Technical Guide
エラストマーについて
エラストマーとは?
常温でゴムのような弾性を持つ高分子材料です。
耐摩耗性や柔軟性に優れており、シール材や衝撃吸収材として広く使用されています。
真空装置では、真空シール用のOリングとして最もよくに使用されます。
エラストマーの特徴
- 弾性が高い
- 加工しやすい
- 金属や樹脂に比べて強度、剛性が高い
- 温度によって性能が大きく変化する
- 経年劣化が起こる
- 気体放出速度が大きい
- 気体透過度が高い
用途・使われる部品例
- シール材(Oリングなど)
- 衝撃吸収材
材料の種類
フッ素ゴム
フッ化ビニリデンゴム(FKM、バイトン®)
バイトンの名で広く知られるFKMは、耐熱性・耐油性・耐薬品性・溶剤性に優れ、加工性も良好な材料です。NBRなどの汎用ゴムと比べて価格は高めですが、その優れた性能から真空装置で広く使用されています。フッ素ゴムの中でも代表的な素材であり、耐熱温度は約-15℃~約200℃です。
パーフルオロエラストマー(パーフロ、FFKM、カルレッツ®)
テフロンのように完全にフッ素化された重合体であり、耐薬品性および耐熱性に優れた樹脂です。FKMよりも高い耐熱性と耐薬品性を持ちます。耐熱温度は約0℃~約320℃です。
ニトリルブタジエンゴム(NBR、アクリロニトルブタジエンゴム、ブナN)
ブタジエンとアクリロニトリルの共重合体で構成されるゴムで、耐油性に優れています。NBRはシール材としてのゴム製品において、一般的な汎用材料として広く使用されています。耐熱温度は約-50℃~約80℃です。
クロロプレンゴム(CR、ネオプレン)
耐候性、耐油性、難燃性、耐摩耗性を備えた、非常にバランスの取れたゴムです。各特性においては他のゴムに劣る場合もありますが、総合性能に優れています。ただし、低温下では結晶化しやすいため、低温環境での使用には適していません。耐熱温度は約-40℃~約70℃です。
シリコーンゴム(ビニルメチルシリコーンゴム、VMQ)
耐熱性、耐水性、耐薬品性、耐候性、耐オゾン性、耐寒性に優れ、食品、薬品、医療品などの部品に使用されます。力学的性質は劣るため、運動用のシール材には適さず、主に固定用シール材として用いられます。シリコーンゴムには液体状やペースト状のタイプもあり、シーラントや接着剤、型取り材としても利用されます。耐熱温度は約-50℃~約180℃です。
エチレンプロピレンゴム(EPDM)
ポリエチレンとプロピレンを共重合したエチレンプロピレンゴム(EPM)にジエンを加えたゴムで、耐候性や耐オゾン性に優れ、材料コストを抑えやすいという利点があります。加硫方法には硫黄加硫と過酸化物加硫(パーオキサイド加硫)の2種類があり、耐熱性は、硫黄加硫では約-40℃~約70℃、過酸化物加硫では約-40℃~約150℃です。一方で耐油性は低く、有機溶剤により膨張や劣化を引き起こすため、使用には注意が必要です。
表1 各種エラストマーの耐性一覧(あくまでも参考値です。メーカーやグレードによって多少異なります。)
FKM | FFKM | NBR | CR | VMQ | EPDM | |
耐熱性 | ○200℃ | ◎320℃ | △80℃ | △70℃ | ○180℃ | ○150℃ |
耐油性(鉱物油) | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | △ | × |
耐薬品性 | ○ | ◎ | ○ | ○ | ○ | ○ |
耐摩耗性 | ○ | ○ | ◎ | ○ | △ | △ |
対候性 | ◎ | ◎ | × | ○ | ◎ | ◎ |
耐寒性 | △-15℃ | ×0℃ | △-20℃ | ○-40℃ | ◎-50℃ | ○-40℃ |
他の材料との比較(選定ポイント)
比較対象:金属材料
シール材として使用する場合、金属より安価で複数回反復仕様ができるが、耐熱性や耐久性は劣る