成形ゴム部品に後硬化処理が必要かどうかは、配合物と製品の要件によって異なります。シリコーン製品の中には、揮発性残留物を低減するために後硬化処理が必要なものもあれば、特定のシール材では、規定の圧縮永久歪み性能を達成するために後硬化処理が不可欠なものもあります。その他の多くの配合物は、一次加硫のみで要件を満たします。
購入者にとって重要なのは、サンプル承認と量産開始前に、後硬化処理が必要かどうか、そして完成品が満たすべき特性と寸法についてサプライヤーと合意しておくことです。この記事では、後硬化処理の利点、生産工程における位置づけ、工程管理、そして購買仕様書に含めるべきタイミングについて解説します。
二次加硫（一般に後硬化と呼ばれる）は、初期硬化後に実施される制御された熱処理である。
一次加硫工程では、ゴムポリマー鎖が熱と硫黄や過酸化物などの加硫剤によって架橋ネットワークを形成します。これにより、部品に弾性特性と安定した形状が付与されます。
後硬化は通常、成形圧力をかけずに換気式の熱風オーブンで行われます。化合物の種類に応じて、さらなる架橋を促進したり、揮発性物質を除去したり、必要な最終特性を発現させたりします。ただし、すべてのゴム製品にとって必須の第2段階ではありません。
LT-RUBBERでは、後硬化が必要な場合、成形と手作業によるバリ取りの後に行われます。
最終的な寸法検査は、後硬化、冷却、および必要な調整処理の後に行う必要があります。これにより、処理中の寸法変化が考慮され、検査結果が納品された部品の状態を正確に反映することが保証されます。
一部の加硫システムでは、ゴム中に揮発性の副生成物が残る。また、化合物には、使用中に移動または溶出する可能性のある低分子量成分が含まれている場合もある。
後硬化処理はこれらの物質を除去するのに役立ちます。過酸化物硬化シリコーンの場合、硬化副生成物の除去が一般的な目的です。白金硬化シリコーンは過酸化物分解生成物を生成しませんが、他の揮発性成分を低減するための処理によって効果が得られる場合があります。
圧縮永久歪みとは、ゴムが圧縮された後に元の状態に戻った際に残る永久変形のことです。ガスケット、シール、Oリングなどの設計において重要な考慮事項となります。
適切な化合物であれば、後硬化処理によって圧縮永久歪みを低減できる。ただし、その効果は配合や処理条件によって異なるため、試験によって検証する必要がある。
後硬化処理によって、硬度、伸び、寸法が変化する可能性があります。したがって、合否判定基準は、最終的な材料の状態に基づいて定めるべきです。
購入者向けカスタムゴム部品サンプルは、想定される生産硬化サイクルを用いて評価する必要があります。そうしないと、承認されたサンプルと生産部品が直接比較できない可能性があります。
一部のフッ素系エラストマー組成物では、後硬化処理によって、特に圧縮永久歪み抵抗などの高温特性を向上させることができます。適切な硬化サイクルは、ポリマーの種類と硬化システムによって異なります。
決定は、まず正確な化合物とその供給業者による加工推奨事項から始めるべきである。
過酸化物硬化型シリコーンでは、特に残留副生成物や臭気を低減する必要がある場合に、後硬化処理が一般的である。
プラチナ硬化型カスタムシリコンパーツ要求される性能は、グレードと用途によって異なります。揮発性成分の低減や圧縮永久歪みの改善が利点となる製品もあれば、後硬化処理なしで性能を発揮するように設計されたグレードもあります。
多くのFKM化合物は後硬化工程を必要としますが、その要件は配合によって異なります。購入者は、材料ファミリー全体に同じオーブンサイクルを適用するのではなく、化合物と必要な性能を具体的に指定する必要があります。
アクリル系エラストマーの硬化システムによって要件は異なります。一部のACMシステムは後硬化を不要にするように設計されているため、材料の略称だけではプロセスは決まりません。
その他の材料については、承認済みの配合仕様書をご確認ください。要求の厳しい用途であっても、追加のオーブン処理によって必ずしも性能が向上するとは限りません。
長期にわたる圧縮、高温、そして厳しい臭気または揮発性制限は、後硬化について検討すべき理由となります。厚みのある部材や厳しい公差は、工程開発や検査に影響を与えますが、それ自体が後処理の必要性を決定づけるものではありません。
温度や時間に関して、普遍的な基準はありません。サイクルは材料供給業者の推奨事項に従い、部品の形状、オーブン内の負荷、および性能目標に合わせて検証する必要があります。
薄い試験片用に開発された条件を、厚い成形部品にそのまま適用すべきではない。
適切な空気循環と新鮮な空気の交換により、揮発性物質をオーブンから排出します。部品は、表面に空気が届くように配置し、変形を防ぐために十分な支持が必要です。
密集した堆積物は空気の流れを妨げ、処理の均一性を低下させる可能性があります。したがって、積載方法は定められた手順の一部として考慮されるべきです。
作業指示書には、加熱プロファイル、保持時間、冷却条件を明記する必要があります。また、負荷が加熱されるまでの時間を考慮し、保持期間の開始時刻も指定する必要があります。
化合物によっては段階的な加熱が必要となる場合がある。加熱時間を長くしたり、温度を高くしたりすれば必ずしも良いとは限らない。過度の加熱は熱老化や脆化を引き起こす可能性がある。
プロセスを測定可能な要件に結び付ける。以下を含める。
供給業者がサイクルを選択する場合は、サンプル承認時に必要な成果を定義し、プロセスについて合意してください。
食品接触用途や医療用途においては、後硬化は単なる加工工程の一つに過ぎません。後硬化だけでは、最終製品がすべての適用要件を満たしていることを証明するものではありません。
可能です。方向と量は、化合物と処理条件によって異なります。合意された最終状態で硬度を確認してください。
いいえ。グレードによっては、それなしで使用できるように設計されています。材料に関する推奨事項と完成品の要件に従ってください。
これは、管理されていない成形プロセスに対するルーチン的な修正として扱うべきではありません。両方の段階は、検証済みの製造プロセスの一部を構成する必要があります。
オーブンでの加熱時間、取り扱い、および工程管理の手間が増える。開発段階でその必要性について合意しておくことで、不必要な加工や後からの変更を避けることができる。
最適な判断は、化合物、部品設計、および動作条件によって異なります。これらを早期に明確にすることで、サンプル承認、生産、および最終検査の手順を整合させることができます。
LT-RUBBERに図面と用途要件をお送りください。これには、使用材料、動作温度、接触媒体、シールまたは残留物の許容範囲などが含まれます。弊社のチームがお客様のプロジェクトを検討し、後硬化処理を製造仕様に含めるべきかどうかを判断するお手伝いをいたします。
