汎用ゴムと特殊ゴム、それぞれの特徴や種類を解説 | ものづくりプレス | 富士ゴム化成 | 富士ゴム化成｜ゴム製品や樹脂製品のものづくり

汎用ゴムの特徴

汎用ゴムが持つ全体的な特徴は次のとおりです。

 特殊ゴムに比べて安価である
 「汎用」のとおり用途が幅広い
 特殊ゴムが持つ耐油性や耐熱性、耐候性などには劣る
など

あくまで全体的な傾向の話であり、実際はゴムの種類や充填剤、その他の配合剤によって性質が改善したり、向いている使い方が変わったりします。

汎用ゴムの種類

よく使われる汎用ゴムの主な種類は以下のとおりです。

 SBR スチレン・ブタジエンゴム
 BR ブタジエンゴム
 IR イソプレンゴム
 IIR ブチルゴム
 NR 天然ゴム

天然ゴム以外は、ジエン系であるスチレン・ブタジエンゴムやブタジエンゴム、イソプレンゴムなどの合成ゴムが、汎用ゴムとして自動車のタイヤに用いられています。非ジエン系の汎用ゴムとしてはブチルゴムが挙げられます。

ジエン系ゴムとは、原料モノマーとしてジエン系のモノマーを使用した合成ゴムのことです。共役二重結合を持つモノマーが使用されます。

以下より、それぞれのゴムについて詳細をみていきましょう。

SBR スチレン・ブタジエンゴム

スチレン・ブタジエンゴム（SBR）とは、スチレンとブタジエンの共重合体の原料ゴムで製造されたゴムです。
ドイツのイーゲー社によって1933年に世界初のナトリウム触媒を用いたスチレン・ブタジエンゴムの「ブナS」が開発されて以来、汎用ゴムの中でもっとも多い生産量・消費量を誇っています。汎用ゴムの中でも一般用の合成ゴムとして有名です。

スチレン・ブタジエンゴムは天然ゴムに近しい性能を持ちます。その特性のうち、天然ゴムと比較した主な特徴は次のとおりです。

 異物混入が少なく品質が均一になりやすい
 耐熱性、耐老化性、耐摩耗性、耐油性に優れる
 可塑度安定性やスコーチ安定性に優れる
 弾性や粘着性、加工性が劣る
 強度を出すには多量の補強剤が必要になる
 粘着性に乏しい
 加硫速度がやや遅いがばらつきは少ない
など

なおスチレン・ブタジエンゴムは、石鹸水の中で重合させる乳化重合法によって製造するE-SBRと、溶剤の中で重合させる溶剤重合法によって製造するS-SBRの2種類があります。

またスチレン量を多くて硬度と耐摩耗性を得たハイスチレンゴムは、履物用によく使われます。

BR ブタジエンゴム

ブタジエンゴム（BR）とは、スチレン・ブタジエンゴムにも使用されているブタジエンを原料とした汎用ゴムです。スチレン・ブタジエンゴムに次ぐ使用量・消費量を誇ります。

ブタジエンゴムは天然ゴムやスチレン・ブタジエンゴムと比べると、以下の特徴を持っています。

 耐寒性、耐老化性、耐摩耗性に優れる
 高弾性を持つ
 動的発熱が小さい
 加工性がよい
 タイヤ用として使うと雪上や氷上での牽引力が大きくなる
 ロール加工性に劣る
など

ブタジエンゴムを単独で用いることは少なく、スチレン・ブタジエンゴムや天然ゴムとのブレンドで用いられることが多いです。

IR イソプレンゴム

イソプレンゴム（IR）とは、ナフサの熱分解によって作られる炭素数5の炭化水素C5留分のうち、イソプレンを原料として製造される汎用ゴムです。イソプレンモノマーに溶剤を加え、有機金属化合物を触媒とし、溶液重合法を用いて重合させます。

イソプレンゴムは「合成天然ゴム」と呼ばれることもあるほど、天然ゴムに極めて似た非常にゴムらしいゴムとして有名です。天然ゴムの基礎単位がイソプレンであると1860年に発見されたことをきっかけに、その後多くの学者によって合成ゴムを作る研究が進められました。

1950年代には天然ゴムに近い性能を持つものが作れるようになり、1960年代からは米国や欧米でイソプレンゴムの工業生産が始まっています。

そのような歴史から、イソプレンゴムは長らく天然ゴムの代替え品として活躍してきました。しかし天然ゴムのほうも、価格競争やイソプレンゴムでは到達が難しい分子量の存在によって、今日でも駆逐されることなく使用されています。

