Jak zvolit tvrdost TPE: Shore A, Shore D a aplikace
Jak zvolit tvrdost TPE
Tvrdost je jednou z nejdůležitějších vlastností materiálu při výběru TPE (termoplastického elastomeru). Ovlivňuje nejen měkkost a hmatový vjem výrobku, ale má také přímý dopad na přilnavost, těsnicí vlastnosti, odolnost proti opotřebení, strukturální podporu a životnost.
Při výběru materiálů se vývojáři produktů často setkávají se specifikacemi, jako jsou Shore A 50, Shore A 70 nebo Shore D 40, nemusí však plně rozumět tomu, co tyto hodnoty tvrdosti představují ani jak zvolit vhodný materiál na základě požadavků dané aplikace.
Tento článek vysvětluje, jak se měří tvrdost TPE, jaké jsou rozdíly mezi stupnicemi Shore A a Shore D a jaké jsou typické aplikace různých rozsahů tvrdosti, abyste mohli efektivněji určit nejvhodnější specifikaci materiálu.
Materiály TPE v různých stupních tvrdosti Shore pro různé aplikace.
Co je tvrdost Shore?
Tvrdost Shore je mezinárodní standard používaný k měření odolnosti pryže, elastomerů a měkkých plastů proti vtlačení. Je také jedním z nejčastěji uváděných ukazatelů vlastností materiálů TPE.
Během zkoušky tvrdosti se do povrchu materiálu pod stanovenou silou zatlačí standardizovaný indentor. Hloubka vtlačení se následně převede na hodnotu tvrdosti.
Obecně platí:
● Čím nižší je hodnota, tím měkčí je materiál a tím vyšší je jeho pružnost.
● Čím vyšší je hodnota, tím tvrdší je materiál a tím větší je jeho strukturální opora.
Například i mezi materiály TPE na bázi SEBS poskytuje Shore A 20 výrazně měkčí pocit, zatímco Shore A 80 nabízí větší tuhost a oporu pro různé požadavky aplikací.
Jaký je rozdíl mezi Shore A a Shore D?
Dvě nejběžnější stupnice tvrdosti pro TPE jsou Shore A a Shore D.
Hlavní rozdíl mezi nimi spočívá v rozsahu tvrdosti, který jsou určeny měřit, nikoli v typu materiálu.
Shore A
Shore A se používá pro měkčí materiály a je nejběžnější stupnicí tvrdosti pro TPE.
Typický rozsah:
● Shore A 0–90
Běžné použití:
● Měkké rukojeti
● Těsnicí kroužky
● Výrobky s přestřikem
● Obuv
● Zdravotnické prostředky
● Protiskluzové podložky
Pobřeží D
Když materiál překročí efektivní rozsah měření Shore A, obvykle se místo něj používá Shore D.
Typický rozsah:
● Shore D 20–80
Běžné použití:
● Polotuhé komponenty
● Technické plasty
● Produkty s vysokou oporou
● TPE s vysokou tvrdostí
Materiál označený jako Shore D 40 proto není měkčí než Shore A 40. Obě stupnice používají odlišné metody měření a jejich číselné hodnoty nelze přímo porovnávat.
Který rozsah tvrdosti je vhodný pro různé výrobky?
Různé úrovně tvrdosti poskytují různé kombinace měkkosti, pružnosti a strukturální opory. Volba vhodného rozsahu tvrdosti by proto měla být jedním z prvních hledisek při návrhu výrobku.
| Rozsah tvrdosti | Vlastnosti materiálu | Typické použití |
|---|---|---|
| Shore A 0–20 | Extrémně měkký, vysoce elastický | Gelové podložky, tlumicí podložky, zdravotnické prostředky |
| Shore A 20–40 | Měkké a příjemné na dotek | Úchyty, výrobky s přestřikem, nositelná zařízení |
| Shore A 40–60 | Vyvážená pružnost a opora | Těsnění, výrobky pro domácnost, spotřební elektronika |
| Shore A 60–80 | Vyšší tuhost a odolnost proti opotřebení | Průmyslové komponenty, automobilové díly, konstrukční součásti |
| Nad Shore A 80 / Shore D | Vysoká opora a tuhost | Technické součásti, výrobky s vysokou tvrdostí, speciální aplikace |
Je vyšší tvrdost vždy lepší?
Odpověď zní ne.
