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ゴムの基礎知識

じゃ、エラストマーって?

さて、ゴムに関する豆知識の続き・・・
いままでは、プラスチックとゴムは親戚みたいなものだけど
全然違う(むしろ真逆?)っていうお話をしてきました。
堅物のプラスチック。そのくせ熱が入るとすぐゆるゆるになる。
柔軟なゴム。でも熱で固まるから、多少の熱には強いですよ。
う~ん・・・酒席での酒癖みたいな感じですな。

ところで、ゴムでもプラスチック(樹脂)でもない「エラストマー」って言葉を
聞いたことありませんか?
最近は通販カタログや生協のちらしなんかでも素材表記のところによく登場しますよね。
じゃ、エラストマーって何なの?
これがまた微妙に定義がゆるゆる。

まずエラストマーの定義には広義のエラストマーと狭義のエラストマーがあることを
覚えておいてください。
広義のエラストマーとは!

私の虎の巻の「ポリマー辞典」(大成社)によると・・・
エラストマー(elastomer)
一般にゴム類のような弾性が顕著な材料をいう。
プラスチックのことをこれの対比上プラストマー(plastomaer)ということがある。

これはどちらかというと広義のエラストマーの定義だと思います。
この定義によるとゴムなんかもエラストマーに入ることになります。

一方、カタログなどに表記されているエラストマーとは狭義のエラストマーを指す場合が
多いと思います。いわゆるその製品の原料を指し示す言葉に使用されています。
そして、ご存じないでしょうが、その原料の袋には、材料名として主に2種類の表記のどちらかが書いてあります。

TPE または TPR です。

その意味は・・・
TPE=ThermoPlastic Elastomer =熱可塑性エラストマー
TPE=ThermoPlastic Rubber =熱可塑性ゴム(ラバー)
これはどちらも同じ種類の物質を指し示す言葉ですが、2種類の呼び名のどちらかで書かれていることが多いのです。

そして、この熱可塑性ってとこがポイントです。
プラスチックのところでも書きましたが、
熱可塑性=熱をかけると柔らかくなる。冷やすと固まる。
その部分はプラスチックと全く同じです。
でも素材としてはゴムのような弾性を持っているからエラストマーまたはラバーという
言葉が入っています。
そう、TPE/TPRはプラスチックとゴムのあいのこみたいな素材なのです。

具体的には、プラスチックのように射出成型で熱をかけてドロドロに溶かした材料を
冷やした金型に注入。冷やして固めてから金型から取り出します。
そして、素材はゴムのように柔らかく弾力がある。
そういう素材がエラストマーなのです。
ですから、エラストマー製品はどちらかというとプラスチック成型業者で製造しています。

エラストマーは以上のような性質から
プラスチックのメリットとデメリットを併せ持つことになります。
<メリット>
・成型サイクルが速い=製品単価が安い
・バリや不良品が再利用できる

<デメリット>
・金型費用が高い
・特注品は基本的にない(小ロットで要求物性に合わせた素材の開発は難しい)
・ゴムほどの柔軟性はない。
・耐熱性が低い

というところでしょうか。

まぁ、とにかく
エラストマーはゴムとプラスチックのハーフと覚えておいてくださいね。

ん?ややこしい?
弊社は材料屋さんなので、ゴムもエラストマーも両方取り扱ってますよ!
そして、当然製造担当できるパートナー企業も両方ありますので!

もし、ややこしいなら弊社にご相談を!

ゴムの耐熱温度って????

