ショア硬度を理解する：シリコーンとTPEオーバーモールドのガイド

製品デザインと製造の現代的な環境ではユーザーとマシンの間のインターフェースは単なる機能を超えて ブランドのアイデンティティとユーザー体験の決定的な要素になりましたこの進化は,質,安全性,快適性を伝えるエーゴノミックな触覚インターフェースの"ソフトタッチ"表面の普及で最も顕著に表れています.この製造革命の核心には 過剰型製のプロセスがあります硬い基板に柔らかいエラストメリック材料を化学的または機械的に結合させる洗練された注射鋳造技術です.医療機器の生物互換性シールこれらの部品の成功は,材料の硬さについての正確な理解に依存します.

HYMプラスティックのような 業界リーダーたちの能力を活用している人たちです"岸硬さ"のメトリックは 客観的な技術仕様に 客観的な触覚の欲求を 翻訳する共通言語として機能します.¹材料のデータシートに刻印された単純な数値以上のものです. 複雑な粘着性特性で,加工パラメータ,耐磨性,密封効果,粘着の基本的仕組みについて.

この包括的な報告書は,ゴム注射鋳造そしてシリコンオーバーモールディング高精度な多材料鋳造に特化した HYMプラスティックのシアメン製造施設の 技術的な能力を利用して熱塑性エラストマー (TPE) と液体シリコンゴム (LSR) の流動学的違い理論的ポリマー科学と実用的な工場での現実を合成することでこのガイドは,エンジニアが設計を最適化して製造できるようにすることを目的としています.自動車,医療,産業用アプリケーションの厳格な要求を満たす.

効率的に利用するためにTPE 岸硬さ設計においては まず 硬さがポリマー材料で 定義され 測定される仕組みの 基礎的な物理を理解する必要があります硬さはしばしば張力強度と摩擦抵抗の静的予測要因である.エラストメアの硬さは,施されたストレスの動的,時間依存反応である.

ポリマー,TPEやシリコンを含む柔らかい触覚型粘性のある液体と弾性のある固体の両方の特徴を有する. 弾性体には力がある.ポリマーチェーンを巻き開き伸ばす (弾性反応)この二重性は"クリープ"またはストレスリラックスと呼ばれる現象を生み出します.

耐久計のインデントをゴムサンプルに押し付けると,材料は最初は一定の力で抵抗します.しかし,力が維持されれば,ポリマーチェーンが ゆっくりと ストレスを取り入れるように再配置測定値が時間とともに低下する.このため,ASTM D2240およびISO 868規格は測定値の正確な滞在時間を指定している.³15秒間の静止後に"Shore 55A"に低下します 密封用材料を指定するエンジニアの場合このリラクゼーションを理解することは重要です圧縮セットを失い,液体の浸透を防ぐことができません.

靴の内足のゼラチンのような柔らかさから,ハードヘッドの構造的硬さまで,ポリマー硬さの幅広い範囲は,単一のスケールで正確に測定することはできません.岸硬度システムしたがって,複数のスケールを使用し,それぞれが特定のインデンター幾何学とスプリングフォースを使用して,異なる材料をターゲットにします.

シェアAスケールはゴム注射鋳造TPEおよびシリコンオーバーモールドアプリケーションの圧倒的多数をカバーする,柔らかから半硬いエラストーマーを測定するために設計されています.⁵

• インデント・ジオメトリ:ショアA耐久計は35°の角と0.79mmの平面端直径の切断型円形を使用する.³この突っ端は,インデントが柔らかい材料を貫くのを防ぎ,パンクション抵抗ではなく圧縮変形に対する耐性を測定することができます.

• スプリングフォース装置は約8.06ニュートン (822g) の力を施します.⁵

• 適用範囲:このスケールでは,柔らかいゴム帯 (Shore 20A) から自動車タイヤのプロードライン (Shore 60A) とハードスケートホイール (Shore 90A) までの材料に適しています.⁷HYM Plasticの生産の文脈では,Shore Aは,ハンドヘルドデバイスのソフトタッチグリップと医療アセンブリの柔軟なシールを指定するための主要なメトリックです.⁹

材料が硬くなると,鈍いショアAインデントは,読み取れる解像度を提供するのに十分に浸透しなくなります.これらの硬い材料のためにショアDスケールが導入されます.半硬から硬プラスチックポリプロピレン (PP) またはABS基板など,しばしばオーバーモールディングでベース層として使用されます.⁵

• インデント・ジオメトリ:ショアDインデンターは鋭い点で 30°の円形で 純粋に球状の尖端半径が0.1mmです³この鋭さにより ストレスを集中させ 硬い熱塑料を貫通できます

• スプリングフォース頑丈なプラスチックのモジュールを克服するために,ショアD耐力計は約44.5ニュートン (4536g) の大幅に高い力を適用します.⁵

• 適用範囲:このスケールでは 頑丈な帽子やPVCパイプや 電子機器の硬い箱などの 構造プラスチックを測定します¹¹オーバーモールド皮膚通常は海岸A,基板この2つの異なる硬さの間の相互作用が エンジニアリングの課題です