天然ゴムと比べたイソプレンゴムの特徴は次のとおりです 。

 振動吸収性や電気特性、反発弾性、発熱性、耐摩耗性、耐熱性に優れる
 弾性にも優れる
 品質が安定しやすい
 加工性がよい
 匂いが少ない
 ゴム自体に透明性があり色調も明るい
 加硫速度が遅い
 引裂き強さや引き裂き強さがやや劣る
 天然ゴムと比較すると強度がやや劣る
など

IIR ブチルゴム

ブチルゴム（IIR）とは、イソブチレンと前述のイソプレンゴムに使用されていたイソプレン少量を、-100℃程度で共重合させた汎用ゴムです。イソプレンの飽和度や分子量、汚染性の有無によって分類されています。

特徴は次のとおりです。

 天然ゴムの約1/7～1/8程度のガス透過性がある
 電気絶縁性、耐コロナ性、耐トラッキング性などの電気的特性に優れる
 耐候性、耐オゾン性、耐酸化性、耐熱性、耐化学薬品性にも優れる
 低反発弾性を持ち、衝撃吸収性が高い
 加硫速度が遅い

ブチルゴムの中には、加硫速度を改善するために開発された塩素化ブチルゴムや臭素化ブチルゴムなどがあります。

ブチルゴムが持つ低反発弾性や衝撃吸収性を利用し、自動車タイヤのインナーチューブによく用いられます。

なお当記事ではブチルゴムを汎用ゴムとして分類していますが、ブチルゴム自身はその性能から、汎用ゴムではなく特殊ゴムとして分類されることも少なくありません。

NR 天然ゴム

天然ゴム（NR）は、ゴム樹から収集した樹液を加工することで作られるゴムのことです。科学的には前述したイソプレンゴムのような高シスポリイソプレンになります。

天然ゴムは製造方法によって具体的に分類できます。ラテックス、RSS（視覚格付けゴムの代表格）、TSR（技術的格付けゴム）の3つです。同じ天然ゴムの括りではありますが、それぞれ機械的強度やその他の特性に違いがあります。

3つの中でもっとも自動車用に使われているのは、機械的強度に優れたRSS です。ただしTSRはコスト面で優れていることから、RSSの代替となるようタイヤメーカーが技術的な改良を進めています。

天然ゴムの特徴は次のとおりです。

 機械的強度や耐摩耗性が優れている
 良質な弾性を得られる
 耐油性がない
 天然で取れることから不純物の混入や物性のばらつきは避けられない
など

1496年にコロンブスによってゴムが発見されたことをきっかけに、今日でも合成ゴムとともに多くの製品に天然ゴムが使われています。天然ゴムに近い性能を持つ合成ゴムが開発されながらも、天然ゴムの需要は製造現場の最前線においてもなくなることはありません。

とくに航空機や大きなトラック用のタイヤの製造では、天然ゴムが非常に重宝されています。

EPDM エチレンプロピレンゴム

エチレンプロピレンゴム（EPDM）とは、エチレン、プロピレン、および少量のジエン成分とが三元共重合体した特殊ゴムです。前述したブチルゴムと非常に似た特徴を持っており、加硫性能や弾性的性質にフォーカスすると、ブチルゴムよりも一般用ゴムに近いと言われています。

特徴は次のとおりです。

 耐オゾン性、耐熱性に優れている
 耐コロナ性、耐トラッキング性などの電気的性能に優れている
 ブチルゴムより反発弾性がよい
など

エチレンプロピレンゴムは、ゴム的な用途や一般用、工業用、建築用など多くのゴム製品に使われています。

CR クロロプレンゴム

クロロプレンゴム（CR）とは、クロロプレンポリマーが原料の特殊ゴムです。特殊ゴムの中でも性能バランスに優れており、1つひとつ尖った特徴を持つほかの特殊ゴムに比べると一般用に近くなっています 。

クロロプレンゴムは主に3つの種類 に分けられます。それぞれの特徴は次のとおりです。

 硫黄編成タイプ（Gタイプ）：機械的特性や反発弾性に優れる反面、貯蔵安定性の悪さや加硫にかかる手間が多いなどのデメリットがある
 非硫黄編成タイプ（Wタイプ）：使用量・消費量がもっとも一般的なクロロプレンゴムだが、Gタイプより若干強度が劣る
 高結晶タイプ：結晶性が高く、接着剤によく使われる

