パッキンランド管理人修行中!! - パッキンとテフロンって...。

パッキンランドの管理人の日記みたいなもの。 パッキン、テフロン、Oリング、オイルシール、ゴムのこともたまには・・・

カテゴリ: ゴムの化学、物理、力学

カレンダー収縮 calender shrinkage、カレンダー列理 calender grain

カレンダー加工で、2本のロール間を通り圧延されて所定の厚さ、幅、長さに作成(シーティング、分出し)された未架橋(未加硫)配合ゴムシートには方向性があり、分出し方向と幅方向とでは物性に違いがあります。

練りゴム生地は、ロールの間(間隙)を通る前にロール間上部に溜まり(バンク)せん断や伸長の変形を受けながらロール間を通りますが、ロール間隙を通過するときに高い圧力を受けるために、ゴム分子や配合剤が分出し方向に配列し物性に方向性(異方性)が生じます。この方向性(異方性)を持つことをカレンダー列理(列理、カレンダーグレイン)といいます。

カレンダーのロール間を通過した直後に、伸長の変形を受けた練りゴム生地は、瞬間的な弾性回復によって分出し方向に収縮します。この収縮をカレンダー収縮といい、シートの厚さは厚くなります。

その後、分出しされたシートが長時間の弾性回復によって経時的に収縮するミル収縮が現れます。


関連用語
calender:カレンダー
 →ゴムやプラスチックなどの弾性材料をロール間で圧延しシートを作成したり、それら弾性材料と織布を貼り合わせる機械
grain:列理
 →ゴム分子や配合剤が一方向に配向し物性の異方性を現す。ロール、カレンダー、押出機による列理。
mill shrinkage:ミル収縮
sheeting:分出し、シーティング
bank:バンク、たまり




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ミル収縮 mill shrinkage

ゴム製品製造工程で、ロールなどで可塑化した未架橋(未加硫)配合ゴムを任意の厚さに圧延し切り出された分出しシートが、長時間の弾性回復によって経時的に収縮する収縮量をミル収縮といいます。


関連用語
calender shrinkage:カレンダー収縮
grain:列理
calender grain:カレンダー列理
 →列理
millshrinkage test:ミル収縮試験
sheeting:分出し、シーティング


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トライボロジー tribology

潤滑、摩擦、摩耗のメカニズムなどを扱う学問を総称してトライボロジー(Tribology)と呼んでいます。Tribologyという言葉は、ギリシャ語で摩擦を意味するtribosと、学問を意味するologyとを組み合わせた造語です。1966年に初めて英国でこの用語が提唱されました。

定義としては「相対運動しながら相互に影響を及ぼしあう表面、およびそれに関するすべての現象を対象とする科学と技術」となります。ゴムは、そのトライボロジーに対する要求が幅広く、製品の信頼性を大きく左右する材料であり、ゴムのトライボロジーは、工業や産業において大変重要になっております。

例えば、ゴムタイヤ、シールパッキン、ゴムロール、ゴムベルトなどは、摩擦特性、摩耗特性、耐久特性において高度な技術が要求されます。


関連用語
stick-slip:スティックスリップ
 →スティックは付着、スリップは滑りという意味で、物体を滑らしたときに連続的ではなく引っ掛かりのあるような間欠的な滑りを起こす現象。びびり現象。
static friction:静摩擦
 →静止した状態の表面同士が、滑りを起こすのに必要な抵抗。接触面に作用する摩擦力と、この面に直角に作用する圧力の比をこの2物体間の摩擦係数といい静摩擦の場合は静摩擦係数と呼ばれる。
dynamic friction,kinetic friction:動摩擦
 →接触しながら相互に滑る二表面間の運動を妨げようとする抵抗。接触面に作用する摩擦力と、この面に直角に作用する圧力の比をこの2物体間の摩擦係数といい動摩擦の場合は動摩擦係数と呼ばれる。


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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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圧縮永久ひずみ(歪み) compression set

圧縮永久ひずみとは、圧縮変形を起こさせる力を完全に取り除いた後も、残存する変形のことです。

ゴム製品の中には、その特色を生かして、圧縮されて使用される製品も多く、反発弾性とともに圧縮永久ひずみの大きさが、ゴム製品の性能と密接な関係があります。通常、ゴムは力を加えて変形させても、力を取り除くと元の形状に戻る特性を持っていますが、長時間にわたって変形させた状態で放置すると、変形量(ひずみ量)が一部元に戻らなくなります。このような現象を圧縮永久ひずみ(圧縮永久歪み)と呼んでいます。

一定の圧縮をさせて使用されるゴム製品では、ゴムOリングやパッキンなどシール製品があげられますが、これらの機能性ゴム製品は、その圧縮を元に戻そうとする圧力でシール性能を発揮します。しかしながら長期間使用されると一部分が永久変形(ひずみ)し、シール性能が低下します。最初の圧縮変形量が、全て永久変形する、つまりもとに戻そうとする圧力がまったくなくなるとシール性能も当然失われます。

このようなことから、一般的に圧縮永久ひずみの率は、値が小さいほど良いとされており、Oリングやパッキン、ガスケットなどのシール製品に使用されるゴム材質選定には、特殊な使用を除き、低圧縮永久ひずみと高反発弾性が重要視されます。すなわちゴムとしての一番の特性である反発力が大きく、かつへたらないゴム材料の使用が望ましいとされています。

また、圧縮永久歪みによって、ゴムの架橋状態(加硫状態)が判ります。低架橋状態では、可塑性変形が大きく、永久ひずみが大きくなりますが、架橋が進むにしたがって弾性体となり、永久ひずみが小さい値となります。つまり、圧縮永久歪みを少なくするには適正な架橋状態(加硫状態)でなければなりません。圧縮永久歪みの値が大きくばらついたり、基準値より大きく外れる場合は、成形状態が適正でないことが分かります。

圧縮永久歪みがゴム製品の性能に問題となるのは、上記の成形状態が適正でない場合、大きな熱サイクルや温度変化がある使用環境、ゴムに不適切な流体の使用、過度の圧縮、頻繁な圧縮の繰り返しなどが上げられます。

圧縮永久ひずみ率(Compression set,Permanent set)

圧縮変形を起こさせる力を完全に除去した後も残存する変形。固形ゴムの場合は、一般に元の圧縮変形に対する百分率で表します。

圧縮永久ひずみ試験は、静的な圧縮やせん断力を受ける部分に用いられる架橋ゴム(加硫ゴム)の圧縮による残留ひずみを測定する試験です。一定温度で一定時間圧縮させた後、圧縮力を除いて一定時間(通常30分)経過後に残留しているひずみを求めます。

固形ゴムの場合、次のように定義されます。

CS={(t0−t1)/(t0−t2)}×100
CS:圧縮永久ひずみ率(%)
t0:試験片の原厚(mm)
t1:試験片を圧縮装置から取り出し30分経過した後の厚さ(mm)
t2:圧縮ひずみを加えた状態での試験片の厚さ(mm)

また、スポンジゴムの圧縮永久ひずみ率は、一般に元の厚みに対する百分率で表します。


関連用語
permanent elongation:引張り永久ひずみ、永久伸び
permanent set,permanent strain:永久ひずみ
 →圧縮永久ひずみ、引張り永久ひずみ
strain:ひずみ(歪み)
 →ゴムの形状変化(長さ、面積、体積)のこと。歪みは記号εで表記される。歪みは「ゆがみ」とも読まれるので、「ひずみ」とひらがなで表記されることが多い。




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