今回は、ゴムの1次加硫・2次加硫の目的 についてまとめました。
ゴムの加硫工程 とは
ゴムは、未加硫ゴムを架橋反応させ、加硫させることで部品として使用されます。
ゴムの加硫時間が短いとゴムの架橋が十分に行われず、狙いとする材料強度が発現しません。
一方で、加硫時間が長すぎると、ゴム分子鎖が熱劣化し、狙いとする材料強度が得られません。
そのため、ゴムの加硫工程は非常に重要な工程になります。
ゴムの加硫を利用した接着方法「加硫接着」については別記事で書いております。
ゴムの加硫曲線に関してはこちらでわかりやすくまとめております。
2次加硫とは
2次加硫とは、ゴムの加硫を行った後に、再度加硫をする工程のことです。
天然ゴムやブタジエンゴムでは、2次加硫をするケースはほとんどないのですが、シリコンゴムやフッ素ゴムでは、加硫を行った後に2次加硫を通常行います。
ゴムの加硫曲線の見方・考え方についてはこちらでまとめております。
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２次加硫 方法
加硫（1次加硫）は、金型内（或いは恒温槽内）で温度と圧力をかけて行います。
しかし、2次加硫は、圧力をかけず、空気中で常圧で加熱処理をすることで行います。
シリコンゴム
シリコンゴムの2次加硫をする目的は、パーオキサイド加硫剤の分解残渣、低分子量成分（環状シロキサンなど）を加熱除去することです。
2次加硫をすることで（高温処理）、電子機器で接点不良の原因となる、絶縁特性を向上させることができます。
ゴムメーカは、品質の安定化や、生産工数削減（コスト低減）のため、低分子量成分を少なくした2次加硫を不要化したゴムの取り扱いもあります。
アクリルゴム、フッ素ゴム
アクリルゴムやフッ素ゴムの2次加硫をする目的は、加硫を完全に完了させることで物性を安定化させることです。
通常加硫反応が完全に完了していないと、高温環境下で使われるゴム材料は、ゴムの使用時間と共に加硫が進み、ゴムの高硬度化など機械強度が変化します。
アクリルゴムやフッ素ゴムは、1次加硫では加硫が十分に完了しないため、2次加硫工程を設け、1次加硫のときよりも高めの温度で熱処理をすることで、加硫反応をさらに進めます。
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2次加硫 条件
各材料の2次加硫条件の1例は以下になります。
シリコンゴム
1次加硫165℃×12min
2次加硫は200℃×4h
フッ素ゴム
1次加硫170℃×12min
2次加硫は220℃×24h
2次加硫 課題
2次加硫の熱処理によりゴムの熱老化が進む課題があります。
ゴムの熱老化が進むことで、耐久性低下（脆くなる）出あったり、強度低下につながります。
そのため、2次加硫条件については、製品の使われる環境条件と、製品を保証する耐久年数を踏まえた上で、決める必要があります。
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最後に
今回は、ゴムの1次加硫・2次加硫の目的 について書いてみました。
ゴムを2次加硫することによって、製品の品質向上や物性の安定化をすることができます。
ゴム材料の練り工程に関しては別記事にわかりやすくまとめております。
主に樹脂やゴム材料、材料リサイクルに関してわかりやすくまとめておりますので、皆さんのご参考になれば幸いです。
ゴムや樹脂材料でお困りなことがありましたら気軽にコメントいただければ、分かる範囲でご回答させていただきます。
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