パッキン、テフロン、Oリング、フッ素樹脂、オイルシール、ゴムのパッキンランド

ゴム

パッキンに使用されるゴムについて色々と勉強してみました。このホームページに掲載されている情報はあくまで、自己の責任で活用してください。誤字や内容に誤りがあれば、ご連絡頂ければ幸甚です。nkn@packing.co.jpまで。

ゴムとエラストマーの関係

ゴム、プラスチック、熱可塑性エラストマー

パッキンの材料によく使用される言葉で、ゴム、エラストマー、熱可塑性エラストマー、プラスチック、樹脂とありますが、その中でもエラストマー(Elastomer)についてどのような位置づけにあるのか、また区別が分かりにくいので簡単に整理します。
最近では、ゴムと言うかわりにエラストマーという言葉がよく使用されるようになってきました。エラストマーは常温でゴム弾性を示すElastic Polymerつまりゴム状弾性体の高分子物質を総称しています。一般に「ゴム」と広く認識されている架橋(加硫)ゴムである天然ゴムや合成ゴム、あるいは常温ではゴム弾性を示し高温では塑性流動化(熱可塑性)を示すプラスチックである熱可塑性エラストマー(TPE:Thermoplastic Elastomer)など、常温でゴム弾性を示しているものはすべてエラストマーと呼ぶことが出来ます。
また、弾性を示さず塑性を示す高分子物質をプラストマー(plastomer)と呼びますが、熱可塑性エラストマーは、その名の通り高温時にはプラストマーとなることからゴムと比べて一般に高温で使用されることはほとんどありません。
ゴムとエラストマーを同義語として扱うことは、書籍などでよく見掛けますが、世間一般では、用語の認知度や歴史的背景から、エラストマーは熱可塑性エラストマーのことを限定し、天然ゴムや合成ゴムとは区別された弾性のあるプラスチックとして認識されていることが多いようです。


パッキン材料の分類

パッキン材料の分類


エラストマーの中のゴムと熱可塑性エラストマーの違い

ゴム

多くの配合剤(充てん材、老化防止剤、可塑剤、架橋剤等)を原料ポリマーに配合し、架橋(加硫)工程を経て成形品になります。分子構造的には分子内に架橋点を持ち、3次元の網目構造になっているので、材料の流動性を防止することができます。ですから、高温において加圧されても分子が流動しないので熱変形しにくくなっています。逆に言い換えれば再成形が簡単でないことになり、現在の潮流であるリサイクルには向かない材料とも言えます。


熱可塑性エラストマー

プラスチックの成形と同じように射出成形により材料を溶融させて成形品となります。一般的には、分子内に架橋(結合している部分)はなく分子内の硬質層の分子グループにより分子を拘束状態にして流動することを防止しているだけで、高温で加圧されると塑性変形します。つまりゴムとは逆に再成形をすることができるので、その成形工程の単純化とあわせて、省エネルギー、省資源対策に適していると言えます。

パッキン材料としてのゴムと熱可塑性エラストマー

このようにゴムと熱可塑性エラストマーは、それぞれ長所短所があり、現時点では、パッキン材料としてはまだゴムのほうが適していることが多く、熱可塑性エラストマーは、特殊な用途などに限定して使用されています。ゴムは、その長い歴史からもうすでに製品として成熟した感があり、現在のリサイクル問題等に対応する製品が市場に出てくる可能性が小さく、熱可塑性エラストマーは、まだまだ開発余地が残っているので、ゴムに近づけば近づくほど用途が広がると考えられますが、熱可塑性だけに難しい面はあります。


ゴムと熱可塑性エラストマーの簡単な分子構造

架橋ゴム,加硫ゴム(化学的分子内結合) 熱可塑性エラストマー(物理的分子内拘束)
加硫ゴムの図
熱可塑性エラストマーの図

ゴムの特性、物性、資料、一覧表

様々なゴムの資料を掲載しています。特にパッキンやOリングなどのシール製品に関係するものを集めています。

主要ゴム

主要ゴム特性一覧表はこちら

各種ゴム定数表(比重,熱伝導率,線膨張係数,ガラス転移点など)はこちら

ゴム - 耐溶剤、耐薬品、耐油性一覧表

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パッキンやOリングなどに使用されるゴムの耐溶剤性、耐薬品性、耐油性を一覧表にしています。

