ショア アナログ デュロメーターは熱可塑性エラストマーの硬度の測定に使用できますか?
熱可塑性エラストマー (TPE) は、ゴムのような弾性と熱可塑性加工性のユニークな組み合わせにより、さまざまな業界で非常に人気を得ています。 TPE の硬度の測定は、品質管理、材料の選択、製品設計にとって非常に重要です。硬度測定に一般的に使用されるツールの 1 つは、ショア アナログデュロメーターです。 Shore アナログデュロメーターのサプライヤーとして、これらの機器が TPE の硬度の測定に適しているかどうかについての問い合わせをよく受けます。このブログ投稿では、この質問を詳しく調査し、TPE 硬度試験におけるショア アナログデュロメーターの使用についての洞察を提供します。
熱可塑性エラストマーを理解する
熱可塑性エラストマーは、弾性と熱可塑性の両方の特性を示すポリマーの一種です。これらはハードセグメントとソフトセグメントで構成されており、室温ではゴムのような弾性を維持しながら、高温では熱可塑性プラスチックのように加工することができます。 TPE は、スチレン系ブロック共重合体 (SBC)、熱可塑性ポリオレフィン エラストマー (TPO)、熱可塑性加硫ゴム (TPV)、熱可塑性ポリウレタン (TPU)、コポリエステル エラストマー (COPE) など、いくつかのタイプに分類できます。各タイプの TPE には独自の特性と用途がありますが、それらはすべて、何度も溶解して再加工できるという特徴を共有しています。
TPE の硬度測定の重要性
硬度は、TPE の性能とさまざまな用途への適合性に直接影響するため、TPE の最も重要な特性の 1 つです。 TPE の硬度により、その剛性、柔軟性、耐摩耗性、圧縮永久歪みが決まります。たとえば、ガスケットやシールなど、高度な柔軟性が必要な用途では、硬度が低く、より柔らかい TPE が好まれます。一方、自動車部品や消費者製品など、剛性と寸法安定性が重要な用途では、より高い硬度値を備えたより硬い TPE の方が適しています。したがって、TPE が要求される仕様と性能基準を確実に満たすためには、正確な硬度測定が不可欠です。
Shore アナログデュロメーター: 概要
ショア アナログデュロメーターは、ゴム、プラスチック、その他のエラストマー材料の硬度の測定に広く使用されています。これらは押し込みの原理に基づいており、校正された圧子を使用して試験片に指定された力が加えられ、押し込みの深さが測定されます。次に、硬度の値はくぼみの深さに基づいて決定され、より高い硬度の値はより浅いくぼみに対応します。ショア アナログデュロメーターには、ショア A、ショア D、ショア O、ショア OO などのさまざまなスケールがあり、それぞれがさまざまな範囲の硬度の測定に適しています。
Shore A スケールは、TPE などの軟質エラストマーの硬度を測定するために最も一般的に使用されるスケールです。これは、ショア A の硬度範囲が約 10 ～ 90 の材料に適しています。一方、ショア D スケールは、硬度範囲が約 20 ～ 100 のショア D で、硬質プラスチックや硬質ゴムなどのより硬い材料の硬度を測定するために使用されます。
TPE 硬度測定のためのショア アナログデュロメーターの使用
一般に、ショア アナログデュロメーターは、TPE、特にショア A スケールの機能内にある硬度範囲の硬度の測定に使用できます。ただし、TPE 硬度試験にショア アナログデュロメーターを使用する場合、正確で信頼性の高い結果を確保するために考慮する必要がある要素がいくつかあります。
材料特性
TPE の硬度は、その組成、加工条件、環境要因によって異なります。たとえば、TPE の硬度は、ハードセグメントとソフトセグメントの比率、使用するフィラーの種類、架橋度、試験中の温度と湿度によって影響を受ける可能性があります。したがって、試験される TPE 試験片が実際の用途で使用される材料を代表するものであり、試験条件が材料の意図された用途と一致していることを確認することが重要です。
試験片の準備
正確な硬度測定には、適切な試験片の準備が不可欠です。試験片は平らで滑らかで、表面に欠陥や凹凸があってはなりません。また、圧子が試験片を貫通せず、硬度測定がバルク材料を代表するものとなるように、厚さは最低 6 mm である必要があります。試験片が薄すぎると、硬度測定が下地の基板の影響を受けるか、くぼみが深すぎるため、結果が不正確になる可能性があります。
試験手順
