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2026-04-13
ゴムは、生きた木から収穫される天然ゴム、または石油化学原料から得られる合成ゴムという 2 つの根本的に異なる原材料のうちの 1 つとして始まります。どちらのルートでも、エラストマーポリマー（大きな弾性変形と回復が可能な材料）が生成されますが、分子構造、性能プロファイル、コスト、サプライチェーンのダイナミクスが異なります。
天然ゴムは、乳状のコロイド懸濁液であるラテックスとして生まれます。 シス-1,4-ポリイソプレン 水中のポリマー粒子 — 樹皮で生成される パラゴムノキ 木（ゴムの木）。タッピングでは、外樹皮に斜めの溝を切り、ラテックスの流れを刺激し、ラテックスの流れを木に取り付けられたカップに集めます。成熟したゴムの木から得られる収穫量はおよそ 年間 2 ～ 3 kg の乾燥ゴム 、そして生産性の高い木は25〜30年間収穫され続けます。世界の天然ゴム供給量の大部分が超過 90% — タイ、インドネシア、ベトナムの小規模農園で生産されており、これらの農園は合わせて世界生産量の約 70% を占めています。
収集されたフィールドラテックスには、重量で約 30 ～ 40% のゴム固形分が含まれています。回収センターでは、2 つの方法のいずれかによって処理されます。ギ酸または酢酸で凝固してシートゴム (RSS - リブ付きスモークシート - または TSR - 技術的に指定されたゴムブロック) を製造する方法、または遠心分離によって濃縮して液体ゴムを必要とする製品用の 60% ラテックス濃縮物を製造する方法です。合成代替ゴムに対する天然ゴムの主な利点は次のとおりです。 並外れた引張強さ (未充填で最大 30 MPa)、優れた耐疲労性、および動的荷重下での低発熱 — トラック、航空機、オフロード機器用の大型タイヤに代えられない特性を備えています。
合成ゴムは石油化学モノマーを重合することによって製造され、各ポリマータイプは特定の性能プロファイルに合わせて設計されています。産業および自動車用途で使用される主な合成ゴムファミリーは次のとおりです。
出発材料が天然ゴムか合成ゴムかに関係なく、工業用ゴムの製造では、原料ポリマーを精密に設計された特性を備えた完成品コンパウンドに変える一連の処理段階が行われます。各段階では、最終製品に特定のパフォーマンス特性を追加または変更します。
生ゴム、特に天然ゴムは、分子量が非常に高い俵またはパン粉の状態で届くため、効果的に加工したり配合したりするには硬すぎて弾性がありすぎます。咀嚼は、温度制御された密閉式ミキサー (バンバリー ミキサー) またはオープン ミル ロールで実行される機械的破壊プロセスであり、せん断力を使用して分子鎖を切断し、粘度を加工可能なレベルまで低下させます。ゴムのムーニー粘度は、作業を進める前に適切な咀嚼を確認するために測定されます。合成ゴムは多くの場合、加工可能な粘度グレードに事前に素練りされた状態で供給されるため、このステップが削減または不要になります。
配合はゴム製造の技術的に最も複雑な段階であり、原料ポリマーが特定の硬度、引張強度、伸び、圧縮永久歪、耐薬品性、および加工挙動を備えた加工材料に変換される段階です。配合中に追加される成分は次のとおりです。
混合されたコンパウンドは、押出、成形、カレンダー加工という 3 つの主要な成形プロセスのいずれかを使用して、最終または最終に近い形状に成形されます。それぞれが異なる製品形状や生産量に適しており、以下のセクションで詳しく説明します。
加硫とはゴムポリマー鎖の化学架橋であり、硬化したゴムに弾性、強度、永久変形に対する耐性といった特徴的な特性を与えます。加硫を行わないと、ゴムは熱可塑性のままであり、荷重がかかるとクリープします。加硫は熱を加えることによって行われます（通常、 150～200℃ ）製品の種類に応じて、プレス、オートクレーブ、オーブン、または連続硬化ラインで制御された時間（硬化時間）にわたって硬化します。過剰硬化（戻り）は架橋を劣化させてゴムを柔らかくします。硬化が不十分な場合、架橋密度が不十分となり、弱く粘着性のある製品が生成されます。 一貫した製品品質には、硬化温度、時間、圧力を正確に制御することが重要です。
ゴム押出は、回転スクリュー押出機を使用して、配合されたゴムコンパウンドを圧力下でダイに押し込み、高速で一定の断面のプロファイルを生成する連続成形プロセスです。次に、押し出されたプロファイルは、連続的に（塩浴、電子レンジ、またはダイのすぐ下流の熱風硬化トンネルで）加硫されるか、プレスまたはオートクレーブで切断されて最終製品が生成されます。
押出成形は、長い、連続した、または反復的な断面のゴム製品を製造するための主要なプロセスです。その主な利点は、大量のプロファイルの生産速度とコスト効率です。一度金型が作成されると、プロファイルのリニア メーターが次の速度で生産されます。 毎分5～50メートル サイクルタイムに制限のある成形の経済性と比較して、プロファイルの複雑さと硬化方法に依存します。
自動車業界は押出ゴムプロファイルの最大の消費者であり、最新の乗用車には 200 ～ 400 個の個別のゴム押出コンポーネント シーリング、グレージング、ウェザーストリップ、ボンネット下のシステム全体にわたって。主なカテゴリは次のとおりです。
