ヒートサイクル試験の試験条件

Question

質問させていただきます。
材質や業界で違いがあるかと思いますが、
ヒートサイクル試験においての試験条件は
どのような条件で試験をしているのでしょうか？
温度やサイクル、その根拠となっている考え方をお教えいただければ幸いです。
当方が扱っているものは、レンタル品として一般家庭で使用される製品で、
レンタル終了後は専用洗浄機で洗われます。主な材質は、PPやPVCを使用しています。
また、自動車にて製品を運びますので、自動車内温度も考慮する必要があります。
よろしくお願いします。

Accepted Answer

樹脂を含めた、各種製品の性能評価でそれなりの期間飯を食っていた人間の見解です。具体的な温度や時間はちょっと勘弁して下さいね。その辺りは各種メーカーのトップシークレットですので。
　なので概要と考え方だけ回答します。
　ちょっと長くなりますよ。

ヒートサイクル試験は、たとえば『100℃で5時間』⇒『20℃で5時間』⇒『10℃で3時間』⇒『これを1サイクルとしてＸサイクル繰り返す』といった形で進みます(温度も時間も適当です)。

この根拠となる考え方には2つの系統があります。
1つ目は「実使用環境を模擬する」
2つ目は「製品の素材や特性の最悪条件を模擬する」
　この2つが入り混じって決められます。これは温度サイクルに限りませんけどね。

例えば御社の製品の場合「一般家庭で使用される製品」とあります。もしこれが屋内で使用され、かつ自己発熱しないなら『80℃』『-30℃』などという温度環境は現実的にはありえません。また水に濡れたり、風に吹かれたりする事も少ないでしょう。
　しかしお風呂場で使われる製品なら、結構な高温多湿環境が想定されます。もしサウナ内で使われるなら？　もし豪雪地帯の屋外で使われるなら？
　こうした、製品が実際に使用される想定環境が試験条件の概要を決めます。

例えばザックリと「一般家庭の居間」を想定します。すると想定温度帯は、まあキツめに見積もって、年間で-5℃～40℃になるでしょう。
　御社製品が1年間以上継続で使用されるなら、これで温度的な概要が決まりました。
　しかし実際にはこうした使用環境そのものにもバラつきがあります。年間を通じて空調を使い続けている家庭もあれば、空調などは一切使わない家庭もあります。
　そうした『環境のバラツキ』の中で、製品にとって最も厳しいと想定される温度環境を仮に決定し、評価試験を実施します。

ただ実際のところ、各家庭の温度環境などは測定する事は不可能ですし、この辺りを根拠をもって決定する事は中々に難しいです。
　なので多くのメーカーは、この辺りはまずはザックリと決めてしまう事が多い印象です(勿論、根拠になるデータ的が集められれば別ですか)。

重要なのは特定の条件で製品を試験する事で、製品自体の性能の程度と、各種試みによる改善／改悪をしっかりと掴まえておく事です。
　そして自分達が『これで大丈夫だろう』と見込んだ製品でも何かしらの不具合出た、クレームが出たとなると、それを新たな背景情報として環境設定を見直します。
　こうして各種メーカー毎に独自の想定環境、独自の試験条件が生まれ、独自の製品特性が生まれるというわけです。

先に「トップシークレット」と書いたのはこのためです。この条件が漏れるという事は、製品の性能の根幹が漏れるという事になるのです。
「Ａ社は性能はいいけど耐久性がなぁ・・・B社は耐久性はいいけど性能はなぁ・・・」という製品があったとして、もしB社の耐久性試験の条件などがＡ社に漏れた場合、A社は自分達では把握できていなかった『より実使用環境に近い試験条件』が把握できてしまいます。これはB社にとっては絶対に避けたい事態ですので、確実に社外秘です。

なので御社もそうした地道な努力によって想定温度条件を作り上げ、また更新していく必要があります。

Answer

何度から何度は仕様によって変わる

車関係は　120度ー20度　マフラーなどは800度とか　寒冷地仕様なら-40度まである

製品の使用環境によって変わる

時間は製品の大きさや恒温槽の性能によって変わる

例えば200度まで上げた鉄の塊えお液体っ窒素の中にいきなり突っ込んでも
物自体は冷えない

また冷蔵庫の中にアツアツのカレー鍋を突っ込むと冷蔵庫は壊れてしまう

Answer

ヒートサイクル試験と言っても実際の使用環境、条件を考慮して行わなければ意味がありません。
単なる容器の様な物なのか、機械的な動きをする物か、電気回路等を内蔵する物なのか、化学的な物質が入ったり熱湯が入ったりする可能性があるのか屋外でマイナス何十度環境があると言った具体的な内容を検討して試験する必要があるでしょう。
主な材質は、PPやPVCと言われても全く想像できません。

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