NO.32
ピッチの変形について  八十日目 さん
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はじめに
 
 アスファルトとロジンを主体としたピッチは、鏡面研磨に使うピッチの一種ですが、私はその「硬さ」と呼ばれる特性に悩まされてきました。
ピッチ盤 写真1.研磨で使うピッチ盤(上)
 
 そのため、この種のピッチの特性に興味を持つようになり、ここでは自作の測定器で測ったピッチの変形についてご紹介します。

どのような量を測定するのか

 昔、使用済みのピッチを保管していましたが、不用意に鏡材を重ねてしまい、数ヵ月後、鏡材が乗っていた部分が凹んでいました。
 
 それを見た時に、「ピッチはゆっくり変形するんだ」と気付きました。

 この変形は、型あわせや研磨過程で馴染む変形と同じではないかと思い、ピッチに荷重をかけて時間で変形稜を追跡しました。

具体的には?

 写真2と写真3に自作の測定器を示します。

装置写真1写真2.装置の全体
 
 測定の方法は、金属板にピッチを(加温して流動性があるうちに)挟み固定します。

 金属板を本体に固定して、温度が馴染むのを待ちます。

 金属板には重りを載せるステージと磁石が付いていて、磁石でダイヤルゲージの触針と連結します。

 (ダイヤルゲージはバネをはずしてあるので、触針は自由に動きます。)

装置写真2写真3.装置のクローズアップ

 
 重りを載せたときを時間0として、経過による変形量を記録していきます。

どのような変形が?
 
 測定の結果を図1に示します。

図1
 データを結ぶと、変形初期では曲線を描くように変形量が増えていきますが、時間が経つと直線になってきます。

 また、20分で重りを取り除きました。

 すると、変形量の一部がゆっくり戻っていきます。

  20分以降の戻りの変形では、弾性的な挙動で、中間の直線部分は粘性的な変形、最初の曲線部分は、弾性と粘性の混在する部分と思います。
 
 図2では、図1のグラフ形状をシミュレートしてみました。

図2
ここまでのまとめ
 
 アスファルトとロジンを主体としたピッチでは、型あわせや研磨過程で時間と共に形状が変形していくことがありますが、その変形は主に粘性によるものと思われます。
 
 図1で示したような変形挙動と、ピッチのハンドリング性の関連が興味深いところです。
(2003-7-28 掲載)
 図1、図2についての補足New!
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