伸縮自在 高石工業研究開発型ブログ

キーワード：剛板とゴムの接着、ダンベル状試験片

技術部の高橋です。
前回は、ダンベル状試験片の引張試験についてのお話でした。今回は、剛板とゴムの
接着性を調べる試験についてのお話です。

１．試験片について
試験片は、剛板（25mm×60mm×1.5mm）に対して、接着面が剛板のほぼ中央になるようにゴム（25mm×125mm×6mm）を接着したものです。（下図参照）
接着方法は加硫接着と言い、剛板の接着させたい部分にあらかじめ接着剤を塗布しておき、
成形と同時に接着させる方法です。
剛板の非接着面には、セロハンなどを挟んで剛板とゴムが接着しないようにしたりする場合もあります。

 

２．試験方法について

このはく離試験も、ダンベル状試験片などを引張るとき
に使用するオートグラフという試験機で行います。
試験はJIS規格に沿った方法で行っているので、
室温、試験片の保管方法などの条件は、ダンベル状試験片の引張試験と同じなのですが、引張速度に違いがあります。
ダンベル状試験片の場合、1～6号形は毎分500±50mm、7,8号形は毎分200±20mm　という条件で引張ることになっているのですが、このはく離試験の場合には、毎分50±5mmの条件で引張ります。
試験方法についてもオートフラフを使用して行うので、基本的にはダンベル状試験片の場合と同じです。
ただ、試験片は剛板が試験装置と水平になるように取付けないといけないので、そのままでは取付けることができません。

そこで、高石工業オリジナルのジグ（写真参照）を
使用してはく離試験を行っています。
実はこのジグは、高石工業が昔ショッパー式引張試験機を使用して
いたときに自家製で作製したもので、現在のオートグラフ仕様に
するために、さらに改良を施したものなのです。
そのジグを使用して、写真のようにオートグラフに取付けて
はく離試験を行い、剛板とゴムの接着性を調べているのです。

剛板とゴムの接着はく離試験については以上です。
次回はOリング及びその他の引張試験についてのお話です。

キーワード：ダンベル状試験片、引張試験、引張強さ、引張応力、伸び

技術部の高橋です。
前回までは、ゴムの硬さ測定についてのお話でした。今回から高石工業で行っているゴムの引張試験についてのお話です。

１．ダンベル状試験片とは

ダンベル状試験片とは、加硫ゴムの引張特性を求めるときに使用する試験片のことで、
1号形～8号形までの8種類の形状があります。高石工業には1号形と3号形の打抜き
刃型があり、引張試験には3号形を用いています。
試験片の作製はゴムシート（150×150×2）から打抜き刃によって作製しています。
下図は各ダンベル状試験片の大きさと形状です。（2009年版ＪＩＳハンドブックより抜粋）

 
２．引張試験について

引張試験とは、試験片を一定の速度で引張り
引張強さ，引張応力，伸び などを測定する試験です。試験方法は、
通常ダンベル状に打ち抜いた試験片をチャック等で挟み、一方をロードセルに掛けもう一方を一定速度で引張る方法がとられます。
高石工業の引張試験もオートグラフという引張試験機にて上記の方法で行っています。基本的に試験片の数は3個で、3個引張ったときの中央値をそのゴムの特性としています。
下記は、引張強さ，引張応力，伸び の用語解説です。

引張強さ：試験片を破断するまで引っ張ったときの力。
カーボンブラック、シリカなどの補強剤を配合することにより向上できるが、
ゴムの種類によって向上効果の大きさは異なる。
例えば、NRやCRのような伸長結晶性を示すゴムは、結晶部分が補強剤の
働きを果たすためカーボンブラックによる引張強さの向上効果は小さいが、
SBRやNBRのような非結晶性ゴムでは向上効果は大きい。

引張応力：試験片を引っ張るのに要する力。
特にもとの長さの2倍の長さに引張伸ばしたときの応力を100％応力という。

伸び：破断時の試験片の伸び。
 試験片の伸びは、標線間の伸びを（光学的に）読み取る方法で行われることが多く、
 標線間が2倍のびたときの伸びは100％になります。（下図参照）

 
 ダンベル状試験片の引張試験については以上です。
 次回は接着性の求め方についてのお話です。

キーワード：加硫ゴム，熱可塑性ゴム，硬さの求め方，IRHD，タイプAデュロメータ，ウォーレスマイクロ硬度計

技術部の松井です。
前回に引き続きゴムの硬さ測定についてです。
弊社では、試験機『タイプAデュロメータ』と『ウォーレスマイクロ硬度計』を使用しています。
今回は『ウォーレスマイクロ硬度計』を使用しての測定についてです。