合成ゴム分類表

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一般的なゴムの分類
天然ゴムと合成ゴムの分類
汎用ゴムと特殊ゴムの分類
主鎖の二重結合の有無による分類
略号(JIS K 6397)による分類

ゴム製品の寸法公差、寸法精度、寸法許容差

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ゴムを含めあらゆる素材の機械加工品や成形品は、図面等で指示される寸法とまったく同じ寸法のものを作ることはできないため、指示寸法と実際に作られた製品の寸法との間に誤差が生じます。一般に、この誤差は使用上問題ない範囲、つまり許容差として製品ごとに決められています。許容される誤差の最大寸法と最小寸法との差のことを寸法公差と言います。

ゴムに関連する量記号、試験・検査用語

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用語、量記号の一覧、英語、用語について。

シール関連規格一覧表・パッキン等シールメーカー規格・記号一覧表

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JIS規格や世界の規格でパッキン、オイルシール、Oリング等のシール製品に関係する規格の一覧表と国内のパッキンメーカー、オイルシールメーカーの製品に使用されている型番,記号,呼び番号等の一覧表です。

パッキン用語(参考 JIS B0116)はこちら

ゴムの硬さ(硬度)

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ゴムの最大の特徴に、他の材料と比べて曲げたり、伸ばしたり、縮めたりと大きく変形させることがあげられます。この変形にかかる力の強弱、つまり硬さとか柔らかさという感覚的な表現を何らかの物理的手段によって測定する計測器を硬度計といい、その測定値を硬度といいます。

ゴムの耐油性

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ゴムの耐油性は、配合や加硫状態(架橋密度)にも関係しますが、基本的には、原材料のゴムに関係します。耐油性は、ゴムがその油に対しての膨潤や、収縮の度合いそしてゴム強度の低下などによって判断されます。

各種フッ素ゴム耐油性比較

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フッ素ゴムは、ゴムの中でも抜群の耐油性を持ったゴムですが、最近では、そのふっ素ゴムにも多数の種類があり使用用途に合ったものを選択しなければならなくなっています。

ゴムの耐熱性、耐寒性

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ゴムの耐熱性は、基本的に分子構造に左右されます。ゴム分子主鎖と架橋(加硫)部分の切断による熱劣化現象が主です。 ゴムは、常温においては、弾性に富んだ物性を持っていますが、低温になると次第に硬くなります。 ゴムの耐寒性と言う場合、ゴムの硬化、つまりゴムとしての一番の役割の弾性がなくなることです。

ゴムの気体透過性(ガス透過性)

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ゴムを通して気体(ガス)が通過する性質のことです。透過係数は、気体の溶解度と拡散速度の積で与えられます。その測定方法として流気方法、圧力方法、容積方法などがあります。

ゴムとオゾン

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ゴム製品を、大気中に暴露して放置しておくと、製品の表面に無数の亀裂が入ります。この亀裂の原因が大気中のオゾンによるものか、日光の紫外線の酸化による劣化か昔は、分かりませんでした。その後、色々な研究によって違いが区別出来るようになりました。

EPDMと水道水(残留塩素

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昔、エチレンとプロピレンの共重合によって出来るゴムをEPR、第3成分としてジエン系モノマーを添加して出来る三元共重合体をEPTと呼んでいましたが、最近では、ASTMの基準に従って、前者であるEPRはEPM、後者であるEPTはEPDMと呼ばれるようになっています。

ブルーム(ブルーミング)とブリード

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ゴムの表面に配合剤が移行し、結晶化したり液体でにじみ出てくることがあります。粉であればブルーム(ブルーミング)、液体であればブリードと呼んでいます。

ゴムの圧縮永久ひずみ(残留ひずみ)

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ゴム製品は、その特色を生かして、圧縮されて使用されることが多く、反発弾性とともに圧縮による永久変形(ひずみ)が、ゴム製品の性能と密接な関係があります。普通、ゴムは力を加えて変形させても、力を取り除くと元の形状に戻る特性を持っていますが、長時間にわたって変形させた状態で放置すると、変形量(ひずみ量)が一部元に戻らなくなります。このような現象を圧縮永久歪み(圧縮永久ひずみ)と呼んでいます。

スポンジゴム、発泡ゴム

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発泡ゴムは、多孔質ゴムとも呼ばれ、連続気泡構造のスポンジゴムと、独立気泡構造の膨張ゴム、液状ゴム配合物(ゴムラテックス)から作られるフォームラバーに分類されます。これらを総称してセルラーラバーと呼びます。

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