上記の3種類のほかにも、低粘度タイプやゲル状タイプなど液状ゴムに使われるものもあります。

NBR アクリロニトリルブタジエンゴム

アクリロニトリルブタジエンゴム（NBR）とは、アクリロニトリルとブタジエンの共重合体のポリマーを原料とする特殊ゴムです。

主な特徴は次のとおりです。

 耐油性、耐燃料油性、耐ガス透過性に優れる
 機械的強度や弾性もよい
 耐候性や耐熱性が劣る

なおNBRは単純にニトリルゴムを表するケースもあります。

HNBR 水素化ニトリルゴム

水素化ニトリルトム（HNBR）とは、前述のアクリロニトリルブタジエンゴムに水素を添加することで改良を行ったタイプの特殊ゴムです。

 アクリロニトリルブタジエンゴムの耐油性、耐燃料油性を維持しつつ耐候性や耐熱性を獲得
 機械的特性に優れる
 耐寒性が劣る
 NBRよりコストが高い
など

Q シリコーンゴム

シリコーンゴム（Q）とは、シロキサン結合からなる特殊ゴムです。特徴は次のとおりです。

 約200℃まで耐える耐熱性や約-70℃まで耐える耐寒性など温度に対して非常に強みを持つ
 耐候性、電気的特性、難燃性にも優れる
 機械的強度や力学的強度が劣る
など
 電子部品に悪影響を及ぼす低分子シロキサンの対策に2次加硫は必須となる

シリコーンゴムの中ではビニルシリコーンゴムがもっともポピュラーな種類です。ビニルシリコーンゴムは最高300℃まで耐えられる耐熱性を持つとされています。またフェニルシリコーンゴムであれば-90℃の環境でもゴム弾性を失いません。

ACM,AEM アクリルゴム

アクリルゴムとは、アクリル酸アルキルエステルを含んだゴム状弾性体の総称です。原料となるポリマーによって以下2つの種類に分類できます。

 アクリル酸エステルと少量の架橋性モノマーの共重合体（ACM）
 アクリル酸アルキルエステルとアクリロニトリルの共重合体（ANM）

アクリルゴムの特徴は次のとおりです。

 シリコーンゴムに次ぐ耐熱性を持つ
 高温における耐油性、耐ガス透過性、電気的特性にも優れる
 耐寒性、耐水性は劣る
など

なお上記の特性も、架橋モノマーの種類や架橋剤の組み合わせやアクリル酸エステルの種類や量によって変化します。

CO,ECO,GCO,GECO エピクロルヒドリンゴム

エピクロルヒドリンゴムには、エピクロロヒドリン単体からなるCOと、エピクロロヒドリンとエチレンオキシドの共重合体からなるCCOが主に存在します。またアリルグリシジルエーテルと共重合体したGCOやGECOなども登場し始めました。

特徴は次のとおりです。

 耐油性、耐熱性、耐オゾン性に優れる
 COは耐ガス透過性に優れる
 ECOはCOより耐寒性が改善されている
 GCOとGECOは軟化劣化、耐オゾン性を改良している
など

FKM フッ素ゴム

フッ素ゴム（FKM）とは、主にフッ化ビニリデンとパーフルオロプロペンとの共重合体である特殊ゴムです。特殊ゴムの中でもあらゆる面の性能に優れています。具体的な特徴は次のとおりです。

 シリコーンゴム以上の耐熱性を持つ
 耐油性は最高クラス
 耐化学薬品性にも非常に優れる
 耐候性、耐オゾン性にも優れる
 耐寒性が劣る
 有機酸、ケトン、エステル、アミン系への耐性がない
 かかるコストが高い（主に原料）
など

上記の特徴から、過酷な環境であっても問題なく使用できるのがフッ素ゴムの強みといえます。

CSM,ACSM クロロスルホン化ポリエチレン

クロロスルホン化ポリエチレンは、デュポン社の商標名ハイパロンとしても有名な特殊ゴムです。ポリエチレンに塩素と二酸化硫黄を反応させることで作ります。さらにアルキル基を導入した、アルキル化CMS（ACSM）も登場しています。

主な特徴は次のとおりです。

 CSM：耐候性、耐オゾン性、耐熱性、耐摩耗性に優れ、なおかつ電気特性や着色性、色調安定性もある
 ACSM：耐熱性、低温特性、動的特性に優れる

CPE 塩素化ポリエチレン

塩素化ポリエチレンゴム（CPE）とは、その名前のとおりポリエチレンを塩素化することで作られる特殊ゴムです。もともとは可塑剤に代わる塩ビの改質材として作られましたが、数々の優れた特性を生かした用途も増えてきました。

特徴は次のとおりです。

 耐衝撃性、耐候性、耐薬品性、電気的特性に優れる
 難燃性も持つ
 充填剤の多量配合ができる
など