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K 6240

:2011

(1)

目  次

ページ

序文 

1

1

  適用範囲

1

2

  引用規格

1

3

  用語及び定義 

1

4

  原理

2

5

  装置及び試薬 

2

6

  試験片

2

7

  温度の校正 

2

8

  手順

2

8.1

  ガス流量 

2

8.2

  測定準備 

2

8.3

  測定

2

9

  ガラス転移温度の求め方 

3

10

  試験報告書 

3

11

  精度 

4

附属書 JA(参考)精度

5

附属書 JB(参考)DSC 装置の温度校正に用いる標準物質 

7

附属書 JC(参考)JIS と対応国際規格との対比表 

8


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:2011

(2)

まえがき

この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,日本ゴム工業会(JRMA)及び財団法人日本

規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出があり,日本工業標準

調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格である。

この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意

を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実

用新案権に関わる確認について,責任はもたない。


日本工業規格

JIS

 K

6240

:2011

原料ゴム−示差走査熱量測定(DSC)による

ガラス転移温度の求め方

Rubber, raw-Determination of the glass transition temperature by

differential scanning calorimetry (DSC)

序文 

この規格は,2006 年に第 1 版として発行された ISO 22768 を基に,技術的内容を変更して作成した日本

工業規格である。

なお,この規格で側線又は点線の下線を施してある箇所は,対応国際規格を変更している事項である。

変更の一覧表にその説明を付けて,

附属書 JC に示す。

適用範囲 

この規格は,示差走査熱量計(DSC 装置)による原料ゴムのガラス転移温度の求め方について規定する。

注記  この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。

ISO 22768:2006

,Rubber, raw−Determination of the glass transition temperature by differential

scanning calorimetry (DSC)(MOD)

なお,対応の程度を表す記号“MOD”は,ISO/IEC Guide 21-1 に基づき,

“修正している”

ことを示す。

警告  この規格の利用者は,通常の実験室の作業に精通している者とする。この規格は,この使用に

関連して起こる全ての安全上の問題を取り扱おうとするものではない。この規格は,各自の責

任において安全及び健康に対する適切な措置をとらなければならない。

引用規格 

次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの

引用規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS K 0129

  熱分析通則

JIS K 1107

  窒素

JIS K 6298

  原料ゴム−天然ゴム・合成ゴム−サンプリング及びその後の準備手順

用語及び定義 

この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS K 0129 によるほか,次による。

3.1 

ガラス転移(glass transition)

非晶質ポリマー又は部分的に結晶性のある非晶質ポリマーが,ゴム状又は粘性状態からガラス状態又は


2

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剛性状態へ,又はその逆の状態に可逆的に変化すること。

3.2 

ガラス転移温度,T

g

(glass transition temperature)

ガラス転移を起こす温度範囲の中間付近の温度をいい,DSC 曲線を微分曲線に変換したときのピーク温

度。

原理 

示差走査熱量計を用いて,温度関数として不活性ガス中におけるゴムの比熱容量の変化を測定する。得

られた DSC 曲線から,ガラス転移温度を求める。

装置及び試薬 

5.1

示差走査熱量計(DSC 装置)  JIS K 0129 に規定するもので,次による。

a)

加熱速度  20  ℃/分で昇温可能なものを用いる。

b)

ガス流量  10 ml/分∼100 ml/分の範囲でガス流量が制御できるものを用いる。

c)

冷却温度  ガラス転移温度よりも 30  ℃以上低い温度まで冷却できるものを用いる。

d)