いままで、何度もいろんなお客様にご質問いただいて
いつも返事に困る質問。それが「このゴムの耐熱温度は何度ですか?」

う~む。なんて答えてよいのやら・・・
多分プラスチックの世界では常識なのでしょう。
プラスチックの業界の方は平気でこのように聞いてこられます。
しかし、多分これもプラスチックとゴムの違いによって
ゴムでは何ともお答えしにくくなるのです。

というのもプラスチック(熱可塑性樹脂)の場合は、ずばり耐熱温度または
使用可能温度域(使用可能温度の上限)がはっきりします。
なぜなら、熱をかけると柔らかくなる樹脂の場合は
融点(樹脂が固体から液体に変化する温度)や軟化点(樹脂が柔らかくなる(徐々に液体になる)温度)が明確に定義できるのです。つまり、その温度以上では固体としての形状を維持できないためその温度が耐熱温度、使用可能温度の上限になるわけです。

しかし、ゴムは燃えることはあっても、プラスチックのように熱で短時間に溶けることはありません。熱硬化型の高分子であるゴムは熱にも強いのです。
しかし、ゴムは熱が加わっている状況に長い時間放置すると劣化します。
徐々に硬くなったり、柔らかくなったり、伸びなくなったり、すぐ切れたり。
(これらの試験は熱老化試験ともいわれます)。人間もゴムも老いると徐々に柔軟性や張りがなくなるようです・・・・
ですから、ゴムの場合、例えば250℃の環境下にゴムを72時間とか置いておいて
どれだけ劣化したかを耐熱性の指標としています。
ゴムはすぐに溶けないけど、熱をかければ間違いなく劣化する。
使用希望温度域で連続使用した場合にその劣化の度合いがユーザーとして、そのゴムの性能として許容できるのかどうか?!そこがゴムの耐熱性を図る判断基準であるのです。
プラスチックの様に「この温度以上はあたしはもう固体じゃいられないの・・・」
というものでないだけに、「○○度まで耐えれます」とお答えできないわけです。
むしろゴムは、身をすり減らしながら厳しい温度に耐える(本当の意味での耐熱ですな)
生活をしていて、ある日突然死を迎える・・・そんな感じでしょうか。

ですから、これをお読みの皆さん、どうかもう「ゴムの耐熱温度は何度ですか?」
って聞かないでくださいね。。。

ゴムとプラスチックの違い(その3)

さて、いよいよプラスチックです。
これはゴムと同じく高分子材料でその多くが日本語で熱可塑性合成樹脂といわれます。
一番のポイントは熱可塑性という部分です。
これまでお伝えしていたように、ゴムは熱硬化性という加熱することで発生する化学反応で硬化します。
一方、多くのプラスチックが有する熱可塑性という性質は熱を加えると柔らかくなり、

冷やすと固まるという物理的変化を表しています。
つまりプラスチックを硬化させるのは鉄と同じく熱をかけて柔らかくして、

冷やして固めるということなのです(ただし、一部にはフェノール樹脂のように熱硬化性樹脂もあります)。
この違いがゴム製品とプラスチック製品の製造方法で大きな違いとなっています。
これまで書いてきたようにゴムは熱した金型に未硬化ゴム材料(未加硫生地といいますが)を充填して、

熱をかけることで金型の形に硬化させます(これを焼くと表現します)。
一方、プラスチック製品では素材をまずスクリューやヒーターなどで熱をかけ、

どろどろの状態にした後冷やした金型に注入し、その金型の形に冷やすことで金型の形の製品を作ります。
例えるならば、ゴムはタイヤキなどの粉もの。プラスチックはゼリーというところでしょうか?
タイヤキの生地は、金型の外側の部分(バリ)も熱がかかって、焼けて (固まって)しまい、

一旦焼けるともう元の生地には戻らないですよね。また時間をかけないと生焼けで固まっていないこともあります。
一方、セリーは一度固まっても、もう一度熱をかけるとどろどろになって、

それ違う型に入れなおして冷やせば、また違う形のゼリーになります。また、冷やすスピードを上げれば、早く形になります。
ゴム製品とプラスチック製品の製造方法もこの「たい焼き」と「ゼリー」と同じイメージです。

