Durezza Shore: una spiegazione sintetica

Durezza Shore: breve panoramica

La durezza Shore è un parametro utilizzato per determinare la durezza di gomma, materie plastiche e materiali simili. La misurazione viene effettuata con un durometro, che rileva la profondità di penetrazione nel materiale di un provino standardizzato sottoposto a una pressione definita.

Le scale più comunemente utilizzate sono la Shore A (per materiali più morbidi) e la Shore D (per materiali più duri); altre scale, come la Shore 00 o la Shore B, coprono intervalli di durezza specifici. Le scale non sono direttamente convertibili l’una nell’altra.

Per ottenere valori affidabili sono fondamentali una superficie di appoggio stabile, una temperatura costante e il rispetto di norme riconosciute come ASTM D2240 o ISO 868.

Di seguito scoprirai in dettaglio come viene misurata con precisione la durezza Shore, quali scale esistono e quale significato hanno questi valori per i diversi materiali.

Quali scale esistono?

Esistono diverse scale per rappresentare la durezza Shore dei materiali. Ciascuna scala si distingue per il proprio metodo di misurazione. Anche se le scale in parte si sovrappongono, non è quindi possibile effettuare una conversione lineare da una all’altra. Se si desidera quindi esprimere un dato valore di durezza Shore su un’altra scala, è consigliabile consultare una tabella di conversione.

Nell’industria della gomma e delle materie plastiche vengono utilizzate principalmente le scale Shore A e Shore D. Le lettere che identificano la scala vengono solitamente incluse nell’indicazione del valore misurato, in modo che chiunque possa riconoscere immediatamente a quale scala ci si riferisce. I valori potrebbero quindi presentarsi come segue:

• 98 Shore A – Per una durezza di 98 sulla scala Shore A
• 54 Shore D – Per una durezza di 54 sulla scala Shore D

Esempi di uso quotidiano delle durezze Shore

Questa scala viene solitamente utilizzata per le materie plastiche più morbide, come i poliuretani morbidi o il silicone. L’estremità inferiore della scala (0 Shore A) corrisponderebbe a materiali gelatinosi. A metà della scala Shore A si collocherebbe invece una gomma da cancellare (tra 40 e 45 Shore A). All’estremità superiore della scala si trovano materiali plastici più rigidi, come ad esempio la ruota di un carrello della spesa (90–95 Shore A). Come tutte le scale Shore, anche la scala Shore A termina a 100. I materiali più duri dovrebbero quindi essere indicati nella scala Shore D.

La scala Shore D

Questa scala viene solitamente utilizzata per misurare i gradi di durezza di materie plastiche più rigide, come i poliuretani più duri o la poliammide. Come già accennato, vi sono sovrapposizioni con la scala Shore A. I valori misurati al di sotto di 50 Shore D vengono nella maggior parte dei casi indicati sulla scala A, sebbene teoricamente potrebbero essere rappresentati anche sulla scala D.

Altre scale Shore

La maggior parte dei materiali viene classificata sulle due scale sopra descritte, Shore A e Shore D. Tuttavia, esistono altre scale (e di conseguenza anche altri metodi di misurazione) per classificare la durezza di materiali particolarmente morbidi o con durezza compresa tra i valori di A e D. Ecco un elenco di alcune altre scale Shore:

• Shore 00: per materie plastiche particolarmente morbide
• Shore 0: per materie plastiche morbide – sovrapposizione relativamente ampia con la scala Shore A
• Shore B: compresa tra la scala Shore A e la scala Shore D
• Shore C: compresa tra la scala Shore A e la scala Shore D – nella fascia di durezza superiore rispetto alla scala Shore B

Panoramica delle diverse scale Shore

Come si misura la durezza Shore?

Lo strumento utilizzato per misurare la durezza Shore si chiama durometro. In parole semplici, quando si utilizza un durometro si verifica fino a che punto un oggetto ben definito, il cosiddetto indentatore, situato all’estremità del durometro, penetra nel materiale da testare esercitando una pressione ben definita.

