ショア硬度/デュロメーター硬度 ASTM D2240 および ISO 48-4
ASTM D2240およびISO 48-4は、デュロメータを用いてゴム、エラストマー、およびプラスチックの押し込み硬さ(デュロメータ硬さ/ショア硬さ)を測定する試験方法を規定しています。
標準化された試験片の押し込み深さを測定することにより、プラスチックおよび類似材料の硬さ(ショア硬さ)を測定する別の方法がISO 868に記載されています。ISO 48-4は、廃止されたISO 7619-1規格に代わるものです。
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ASTM D2240およびISO 48-4に準拠したショア硬度試験の定義
ASTM D2240、ISO 48-4、およびISO 868に準拠したショア硬さ試験は、デュロメータと呼ばれる装置を用いてゴムの硬度を測定するための標準化された静的試験方法です。ショア硬さは一般的にデュロメータ硬さとも呼ばれ、以下の特徴があります。
- デュロメータ法は、でマクロ範囲の硬度を測定するために使用されます。
- ショア硬さはです。つまり、試験片の硬度値を測定するには、圧子によって押し込まれた永久的な痕跡ではなく、真のを測定します。
- 押し込み深さは、材料または試験片に押し込むスプリング式の圧子によって測定されます。圧子は硬化鋼製のピンで、ショア法によってピンと鋼球のデザインが異なります。押し込み深さはショア硬度の測定値であり、0ショア (2.5 mm の押し込み深さ) から100ショア (0 mmの押し込み深さ) のスケールで決定されます。
圧子の形状とばね特性のバリエーションに基づいて、さまざまなショアスケールが確立されています。最もよく知られているスケールは、ショアAおよびDです。他のスケール、たとえば、ショアB、C、0、00、000、およびD0は、特定のアプリケーションに適用されます。
ショアスケールと用途例:
- ショア A: 軟質ゴム、エラストマー、天然ゴム
- ショア D: 硬質エラストマー、プラスチック、硬いサーモプラスチック
- ショア 0: 軟質エラストマー、繊維織物
- ショア 00: 膨張ゴム、スポンジゴム、発泡ゴム
- ショア B: ショアAよりも硬いエラストマー
- ショア C: 中程度の硬質エラストマー
ASTM D2240 vs. ISO 48-4
ISO 48-4 および ASTM D2240 は、デュロメーターを使用してゴムや類似の材料の硬度を測定するための規格です。ISO 48-4は加硫ゴムまたは熱可塑性ゴムに焦点を当て、4つの具体的なスケールを定義しています。一方、ASTM D2240はより広範な材料と12のスケールをカバーしています。ASTM D2240は北米で広く使用されており、適用範囲が柔軟です。一方、ISO 48-4は国際的に広く普及しており、ゴムに関するより具体的なガイドラインを提供しています。両規格は同様の測定原理を採用していますが、指示内容と適用範囲が若干異なります。
規格 | ISO 48-4 | ASTM D2240 |
---|---|---|
試験片厚さ | 6 mm | 6 mm |
レイヤー | Yes (3 レイヤー) | Yes |
測定 | 5 | 5 |
加圧盤半径 | 6 mm | 6 mm |
試験時間 | 3秒 加硫ゴム 15秒 TPE | 1秒以下 |
荷重 | 1 kg ショア A 5kg ショア D | 1 キログラム |
硬さ表示 | 54 Shore A 3 s 54 Shore A 15 s | A / 54 / 1 A / 54 / 15 |
ASTM D2240 に準拠した試験の実施
ASTM D2240に従ったショア硬さ試験では、まずデュロメータの接触面が試験片テーブルと平行であることを確認する必要があります。デュロメータの接触面と試験片の接触面との間の垂直距離は、25.4 mm ± 2.5 mm に設定されます。試験手順中、硬度計は規定の圧力で試験片に押し付けられ、表面が完全に接触するまで保持されます。接触面が試験片にしっかりと接触してから 1 秒後に硬度値を読み取ることができます。試験片の異なる箇所で 5 回の測定を行い、平均値または中央値を算出して記録します。
ISO 48-4に準拠した試験
ISO 48-4に準拠したショア硬さ試験法では、以下のパラメーターを事前に考慮する必要があります:
- 材料の硬度を決定するには、5 つの測定値を取得し、そこから中央値を計算する必要があると規定されています。
- 試験時間は 15 秒です;他の試験時間を使用する場合は、硬度値に示す必要があります。
- 試験する材料は、室温 +23℃±2℃で少なくとも 1 時間保管する必要があります。
試験の最初のステップでは、圧子を1.11~44.5Nのばね力で試験片に押し込みます。次に、圧子を3.92~50 Nの接触力で試験片に15秒間押し付けます。試験片の押込みの深さは0~2.5mmです。 この押込み深さを硬度計で測定し、そこから硬度値を導き出します。圧子は、完全な接触力と15秒間の持続時間で試験片に作用する必要があります。加えられた力の持続時間が超過した場合、または満たされていない場合は、これを硬度値に表示する必要があります。持続時間が長いほど、ショア硬度値は低くなります。
試験ポイントの最小距離は、規格に従って維持する必要があります。 押込み間の中心距離は、試験片の端まで5mm以上、12mm以上である必要があります。
ISO 868準拠ショア硬度試験
