充填材とは?

ゴムスポンジを作る際にいろいろな添加物を混錬します。

ゴムスポンジを作る際にいろいろな添加物を混錬します。
その添加物には加硫剤や軟化剤、発泡剤など何種類もの薬品がありますが、そのなかに充填剤というものがあります。

何となくイメージ良くない感じがしますが…気のせいでしょうか…なぜでしょうか、、、、それはどうしても「かさまし」のイメージがつきまとうから…。

充填剤…原料そのまま100%使うともったいないから充填剤入れて誤魔化すみたいな…

そんなイメージ先行型の充填剤をざっと解説。

 

ちなみにフィラーともいいます。
フィラーって言ったほうがかっこいいかな(個人的に)

充填剤(フィラー)とは…

上記のかさましはあると思います、はい。

正しくは充填剤を入れたら結果的にかさましになったってことがほとんどだと思う、いや思われる、いや思いたいところ。

ちなみにゴムスポを作るときにかさまししたら発泡の邪魔になってしまうので基本的には使いません、阻害されるので発泡しなくなったりします。

だから高いってこと?
まぁそうなんだけど、、少しイメージ悪いね。
入ってたりしても材料にもとから入っている充填剤のみで、あとは非補強性充填剤に分類されるタルクくらいですね。

天然ゴムなんかはそのままだと本当に時間が経った輪ゴムみたいな感じ(パリパリに割れたり…)になってしまいがち、しっかりしたゴム(黒っぽいやつ)とはかけ離れていると思いきや、充填剤を入れることで、、あら!不思議!タイヤみたいに黒々マッチョになったわ。
といった感じで性能を上げてくれるものなのです、ホントに。

ちなみに天然に配合して弾性や引張強度を上げるのはカーボン、これはカーボンブラックのこと。タイヤというタイヤに入ってますね!?
だから黒いんです。
白いタイヤもあるけど性能はやっぱり黒いタイヤのが良いんです、それはカーボンが入ってるから。カーボンってすごいですよね~、ゴムに入れるって発見した人もすごいなって思います、尊敬のまなざしですね。

そして、、いろんな種類の充填剤があります。

カーボンの他にもシリカや炭カルなどいろいろあります。

充填剤の使い方

実際の使い方としては原料と様々な薬品を混錬する過程で一緒に混ぜることがもっとも多いです、非補強性充填剤の代表格としてあげられるタルクは押出時や成型時に滑走を良くしたり離型を良くしたりするときに使われるので材料混錬時ではなく、成型時もしくは成型直後に使用といったところでしょうか。
出来たばっかりのゴムって粘っこくてそこらかしこにべったりくっついたりすることがあって、くっついてしまうととるのも大変でめんどうなことになりがちです、それよりもカタチにならなかったりまずいことになるのであらかじめタルクを使うってことは思っているよりも重要なんです、素材によってはジンステやコンスタなども使用します。

open roll kneading machine
open roll kneading machine

細かな配合量やタイミング、ブランドなどは機密事項になっていることが多く、そのほとんどは開示されておりません。
ゴムの配合(レシピ)は生産する工場の数だけあるといわれるほどたくさんあります、専門書読めばたくさん配合は出てきますからね。
興味のある人は是非。

充填剤の効果

強度を高める目的=補強性の向上、加工性の向上など、主に性能の向上を図ることができます、あとは硬度を上げたりもできたりします。
その他にもちょっと前に出たかさまし=経済性ということにしておきます。というのも狙う効果のひとつでもあります。
入っていない材料はないといっていいほど何かと充填剤は入っています、材質によって種類も量も様々で効果も性能の向上とひとことでは言い表せないほどです。とくに引張強度に至っては数倍から十数倍の数値にすることも可能なくらい充填剤の恩恵を受けています。

再生ゴムなんてものもありますが…充填剤とはちょっと毛色が違うのでそれはまた今度ということで。

充填剤まとめ

充填剤は補強性充填剤と非補強性充填剤に分けられます。
前者はカーボンブラックやシリカ。
後者は炭カル、タルク。
細かいところでは炭カルは軽炭と重炭に分かれていて、かさましは重炭、そうじゃないのは軽炭といったところです。

タルク
タルク

いかがでしたでしょうか。

今回も!?マニアックなお話、充填剤まとめでした。

ちょっと難しくもあるEPDMスポンジの成型についてはこちら。
なぜかって?
合成ゴムの中でも複雑な配合を持つからなんですね。

EPDMスポンジの成型品を紹介します

 

【追記】
少し前に天然ゴムスポンジの物性がどうしても要求されている数値に届かなくて配合比率に悩んでいたところ、パッと思いついたのがシリカでした。ちょっとだけ添加量を増やしてついでにカーボンも増やして事なきを得たのでした。
でも天然ゴムスポンジはゴムスポの中でも性能を安定させるのが難しく、まあそれは天然たる所以でもあるのですがとれる場所や時期、入荷するまでの時間等によって風合い、つまり触り心地やにおい、色などが違います、その他の工業用のゴムに関しては安定しているのでそんなことはないのですが天然だけはブレるというか個体差(ロット差)が大きいです。そんな中で性能を求められると厳しいこともあるけれども挑戦しがいのある事でもあるので積極的に改善を図っていきます。

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