ゴムは熱を加えることで硬化します。そして、その化学反応がおこるための時間が必要です。またバリや不良品を出すと元には戻りません。
一方プラスチックは冷やして固めるだけなので、比較的高速に成形できます。また、バリや不良品は粉砕などして細かくすれば、再度原料として利用可能です。
このようなプラスチックとゴムでの違いから、コスト面でも大きな違いが発生します。
一般的にゴムの製品についてお見積もりするとプラスチック製品をよくご存知な方から
「ゴムって一日にそれだけしか生産できないの?!」「ゴム製品って高いよね!」
と言われるのは、この成型方法の違いによるものも大きな要因となっていると思われます。

ゴムとプラスチックの違い(その2)

なかなか続きがかけずにすいません。
といっても期待されてる方も少ないとは思いますが・・・・

さて、前回ゴムの特徴は

① ゴム弾性を持っている
② 熱硬化性である。

ではないかと、勝手に書いておりました。
で、今回はその続きです。

①ゴム弾性とは?
これは、ゴムのいわゆる伸びて戻る性能です。
ゴムは力を加えると変形し、その力を除くと元の形に戻ります。
その性質をゴム弾性といいます。また、そのような性能を持った
素材のことをゴム弾性体とも言います。
なんといっても、この性質がゴムのゴムたるゆえんと言ってもいいでしょう。

次に②熱硬化性。これは文字通り、熱で固まる(硬化する)性質のことです。
熱をかける前のゴム(生ゴムとも言います)は粘土のような感じで力を加えると変形しますが、力を除いても変形が戻りません。このような性質のことを可塑性といいます。
しかし、上記のようにゴムの一番の物理的な特性は伸びたら縮むこと。力をかけた結果、変形しても力を除去すれば元の形に戻ることです。
その物理的な特性を獲得させるために、型にはめて、うりゃうりゃと熱と圧力をかけると
化学変化を起こして硬化します(ここでいう「硬化」とは、硬さが上がることはもちろん、その型の形状に固定されることを意味します)。

そのような性質を熱硬化性といいます(もちろん樹脂(プラスチック)の中にもフェノール樹脂のように熱硬化性の樹脂もありますが)。
その結果、ゴムは粘土の様な物質ではなく、押したら変形するものの、力を除去すると元の形(金型で形状)に戻るような物質になるわけです。

それではプラスチックっていうのは?????

その内容は次回につづく。。。。
(引っ張ってすいません)

ゴムとプラスチックの違い(その1)

HPでもご紹介していますが、よく見ていただいている内容なのでブログでも標記テーマをご紹介をします。

さて、お客様(製品メーカー様)とお話をしていると、ゴムのことについて意外と皆さんご存知ないなぁと感じることがあります。一方でゴムとよく似たカテゴリーでくくられることの多いプラスチックについては詳しい方はいっぱいおられます。
やっぱり、流通している絶対量が違うからかなぁ?
ゴムはまだまだマイナーな存在です。
でも、ゴムは暮らしに生きています(古い・・・)
身の回りの見えないところ、見えるところ、いろんなところにゴムはあるのですけどね。
わかりやすいところでは、車のタイヤ。輪ゴム。車の窓ガラスやドアのクッション(ウェザースリップ)。

見えないところでは、ガス管とか水道管のパッキン(継ぎ目部分の漏れ防止材)とか振動を抑える部品、あ、一時期有名になった防振装置(免振装置)の主要部材もゴムですね。
色も黒ばっかりではありません。
赤、白、黄色とチューリップの様に色々と着色可能です(もちろん、その他の色も)。
では、ゴムの特徴とは?

ゴムもプラスチックも大きなカテゴリーでいうと「高分子材料」ということになるのでしょうが、高分子材料と言っても色々ありますからね。
その中でゴムの特徴は?と言われれば
大きくは以下の2つの特性がゴムを特徴づけていると言えます。

① ゴム弾性を持っている
② 熱硬化性である。
さて、この特徴については・・・・・

次回につづく。。。。