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カテゴリ: ゴムの劣化、老化

ゴムの劣化 degradation,deterioration、ゴムの老化 aging

ゴムを使用すると物理的性質が低下し、硬化、ひび割れ、軟化、流動性、粘着性などの変化が生じます。これの現象を劣化といいます。ゴムは製造している段階からでも劣化が生じ始めると言われるほどゴムにとって劣化は避けられない現象です。

劣化には様々なものがありますが、それは使用される用途や使用環境によって影響を受けます。酸化をともなう熱劣化(酸化劣化)、オゾンアタックによるオゾン劣化、油や水などの流体や化学溶剤などによる環境剤劣化、光劣化、紫外線劣化、放射線劣化、機械的劣化、電気的劣化、微生物劣化などがあり、多くの劣化現象において、これら劣化因子が複数関係していることがゴムの劣化の原因を特定することを難しくしています。

ゴムの劣化と老化の用語の違いは、劣化が初期の機能が損なわれる不可逆的変化を全般的に表しているのに対して、老化は同じく物理的性質の低下を意味しておりますが、時間とともに物性が変化(ほとんどが低下)していく経時変化の現象の時に使用されます。実際には厳密に分けて使用されることはほとんどなく、ゴムの場合、劣化も老化も同じ意味として使用されています。

ゴムの劣化(老化)を遅延される目的でゴムに配合する様々な老化防止剤(劣化防止剤)があります。その機能から、酸化防止剤、熱老化防止剤、オゾン亀裂防止剤などと呼ばれることもあります。


関連用語
heat aging,thermal aging,thermal degradation:熱劣化、熱老化
heat hardening degradation:熱硬化型劣化
heat softening degradation:熱軟化型劣化
oxidative degradation:酸化劣化
oxygen degradation:酸素劣化
ozon cracking:オゾン亀裂、オゾン劣化
environmental degradation:環境劣化
photo oxidation:光酸化
photodegradation:光分解性
紫外線劣化
radiation induced degadation:放射線劣化
chemical degradation:化学劣化
hydorolysis:加水分解
flex cracking:屈曲亀裂
solvent crack:溶剤亀裂
sun-light cracking:日光亀裂
dynamic fatigue:動的疲労
fatigue failure:疲労破壊
swell:膨潤
volume swell:体積膨潤
copper-induced degradation:銅害
aged deterioration:経年変化
antideradation,antideteriorant,antioxidant,age resister:老化防止剤、劣化防止剤


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ブルーム(ブルーミング) bloom(blooming)

ゴムの配合剤が配合ゴム表面に析出し粉がふいたように結晶化(花模様)、被覆する現象をブルーム(ブルーミング)といいます。

硫黄、老化防止剤、ワックス(パラフィン)などのある種の配合剤でこの現象が生じやすく、外観をそこね商品価値を失う場合と、ゴム製品の性能向上(耐候性、耐オゾン性、耐摩擦性)のため意図的にブルームさせる場合があります。

ゴムはロール練りによって様々な配合剤を添加しますが、ロールで練ることによって発熱し温度が上昇します。室温より温度が高いため溶解度が異なる配合剤は、室温時よりゴムに過剰に溶解します。ロールから取り出された練生地は、しばらくすると室温に温度が下がりますが、温度上昇時に室温で溶解するはずの量を超えて溶解しているため、余分に溶解している分が、ゴムの外へ出ようと表面に析出する、つまりブルーム(ブルーミング)現象が現れます。

ブルーム(ブルーミング)は、外観上の商品価値、接着性、塗装性を低下させます。ブルーム(ブルーミング)を防ぐには、配合剤を少なくしたり、ブルームしにくい配合剤を使用します。接着不良の原因となる加硫剤の硫黄によるブルームを防ぐために、加硫剤としてよく使用されている単体硫黄を使用せずに、ゴムに溶解せず分散するだけの不溶性硫黄が用いられることがあります。

