製品設計に役立つゴム材料の勘所と最適設計手法

多くの製品にはシール部品、ホースなどゴム特有の弾力性を活かした部品が使用されています。ゴム材料はゴム特有の架橋操作や多くの添加剤を使用しているため、品質的に不安定で、ゴムの選定や取扱いを誤ると劣化し、密封流体のもれなど重要品質問題を起こしがちな材料です。 　本セミナーではゴム材料の基礎知識と各種ゴム材料の基本特性や成形法を学ぶとともに、ゴム材料を用いた自動車部品等を題材に、設計上および取扱い上の注意点を知ることで、最適な設計手法を学んでいただく。 　また、講師からの一方的な講義ではなく、受講者とやり取りしながら講義を進めるので、理解度が深まります。

1. ゴム材料の概要
   1. ゴム材料を理解するために
   2. ゴム材料の定義
   3. 利用分野と用途
   4. 加硫ゴムのトラブル
2. ゴム材料の基礎
   1. ゴムの種類
   2. ゴムとばねの伸縮メカニズムの違い
      1. 弾性変形
      2. 伸縮メカニズム
      3. ゴム弾性の様子
      4. ゴムの伸縮と熱の出入りの関係
   3. 高分子材料とゴムの関係
      1. 高分子材料とは
      2. 分子鎖とゴムの性状
      3. ゴムとして使える高分子物質
      4. 温度が上がると変化する性質
         (ガラス転移温度、融点)
      5. ポリマーの部分結晶化と融点
         (非結晶性、結晶性)
      6. ゴムが伸びる理由
      7. ゴムとプラスチックの関係
3. ゴム材料の特性
   1. ゴム材料の機械的性質
      1. 応力 S – ひずみ S の関係
      2. 各種条件に対する S – S 曲線
         (架橋密度、使用条件、環境条件)
   2. ゴム材料の粘弾性特性
      1. 粘弾性とは
      2. ゴムのクリープと応力緩和
      3. ゴムのヒステリシス
         (ヒステリシスロスとは、防振性、疲労劣化)
      4. ゴム材料の耐応力緩和とクリープ性
   3. ゴム材料の疲労特性
      1. S – S 曲線と製品設計
      2. 疲労破壊の事例
      3. ゴムの疲労破壊
         (疲労寿命、酸素の影響)
   4. ゴムの寒さ対策
   5. ゴムの耐水・耐油対策
   6. ゴム材料の劣化
      1. 劣化メカニズム
      2. ゴムの耐熱性
         (分子の構造と安定性、安定性の因子)
   7. ゴム材料の寿命評価法
4. ゴム材料各論
   1. ゴムの分類と種類
   2. 天然ゴム
   3. 合成ゴム
      1. ゴムの分類法
      2. ゴムの略号
      3. JIS 分類でRグループ (NR,IR,BR,SBR,IIR,CR)
      4. Mグループ (EPM/EPDM,ACM,FKM)
      5. Uグループ (U)
      6. Qグループ (Si,Q)
      7. Oグループ (ECO/CO)
      8. 熱可塑性エラストマー
         (熱可塑性エラストマーTPE とは、TPE の構造、TPE の種類、特徴)
5. ニーズに応える材料つくり
   1. ニーズに応える材料つくりとは
      (使用環境の理解、生ゴムの選択、物性は加工法で大きく変化)
   2. 強いゴムを作る方法
      1. 破断のメカニズム
      2. 充填剤配合の影響
      3. ゴムと添加剤の相互作用の影響
   3. ゴムの硬さを調整する方法
      (架橋操作、充てん剤)
   4. ゴム材料の伸びと架橋密度の関係
   5. 残留ひずみと架橋密度の関係
   6. 耐摩耗性を向上させるためには
      1. 摩耗メカニズムと耐摩耗性向上手段
   7. 耐候性を向上させるには
      1. 耐候性を高める方法
      2. オゾンによる影響
      3. 老化防止剤とは
      4. 老化防止メカニズム
      5. 各種ゴムの耐オゾン性比較
      6. オゾン劣化防止法
   8. 耐疲労性を向上する方法
      1. 硫黄による架橋
      2. 有機過酸化物による架橋
      3. 加硫方法の違いによる比較
   9. 防振ゴムの材質選定の仕方
   10. 生ゴムのブレンドによる高機能材料化
       1. ゴムブレンドの混合状態
       2. 混合状態の評価
       3. 事例 (タイヤ)
6. ゴム製品と材料の特徴
   1. 代表的なシール製品 (オイルシール、Oリング)
      1. 構成
      2. シール原理
      3. 留意点
      4. 使用されるゴムの種類と耐薬品性
      5. シール剤の選定方法
   2. 特殊なゴム材料と製品
      1. スポンジ
      2. 防振ゴム
      3. 電気特性から見たゴム (絶縁性、導電性)
      4. 自動車のタイヤ
      5. バイオ燃料用のゴム材料
      6. リサイクル可能なゴム
7. ゴム材料の製法
   1. ゴム材料の製法とその特徴
      (概要、成形のポイント、架橋操作、事例)
   2. 生ゴムからゴム材料へのプロセス
      1. 基本工程
      2. 加工工程
         (概要、配合剤の分散性、設備、成形法、架橋と薬剤)
      3. 架橋密度が物性に与える影響
      4. 事例
8. ゴム材料のトラブルと対策
   1. 加硫ゴムのトラブル要因
   2. トラブル解析の具体的手法
      1. 原因究明手法のフローチャート
      2. 熱/酸化劣化 (熱、酸化、光)
      3. 対策
   3. ゴムの耐油性 (膨潤と劣化)
   4. ゴムのオゾン劣化
   5. 加硫ゴムの水劣化 (残留塩素)
   6. 金属化合物の引き起こす劣化 (銅害)
   7. ブルーム/ブリード現象
• 質疑応答