ガスケットおよびシール用途向けエラストマー上位5選

エラストマーとは何でしょうか?この用語は、ゴムの基本的な特性の一つである「弾性」に由来します。「ゴム」と「エラストマー」は、粘弾性(一般的に「弾性」と呼ばれる)を持つポリマーを指す際に、同義語として用いられます。エラストマーの固有の特性には、柔軟性、高い伸び、そして弾力性と減衰性の組み合わせが含まれます(減衰性とは、ゴムが変形を受けた際に機械エネルギーを熱に変換する性質です)。この独自の特性により、エラストマーはガスケット、シール、アイソレーターなどに最適な材料となっています。

長年にわたり、エラストマーの製造は、樹液から得られる天然ゴムから、高度に設計されたゴム配合へと移行してきました。これらの配合では、充填剤や可塑剤などの添加剤を使用したり、共重合体構造内の含有量比率を変化させたりすることで、特定の特性を実現しています。エラストマー製造の進化により、設計、製造、そして市場への供給において、無数の可能性が生まれています。

適切な材料を選択するためには、まずガスケットやシール用途におけるエラストマーの性能に関する一般的な基準を検討する必要があります。効果的な材料を選択する際には、エンジニアは多くの場合、さまざまな要素を考慮しなければなりません。動作温度範囲、環境条件、化学物質との接触、機械的または物理的な要件といった使用条件はすべて慎重に検討する必要があります。用途によっては、これらの使用条件がエラストマー製ガスケットやシールの性能と寿命に大きな影響を与える可能性があります。

これらの点を踏まえ、ガスケットやシール用途で最も一般的に使用されている5種類の弾性体について見ていきましょう。

ブナ-N-ニトリルワッシャー1

1)ブナN/ニトリル/NBR

これらはすべて同義語ですが、アクリロニトリル(ACN)とブタジエンの合成ゴム共重合体、またはニトリルブタジエンゴム(NBR)は、ガソリン、オイル、グリースなどが存在する場合によく指定される人気の高い選択肢です。

主な特性:

最高使用温度範囲は約-54℃~121℃(-65°F~250°F)です。
油、溶剤、燃料に対する耐性が非常に優れている。
優れた耐摩耗性、低温流動性、耐引裂性。
窒素またはヘリウムを使用する用途に最適です。
紫外線、オゾン、風化に対する耐性が低い。
ケトン類および塩素化炭化水素に対する耐性が低い。

最もよく利用される用途:

航空宇宙および自動車燃料処理用途

相対コスト:

低~中程度

ブナ-N-ニトリルワッシャー1

2)EPDM

EPDMの組成は、エチレンとプロピレンの共重合から始まります。第三のモノマーであるジエンが添加され、硫黄による加硫が可能になります。得られた化合物は、エチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)として知られています。

主な特性:
最高使用温度範囲は約-59℃~149℃(-75°F~300°F)です。
優れた耐熱性、耐オゾン性、耐候性。
極性物質や蒸気に対する耐性に優れている。
優れた電気絶縁特性。
ケトン類、一般的な希酸、アルカリに対して優れた耐性を持つ。
油、ガソリン、灯油に対する耐性が低い。
脂肪族炭化水素、ハロゲン化溶剤、濃酸に対する耐性が低い。

最もよく利用される用途:
冷蔵・冷凍室環境
自動車用冷却システムおよびウェザーストリップ用途

相対コスト:
低~中程度

ブナ-N-ニトリルワッシャー1

3) ネオプレン

ネオプレン系の合成ゴムはクロロプレンの重合によって製造され、ポリクロロプレンまたはクロロプレン(CR)とも呼ばれる。

主な特性:
最高使用温度範囲は約-57℃~138℃(-70°F~280°F)です。
優れた耐衝撃性、耐摩耗性、難燃性を備えています。
優れた引裂抵抗性と圧縮永久歪み。
優れた防水性。
オゾン、紫外線、風化に対する適度な耐性に加え、油、グリース、軽度の溶剤に対しても優れた耐性を示す。
強酸、溶剤、エステル、ケトン類に対する耐性が低い。
塩素化炭化水素、芳香族炭化水素、ニトロ炭化水素に対する耐性が低い。

最もよく利用される用途:
水生環境への応用
電子

相対コスト:
低い

ブナ-N-ニトリルワッシャー1

4) シリコン

シリコーンゴムは、ビニルメチルポリシロキサン(VMQ)と呼ばれる高分子化合物であり、過酷な熱環境下でも優れた性能を発揮します。その純度の高さから、シリコーンゴムは特に衛生用途に適しています。

主な特性:
最高使用温度範囲は約-100℃~250℃(-148°F~482°F)です。
優れた耐高温性。
優れた紫外線、オゾン、耐候性。
記載されている材料の中で、最も優れた低温柔軟性を示す。
非常に優れた誘電特性。
引張強度と引裂抵抗が低い。
溶剤、油、濃酸に対する耐性が低い。
蒸気に対する耐性が低い。

最もよく利用される用途:
食品・飲料用途
医薬品環境への応用(蒸気滅菌を除く)

相対コスト:
中程度~高

ブナ-N-ニトリルワッシャー1

5) フルオロエラストマー/バイトン®

Viton®フッ素エラストマーは、FKMという名称で分類されます。このエラストマー群は、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)とフッ化ビニリデン(VDFまたはVF2)の共重合体から構成されています。

高度なグレードでは、テトラフルオロエチレン(TFE)、フッ化ビニリデン(VDF)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)の三元共重合体、およびパーフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)を含む特殊樹脂が見られる。

FKMは、高温耐性と耐薬品性の両方が求められる場合に最適なソリューションとして知られています。

主な特性:
最高使用温度範囲は約-30℃~315℃(-20°F~600°F)です。
最高の耐高温性。
優れた紫外線、オゾン、耐候性。
ケトン類、低分子量エステル類に対する耐性が低い。
アルコール類およびニトロ基含有化合物に対する耐性が低い
低温に対する耐性が低い。

最もよく利用される用途:
水中/スキューバダイビング用シーリング用途
高濃度バイオディーゼルを使用した自動車燃料用途
燃料、潤滑油、油圧システムをサポートする航空宇宙用シール用途

相対コスト:
高い

 

 

 


投稿日時:2020年4月15日