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シリコー金型における表面...

ゴム製品の表面状態は、全て加工した金型キャビティーへのフィニッシュ処理の肌目がそのまま100％、ピュアに露出してしまいます。よって金型キャビティーへの最終処理の方法で全て決定します。特に表面の状態を意識しない場合、金型キャビティーを通常で研磨し、研磨跡がそのまま地肌になる『磨き処理』とい言われる状態となり、この手法は主に外観パーツではなく、内装パーツとして扱われる製品に多く用いられます。それとは対照的に、『ブラスト処理』『鏡面加工処理』と言われる、製品の意匠的・機能的に考慮した表面処理加工を施すアイテムもあり、この手法は主に内装パーツではなく、外観パーツとして扱われる製品に多く用いられます。前述での『磨き処理』と呼ばれる表面加工状態です。表面状態は、『鏡面加工処理』とはほど遠いのですが、金型表面は削りムラはなく、光沢感があり、つるつるした風合いに仕上がります。 ブラスト処理の中で、最も多い処理方法は、『ブラストショット』と言われる、微細な粒子の砂をエアを利用して金型キャビティーに吹きつけ、極小さなキズをつけることにより、くもった質感を出す手法になります。　　　この手法は、グラス加工と同様、ガラス表面に絵柄を付ける加工法になります。打ち付ける粒子の大小、ショットの強弱、時間などのコントロールで仕上がり感は様々な表情を見せ表面の粗い状態から、非常に細かい状態へと数十種類のパターンで表面加工することが可能です。金型キャビティー表面を、鏡のように磨き上げてピカピカに仕上げる『鏡面加工』という手法です。特に材質の高透明感を要求される場合に採用されることが多い手法になります。同一材料で成型したアイテムでも、金型キャビティーが鏡面加工とブラスト加工とでは、状態は全く異なり、鏡面加工が施された箇所は、ガラスのような出来栄えとなります。この手法は、照光タイプの高透過性を要求されるパーツで見られることが多い処理方法です。また、鏡面加工された金型を高透明材にて成型することにより、素材の透明感を更にＵＰさせ、まるでガラスのような仕上がりにすることも可能となります。特殊な例としてツマミ類等の製品に滑り止めとしてほどこされるローレット加工と称する凹凸を金型に掘り込む表面処理方法もあります。この処理方法は、金型キャビティーを直接掘り込むことにより、凹凸を生み出します。

シリコーンの接着

もともとシリコーンは非接着という性質を持っていて、その性質を利用して様々な商品に利用されています。例えばセロテープやガムテープなどは、粘着面をぐるぐると巻き上げたものですが、引っ張れば簡単に引き剥がせます。それは、粘着面の反対側の面（ツルツルした面）には薄いシリコーンの層があるからなのです。このようにシリコーンは非接着という性質を持っています。ですからシリコーンゴムの接着は難しくて当たり前。普通は接着出来ない物として考えられているのも理解できます。では、シリコーンゴムには接着できないのでしょうか？実はシリコーンゴム用の接着剤や両面テープは存在します。ですが市場にはあまり出回っていませんので簡単には手に入らないかも知れません。当社では、長年のシリコーンゴム加工技術とネットワークを駆使して、課題であるシリコーンゴム同士の強固な接着加工技術を収得いたしました。加硫済みシリコーンゴム同士の接着ができることにより、いろいろなメリットが生まれます。加工事例から検証します。　額縁形状のパッキンを分割して、端と端を接着する場合大型サイズのO-リングやパッキン系の製品は、製品を造型するに当り市販のシートをトムソン型等で抜いて仕上げるにしても、金型を起こし熱加硫で成形するにしても、製品内径部にあたる部分は、ゴミと化します。サイズが大きければ大きいほど、捨てなくてはならない不要材料部の容量が増え、そのまま製品コストに響いてしまう。また当然の事ながら、大きなサイズの製品を作る為には、大きな金型が必要になってきます。金型が大きければ、大型の設備が必要ですし金製作費用も膨らみます。しかし、シリコーンゴム同士がくっつけば、大型なパッキンも分割して、パーツに分けてしまうことで、上記でご説明した無駄な不要材料が無くなり材料コストに貢献、また金型の場合、最小限に小型化でき、こちらもコスト面で断然有利になります。シリコーンゴムチューブの端と端を接着してリング状にする場合内部が中空の、言わばチューブ状のパッキン/O-リングの製造が可能になります。金型での成型では不可能である、チューブ状のリング形状の成形品が、一本もののチューブ成型品の両サイド面を貼りあわすことで、実現できます。

