在此，我们将讨论用于机器盖板的透明树脂。抗划伤透明树脂的选择及周边信息"。 注释
在设计机器的安全罩或清洁设备的观察窗时，您是否有过这样的经历：在图纸上简单地注明 "透明树脂"，但后来在现场却收到投诉，说它们被刮得看不清里面？(我有过......）。
如果仅根据目录中的数据进行选择，可能会遇到切削油导致的裂纹或温度变化引起的覆层波纹等问题。 许多信息网站只对树脂的一般特性进行比较，而对于实际应用中面临的 "具体零件编号选择"、"不同制造商之间硬涂层性能的差异 "以及 "设计中的风险规避 "等问题却很少提供信息。
因此，本文首先比较了丙烯酸、聚碳酸酯和聚氯乙烯等主要类型，并介绍了防止划痕的硬涂层技术的基本知识，以及基于 JIS 标准的客观评价指标，如总透光率、铅笔硬度和抗冲击性。
此外，我们还整理了三菱化学、泷龙 C.I.和住友电木等主要国内制造商的产品特性，并将设计人员应了解的实用知识系统化，包括化学裂纹和热膨胀引起的尺寸变化、考虑到耐化学性的维护方法以及作为安全罩的适用性、我们希望这将有助于提高您的设计质量。
抗划伤透明树脂的选择要点。
树脂性能符合 JIS 标准的规定。
在机器设计中选择材料时，正确阅读和解释目录规格数字的能力对于防止出现问题至关重要。 特别是对于透明树脂，这不是 "透明 "或 "硬 "等感官表达的问题、通过参考基于日本工业标准 (JIS) 的测试数据，可以对性能进行客观和量化的评估。下面就是一个例子。
除了拉伸强度和弯曲模量等机械强度外，树脂材料的性能表中还详细列出了光学和热学性能。
通过并排比较这些数值，可以做出具体判断，例如 "材料 A 的冲击吸收能量比材料 B 高，但表面硬度指数较低"。 许多国内树脂制造商使用 JIS 标准（例如JIS K 7113。 (及其他），设计人员应以此为基础，仔细检查产品规格是否能承受使用环境的负荷。
可见度取决于总透光率。
对于用于检查机器内部运行状况的盖板和窥视孔来说，物体的清晰度直接影响到操作员的工作效率和发现异常的速度。 总透光率被广泛用作透明度的客观指标，主要根据 JIS K 7361-1 等标准进行测量。
一般来说，该值越高，通过的光线越多，表明材料本身更明亮、更透明。
下表总结了典型透明树脂的光学特性。
| 材料名称 | 总透光率（近似值） | 雾度（浑浊值） | 特点和用途 |
| 丙烯酸（PMMA） | 约 93% | 0.51 TP3T 或以下 | 在所有塑料中，它的透明度最高，甚至超过了玻璃（约 921 TP3T）。它具有漂亮的横截面，适用于需要高能见度的检查窗和光学元件。 |
| 聚碳酸酯（PC） | 约 88% 至 90% | 约 1.01 TP3T | 其数值略低于丙烯酸树脂、足够透明，肉眼可见不过，在较厚的板材和层压板中，颜色可能会稍深（偏灰）。不过，在较厚的板材和层板中，颜色可能会稍深（偏灰）。 |
| 聚氯乙烯（PVC） | 约 70% 至 85% | 取决于产品 | 即使是透明牌号，也有独特的蓝色或紫色，不如丙烯酸透明。当成本和耐化学性比可视性更重要时，就会选择这种材料。 |
参考资料来源：Makoto Plastics (https://makoto-plastic.co.jp/2025/07/post-208/）
参考资料来源：三菱化学丙烯酸酯技术数据 (https://acrylite-help.m-chemical.co.jp/）
因此，丙烯酸树脂具有极高的透明度。 建议在用于需要精确定位的工艺或用作图像传感器或激光位移传感器等光学设备可以通过的覆盖层时，优先选择透光率值最高的丙烯酸树脂。