反対の端には 超柔らかいゲルや泡や 細胞ゴムがあります これらの材料は とても柔軟で シャー・A耐久計の 噴出力によって完全に圧縮されます役に立たない "0" の読み上げを返しますショアOOスケールは,これらの繊細な材料を測定するために,球状のインデンタと非常に低いスプリング力 (~1.11 N) を使用します.¹¹構造オーバーモールドではあまり一般的ではないが,ショアOO材料は,ショック吸収が主要な機能である特殊なダッシュアップアプリケーションで時々使用される.

材料の選択における混乱の多い原因は,スケール間の重複である.スケールは連続的ではなく,材料の異なるストレス・ストレスの問いを表している.Shore 95Aと登録された材料は,本質的に Shore 45Dと登録された材料と同じ硬さを測定しています.¹¹

しかし,変換チャートに頼ることは,重要なアプリケーションでは危険です.鋭いショアDインデントは,プラスチック変形と高局所的なストレスを誘発します.鈍いショアAインデンターは弾性圧縮を誘発する精密な工学仕様のために,特にHYMプラスティックのようなクライアントの高精度要件に対処する際には,スケールが明示的に示されなければならない."硬さ50"と言うだけでは不十分です; 壊滅的な製造エラーを避けるために",Shore 50A"または"Shore 50D"を指定する必要があります.

表1:岸硬度スケールの比較分析

オーバーモールディング材料の選択は 製品開発プロセスにおいて 最も重要な決定ですTPEとシリコンの両方が同一のShore硬度値 (e) を達成するために作成することができます.HYM Plasticは,化学的骨組み,加工要件,および長期的性能特性によって大きく異なります.シリコンオーバーモールディングTPEインジェクションにより,アプリケーションのニーズに基づいて公正な評価が可能になります.¹

TPEは,熱固性ゴムの機械的性質と熱塑料の加工性を組み合わせたコポリマーまたはポリマーの物理混合物のクラスを表します.この独特の振る舞いは 段階別々の形状から得られます.

TPEは,通常"硬い"セグメント (結晶領域) と"柔らかい"セグメント (無形領域) で構成される.硬いセグメントは,室温で物理的なクロスリンクとして作用し,強度を与え,海岸の硬さを決定柔らかい部分が弾性と柔軟性を提供します.⁶製造者は,ポリメリゼーション中に硬と柔らかい部分の比率を調整することで,TPE 岸硬さゲル型ショア20Aから硬いショア70Dへ⁶

TPE の主要な利点はゴム注射鋳造熱固性ゴムとは異なり,TPEは無可逆な化学反応 ( vulkanisation) を経験し,冷却すると凍り,加熱すると溶けます.

• サイクル時間:模具内での固化時間は不要であるため,TPEサイクルは一般的により速く,部品の冷却速度のみによって制限されます.

• リサイクル可能性:スプルー,ランナー,欠陥部品は,再粉砕され,原材料と混ぜることができます.HYMプラスティックのような施設での大量生産の鍵となる要因である.¹⁶

• 絆TPEは様々な化学物質 (スタイレン,オレフィン,ウレタン) で利用可能で,天然化学結合のために基板にマッチすることができます.TPE-S (スタイレン) は,粘着剤を必要とせず,自然にポリプロピレン (PP) に結合する.¹⁷

LSRは,通常シロキサン骨組み (シリコンと酸素原子の交替) をベースにした2つの構成要素の熱固定材料である.A部分とB部分として提供され,これは1で混合される.投与直前に1つの比率.

Si-O結合は,TPEに含まれるC-C結合よりも著しく強く安定している.これは,極度の温度 (-60°C~+250°C),UV放射線,オゾン,そして化学攻撃.¹⁹夏に車のダッシュボードに置いておくと TPE のグリップは柔らかくなり 粘り強くなりますが LSR のグリップは変わることはありません

LSRはプラチナ触媒化水酸化,不可逆の交接反応を経験する.これは固化を加速するために模具を加熱 (しばしば150°Cから200°C) する必要がある.このLSRの熱型模具とTPEの冷型模具の加工における根本的な違いは,専用のLSR 注射ツールHYMプラスティックのような 先進的なメーカーを 区別する能力です¹⁴

LSRは本質的に惰性で生物互換性があり,医療機器や食品接触用に使用される材料として好まれる.厳格なUSPクラスVIとISO 10993規格に多くのTPE製剤よりも簡単に満たされます医療機器の殻に関するHYM Plasticの専門知識は,医療従事者のためにこれらの特性を活用する強い能力を示唆しています.¹

TPE と LSR を選択する際には柔らかい触覚型プロジェクトにおいて,次の要因を考慮する必要があります.