Shore アナログデュロメーターの試験手順は比較的シンプルですが、正確な結果を保証するには細部にまで細心の注意を払う必要があります。試験片は平らで硬い表面に置き、デュロメータを試験片の表面に対して垂直に保持する必要があります。圧子は試験片の表面に静かに置き、圧子が最大深さに達するまで徐々に力を加えてください。 TPE の硬度は粘弾性効果により時間の経過とともに変化する可能性があるため、圧子が最大深さに達した直後に硬度値を読み取る必要があります。
校正とメンテナンス
正確で信頼性の高い結果を確保するには、ショア アナログデュロメーターの定期的な校正とメンテナンスが不可欠です。圧子と測定システムが適切に機能していることを確認するために、デュロメーターは認定された硬度標準を使用して定期的に校正する必要があります。また、汚れや破片が圧子や測定システムの性能に影響を与えるのを防ぐために、デュロメーターを定期的に清掃し、潤滑する必要があります。
TPE 硬度測定にショア アナログデュロメーターを使用する利点と制限
TPE 硬度測定にショア アナログデュロメーターを使用すると、次のようないくつかの利点があります。
- シンプルさと使いやすさ:ショアアナログデュロメーターは操作が比較的簡単で、最小限のトレーニングしか必要ありません。また、持ち運びが可能で、現場や研究室でも使用できます。
- 費用対効果:ショア アナログデュロメーターは、一般に、動的機械分析 (DMA) やナノインデンテーションなどの他の硬さ試験方法よりも安価です。
- 幅広い用途:ショア アナログデュロメーターは、TPE、ゴム、プラスチック、その他のエラストマー材料を含む幅広い材料の硬度の測定に使用できます。
ただし、TPE 硬度測定にショア アナログデュロメーターを使用するには、次のようないくつかの制限もあります。
- 限られた精度:ショア アナログデュロメーターは圧痕の原理に基づいており、圧子の形状とサイズ、加えられる力、材料の粘弾性特性などのいくつかの要因の影響を受ける可能性があります。したがって、特に複雑な構造や不均一な構造を持つ材料の場合、ショア アナログデュロメーターの精度が制限される可能性があります。
- 主観：Shore アナログデュロメーターを使用した硬度測定はスケールの視覚的な読み取りに基づいていますが、これは主観的なものであり、オペレーターによって異なる場合があります。したがって、結果のばらつきを最小限に抑えるために、同じオペレータが硬さ試験を実行することが重要です。
- 限られた硬度範囲:ショア アナログデュロメーターは、特定の範囲内の材料の硬度の測定にのみ適しています。たとえば、Shore A スケールは柔らかいエラストマーの硬度の測定に適しており、Shore D スケールはより硬い材料の硬度の測定に適しています。したがって、TPE の硬度が使用されているショア アナログデュロメーターの範囲外である場合は、別の硬度試験方法が必要になる場合があります。
結論
結論として、ショア アナログデュロメーターは、TPE、特にショア A スケールの機能内にある硬度範囲の硬度の測定に使用できます。ただし、TPE 硬度試験にショア アナログデュロメーターを使用する場合、正確で信頼性の高い結果を確保するには、材料特性、試験片の準備、試験手順、校正、およびメンテナンスを考慮することが重要です。 Shore アナログデュロメーターには、シンプルさ、費用対効果、幅広い用途などのいくつかの利点がありますが、精度の制限、主観性、硬度範囲の制限など、いくつかの制限もあります。したがって、用途の特定の要件と試験対象の TPE の特性に基づいて、適切な硬度試験方法を選択することが重要です。
のサプライヤーとしてショアA硬度計、ゴム硬度計、 そしてゴム硬度計、当社は高品質の製品と優れた顧客サービスを提供することに尽力しています。 TPE 硬度試験におけるショア アナログデュロメーターの使用についてご質問や詳細情報が必要な場合、または当社製品の購入に興味がある場合は、お気軽にお問い合わせください。硬度試験のニーズについて喜んでお手伝いさせていただきます。
参考文献
- ASTM D2240 - ゴム特性の標準試験方法 - デュロメータ硬さ
- ISO 868 - プラスチックとエボナイト - デュロメーターによる押し込み硬さの測定 (ショア硬さ)
- DE Krause、T. McNally (2006)。熱可塑性エラストマー: 包括的なレビュー。ハンザー出版社。
- マーク、JE、およびアーマン、B. (2007)。ゴムのような弾性: 分子プライマー。ケンブリッジ大学出版局。