳細な評価方法についてはPOMの熱特性に関して解説で詳しく紹介しています。

熱膨張に影響する要因

• 充填材の有無：ガラス繊維や炭素繊維を含むPOMは熱膨張が抑制され、寸法安定性が向上します。
• 加工条件：射出成形時の冷却速度や成形圧力により、分子配列が変化し膨張特性に影響します。
• 使用温度範囲：高温環境では膨張が大きくなる場合があり、設計上のマージンを確保する必要があります。

熱膨張係数の測定方法

POMの熱膨張係数は、熱機械分析（TMA）や標準試験方法によって測定されます。JIS規格に基づいた測定は、JISで詳細が解説されています。測定結果は設計の基準値として活用され、温度変化に応じた寸法補正や許容誤差を決定する際に重要です。

測定のポイント

• 試料の厚さや形状を標準化する
• 温度上昇速度を一定に保つ
• 環境湿度の影響を考慮する

用途別の熱膨張係数選定

POMは用途に応じて熱膨張特性が異なるため、材料選定時には以下のポイントを押さえる必要があります。

用途に応じた選定で、温度変化によるトラブルを未然に防ぐことができます。

熱膨張係数を考慮した設計のポイント

設計段階で熱膨張係数を考慮することで、部品のはめ合いや機械精度の確保が可能です。高温・低温での寸法変化を見込んだクリアランス設計や、繊維充填による膨張抑制などが有効です。

まとめ：ポリアセタールの熱膨張係数を活かすために

POMの熱膨張係数は、寸法安定性と耐久性に直結する重要な特性です。充填材の有無や加工条件を考慮し、用途に合わせた最適な材料選定と設計を行うことで、高精度部品や電子機器の信頼性を向上させることが可能です。適切な知識を持ち、測定・設計に反映することが長期的な性能維持に繋がります。