● ウォーレスマイクロ硬度計
ウォーレスマイクロ硬度計は薄いサンプル・小さいサンプルに使用できます。
国際ゴム硬さ（定荷重式）,硬さ用（30～95 IRHD）,マイクロサイズ国際ゴム硬さ計 M法と曲面試験片の国際ゴム硬さ CM法の要求を満たすよう設計された試験機です。他の試験法N,H,L(CN,CH,CL)は異なる条件およびパラメータを必要とします。

標準硬さの試験片形状が『上下面が平滑な平面で、平行であることとする。』となっているので
製品の状態になってしまった曲線部分や中が空洞のものなどは見掛けの硬さとして扱います。
製品状といえば...たとえばOR。適切なジグを使用して試験片を固定し測定します。
UパッキンやXパッキンはカットして試験機と一体になった平面試料台に試料を平行におき測定します。平滑でない面、曲面、粗い面などに対しては平滑な平面と同じ結果は得られません。もちろんタイプAデュロメータとも一致するとは限りません。

以上、ゴムの測定でした。

次回も試験・測定を続けたいと思います。

それでは。

キーワード：加硫ゴム，熱可塑性ゴム，硬さの求め方，タイプAデュロメータ，JIS規格

技術部の松井です。
忘れかけていたころに順番が回ってきました～。
技術部では次に何を題材に書こうか本当に迷います。

以前に高石工業の技術部設備シリーズを載せました。
次は設備を使い何をしているのか？ということです。
しかし、すべての試験はJIS規格に定められている方法をとっているのでこのままでは書きづらい...。

●加硫ゴム及び熱可塑性ゴム‐硬さの求め方

これはJIS K 6253のことです。
ゴムの硬さって使用条件に合っていないと使ったときに性能がでない要因になる重要度の高い物性です。同じ材料でも硬さを変えることにより引張強さや伸びなども変わってきて使用目的に近づいたり遠ざかったりします。
高石工業でも硬さはゴム材料の鮮度の目安となる指標で、量産工程のなかでも幾度となく硬さの測定は行われています。

現在使用している硬さ試験機のひとつは『タイプAデュロメータ』です。
JIS規格に載っている試験機はひとつではなく、それぞれに測定方法も異なっています。
『タイプAデュロメータ』は試験片の厚さ6.0㎜以上で、硬さA20～90の範囲とされています。



高石工業で取り扱っているゴム材料の多くは硬さA30～90な ので測定可能です。
工程内の硬さ測定は材料の一部を抜き取り『硬さチェック用の試料』を成形し測っています。
『タイプAデュロメータ』で測るように試料を作っていますので試験機を正しく扱えれば簡単に測定することができます。

それだけなら硬さ測定って簡単だなと感じられると思います。
これが製品を測定してくださいとなると...。
平板やブロック形状は測れるのですが、曲線や中が空洞のものってどうすればいいの？
それは次回にまわします。

以上、『タイプAデュロメータ』を使用してのゴムの測定その1でした。

それでは...続く。

営業部の佐藤です。

前回、前々回と2回にわたって、お客様から特別な配合で
製品の量産をご依頼いただいた場合の打ち合わせのお話を
しました。

今回はその後の流れについてです。

技術部の手によって新しく作りだされた材料は、
お客様の要求物性を満たす材料であるかどうかをみるため、
試験をおこないます。

常態試験では一般的な伸びや引張強さなどを調べます。
老化試験、耐油試験ではある条件のもとに
伸びや引張強さを調べ、常態値と比較します。

その他にも、
・圧縮永久ひずみ試験（試験用ブロックを圧縮した状態で一定時間熱をかけて、
　はずしたときにどれだけ戻るかを調べます）
・永久伸び試験（ある一定時間、試験片を伸ばした常態で固定し、
　離したときにどれだけ戻るかを調べます）
・耐溶剤試験（せっけん液やペンタンなどに試験片を入れて状態変化を調べます）
・ 摩耗試験（弊社ではアクロン磨耗試験機を使用します）、
・ オゾン試験（オゾン試験機に試験片を入れて変化を調べます）、
など、必要に応じて確認をとっていきます。