Tvrdost je pouze jednou z mnoha vlastností TPE a neudává celkovou kvalitu ani výkon materiálu. Různé výrobky vyžadují různé materiálové charakteristiky a volba vhodné tvrdosti pomáhá optimalizovat výkon výrobku, efektivitu zpracování a uživatelskou zkušenost.
Například:
● Příliš měkké materiály mohou být na dotek pohodlné, ale mohou mít nedostatečnou oporu, vyšší deformaci, vyšší trvalou deformaci po stlačení a kratší životnost výrobku.
● Příliš tvrdé materiály mohou snižovat pohodlí při uchopení, účinnost těsnění nebo protiskluzové vlastnosti, což vede k horší uživatelské zkušenosti.
Proto by se při vývoji materiálu měla tvrdost posuzovat společně s pružností, odolností proti opotřebení, odolností proti roztržení, trvalou deformací po stlačení, odolností vůči povětrnostním vlivům a zpracovatelností.
Jak polymer DING JI pomáhá zákazníkům vybrat správnou tvrdost?
Požadavky na tvrdost se mezi jednotlivými výrobky výrazně liší. Dokonce i stejný výrobek může vyžadovat různé úrovně tvrdosti v závislosti na jeho konstrukci, tloušťce stěny, výrobním procesu nebo provozním prostředí.
S kompozity TPE na bázi SEBS jako hlavní produktovou řadou poskytuje DING JI POLYMER materiály v širokém rozsahu tvrdostí, aby splnil specifické požadavky jednotlivých aplikací. Díky návrhu formulací na míru optimalizujeme nejen tvrdost, ale také následující výkonnostní charakteristiky:
● Měkký omak a pružnost
● Odolnost proti opotřebení a poškrábání
● Těsnicí a protiskluzové vlastnosti
● Odolnost vůči povětrnostním vlivům a tepelnému stárnutí
● Přilnavost při dvousložkovém vstřikování
● Tekutost a stabilita při zpracování
Kromě standardních typů jsou k dispozici také formulace na míru, které zákazníkům pomáhají dosáhnout optimální rovnováhy mezi vlastnostmi výrobku, efektivitou výroby a náklady.
Závěr
Tvrdost je důležitým faktorem při výběru materiálu TPE, neměla by však být jediným hlediskem. Klíčem k výběru nejvhodnějšího materiálu je společné posouzení prostředí použití, způsobu zpracování, mechanických vlastností a funkčních požadavků.
DING JI POLYMER se dlouhodobě specializuje na vývoj směsí TPE na bázi SEBS a nabízí širokou škálu stupňů tvrdosti i formulací na míru, které zákazníkům pomáhají dosáhnout optimální rovnováhy mezi měkkostí, strukturální oporou, efektivitou zpracování a odolností výrobku.
- Často kladené otázky (FAQ)
-
Lze Shore A a Shore D přímo převádět?
Ne.
Shore A a Shore D jsou dvě různé stupnice tvrdosti určené pro různé rozsahy tvrdosti.Jejich hodnoty nelze přímo převést ani porovnat.Například Shore D 40 není ekvivalentní Shore A 40.Jaký je typický rozsah tvrdosti TPE?
TPE na bázi SEBS se obvykle pohybuje v rozmezí Shore A 0 až Shore A 90.U některých formulací s vysokou tvrdostí lze místo toho použít Shore D.Dostupný rozsah tvrdosti závisí na složení materiálu a požadavcích na použití.Znamená nižší tvrdost vždy lepší pružnost?
Ne nutně.
Pružnost ovlivňuje nejen tvrdost, ale také složení, odolnost a struktura polymeru.Některé směsi TPE s vysokou pružností mohou poskytovat vynikající elasticitu i při vyšší tvrdosti, zatímco materiály s nižší tvrdostí ne vždy nabízejí nejlepší odrazové vlastnosti.Jak vybrat správnou tvrdost TPE?
Vhodnou tvrdost je třeba zvolit podle požadavků na výkon dané aplikace.Například:
● Zvolte nižší tvrdost pro měkčí pocit na dotek a větší pohodlí.
● Zvolte nízkou až střední tvrdost pro lepší těsnicí vlastnosti.
● Zvolte střední až vysokou tvrdost pro lepší odolnost proti opotřebení a strukturální podporu.
● Pokud výrobek vyžaduje specializované vlastnosti nebo charakteristiky zpracování, doporučujeme konzultovat vašeho dodavatele materiálu a určit nejvhodnější tvrdost a složení.