天然ゴムと合成ゴムの加工方法の違い

主なポイント

• 本当のギャップは化学ではなく再現性です。天然ゴムの場合は8～12ムーニー単位、SBR、NBR、EPDMの場合は3～5ムーニー単位1つのサプライヤーから。
• グリーンの強さは、カッティングセットアップを送り速度の10～30パーセント同じ0.5mmゲージで、遅い方の端にシリコンを使用する。
• 極低温デフラッシュ摂氏マイナス150度ガラス転移温度は-125度から-20度の範囲に限られるため、一般的なポリマーはすべてカバーできますが、柔らかいシリコンフラッシュは空気圧だけで剥がれます。
• シリコーンとFKMは通常200～250℃で4～24時間後硬化天然ゴムは通常、プレス硬化後に完成する。

簡潔に答えると：天然ゴムと合成ゴムは、費用のかかる4つの工程で加工方法が異なります。入荷時のバッチの一貫性、カッターでのグリーン強度、バリ取り装置でのバリの発生モード、および部品に二次硬化が必要かどうか天然ゴムはロット間で8～12ムーニー単位のばらつきがありますが、形状保持性に優れているため、切断公差を広く設定できます。SBR、NBR、EPDM、FKM、シリコーンはより均一な状態で出荷されますが、生強度が低く、天然ゴムでは必要とされない200～250℃の後硬化処理が必要となる場合が多いです。

化学実験室では生産ラインは損失を出しません。損失が発生するのは、供給ローラーの下でストリップが伸びたり、バリが破断ではなく裂けたり、バッチの硬化速度が前回よりも15%速かったりする場合です。このガイドでは、部品の入荷から梱包までの流れを追跡し、設定変更が必要となる差異のみを示します。

天然ゴムと合成ゴムの製造工程における実際の違いとは？

製造現場に反映される違いは、分子構造ではなく、再現性である。天然ゴムは、ヘベアの木から採取されるシス-1,4-ポリイソプレンで、土、灰、揮発性物質の含有量によって等級分けされます。特定の目標値に基づいて配合されていないため、その季節に生産されたものがそのまま得られます。合成ゴムは、ISO 1629ファミリーごとに、仕様に合わせて重合される。

一方の入力は評価され、もう一方は指定されているため、NRはあなたの設定を変え、合成ゴムはあなたの言い訳を変える。そのたった一つの非対称性が、以下に挙げるあらゆる実際的な違いを説明する。

バッチの一貫性が切断公差を決定する理由とは？

なぜなら、あなたが設定するすべての切削パラメータは、実際には粘度に関する仮定に基づいているからです。 A CNCゴムストリップ切断機送り精度は±0.1mmに維持され、厚さ0～20mmの材料を毎分最大80ストロークで切断できますが、これは刃に入る材料がレシピで想定された硬さを持っている場合に限ります。

天然ゴムは混合前に混練する必要があるため、ロットごとに異なるせん断履歴を帯びた状態で届きます。お客様の入荷記録を見ると、NRロットは一般的に8～12ムーニー単位（100℃におけるML 1+4）のばらつきがあり、SBR、NBR、EPDMロットは3～5ムーニー単位のばらつきがあります。これらは当社の経験に基づく典型的な値です。

8～12MUの差は、複合剛性の約15～20パーセントの変動に相当する。それによって、ストリップの送り出し方、刃の後でどれだけ跳ね返るか、切断面が直角になるか引き裂かれるかが変わる。

スプレッド値は、当社の経験に基づく典型的な値であり、カタログ上の制限値ではありません。お客様ご自身の受入検査結果と照らし合わせてご確認ください。

天然ゴムと合成ゴムは、バリ取りの際にどこで割れるのか？

問題は、フラッシュがどれだけの量発生するかではなく、どのように失敗するかにある。天然ゴム製のフラッシュは弾力性があり、糸状に裂けやすい。SBRやNBR製のフラッシュは崩れやすく、シリコン製のフラッシュは弱いため、擦り切れてしまう。

低温は万能の均衡剤です。ガラス転移はシリコーンの約-125℃からFKMの-20℃までなので、液体窒素極低温フラッシュ除去装置摂氏マイナス150度では、すべての部品が脆性点以下になります。当社の液体窒素装置は、80リットルのローラー容量（15～20kgの小型部品）を備え、20～70RPMで8分以内にサイクルを完了し、合格率は98%以上です。

クライオはまだデフォルトではありません。柔らかく、引き裂き強度の低いフラッシュは、空気圧式バリ取り機培地の約4kg/分で、そうでなければ、0.5秒間の空気噴射で既に完了する作業を液体窒素に依頼するためにお金を払わなければならないことになる。まず、マイナス80℃で試運転を行い、10℃ずつ温度を下げていきます。フラッシュ圧延の仕様を満たす最も高い温度設定が、窒素を節約できる設定です。