また必要に応じて、金属との接着試験をおこなったり、
社内でできない衛生性を確認したりする試験は
外部機関に出しておこなうこともあります。

このようにして確認された数値をお客様が必要とされる場合は、
技術部がデータをまとめて、営業担当がお客様のもとへ届けます。

その後は試作をおこなっていただくこともありますし、
そのまま量産を開始することもあります。
（製造部では新しい材料を初めて使う場合は
　入念に成形条件の確認をおこなったりしています。）

新しい材料開発のお話をいただくことはそう毎日
あるわけではありませんが、弊社でも技術の蓄積に
なりますので、できるかぎり前向きに取り組んでいこうと思っています。

３回にわたった「営業部と技術部の打ち合わせ」についてのお話はここまでです。
また次回もお楽しみに！

営業部の佐藤です。

前回は、毎日いろいろな案件をいただく中に、『特別な配合』で
量産を希望されるお客様がいらっしゃることをお話ししました。
今回はそのご希望を実現するために行う技術部との打ち合わせについて
お話をします。

技術部との打ち合わせの前には、お客様からのヒアリングは欠かすことができません。
お客様がどんなことを望まれていることかを訪問するなどして詳しくお聞きします。
そしてそれを会社へ持ち帰り、技術部と打ち合わせにのぞみます。

まず打ち合わせでは、製品の使い方、使用環境、ご希望のスペックなど、
お客様からお聞きした内容をそのまま担当者へ伝えます。
そのご要望に対して弊社がこれまで培った技術で対応できる
見込みがあるなら依頼書をその場で渡して開発をしてもらいます。

もしハードルが高く、その場ではすぐに判断がつかないような内容なら
開発期日を決めたり、費用面での話し合いをしたり、
技術部の担当者からお客様へ伝えることなどを確認します。

私たちは開発型の企業を目指していますので、
お客様からのご依頼をどうすれば実現できるかをまず考えます。
しかし中には、技術的なこと、あるいは期日的なことで
打ち合わせ中に意見がぶつかることもあります。

このあたりの調整は営業職の大事な仕事のひとつです。
一般に営業職は注文をとってくることだと思われがちですが、
実際はそれだけではありません。

お客様にご満足いただくことだけでなく、
社内を満足させることも営業職の大事な仕事のひとつだと私たちは考えています。

当たり前のことではありますが、注文をいただいても
それを形にする人たちがいなければお客様に製品をお届けすることはできません。
お客様にご満足いただくためには社内の人たちにも
１２０％の力で開発や製造に打ち込んでもらえるように
社内調整をすることもまた重要なのです。

材料の開発そのものは技術部が担当しますので、営業が直接かかわることは
ありませんが、お客様と会社のあいだに立つようなイメージで
日々の仕事に取り組んでいます。

今日はこのあたりで。
次回はその後の流れについてお話ししたいと思います。
ではまた。

営業部の佐藤です。
今回から３回にわたってこのブログを担当いたします。

今回のお話のテーマは、
「お客様からいただいたご依頼を実現するために行う技術部との打ち合わせ」についてです。
少し長いテーマですね。。。

さて、具体的なお話に入る前に、現在当社が手掛けている事業について
簡単にですがあらためて説明いたします。
私たちが今取り組んでいる事業は大きく３つあります。

１）「ゴム材料の研究開発支援」
これはお客様が希望される配合でゴムを練り、
試験片を作成するものです。
主にゴム材料を研究されている大学や企業の研究者向けの事業となります。

２）「ゴムパッキンの試作」
弊社では社内で試作用の金型を製作することができます。
量産前に製品形状の確認をご希望される場合や、
数量的に量産用の金型を作る必要がない場合などにご利用いただいています。

３）「精密ゴムパッキンの量産」
私たちのメイン事業です。６０年以上にわたって培ったノウハウと実績を
もとにしてＯリングやパッキン、またゴムと金具の焼付け品などを
製造しています。これらの製品はすべて国内の自社工場で生産していますので、
安定した品質でお届けしています。

事業内容を簡単に説明したところで話を本題に戻しますが、
今回のお話は上記の事業のうち、１）と３）に関わる内容です。

弊社では毎日、いろいろなお客様から案件をいただきます。
電話やＷＥＢを通じてご連絡をいただく新規のお客様や、
日頃お取り引きをさせていただいている既存のお客様など様々ですが、
そのご依頼の中に、『特別な配合』で量産ができないか、というものがあります。


