✨ホリデーの輝きの裏側

キラキラと輝く星を外に飾り付けるとき、空気はすでに冬の寒さです。多くの人は材料科学のことは考えず、光や温かいホットワイン、クリスマスの魔法を楽しみます。しかし、屋外の装飾は霜、温度変動、湿気、紫外線にさらされています。

LEDの雪の結晶、プラスチック製のボール、塗装されたクリスマスサインの裏には、冬の過酷な条件で試される材料や材料の組み合わせがあります。製品開発者にとって、この季節は大きなチャレンジとなります。

この記事では、熱分析法がどのようにして、冬の長期的な寒さの中でも装飾材料が確実に機能し続けることを保証するかを示します。

🎄重要な材料課題とNETZSCHが可視化する方法

1.ガラス転移：プラスチックが柔軟性を失うとき

ガラス転移温度（_Tg）は、ポリマーにとってガラス転移温度は重要なパラメーターで、冬だけでなく材料の柔軟性や脆性を評価する上で欠かせません。Tg以上ではプラスチックは柔軟ですが、Tg以下では硬く脆くなり、破損のリスクが高まります。これにより、ポリマーの粘弾性特性はガラス転移範囲で大きく変化します。ガラス転移温度を把握することは、機械的挙動だけでなく、加工や使用温度を評価する上でも非常に重要です。

例としてポリプロピレン（PP）を挙げます。軽量で安価なため、屋外のクリスマススターによく使用されます。しかし、PPのガラス転移温度は通常–20℃〜+20℃で、冬の気温範囲に重なります。これにより、冬の夜間には柔軟な状態から硬く脆い状態に変化し、風や取り扱い、設置時のわずかな力でも亀裂や破損のリスクが高まります。

PPは半結晶性材料であるため、DSC（示差走査熱量計）測定でのガラス転移は結晶化度によって異なります。このため、DMA（動的機械分析）や回転型レオメーター（振動モード）などの追加分析手法が有用です。材料に最適な方法選択については、NETZSCHに相談可能です。

もうひとつの例は、DSC、DMA、レオロジーを組み合わせたPTFEの熱特性評価です。NETZSCHのアプリケーションノートによると、半結晶性ポリマーにおけるガラス転移をDSCだけで検出するのは難しい場合があります。この挙動は、PETやPPなど、クリスマス装飾によく使われるプラスチックにも当てはまります。ここでは、DSCとレオロジーや動的機械分析を組み合わせることで、熱・機械的遷移挙動をより包括的に把握することができます。

もうひとつの応用例として、屋外用途でよく使用されるポリマーであるPTFEの熱特性評価があります。ここでも、DSC、DMA、レオメーターといった異なる分析手法を組み合わせることで、熱的および粘弾性挙動をより正確に評価できます。

アプリケーションノート全文は下記ボタンより：