ISO 306およびASTM D1525に準拠したビカット軟化温度
ビカット軟化温度（VSTとは、規定の荷重と加熱速度において、規定の圧子が試験片に正確に1mmの深さまで押し込まれる温度です。均一な熱伝達を得るための標準的な方法は、油浴です。空気や加熱装置との直接接触など、他の伝熱媒体も利用可能です。VSTは、熱可塑性プラスチックが固体から溶融状態へと変化し始める温度値として解釈されます。
ISO 306は、熱可塑性材料のビカット軟化温度（VST）を測定するための一般的な試験方法を規定しています。ASTM D1525は、プラスチックのビカット軟化温度の標準試験方法を規定しています。ISO 306とASTM D1525における試験方法の定義はほぼ同一です。したがって、これらの規格は技術的に同等であると考えられます。
プラスチックの熱負荷耐性を測定する別の方法として、加熱たわみ温度があります。これは、ISO 75およびASTM D648規格でより詳細に説明されています。
ISO 2507 は、熱可塑性パイプおよび継手のビカット軟化温度を決定するための試験方法および試験条件を規定しています。
VST試験の目的と用途
ビカット軟化温度と熱たわみ温度は、高温環境で使用されるプラスチックにとって重要な比較値となります。
- 品質保証においては、製造中の材料品質の違いを示すのに役立つほか、代替プラスチックの評価における相対的な比較値として役立ちます。
- 製品開発の分野では、動作温度範囲の基準値として、あるいは使用温度に応じて適切な材料を事前に選定する際にも役立ちます。
ISO 306およびASTM D1525に準拠した試験片
ISO 306 とASTM D1525 の両方において、試験片の推奨寸法は少なくとも 10 x 10 mm または直径 10 mm、厚さは 3.0 mm から 6.5 mm です。
寸法を変更すると結果が異なる可能性があることに留意してください。試験片の形状が要求される寸法よりも小さい場合、またはビカット針が試験片の端に近すぎる場合、材質が針に十分な抵抗を与えず、針が試験片に容易に貫通してしまいます。これにより、結果が大幅に悪化する可能性があります。
試験片のサイズが比較的小さいため、この方法は部品から取り外された試験片の測定にも最適です。
ISO 306およびASTM D1525に準拠した試験手順
試験および使用する試験装置の要件：
ISO 306とASTM D1525は、試験手順に関しては同一です
ISO 306では開始温度を25℃以下と定義していますが、ASTM D1525では20～23℃と規定されており、30℃までの温度が許容されます。
ISO 306およびASTM D1525試験では、断面積1mm2の円形針状圧子をプラスチック試験片に置き、規定の試験荷重を加えます。試験荷重を加えた後、材料は時間の経過とともに変形し始めます。この変形は望ましくないため、5分経過後に針の押し込みによる変位測定をゼロにすることで最小限に抑えます。その後、試験片は規定の加熱速度で加熱されます。ビカット軟化温度（VST）は、針の侵入深さが1mmに達した時点で測定されます。
ISOとASTMはどちらも、2つの手順（力）と2つの異なる加熱速度を規定しており、4つの異なる試験方法が存在します。ISO 75またはASTM D648に準拠した加熱たわみ温度（HDT）の場合のように、加える力を計算する必要はありません。代わりに、各VST試験方法ごとに以下のように規定されています:
- Method A50、力10 N ± 0.2 N、加熱速度50 °C/h
- Method B50、力50 N ± 1 N、加熱速度50 °C/h
- Method A120、力10 N ± 0.2 N、加熱速度120 °C/h
- Method B120、力50 N ± 1 N、加熱速度120 °C/h
動画：ISO 306およびASTM D1525に準拠したビカット軟化温度
Amsler Allround 熱たわみ試験装置と testXpert テスト ソフトウェアを使用して、ISO 306 および ASTM D1525 に準拠したビカット軟化温度、および ASTM D648 / ISO 75 に準拠した熱たわみ温度 HDT を決定するためのテスト手順。
ビカット試験機
測定頻度と、熱媒体の再冷却に要する測定間隔に応じて、様々なタイプの装置をご用意しています。比較的シンプルな手動操作の装置から、ほぼ自動化された試験シーケンスをサポートする装置まで、幅広い機種をご用意しています。高品質な装置には、電気的に連動する保護カバーと、オプションで内蔵型ヒューム排出装置が装備されており、オペレーターの利便性と安全性をさらに高めています。
ツビックローエルの試験ソリューションである Amsler Allround 6-300 熱変形試験装置は、すべての ISO および ASTM 規格に準拠して 300 °C までのビカー温度および HDT 温度を測定するための密閉型装置です。高度な変位測定技術と温度制御技術の採用により、正確で再現性の高い結果が得られます。ユーザーフレンドリーで安全性を重視した妥協のない設計により、快適性と安全性を確保します。冷却プロセスの自動開始、試験片の電動下降、および荷重適用を備えた 2、4、または 6 つのテストステーションを提供できます。熱変形試験装置は、タッチ ディスプレイを使用したスタンドアロン モード、または PC に接続して操作できます。testXpert テストソフトウェアを使用すると、結果の有意義な分析を実現できます。
ビカット試験/ビカット軟化温度に関するよくある質問:
プラスチックの熱たわみ温度（HTC）と最高使用温度を測定するためのDSC（示差走査熱量測定）やDMA（動的粘弾性測定）などの熱分析試験は、比較的複雑です。代わりに、熱たわみ温度 (HDT)とビカット軟化温度 (VST) を決定する方が簡単かつ迅速です。HDT と VST はどちらも、定義された荷重下および特定の温度上昇率での熱たわみ温度を迅速に判定するために使用されます。ビカット軟化温度（VST）については、温度上昇中に重りをつけた針を刺入することで硬度の低下を測定します。熱たわみ温度（HDT - 熱変形温度）については、3点曲げ法を用いて剛性の低下を測定します。
- 結果の違いが試験片の形状や材質によるものでない場合、よくある問題はビカット針と試験片の正しい位置合わせです。針が試験片の端に近すぎる位置にあると、正しく位置合わせされた針を使用した場合よりも結果が低くなります。
- もう1つのよくある間違いは、損傷したビカット針を使用することです。必ずしも目に見えるとは限りませんが、損傷しやすいものです。例えば、針を一度落とすだけでも、試験結果に影響を与える可能性があります。この一度の落下だけでも、針の断面積が変化する可能性があります。
適切な注意を払わずにビカット試験片をビカット針から取り外すと、針が損傷しやすくなります。
試験片を針から取り外す最も簡単な方法は、試験片を取り付けたまま針を分解し、オーブンや炉などで一緒に加熱することです。試験片が軟化したらすぐに取り外すことができます。温度は100℃で十分です。