耐刮擦性能由铅笔硬度决定。
铅笔硬度是设计人员在图纸和规范中定量规定 "抗划伤 "性能的最有用指标。 这是 JIS K 5600-5-4（涂膜）和其他标准中规定的一种测试方法，将特定硬度（6B-9H）的铅笔芯以 45°角压在材料表面并划痕，以不产生任何痕迹的最大硬度表示。
未经处理的普通聚碳酸酯的硬度仅为 "2B "或 "HB "左右，非常柔软，即使用布干擦也会造成轻微的擦伤（划痕）。 相比之下，未经处理的丙烯酸树脂硬度相对较高，约为 "2H"，但仍无法承受与金属或硬质灰尘的接触。 它的触感也很柔软。
因此，表面经过 "硬涂层 "处理的聚碳酸酯是机器盖板抗划伤性能的重要选择。 通过硬涂层处理，即使是聚碳酸酯也能达到 "4H "或更高的硬度（视产品而定），接近玻璃的硬度。
在设计图纸中指定材料时，确保达到预期耐用性的关键是指定 "硬涂层规格（铅笔硬度 4H 或更高）"等规格，而不是简单地指定 "透明树脂"。 (不过，由于生产设备需要使用大量透明树脂，因此通常使用未经处理的聚碳酸酯）。
要求抗冲击的安全罩。
高抗冲击性对于机床门、加工室盖板和其他需要保护操作人员免受意外冲击（如旋转工件飞溅或刀具断裂）的地方至关重要。 聚碳酸酯在这方面具有无可匹敌的优势。 据说它的强度是丙烯酸树脂的 40 到 50 倍，是普通钢化玻璃的 200 多倍，即使用锤子重击也很少破裂。
另一方面，如上所述，聚碳酸酯有一个弱点，即表面非常柔软，如果放置在原地，很快就会被划伤。 因此，在选择安全罩时，最合理的方案是使用耐冲击的聚碳酸酯作为基材，并选择表面有耐磨硬涂层的材料，以确保安全和可视性。
丙烯酸树脂在透明度和硬度方面更胜一筹，但在受到强烈撞击时有尖锐开裂和破碎的风险，因此在用作安全屏障时必须采取谨慎措施，如大幅增加板材厚度或结合使用防碎薄膜。是
考虑热膨胀的尺寸设计
在将塑料材料固定在金属框架或外壳上时，机器设计师最需要注意的物理特性之一是"线膨胀系数两者的区别在于 由于温度变化，树脂的膨胀和收缩比金属大得多。 例如，聚碳酸酯的线膨胀系数大约是钢或不锈钢的五到六倍。
举一个具体的计算例子，假设一个长度为 1 000 毫米的聚碳酸酯盖板。假设环境温度上升 30°C，从冬季的 10°C 上升到夏季的 40°C。
膨胀和收缩 ΔL = 1000 × (7 × 10^-5) × 30 = 2.1 毫米
这意味着盖板将伸出约 2 毫米。 如果、如果盖板用螺栓固定到位，而温度升高时没有逃逸通道，膨胀力会导致盖板起波纹和变形，或者应力集中在螺栓孔周围，导致裂缝（裂纹）。
作为防止这种情况发生的设计技术，重要的是在螺栓孔大于螺钉直径的地方留出足够的 "间隙孔"，或者加工长孔，以形成能够吸收膨胀和收缩的结构。 同样重要的是要考虑分散拧紧压力，在螺栓和树脂之间放置一个树脂垫圈或橡胶填料，用面而不是点来压紧。
参考资料来源：AGC 聚碳酸酯技术数据 (https://www.agc.com/products/electoric/polycarbonate/pdf/12.pdf）
参考来源：D-Engineer 树脂特性数据 (https://d-engineer.com/plastic/pc.html）
抗划伤透明树脂的类型和产品。
三菱化学的高硬度丙烯酸树脂
三菱化学公司是日本领先的树脂制造商之一，是丙烯酸树脂 "MCC "的领先制造商。丙烯酸酯™。在 "Acrylite MR "系列中，正在开发具有高表面硬度的高附加值牌号。 其代表产品 ACRYLITE MR（SYNCOLITE MR）通过在表面上形成一层特殊的硬化膜，在保持丙烯酸固有的出色透明度（总透光率 93%）的同时，显著提高了耐刮擦性。