例えば、
「ゴムの種類は○○で、ひずみがよくて、色が○○で、・・・。』といったゴムで
量産を依頼したい。」
というものなどがそれにあたります。

ご希望の条件にあった性能を持ち合わせたゴムがすでにあれば
それを使いますが、そうでなければ新しく作り出さなくては
なりません。

こういったご依頼は最終的に数量も関わってきます
（ゴムを練る際にはある程度のまとまった量が必要なのです）が、
できる限りお受けするようにしています。

そこで、技術部との打ち合わせになるのですが・・・。

今日はここまでです。

今回は概略的なお話になってしまいましたが、
次回は具体的な打ち合わせについてお話しします。
ではまた。

営業部の斉藤です。

前回は、ゴム材料の研究開発支援の詳しいメニューをご紹介しました。
今回は、金型を起こしての特殊形状の試験片をお作りした事例のお話ししたいと思います。

 

特殊形状の試験片をお作りした例をご紹介しましょう。

これは産総研水素材料先端科学研究センター様のご依頼で、水素曝露試験用ゴム試験片をお作りしました。
水素曝露後のゴム材料にどれだけ水素が吸着しているか測定することが目的で、固体NMRを用いる試験でした。
固体NMRで測定するためには、ローターに試験片を充填する必要がありました。
ローターに入れる試験片のサイズはφ5.9×ｔ13で、以前は塊から切り出していたそうです。
試験材料が全部で20種類以上ありますので、とても手間がかかっていたそうです。
そこで金型による成形を依頼されてきました。

写真のようにローターに充填する試験片には精度が求められます。
充填が不完全だと、
① ゴムが中で踊る
② 回転が安定しない
③ 高速回転ができない
というように、正確な測定の妨げとなります。
したがって、ローターの内径に対し大きすぎず小さすぎずという寸法精度が求められます。
大きすぎてはローターに入りませんし、小さすぎてはローターから抜け落ちてしまします。
金型は削る方向に追加こうできるので、進め方として一回目試験片は少し大きめに作り、調整していくことにしました。
ローターの内径は現物測定をし、ゴムは成形後収縮するので、それを考慮して金型設計をしました。（写真）
結果、試験片はローターに入りませんでした。
径が大きかったようです。
そこで、金型を追加工して径を0.05mm広げました。
これで試験片がローターにぴったり入りました。
このように試験片を金型で作成するメリットは多分にありますが、当社では試作型を自社で作ることで、お客様にとってより使い勝手の良い体制を整えております。
① 自社で作っているのでコストを抑えることができる
② 本社内で工程が完結しているので素早い対応が可能で短納期を実現している
こういったメリットをあげることができます。

測定結果がどうなったか述べておきましょう。

写真の固体超伝導NMR（JEOL社製）で測定をすると図のようなグラフをとることができます。
これはローターを長時間高速回転させても回転が安定しているため、正確なデータ取得が可能になり、とてもきれいな曲線が出ているそうです。
最初ローターに試験片装着を試してもらったところ、「ジャストフィット！」というお返事をいただき安心したのを覚えています。
これで水素暴露したゴム材料ごとに溶解した水素ガスの時間変化をとらえることができたそうです。
詳しくは文献を参照してください。

以前は手で削りだしていたので大変手間取っていたそうです。加えて形がいびつになるので正確なデータ測定もままならなかったそうです。
その時間が短縮できたということで大変喜んでいただきました。
私どもといたしましてもお役に立つことができてうれしく思います。



さて、当社では展示会に出展する際には毎回特別企画を行っています。
ないと「内製試作型による試作が"50％off"になるカード」を配布しています！
これはブースに来ていただいたお客様に直接お渡ししております。
是非このカードを求めて高石工業のブースへお越しください。

※ 次回展示会出展予定

1 新エネルギー向け第１回 量産 試作 加工技術展
会　　　期 ：　2010年3月3日（水）～5日（金）
　　　　　　 　　10：00～18：00［5日（金）のみ17：00終了］
会　　　場 ：　東京ビックサイト
同時開催 ：　ＦＣ　ＥＸＰＯ　2010

2 第14回機械要素技術展
会　　　期 ：　2010年6月23日（水）～25日（金）
会　　　場 ：　東京ビックサイト

営業部の斉藤です。

前回は、私共がこの事業を始めたきっかけの事例の紹介と、どういう片を対象としているかというお話をしました。
今回は、ゴム材料の研究開発支援のメニューを詳しくお話ししたいと思います。