合成化合物は2回目の硬化サイクルが必要ですか？

通常はそうですが、天然ゴムは通常違います。天然ゴム（NR）の加硫は通常、プレス機内で完了します。シリコーンゴムやFKMは、揮発性物質を除去し、架橋を完了させるために後硬化処理が必要です。そうしないと、部品を箱詰めした後も硬度や圧縮永久歪みが変化し続けます。

適切なツールは二次加硫用ローラーオーブン2回目のプレスではありません。当社のXCJ-K600（600L）およびXCJ-K900（900L）ユニットは、10.5kWのヒーターで室温から280℃まで動作し、八角形のドラムを通して毎時3,000立方メートルの空気を移動させることで、すべての表面が同じ温度になり、0～99.99時間の任意の硬化時間に対応します。

後処理の手順は、作業者の記憶ではなく、レシピカードに記載してください。名目上4時間である硬化時間が6時間に延びると、硬度と圧縮永久歪みが変化し、過熱保護機能が二重に備わっている。これは、過熱後の硬化が暴走するとFKMが回復不能なほど焦げてしまうためである。

切断する前に、収縮によってどのように許容誤差が破られるのか？

収縮とは、正しく裁断された部品が、間違った部品になってしまう現象のことです。硬化収縮率が1.5～4パーセントの場合、切断長さは図面寸法ではなく、1から収縮率を引いた値で割る必要があります。ASTM D2000硬度と公差の等級は設定されていますが、収縮率は設定されていないため、その数値は自分で試作して算出する必要があります。

収縮率が3%の場合、完成品のガスケットの寸法は50.0mmで、51.5mmの切断が必要です。50.0mmに設定すると、検査前にすでに1.5mmの寸法不足が生じます。これは作業員には見えない欠陥であり、顧客も​​受け入れません。

NRは1.5～3％伸縮し、粉砕中に繊維鎖が配向するため、繊維方向よりも繊維方向に対して横方向に大きく収縮します。シリコーンとFKMは2～4％伸縮し、時間よりも硬化温度の影響を受けやすいため、同じ配合でもプレス機が異なると許容範囲外になる可能性があります。

どの洗浄方法がどのポリマーに適しているか？

洗浄液は、部品の材質ではなく、表面に付着している汚れに合わせて選ぶべきです。NR部品にはタルクやソープストーンがまぶされているが、合成部品にはそのような粉は付いておらず、NRは水に濡れると膨張するが、シリコンは膨張しない。

のゴム洗浄乾燥機XCJ-QXJ 600は、直径600mm、長さ1,000mmの304ステンレス製ドラムを使用し、1回あたり15～30kgの洗濯物を処理します。6段階の洗浄工程を3グループに分けて運転します。12kW/380Vで20分間の洗浄・乾燥を行う際、毎分20L（6分間の洗浄で0.1トン）の水を使用し、消費電力は2.5kWhです。死角のない逆回転ノズルを採用しています。

NR（非再結晶性）の場合、粉塵を除去する最短の洗浄時間を使用してください。長時間浸漬すると、検査後に部品が膨張してしまうためです。シリコーンの場合、添加剤の添加工程が重要です。水のみの洗浄では膜が残り、後々顧客の生産ラインで接着不良の原因となります。

新しい化合物に対応するために、製造ラインを再認定するにはどうすればよいですか？

資格再取得は5つのステップで行います。最初のステップは飛ばさないでください。材料変更の失敗例のほとんどは、基準となるデータが記録されていないため、何が変更されたのかを誰も証明できないことが原因です。

1. 受信仕様を確定する。設定を変更する前に、3ロット分のムーニー粘度、硬度、比重、ロット番号を記録してください。
2. 最初の部品を3種類の送り速度で再切断する。許容範囲内で最も遅いものを選んでください。低強度グリーンコンパウンドに余分なスピードをかけると、スクラップが増えるだけです。
3. もろくなった窓ガラスを廃材の中から見つけてください。摂氏マイナス80度から始めて、閃光が裂けるのではなく破裂するまで10度ずつ下げていく。
4. 測定された収縮率から切断長さを再計算してください。硬化後24時間経過してから5つの部分を測定してください。当日は絶対に測定しないでください。なぜなら、収縮の大部分はその期間内に完了するからです。
5. 後硬化レシピをコントローラーに書き込んでください。設定値だけでなく、昇温速度、保持温度、保持時間、冷却速度の4つすべてを考慮する必要があります。

結論：どの素材を標準化すべきか？

検査で実際に管理できる材料に絞って標準化する。3 MUのばらつきを持つ合成化合物は、より厳しい公差での加工を可能にし、初回品検査の回数を減らすことができます。これは、単一の物理的特性よりも価値があります。NRは、再現性よりも弾力性と引裂強度が重要な場合にその真価を発揮します。そして、送り速度を遅くしたり、洗浄時間を短くしたりすることで、公差を再び確保することができます。

どのファミリーを使用しても、設定はポリマーではなく機械にあります。コンパウンド、ゲージ、フラッシュ仕様をお送りいただければ、デフラッシュまたは、それに合わせて設定をカットする。