该产品的表面硬度可达到铅笔硬度计上的 "6H "至 "7H"，即用钢丝球轻轻擦拭也不会划伤的硬度水平。 因此，该产品非常适合以保持美观和可视性为首要考虑因素的应用场合，如液晶显示屏的保护面板、人手常会触摸的操作面板的触摸板盖以及仪表窗口等。
不过，由于基材是丙烯酸树脂，其抗冲击性不如聚碳酸酯。建议在不太可能发生强烈撞击并采取防碎措施的地方使用。 当需要极其清晰的可视性和抗划伤性时，它是首选材料。
来自 Takiron C.I. 的聚碳酸酯
Takiron C.I. 是一家在聚碳酸酯板领域拥有高市场占有率和专业技术的制造商。 公司的"PCMR此类硬涂层等级（表面硬化等级）作为克服聚碳酸酯最大缺点（即易刮伤）的产品，在工业中得到广泛应用。
这大大减少了日常清洁过程中的擦拭划痕和加工过程中飞屑造成的轻微擦伤。 该产品在抗开裂性（高抗冲击性）和抗划痕性（耐磨性）之间实现了高度的尺寸平衡，可以经受长期使用，因此是机床门和自动机械防护罩最通用、最可靠的选择之一。 该产品系列还包括耐候性更强的牌号，可用于室外设备。
住友电木多功能板。
住友电木还拥有'......宝丽箱®。该公司以 "Polycarbonate "为品牌，提供各种高性能聚碳酸酯板。 该公司的产品种类繁多，除了常见的 "防风雨级"（双面）外，还包括一些具有增强型特殊功能的产品。
近年来，一种可弯曲的特殊等级产品也备受关注，传统的硬涂层板材很难实现这一点。 通常情况下，硬涂层是玻璃状的，比较脆，弯曲时表面会出现细微裂纹，但该公司开发了一种 "耐候成型硬涂层 "技术，该技术考虑到了成型性，可提供可在一定曲率半径内进行热弯曲的产品。 这样，即使是设计合理的 R 形盖板，也能获得抗划伤的硬涂层表面。
说到透明树脂折弯，有些机器制造商会使用不明材料制成的透明树脂折弯罩，在一定程度上保护长途运输的履带车，因为 "铝框+平板 "很难保护履带车。
PVC 封面的优缺点
作为机器罩的材料，氯乙烯（PVC），即所谓的聚氯乙烯，经常与丙烯酸酯和聚碳酸酯相提并论。 选择这种材料的主要优势在于其压倒性的 "成本效益 "和出色的 "耐化学性"。
与丙烯酸或聚碳酸酯相比，它的成本更低，因此对于大型设备的大面积覆盖和预算紧张的项目来说，它是一个可行的选择。
还有它具有非常高的耐酸碱化学性，可以安全地用作电镀槽和化学清洗管线的盖子。 此外，它还具有自熄特性，即使接触到火花也不易扩散，这也是作为厂房和设备安全措施的优势所在。
但其缺点是表面硬度低、易划伤、耐热温度低（约 60°C）。 在高温环境中必须小心，因为它很容易软化和变形。 此外，即使是透明牌号，也会呈现出明显的蓝色或紫色，视线不如丙烯酸树脂清晰。它们适用于可以说 "如果划伤了，定期更换就可以了 "的地方，或化学物质飞溅风险较高的地方。
耐刮伤透明树脂的故障排除。
化学裂缝的原因和补救措施。
在使用透明塑料盖时，最令机器设计师头疼的问题之一就是 "化学开裂"。 这是在树脂材料受力（模塑过程中的残余应力、弯曲变形、螺栓拧紧力等）时，某些化学品或油的附着会导致树脂分子链的粘合强度降低，从而产生内部微裂纹（龟裂）并最终断裂的现象。是
尤其是聚碳酸酯和丙烯酸树脂是无定形树脂，对有机溶剂非常敏感。 如果沾上稀释剂、丙酮或苯，短时间内就会发白或开裂。
设计现场经常出现的故障是使用 "螺纹锁固剂"（厌氧粘合剂）防止螺栓松动，其成分侵入树脂并从安装孔径向开裂。 为防止这种情况，应说明禁止在塑料部件周围使用普通螺纹锁固剂，或选择与树脂兼容的特殊粘合剂。