また、ジエン系ゴムなどで表面にブルームさせることによって、大気中のオゾンからの攻撃による劣化の進行を遅らせることができたり、表面にできた膜によって滑りを良くすることができます。このブルーム形成剤(表面亀裂防止剤、表面滑性剤)として、ワックスが使用されます。ワックスには、ブルームしやすいがゴム表面に形成された膜の耐久性が低いパラフィンワックスと、ブルームに時間がかかるが形成された膜が比較的安定しているマイクロクリスタリンワックスがあります。


関連用語
bleed,bleeding:ブリード
 →主に液状の配合剤がゴム内部から表面ににじみ出てくる現象。
wax,waxes:ワックス
paraffin:パラフィン
 →分子量の小さいものは、液状で流動パラフィン。分子量が増加すると個体となりワックス。


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ぜい化(脆化) brittleness

ぜい化(脆化)とは、金属やプラスチックが可塑性や延性を失うことですが、ゴムの場合は、ガラス転移温度近くまで冷却されたり、老化や熱劣化によって硬化した時に、外力によって変形や衝撃を受けると破壊しもろくなることをいいます。

その時の温度をぜい化(脆化)温度といい、ガラス転移温度は測定が困難なため、工学的にはぜい化(脆化)温度が耐寒性の目安とされています。


関連用語
brittle temperature:ぜい化温度、脆化温度
 →外力を与える条件によって脆化温度は変動する。ガラス転移温度より若干高い。
brittle point,:ぜい化点、脆化点
 →脆化温度と同じ。
vitrification:ガラス化
glass transition point:ガラス転移点
 →非晶質固体材料にガラス転移が起きる温度。ガラス状態と液体状態あるいはゴム状態の境界となる温度で、実際は幅がある。
glass transition temperature:ガラス転移温度
 →ガラス転移点と同じ。
vitrification temperature:ガラス化温度
 →ガラス化させる最高温度。通常、ガラス転移点より低い温度である。
second order transition point:二次転移点
 →ガラス転移点と同じとされることも多い。厳密にはガラス転移は緩和現象であるので、二次転移ではない。

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チョーキング chalking

充てん剤を多量に配合したゴム製品を、屋外にさらしておくと、その表面が劣化し粉化する現象で、指をふれると、チョークにふれた時のように指先に粉がつくことをチョーキングといいます。

これはゴム表面が酸化劣化し、充てん剤が表面に出てくるためで、酸化劣化によってゴムと充てん剤との結合力が失われ析出したものと考えられています。


関連用語
chalk cracking:チョーク割れ
 →ゴム製造工程において、未加硫(未架橋)ゴムを貼り合わせる際に、未加硫ゴム表面に塗布した粘着防止剤などの残留が原因となったゴムの割れ。

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はみ出し(バリ) flash,spew

ゴム製品の成形方法のひとつに金型を使用するプレス加硫(架橋)があります。未加硫ゴム生地を金型に入れる、あるいは熱プレスによって加硫ゴム製品となったものを取り出すなど工程上、使用される金型は分割した構造となっています。

熱プレス工程では、温度上昇による膨張圧で金型の分割部分からゴムがはみ出しを起こします。このはみ出しは、フラッシュ、バリ、スピューとも呼ばれ、分割部分のはみ出し部に生じる線をパーティングライン、フラッシュラインと呼んでいます。金型加工、ゴム成形、製品使用時の影響などによってはみ出しの位置を検討されますが、上型と下型の2枚構造を採用することが一般的です。


関連用語
flash mold:フラッシュ型
 →熱プレス加硫(架橋)で使用される金型。通常、上型と下型の2枚型で、製品形状の空間(キャビティー)の周りに、エアーや余分なゴム生地を除くためのバリ溝、バリ道と呼ばれる窪みを設けている。
flash back:フラッシュバック
 →金型成形ゴム製品のはみ出し部(ばり)に発生する欠けなどの窪み不良。肉厚ゴム製品などは表面が先に加硫し、内部からの熱膨張によって、その表面の加硫部分の一部が金型合わせ目部分にはみ出し欠ける。




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