データ処理装置  DSC 曲線を微分曲線に変換できるものを用いる。

5.2

試料容器  アルミニウム製のものを用いる。

5.3

はかり  0.1 mg まではかれるものを用いる。

5.4

ガス  窒素ガス(JIS K 1107 に規定する 2 級以上のもの。)又はヘリウムガスを用いる。

試験片 

試験片は,JIS K 6298 に従って試料(原料ゴム)から試験室試料を取り出し,10 mg∼20 mg をはかりと

る。

温度の校正 

DSC 装置の温度の校正は,JIS K 0129 の 6.2(装置の校正)による。校正に用いる室温以下の標準物質

は,

附属書 JB に示すものを用いることが望ましいが,受渡当事者間の協定によるものを用いてもよい。

手順 

8.1 

ガス流量 

ガス流量は,10 ml/分∼100 ml/分の範囲で設定し,変動幅±10 %の一定の流量とする。

8.2 

測定準備 

ポリマー構造が類似した原料ゴム同士のガラス転移温度を比較する場合は,試験片の質量を±1 mg で一

定にする。試料容器の底と試験片との熱伝導をよくするため,試験片はできるだけ平らにする。

試料容器に試験片を詰めて,蓋をして装置の容器ホルダに置く。他方の容器ホルダに,蓋をした空容器

又は α-アルミナ粉を詰めて蓋をした容器を置く。試験片及び試料容器の取扱いは,ピンセットで行い,素

手では行わない。

8.3 

測定 

8.3.1 

冷却 

10  ℃/分で測定開始温度まで冷却し,この温度で 1 分以上保持する。


3

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測定開始温度は,予想されるガラス転移温度より 30  ℃∼40  ℃程度低い温度とし,ガラス転移が現れる

前にベースラインが安定するよう設定する。

高シスブタジエンゴムのようにガラス転移温度が非常に低いゴムの場合には,測定開始温度を−140  ℃

程度とし,また,装置が指定した冷却速度を維持できない場合は,10  ℃/分に可能な限り近い速度で冷却

する。

8.3.2 

昇温 

20  ℃/分の昇温速度でガラス転移の終了温度より 30  ℃程度高い温度まで昇温し,DSC 曲線を得る。

ガラス転移温度の求め方 

ガラス転移温度は,DSC 曲線の変曲点の温度から求める。

DSC 曲線の変曲点の温度は,微分曲線のピークトップ温度に相当するので,データ処理装置を用いてそ

の温度を求め,ガラス転移温度(T

g

)とする(

図 参照)。

図 1−ガラス転移温度の求め方 

10 

試験報告書 

試験報告書には,次の事項を記載する。

a)

この規格の番号

b)

試料の詳細

c)

試験片の質量(mg)

d)

使用した DSC 装置の形式

e)

使用したガスの種類(窒素ガス又はヘリウムガス)及び流量

f)

温度校正に使用した標準物質

g)

測定温度条件

h)

測定結果(℃)及び DSC 曲線

i)

試験年月日


4

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11 

精度 

(対応国際規格では,この箇条で精度について規定しているが,この規格では不採用とし,

附属書 JA

に記載した。


5

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附属書 JA

(参考)

精度

JA.1

一般

JA.1.1

この試験方法の精度計算は,2004 年に実施されたガラス転移温度測定の試験室間試験プログラム

(以下,ITP という。

)の結果を基に,ISO/TR 9272 に従って行われた。

JA.1.2 ITP

は,4 種類のゴム[Nd 触媒重合 BR(NdBR)

,SBR1502,SBR1712 及び油展溶液重合 SBR

(OESSBR)

]を用いて実施した。これらのゴムは,−100  ℃∼−20  ℃の範囲に T

g

が現れる。30 の試験室

が,ITP に参加し,タイプ 1 の精度評価を行った。2 回の T

g

測定は,1 週間間隔で行った。測定は,それ

ぞれの試験日に昇温速度 10  ℃/分及び 20  ℃/分の 2 種類の測定条件で実施した。精度評価は,全ての

T

g

値を絶対温度に変換して実施した。これは,相対精度を計算するときに計算中で負の値を避け,平均値

を 0 付近から離すことで百分率の値を小さくするためである。

JA.1.3

この精度データは,材料の合否判定に用いるためのものではない。

JA.2

精度の結果

JA.2.1

4 種類のゴムについて,昇温速度 10  ℃/分及び 20  ℃/分の 2 種類の測定条件で実施した結果の

精度を

表 JA.1 に示す。精度結果は,ISO/TR 9272 に基づき外れ値を棄却して得られた結果である。表 JA.1

には,外れ値を棄却した後の残った試験室の数を記載した。精度結果の一般的標記を JA.2.2 で引用する。

これらは,精度 r及び相対精度(r

R)の両方を示した。

JA.2.2

試験室内繰返し精度及び試験室間再現精度

a)

試験室内繰返し精度  それぞれのゴムの繰返し精度を表 JA.1 に示す。二つの試験結果が,表に記載さ

れた 及び(r)より大きい場合,異なる母集団であると考えられる。このような場合は,適切な調査

を必要とする。

b)

