ゴムの焼き付け成形とは？メリットと製品の具体例をご紹介！

ものづくりプレス

2024-12-16

ゴムの焼き付け成形（加硫接着）とは、未加硫のゴムを金属などの異素材と強固に接着する技術です。この方法は、ゴムを加硫後に接着剤で固定する通常の接着方法よりも、はるかに高い接着強度を実現します。加硫（ゴムを硫黄などの加硫剤と反応させて硬化させる工程）を接着と同時に行うため、接合部が非常に耐久性に優れるのが特長です。
この技術は、自動車部品、工業用部品、医療機器などの分野で幅広く活用されています。本記事では、ゴムの焼き付け成形の具体的な工程や注意点について、詳しく解説します。

ゴムの焼き付け成形の工程

ゴムの焼き付け成形は以下のステップで進められます。それぞれの工程で適切な準備と管理を行うことが、成功の鍵となります。

1. 準備：接着面の処理

焼き付け接着を行う前に、接着する金属や他の素材の表面を徹底的に処理することが必要です。

・油分や汚れの除去：接着面に残った油分や汚れは接着強度を著しく低下させるため、専用の洗浄剤で除去します。
・表面の粗面化：接着面を荒らすことで、物理的なアンカー効果（凹凸による密着力の向上）を得られます。サンドブラスト（硬質粉末を吹き付けて表面を加工する技術）が一般的に使用されます。
・粉末の除去：サンドブラスト後に表面に残った粉末をエアブローで完全に取り除きます。粉末が残ると接着不良の原因になります。

注意点：
・サンドブラストで使用する砂は劣化しやすく、再利用を繰り返すと効果が低下します。可能な限り使い捨てを推奨します。

・接着面の粗面化は、均一性を保つことが重要です。

2. 接着剤の塗布

金属とゴムという異なる性質を持つ素材をしっかりと接着するために、専用の接着剤が使用されます。たとえば、長年の実績を持つケムロック（Chemlok）が代表例です。
接着剤は適切に希釈し、スプレーガンや刷毛で均一に塗布します。

・膜の厚さ：接着剤の膜厚は約20μm程度が適切です。厚すぎたり、塗布がムラになると接着強度が低下します。
・下塗りと上塗り：2種類の接着剤を使用する場合、下塗りは金属に密着しやすい特性を、上塗りはゴムとの親和性を持つ特性を活かします。両方を均一に塗布することが重要です。

3. 未加硫ゴムの管理

未加硫ゴムは非常にデリケートな素材で、保管や使用時の取り扱いに注意が必要です。

・低温保管：高温環境で加硫が進行することを防ぐため、冷蔵保管が基本です。
・結露対策：冷蔵庫から取り出したゴムは、結露で表面が濡れることがあります。乾燥させてから使用する必要があります。
・硬化対策：低温で硬化したゴムは金属に馴染みにくくなるため、使用前に乾燥機で温めたり、表面に溶剤を塗布して柔軟性を回復させます。

4. 加硫工程

接着剤を塗布した金属と未加硫ゴムを金型にセットし、プレス機で加硫を行います。
・加硫条件：ゴムの種類によって異なりますが、たとえば150℃で20分間の加硫が一般的です。
・取り出しのタイミング：加硫が終わったら速やかに金型から取り出します。時間が長引くとオーバー加硫が発生し、ゴムが所定の物性を失う可能性があります。