第2回： ゴムの配合とは？

ゴムの配合とは？

「配合」とはゴムに限らず、様々な高分子系材料（粘着剤や接着剤、塗料など）で使われる言葉ですが、これは原材料の種類と量の組み合わせ…つまりコンパウンドのレシピのことを指します。
特にゴム材料の配合は基本的に「ポリマー重量を100としたときに他の配合材をどのくらい入れるか？」という風に書き、phr(parts hundred rubber)が単位になります。例えば、

ポリマー　　　　：100
カーボンブラック：50
オイル　　　　　：20
酸化亜鉛　　　　：3
ステアリン酸　　：2
合計　　　　　　：175
※単位…phr

と書かれたものがあったら「ポリマー100グラムに対してカーボンブラックやオイル等をその数字グラム分入れる」という意味になります。
phrは重量部数なので、上記のような配合は単位が統一されていればグラムでもキログラムでもなんでもかまいません。

ゴム配合の立て方

ゴムの配合を立てる（作る）場合は、「そのゴム製品の用途」と「ゴムの硬度」をとっかかりにして決めていきます。

ここで書いた硬度というのは鉱物で使われるような「モース硬度」ではなく「デュロ（duro）硬度」が使われます。ゴムではduro A、次いでduro Dがよく使われます。そしてこれはJIS（日本産業規格）で定められています。
よくお客さんから依頼される際に「〇〇用途で硬度は70でお願いします」などと言われたりしますが、これは「duro Aで70の硬度の材料が欲しい」というような意味になります。

配合による硬度の合わせ方

まずゴム材料の中心となるポリマーに基礎硬度というざっくりとした大雑把な硬度（ポリマー単体を加硫して得た加硫物の硬度）があります。
これに補強材となるカーボンブラックやシリカ、軟化剤となるオイルや可塑剤を添加して硬度を決めていきます。
ただし、出来上がったものがぴったりその硬度になるということはまずないので、あくまでとっかかりの目安とするだけです。

また、お客さんから依頼される場合、硬度の指定だけでなく引張物性や耐熱性・耐寒性などの特殊物性も求められます。
ポリマーの種類による制限などもありますので、単に硬度を合わせるといっても多くの要素を考慮する必要があり、ある程度の経験が必要となってきます。