試験室間再現精度  それぞれのゴムの再現精度を表 JA.1 に示す。二つの試験結果が,表に記載された

R

及び(R)より大きい場合,異なる母集団であると考えられる。このような場合は,適切な調査を必

要とする。

JA.2.3

表 JA.1 の最後の列(精度の最終計算に用いられた試験室数)は,かなりの数の試験室データが外

れ値として削除されたことを示す。NdBR の最終的な試験室の数が少ないのは,幾つかの試験室がデータ

を提出しなかったためである。

10  ℃/分及び 20  ℃/分の精度において,実質的な差は見られなかった。10  ℃/分の は 20  ℃/分よ

り 9 %大きく,10  ℃/分の は 20  ℃/分より 3 %小さい。

JA.3

まとめ

昇温速度 20  ℃/分の方が,10  ℃/分よりガラス転移温度が,約 2  ℃高くなる傾向にあるが,昇温速度

の違いは,精度に大きく影響しないため,利便性から昇温速度の速いものを選択した。


6

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表 JA.1DSC によるガラス転移温度測定精度結果

平均値

試験室内

試験室間

試料

℃ K  s

r

r

s

R

R

試験室数

a)

昇温速度 10  ℃/分

NdBR

−106.3

166.7 0.379 1.06 0.64 1.531 4.29 2.57

20

SBR1502

−54.5 218.5

0.382 1.07 0.49 1.160 3.25 1.49

25

SBR1712

−34.3 238.7

0.408 1.14 0.48 1.417 3.97 1.66

24

OESSBR

−24.3 248.7

0.245 0.69 0.28 1.449 4.06 1.63

23

平均値

− 0.354

0.990

0.473

1.39 3.89 1.84  −

昇温速度 20  ℃/分

NdBR

−104.8

168.2 0.273 0.76 0.45 1.418 3.97 2.36

19

SBR1502

−52.7 220.3

0.462 1.29 0.59 1.431 4.01 1.82

27

SBR1712

−32.2 240.8

0.372 1.04 0.43 1.164 3.26 1.35

22

OESSBR

−21.9 251.1

0.190 0.53 0.21 1.724 4.83 1.92

24

平均値

− 0.324

0.905

0.420

1.43 4.02 1.86  −

注記  表中記号:

s

r

:試験室内の繰返し標準偏差

r

:試験室内の繰返し精度(測定単位で表した数字)

r) :試験室内の繰返し精度(絶対温度を用い%で表した数字,相対値)

s

R

:試験室間の再現標準偏差

R

:試験室間の再現精度(測定単位で表した数字)

R) :試験室間の再現精度(絶対温度を用い%で表した数字,相対値) 

a)

 ITP に参加した全 30 の試験室のうち,外れ値を削除した後の試験室数


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附属書 JB

(参考)

DSC

装置の温度校正に用いる標準物質

JB.1

温度校正に用いる推奨標準物質

DSC 装置の温度校正に用いる推奨標準物質を表 JB.1 に示す。

表 JB.1−推奨標準物質の融点,ガラス転移温度

単位  ℃

物質名

融点,転移点(参考値)

シクロヘキサン(転移)

−87.0

シクロヘキサン(融解) 6.7

インジウム(融解) 156.6

注記  室温以上の標準物質の詳細は,JIS K 7121 の 7.(温度の校正)を参照。

低温側の推奨標準物質であるシクロヘキサンは,日本熱測定学会熱測定標準化作業グループ

でラウンドロビンテストを行い,標準物質としての妥当性を示している(参考文献[3]参照)

純度 99.99 %以上のシクロヘキサンは,独立行政法人産業技術総合研究所及び国内試薬製造

業者で入手可能である。

各標準物質の融点及び転移点の値は,入手先の認証値を用いる。

 

参考文献

[1]  ISO/TR 9272:2005,Rubber and rubber products−Determination of precision for test method standards 

[2]  JIS K 7121  プラスチックの転移温度測定方法

[3]  日本熱測定学会熱測定標準化作業グループ:熱測定,vol.35,No.2,68-75(2008)


附属書 JC

(参考)

JIS

と対応国際規格との対比表

JIS K 6240:2011

  原料ゴム−示差走査熱量測定(DSC)によるガラス転移温度の求

め方

ISO 22768:2006

  Rubber, raw−Determination of the glass transition temperature by

differential scanning calorimetry (DSC)