还有某些类型的切削油（冷却剂）会侵蚀树脂，因此必须始终查看切削油制造商公布的树脂兼容性表。
不同树脂材料的耐化学性
如上所述，根据树脂类型的不同，可耐受的化学品类型和等级也大不相同。 为了确保选择合适的材料，我们在表格中列出并整理了每种材料的一般耐化学性趋势。
| 化学品。 | 丙烯酸（PMMA） | 聚碳酸酯（PC） | 聚氯乙烯（PVC） | 设计考虑因素 |
| 有机溶剂 (稀释剂、甲苯等）。 |
× x 溶解/增白。 | × x 熔化/开裂。 | 部分溶解 | 严禁与抹布一起使用。谨慎选择涂料和粘合剂。 |
| 酒精 (乙醇、IPA） |
注意裂缝。 | ×粉刷/裂缝。 | ○ 耐磨。 | 用酒精消毒时，PC 很有可能开裂。丙烯酸在高浓度下也很危险。 |
| 酸 (盐酸、硫酸等）。 |
∆ 取决于浓度。 | 相对较好 | ◎ 非常强 | 聚氯乙烯是最安全的化学管路保护层。 |
| 碱性 (烧碱、氨水） |
○ 耐磨。 | × x 分解和降解。 | ◎ 非常强 | 不能在 PC 上使用玻璃清洁剂（碱性）。 |
| 油含量 (切削液、润滑脂） |
取决于机油类型 | 取决于机油类型 | 相对较好 | 建议在使用润滑剂或切削油时进行符合性预测试。 |
参考资料来源：三菱化学丙烯酸酯技术数据 (https://acrylite-help.m-chemical.co.jp/）
因此，丙烯酸树脂和聚碳酸酯对化学物质的抵抗力较弱。 尽管由于涂层起到了阻隔作用，某些硬涂层产品的耐化学性暂时得到了改善、切割面和钻孔内表面会暴露出基材，化学物质会从中渗透并导致开裂。 在化学品飞溅的环境中，必须选择聚氯乙烯或采取保护措施，以确保树脂在结构上不接触化学品。
适当的维护可延长其使用寿命。
即使选择了 "抗划伤 "的高性能硬涂层树脂，如果在运行阶段使用的维护方法不正确，也无法长久保持其性能。 设计人员有责任确保现场操作人员在交货后通过操作和维护手册了解正确的清洁方法。
最重要的是避免使用含酒精或高浓度溶剂的强力清洁剂来去除污渍。 这些都是造成上述化学裂缝的直接原因。
还有用干布用力擦洗会拖出表面的细沙和金属粉末，甚至会刮伤最坚硬的硬涂层。 建议的清洁方法是用温水加稀释的中性清洁剂，然后用软布或海绵轻轻冲洗。
即使有顽固的油渍，只要在说明书或铭牌上注明应使用塑料专用清洁剂，就能长期保持盖子的透明度和安全性。
耐刮伤透明树脂选择摘要。
- 机器盖板的抗划伤性是以 JIS 标准 "铅笔硬度 "为指标的。
- 未经处理的聚碳酸酯的铅笔硬度约为 2B，非常柔软，即使用布擦拭也会划伤。
- 防止划痕的最佳方法是选择具有 "硬涂层 "规格的树脂板
- 硬涂层产品经过加固，铅笔硬度达到 4H-6H 级，并可抵御钢丝绒。
- 总透光率为 931 TP3T 的丙烯酸树脂（PMMA）是将可视性放在首位的最佳选择。
- 聚碳酸酯 (PC) 作为安全罩，在抗冲击性要求较高的情况下至关重要
- 丙烯酸硬涂层的硬度可接近玻璃（6H-7H）。
- 聚碳酸酯硬涂层产品是一种 "不会开裂和刮伤 "的实用解决方案。
- 三菱化学、Takiron C.I. 和住友电木提供主要的硬质涂料产品。
- 聚氯乙烯价格低廉，耐化学腐蚀，但耐热性差，容易划伤，因此要在适当的地方使用。
- 树脂的热膨胀比金属大，因此螺栓孔应留出一定的间隙，如打成笨孔或长孔。
- 螺纹锁固剂和碱性洗涤剂是造成化学裂纹的主要原因。
- 在使用切削油的环境中，应事先检查和选择与树脂材料的兼容性。
- 制定清洁规则，避免使用酒精和溶剂，使用中性清洁剂和软布。
- 通过适当的材料选择和设计考虑，可以长期保持机器盖板的安全性和美观性。
上图