シリコーンの加硫

一般にゴムの熱硬化のことを加硫／架橋と呼ばれます。加硫とは､生ゴムに硫黄を混ぜ合わせた上で加熱する事により引き起こる化学反応で､ゴムの分子鎖同士の一部分を硫黄が結合させる編み目状の構造になることをいう｡この化学反応を経て､ゴムは強靱な弾性と安定した耐熱性を持つようになる｡一般に「架橋」の意味も「加硫」と同じ意味で用いられるが､硫黄以外の有機過酸化物や金属酸化物､有機アミン化合物などを使用して分子結合させることを｢架橋｣と呼ぶ｡　　　※硫黄を加える＝加硫ゴム弾性を得るための架橋方法は多種多様で網目状の分子結合の配列の中に架橋部分をつくることにより、液状のように柔らかい物質からエボナイトのように堅い物質まで幅広い弾性物をつくることができる｡硫黄加硫とは､生ゴムに硫黄を添加して熱を加えることによりゴム分子鎖間に起こる化学反応で硫黄分子が分子鎖と分子鎖を結合させて荒い編み目状の構造を形成することをいう｡主鎖に二重結合を含む｢ジエン系ゴム」には主に硫黄加硫が行われている。ジエン系ゴムには天然ゴム（ＮＲ）やイソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などがある。過酸化物加硫とは、有機過酸化物を加硫剤として用いた加硫をさし、パーオキサイド加硫ともいう。有機過酸化物とは、分子中に酸素－酸素結合を有する化合物のことをいい、加熱することで化学反応して、２つのシロキサン鎖(※１)の間に炭素鎖(※２)からなる架橋を形成する。この反応を「ラジカル型」という。また、有機過酸化物にはアルキル系パーオキサイドとアシル系パーオキサイドがあり、アルキル系はプレス成形、アシル系は押し出し成形に使用される。アルキル系パーオキサイドの特徴として、高い温度での成形が可能、分解生成物が揮散し易い肉厚製品に使用できる、圧縮永久歪みが小さいなどがあげられる。アシル系パーオキサイドは、成形温度が低い、分解生成物が揮散しにくい、熱風加硫が可能圧縮永久歪み(※３)が大きいなどがあげられる。※１　ｼﾛｷｻﾝ鎖とは？酸素とケイ素を骨格とする高分子結合（Ｏ－Ｓｉ－Ｏ）nメチル基､フェニル基などの有機基などが結合してシリコーン鎖となる｡※２　炭素鎖とは？炭素原子から形成される高分子の鎖｡高分子の鎖はこの炭素原子からできているのが通常である｡※３　歪みとは？ゴムに引っ張る力を与え、外力をやめた後に残る伸び。　　　●硫黄加硫と過酸化物加硫の使い分けはどういう時にするの？硫黄加硫の－Ｓ－Ｓ－結合による架橋と過酸化物加硫の－Ｃ－Ｃ－結合による架橋の結合エネルギーを比較すると過酸化物加硫の結合エネルギーが高いため､過酸化物加硫の方が硫黄加硫に比べて耐熱性がよいと考えられている｡その反面､柔軟性にかける一面を持っており、引っ張り強度や動的特性は硫黄加硫よりも劣ってしまう。硫黄加硫は硫黄系化合物が影響する金属やプラスチックスの汚染などの問題があり､使用用途によっては過酸化物加硫でなければならないものもある｡また､過酸化物加硫は､配合コストが硫黄加硫と比較して高い短所を持っている｡付加加硫白金化合物を使用して加硫させる架橋機構である。付加型液状シリコーンとミラブル型シリコーン両者に用いられる。付加反応の特徴として分解生成物がほとんど残らない、臭気が少ない、引き裂き強さが上がる圧縮永久歪みが小さいなどがあげられる。また、加硫阻害（硬化障害）を起こしやすいことも特徴の一つといえます。硫黄、リン、窒素、スズなどの化合物などがそれにあたり、混入、接触をするとその部分の硬化が進まなかったり、べたつき現象が起きてしまう事がある。有機過酸化物と比べて、ポットライフが短いのも特徴の一つといえる。　　　●過酸化物加硫と付加加硫の使い分けはどういう時にするの？過酸化物加硫は､酸素による硬化阻害が顕著であるため､空気に触れた部分の硬化が不十分になりやすい性質を持っている｡硬化時間が遅いことや､触媒毒に強い特徴が挙げられる｡白金化合物の触媒作用を利用している付加加硫は､過酸化物加硫とは正反対の硬化時間が速い､触媒毒に弱い､酸素阻害に強いという特徴がある｡硬化時間が短い付加加硫は生産性に優れた工場生産部品として選択される硬化型ではあるが､非常にデリケートな一面を持つ白金化合物の硬化阻害やポットライフの短さが短所となっている｡縮合型加硫液状シリコーンゴムの硬化反応として縮合型がある。縮合型とは、空気中の湿気と反応して表面から内部へと硬化が進行する化学反応をいう。縮合型液状シリコーンには一成分形と多成分形とがあり、両者共に室温にて硬化することからＲＴＶ（Ｒｏｏｍ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｖｕｌｃａｎｚｉｎｇ）と呼ばれている。成分形は接着性を有していることから、接着シール、コーティングの用途で使われている。多成分形は接着性が付与されていないので、型取りやポッティングなどに用いられる。