I penetratori differiscono a seconda dei vari metodi di prova per le scale Shore sopra elencate, così come differisce la pressione esercitata sull’oggetto da testare.

Regole per la misurazione della durezza Shore

Poiché la durezza Shore misura la profondità di penetrazione di un indentatore nel materiale da testare a una determinata pressione, è particolarmente importante garantire le condizioni corrette per una misurazione accurata. Innanzitutto, è necessario assicurarsi che il materiale venga testato su una superficie solida. Se la superficie dovesse cedere, ciò influenzerebbe al ribasso il valore rilevato. Il secondo punto importante è la temperatura del materiale da testare. La maggior parte dei materiali varia la propria durezza in funzione della temperatura. Alcuni materiali non risentono delle variazioni di temperatura che si verificano nella vita quotidiana. Tuttavia, i cosiddetti termoplastici, come ad esempio il poliuretano termoplastico, modificano la loro resistenza già in presenza di variazioni significative della temperatura ambiente. Di conseguenza, soprattutto nel caso di materiali sensibili alla temperatura, è consigliabile indicare la durezza Shore in relazione alla temperatura o almeno garantire condizioni di prova costanti.

Norme vigenti

Chi desidera determinare con estrema precisione la durezza Shore di un materiale dovrebbe farlo secondo una delle norme vigenti. In queste norme sono specificate molte altre condizioni che possono influenzare in modo determinante il risultato, ad esempio:

• Lo spessore dei campioni
• Il numero di strati dei campioni
• Il numero di misurazioni
• La distanza tra i punti di misurazione

Esempi di norme vigenti per la determinazione della durezza Shore:

1. ASTM D2240: questa norma è pubblicata dall’American Society for Testing and Materials (ASTM) e si intitola “Standard Test Method for Rubber Property – Durometer Hardness”. Essa definisce le procedure per la determinazione della durezza Shore degli elastomeri (gomma).
2. ISO 868: questa norma è pubblicata dall’Organizzazione internazionale per la normazione (ISO) e si intitola «Plastiche ed ebonite — Determinazione della durezza da indentazione mediante durometro (durezza Shore)». Descrive la procedura per la misurazione della durezza Shore di materie plastiche ed eboniti (tipi speciali di gomma dura).

Durezza Shore del TPU (poliuretano termoplastico)

Il TPU è disponibile in un’ampia gamma di durezze Shore, che vanno da morbido (60 Shore A) a duro (70 Shore D). Le diverse durezze soddisfano requisiti diversi nelle varie applicazioni. Ad esempio, il TPU più morbido viene utilizzato per guarnizioni e impugnature, mentre quello più duro è adatto per suole di scarpe e componenti industriali. È importante scegliere il TPU giusto con la durezza Shore adeguata per la specifica applicazione, poiché l’ampia gamma di gradi di durezza favorisce campi di applicazione completamente diversi. Lo stesso vale per i prodotti realizzati in TPU in diverse versioni, come ad esempio i tubi pneumatici. In questo caso, il grado di durezza è determinante per la resistenza alla pressione e quindi anche per la pressione di scoppio dei tubi.

Sintesi

La durezza Shore è un parametro che consente di determinare la durezza di diversi materiali. Più alto è il valore, più duro è il materiale sottoposto a prova. Esistono diverse scale per la durezza Shore. Le scale comunemente utilizzate nell’industria delle materie plastiche sono Shore A e Shore D. Di norma, quando si indica la durezza Shore, si specifica la scala corrispondente indicando la lettera associata.

La misurazione della durezza Shore viene effettuata con un cosiddetto durometro. In questo processo, un elemento specificato con precisione (penetratore) viene premuto contro l’oggetto da misurare. La durezza Shore viene quindi determinata in base alla profondità di penetrazione del penetratore. Per ottenere risultati precisi, è necessario assicurarsi che la superficie di appoggio sia stabile e che la temperatura sia costante. I risultati ottimali si ottengono rispettando le norme vigenti.