ISO 868は、ショア硬さ試験法を用いてプラスチックおよびエボナイトの押し込み硬さを測定する方法を規定した国際規格です。この方法では、試験プローブを規定の力で材料に押し付け、押し込み深さを測定します。材料の硬度はこの押し込み深さに基づいて決定され、0(非常に柔らかい)から100(非常に硬い)までのスケールで表されます。
特に、ISO 868は、異なる材料硬度値に使用されるショアAスケールとショアDスケールによる硬度測定について規定しています。
- Aスケール:軟質プラスチック、エラストマー、ゴムなどの柔らかい材料用。円錐台で測定します。
- :硬質プラスチックや硬質エラストマーなどの。円錐台(先端が丸い針、R = 0.1 mm)で測定します。
方法 | スプリング力 [N] | コンタクト力 FA [N] | 圧子 | 計測距離 t [mm] | 試験片厚さ [mm] | 計測範囲 |
---|---|---|---|---|---|---|
ショアA | 8.050 ニュートン | 9.81 ニュートン | 円錐台 35°コーン角度 | 2.5 | ≥ 6 | 10 … 90 <20 ショアD |
ショアA0あるいはショアE | 8.050 ニュートン | 9.81 ニュートン | ボール、Ø 2.5 mm | 2.5 | ≥ 6 | <20 ショアA |
ショアAMあるいはショアM | 0.764 ニュートン | 9.81 ニュートン | 30°角度のコーン | 1.25 | ≥ 1.25 | 10 … 90 |
ショア B | 8.065 ニュートン | 9.81 ニュートン | 30°角度のコーン | 2.5 | ≥ 6 | 10 … 90 |
ショア C | 44.5 ニュートン | 49.0 ニュートン | 円錐台 35°コーン角度、径0.79 mmの円錐台 | 2.5 | ≥ 6 | 10 … 90 |
ショアD | 44.5 ニュートン | 49.0 ニュートン | 30°角度のコーン | 2.5 | ≥ 6 | 30 … 90 >90 ショアA |
ショアD0 | 44.5 ニュートン | 49.0 ニュートン | ボール Ø 3/32“ | 2.5 | ≥ 6 | 10 … 90 |
ショア0 | 8.05 ニュートン | 9.81 ニュートン | ボール Ø 3/32“ | 2.5 | ≥ 6 | 10 … 90 |
ISO 48-4、ASTM D2240、ISO 868に準拠したショア硬度を測定するためのショア硬度計
- ASTM D2240、ISO 48-4、ISO 868 に準拠したゴム、エラストマー、プラスチックのショア硬度を測定する測定方法は、ポータブルデュロメーターを使用して簡単に実行できます。ショア硬度測定は品質管理の目的で広く使用されており、マクロ的な手法に属します。実験室試験では、本機器を試験台と組み合わせて使用することをお勧めします。これらの機器の校正については、ISO 21509 に記載されています。機器の校正については、ISO 48-9 に記載されています。プラスチックの測定と比較した ISO 規格との主な違いは、圧子の露出時間です。
- 試験は、材料の圧子の押し込み深さを測定します。圧子は、決められた特性を持つばねによって負荷がかけられます。試験する材料の硬度が高いほど、くぼみの深さは浅くなります。 しかし、圧子の負荷が高くなります。ショア硬さは0から100ショアまでのスケールで示されます。試験片表面に対する機器の接触足の接触力によってゼロ位置が決まります。この力は、規格によって異なりますが、ショアAでは約10N、ショアDでは約50Nです。
- アナログおよびデジタル ショア硬さ試験機/デュロメーター ツビックローエルは、アナログまたはデジタルディスプレイとPC接続オプションを備えたショア硬さ試験機を提供しています。試験機はバックラッシュフリーのリニアボールベアリングを搭載しており、実質的に摩擦なしで動作します。スプリングレートは校正時に正確に調整できるため、あらゆるショア値において規格で規定された力を維持できます。このようにして、規格で規定された許容範囲が厳密に遵守され、結果の高い再現性が可能になります。
ショア硬度試験に関するよくある質問
ショア硬さは、標準化された試験片(ピン)を用いて押し込み抵抗を測定することで、材料の硬さを表します。通常、ゴム、プラスチック、および類似の材料に使用され、材料の種類に応じて異なるスケール(例:ショアA、ショアD)で指定されます。ショア硬さの値が高いほど材料は硬く、値が低いほど材料は軟らかくなります。
ASTM D2240は、デュロメータを用いて材料の硬さを測定する試験方法について規定しています。この規格は、熱可塑性エラストマー、加硫ゴム、エラストマー材料、発泡性材料、ゲル状材料、一部のプラスチックなど、幅広い材料の押し込み硬さを測定するために使用される12種類のデュロメータを網羅しています。この規格では、硬度の範囲や材料の種類に応じて、異なるデュロメータを使用して硬度測定を行う方法について詳細な手順が示されています。
ASTM D2240とISO 48-4の主な違いは、用途と方法にあります。ASTM D2240は、ゴム、エラストマー、プラスチックなど、より広範な材料を対象としており、ショアAやショアDといった異なる硬度スケールを使用しています。一方、ISO 48-4は、加硫ゴムまたは熱可塑性ゴムの硬度測定に特化しており、マイクロインデンテーション法も使用しています。どちらの規格も硬度測定にデュロメーターを使用していますが、ISO 48-4では、特定のゴムの種類や薄い試験片について、より詳細な指示が示されています。
ショアAは、ゴムや軟質プラスチックなどの柔らかい材料の硬度を測定するために使用され、ショアDは硬質プラスチックや熱可塑性プラスチックなどの硬い材料に適しています。それぞれのスケールの値が高いほど、材料の硬度が高いことを示します。