ゴム材料研究開発支援のメニューをご紹介します。
① 　材料の配合・混練
配合は基本的にお客様に指定していただいております。
すべて指定の場合もありますし、一部の配合だけであとはおまかせという場合もあります。
一般的なものをご提案してそこから配合設計する場合もあります。
これまでの実績で申しますと、配合量の細分化というものがあります。
たとえばフィラーの量を２０部・４０部・６０部というように、特定材料の配合量を段階分けします。
他には、原材料の選択というもので、ポリマーの種類を分ける場合もあります。
たとえば配合内容・分量は同じで、NBRとEPDMで試してみる、というようなことです。
次に配合材料の選択で、これは特定の配合剤の種類を変えます。
たとえばカーボンブラックの種類を分けて配合量を同じにして試すというやり方です。
他には硬さに照準を合わせてこちらで配合量を調節するといこともできます。

② 　試験片の作成
平角やダンベル・円柱形状、規格サイズのORなど、普段私たちが物理試験に使用する試験片は金型がございますので、基本形としてお出しできます。
お客様によっては、試験機に合わせて特殊形状が必要といったご要望がございます。
そういった場合には、金型を作って対応をしています。
簡易試作型を自社内で作ることが可能ですので、短納期・低コストでご提供しております。
試験条件を調整することも可能です。
たとえば、加硫時間を細分化して１分・３分・５分、などとすることができます。
また逆にすべての成形条件を統一させることも可能です。
はかには二次加硫条件を調整したりできます。
一般的な試験条件をこちらからご提案することも可能です。

③　各種物性試験
 各種物性試験も承ります。
 常態試験の、硬さ・引っ張り強さ・伸び、老化試験や圧縮永久歪試験などの
 対応をしております。
 ほかには浸漬試験なども可能です。
 遠慮なくお申し付けください。 

営業部の斉藤です。

前回は高石工業の3つの事業をお話ししました。
今回は、ゴム材料の研究開発支援を始めるきっかけとなった事例をご紹介し、どういったお客様が対象なのかお話ししていきたいと思います。

私どもが、ゴム材料の研究開発支援を始めるきっかけとなった事例をご紹介します。

これは九州大学の水素利用技術研究センターの先生から電話がありまして、フィラーの入ったゴムと入っていないゴムは作れないか、というお話をいただきました。
フィラーの入っていないゴムというのはゴム屋の常識では考えられないので、驚いたものです。
フィラーの入っていないゴムは強度がなく、パッキンとして役に立たないからです。
材料としては、作ろうと思えば作ることができるので、引き受けることにしました。
試験片の形状は、私たちが普段使用しているものから選択されるということで、ダンベルや円柱、ORなどを納めました。
試験片は水素曝露試験に使われるということで、NBRとEPDMで作りました。
お客様がおっしゃるには、初めは一から自分で作ろうと考えたということでした。
ですが、配合をして混練をして試験片を成形してということを考えると、ゴムの研究をする前にゴムを作る研究をしないといけない、ということに気づきました。
であれば、ゴムの専門家にまかせたほうが研究も先に進めることができる、ということでお声をかけていただきました。
こうして気づいたことは、普段量産品を作るための技術が、ゴム材料の研究者のお役に立てるということでした。
これをきっかけに、ゴム材料の研究開発支援の事業をはじめました。
 

ちなみにさきほどの試験片がどうなったか述べておきましょう。

高圧水素に曝露された試験片がブリスタ破壊を起こしています。
写真のように、フィラー入りとフィラーなしとではブリスタ現象が違うことがわかります。
くわしくは、参考文献を参照してください。

このように私たちがお客様の研究のお役に立っているのは、うれしいことでした。




 

こうしてゴム材料の研究開発支援を事業化しました。
今では以下のようなお客様を対象としています。

「こんな方はご相談ください」

① ゴム材料の研究をしたいけれど配合の知識までは...
配合には知識と経験が必要です。混練には写真のようにオープンロールを使いますので、設備と経験が必要になります。
② ゴム材料の試験片をつくって評価をしたいけれど成形までは...
ゴムの成形は写真のような成形機を使います。小さなプレス機ですが試験片を作る場合などは小回りがきくので大変便利です。成形も知識と経験と設備が必要になります。
③ ゴムの物性を知りたいけれど試験設備までは...
ゴムの物性試験には、試験設備が必要になります。わたしたちは量産で普段からゴムの物理試験をしているので、経験が豊富です。わずらわしい物理試験はわたしたちにお任せください。