(I)JIS の規定

(III)国際規格の規定

(IV)JIS と国際規格との技術的差異の箇条
ごとの評価及びその内容

箇 条 番 号
及び題名

内容

(II) 
国際規格

番号

箇条番号

内容

箇条ごと
の評価

技術的差異の内容

(V)JIS と国際規格との技術的差
異の理由及び今後の対策

3  用 語 及
び定義

3.2  ガラス転移温度

3.2

JIS

とほぼ同じ

追加

この規格 での ガラス 転移温 度
をより明確に説明した。

技術的な差異はない。

5  装 置 及
び試薬

5.1  示差走査熱量計

5.1

JIS

とほぼ同じ

変更

ISO 11357-1

を削除し,JIS K 

0129

から引用した。

技術的な差異はない。

 5.2

試料容器   5.2  

変更

ISO 11357-1

を削除し,アルミ

ニウム製 のも のを用 いると 記
載した。

技術的な差異はない。

 5.4

ガス

5.3

JIS

とほぼ同じ

追加

窒素ガスの JIS を追加した。

技術的な差異はない。

−  7 状態調節

削除

ガラス転移温度測定では ISO 

23529

を用いた状態調節の必要

がないため削除した。

技術的な差異はない。

6  試験片

JIS K 6298

を引用

6

変更

サンプリ ング 及びそ の後の 準

備手順を明確にした。

技術的な差異はない。

7  温 度 の
校正

8

校正は装置の取扱説明書
に従う。

変更

箇条番号の変更。 
校正は,JIS K 0129 に従い行う

ことにし,室温以下の推奨する
標準物質を附属書 JB に記載し
た。

技術的な差異はない。 
校正を ISO 11357-1 に従うこと及

び推奨する標準物質の情報を附
属書に追加することを ISO 22768
の見直しの際に提案する。

8  手順

9

JIS

とほぼ同じ

変更

箇条番号の変更。

技術的な差異はない。

 8.2

測定準備   9.2 同じ種類の原料ゴム

変更

同じ種類 の意 味を分 かりや す

くするため,詳しく記載した。

技術的な差異はない。

 

8

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1

1


(I)JIS の規定

(III)国際規格の規定

(IV)JIS と国際規格との技術的差異の箇条
ごとの評価及びその内容

箇 条 番 号
及び題名

内容

(II) 
国際規格
番号

箇条番号

内容

箇 条 ご と
の評価

技術的差異の内容

(V)JIS と国際規格との技術的差
異の理由及び今後の対策

8  手順 
(続き)

試料容器の底を密着させ
る こ と を 注 記 と し て い

る。

変更

底を密着させることは,測定精
度を上げるために重要なため,

本文として記載した。

ISO 22768

の見直しの際に提案す

る。

基準物質の記載なし

追加

基準物質の記載を追加した。

ISO 22768

の見直しの際に提案す

る。

 8.3.1

冷却  9.3.1

冷却温度を−140  ℃に規
定し,注記として必要の

ないゴムもあることを記
載。

変更

冷却温度を最初に規定せず,T

g

が低いゴムは−140  ℃まで冷

却すること及び冷却速度が 
10  ℃/分で維持できない場合
の対応について記載した。

技術的な差異はない。

10

JIS

とほぼ同じ

変更

箇条番号の変更。

技術的な差異はない。

9  ガ ラ ス
転 移 温 度
の求め方

JIS

とほぼ同じ

追加

図を挿入し分かりやすくした。 解析例の図を挿入することを ISO 

22768

の見直しの際に提案する。

10  試験報
告書

11

JIS

とほぼ同じ

変更

箇条番号の変更

技術的な差異はない。

11  精度

12

JIS

とほぼ同じ

変更

箇条番号の変更

ISO/TR 9272

は規格でないた

め,附属書 JA とした。

技術的な差異はない。

ISO 22768

の見直しの際に提案す

る。

附属書 JA
(参考)

附属書 JB
(参考)

JIS

と国際規格との対応の程度の全体評価:ISO 22768:2006,MOD

9

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1

1


注記 1  箇条ごとの評価欄の用語の意味は,次による。

    −  削除……………… 国際規格の規定項目又は規定内容を削除している。 
    −  追加……………… 国際規格にない規定項目又は規定内容を追加している。

    −  変更……………… 国際規格の規定内容を変更している。

注記 2  JIS と国際規格との対応の程度の全体評価欄の記号の意味は,次による。

    −  MOD……………  国際規格を修正している。

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