現代の自動車押出成形では頻繁に使用される 共押出 — 異なる硬度、色、または滑り特性を持つ 2 つ以上のゴムコンパウンドを単一のダイから同時に押し出し、シングルパスで多機能プロファイルを製造します。熱可塑性加硫物 (TPV) 押出成形品は、特定の用途において従来の熱硬化性 EPDM プロファイルに取って代わりつつあり、同等のシール性能とともにリサイクル性と射出成形性を提供します。
ゴム成形は、複雑な三次元形状、厳しい寸法公差、または押出成形では形成できない内部チャネル、リップ、フランジなどの形状を備えたコンポーネントを製造するために使用されます。ゴム部品の製造には 3 つの成形プロセスが使用され、それぞれに異なる工具、サイクル タイム、および用途の特性があります。
予備成形されたゴム装入物 (ブランクまたはプリフォーム) が開いた金型キャビティに配置されます。金型は油圧で閉じ、ゴムがキャビティに押し込まれます。熱によりコンパウンドがキャビティ形状に硬化されます。圧縮成形は、最も単純で工具コストが最も低いプロセスであり、次のような用途に適しています。 中程度のボリュームで中程度の複雑さのパーツ 。成形後にバリ（パーティングラインからはみ出た余分なゴム）をトリミングします。一般的な用途には、効率的な射出成形には大きすぎる直径のシール、ガスケット、グロメット、振動マウント、O リングなどがあります。
ゴムコンパウンドは、閉じた金型の上のトランスファーポットに充填されます。プランジャーがゴムをスプルーとランナーを通して金型キャビティに押し込みます。トランスファーモールドが生み出す 圧縮成形よりもバリが少なく、部品がきれいになります により、複数キャビティ金型での充填均一性をより適切に制御できるようになり、ゴムが金属基材に接着される金属接着部品の成形 (インサート成形) が 1 回の操作で可能になります。複雑な O リング、ダイヤフラム、および接着された防振コンポーネントに一般的です。
ゴムコンパウンドは加熱されたスクリューバレル内で可塑化され、高圧下で高温の密閉型に射出されます。これは本質的に熱可塑性プラスチック射出成形と同等のゴムです。射出成形が実現するのは、 最短のサイクル時間、最高の寸法一貫性、および部品あたりの人件費の最低額 大量生産では可能ですが、最も高額な工具投資が必要となり、年間 50,000 ～ 100,000 個を超える量の複雑な部品の場合に最もコスト効率が高くなります。自動車の精密シール、医療用ストッパー、複雑な複数のキャビティのコンポーネントの主要なプロセス。
| プロセス | 工具コスト | サイクルタイム | 最適な用途 |
|---|---|---|---|
| 圧縮成形 | 低い | より長い | シンプル～中程度のパート、低～中程度のボリューム |
| トランスファーモールディング | 中 | 中 | 複雑な部品、インサート成形、中量 |
| 射出成形 | 高 | 最短 | 高 precision, high volume production |
ゴム ベローズは、保護する機構の周囲の密閉された筐体を維持しながら、軸方向の動き、角度のたわみ、横方向のオフセット、または振動に対応するように設計された、柔軟なアコーディオン プリーツまたは複雑なゴム コンポーネントです。波形の幾何学形状 (一連の回旋または折り目) により、ベローズは、同等の変位で座屈したり亀裂が入ったりする単純なチューブとは異なり、何百万回のサイクルでも疲労破壊することなく、繰り返し圧縮、伸張、屈曲することができます。
ゴム製ベローズは、ほとんどの用途で 2 つの機能を同時に果たします。 機械的調節 （荷重を伝達することなく、接続されたコンポーネント間の相対的な動きを吸収します）および 環境シール (保護された内部機構からの汚れ、水、汚染物質、および湿気を除く)。この組み合わせにより、可動部品を使用環境から保護する必要があるあらゆるアセンブリにおいてベローズが不可欠になります。
ゴム製ベローズは通常、圧縮成形またはトランスファー成形によって製造され、渦巻き形状が金型キャビティ内で直接形成されます。材料の選択は使用環境によって決まります。屋外および天候にさらされる用途には EPDM、石油および燃料にさらされる用途には NBR、高温使用にはシリコーン、そしてバランスのとれた汎用プロファイルにはネオプレンが使用されます。 畳み込み全体にわたる肉厚の均一性は重要な製造品質パラメータです — 薄いスポットは応力を集中させ、疲労の開始点となり、耐用年数を下回って早期に終了します。
ゴムは、弾性、減衰、シール能力、電気絶縁性、耐薬品性のユニークな組み合わせにより、他のほぼどのエンジニアリング材料よりも幅広い産業において機能的に代替不可能なものとなっています。加硫ゴムの特性を完全に再現した合成代替品は存在しません。その結果、世界のゴム消費量は工業用および自動車の生産量と並行して増加し続けており、現在ではこの量を超えています。 年間3,000万トン 天然ゴムと合成ゴムを組み合わせたもの。
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