ゴムの練膠工程
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公開日時:
2026-07-31
ゴムの練り工程には、可塑化、混練、加熱練り、再練りなどがあり、主にオープンミルや密閉ミルを用いて行われる。
NRおよびCRは、通常、開ロールミルにおいて狭いロール間隔で薄通を適切な回数行うことにより、要求される可塑度（範囲）を得る。これにより、後工程における混練ゴムの流動性や、最終製品の機械的性能に関する要求を満たすことができる。NRには「促進剤M」または「可塑化剤」を添加し、CRには「デキストリン水濁液（自家製）」を噴霧することで、いずれも可塑化プロセスを加速できる。（注：CRの可塑化には「構造変換」の過程が存在するため、その制御を適切に行うことが可塑化効果の向上につながる。）
混練は、ゴム製品の製造工程において最も重要な加工工程であると広く認識されています。オープンミルや密閉ミルといった設備が混練品質に与える影響や、混練の加工性を評価するための諸要因については、教科書や関連の専門書においてすでに十分な論述がなされています。しかし、極めて重要でありながらも複雑で多様に変化する「加料順序」については、教科書などではしばしば単純化された一般的な説明に留められ、文献資料においても比較的曖昧な記述が多く、しばしば「人伝に言われた通り」「そのまま写せばよい」といった傾向が見られます。一方で、別の視点から見れば、「加料順序」こそが、場合によってはまさに「機密事項」であるという側面もあるのです。
実際の現場では、多くの配合において「加料順序」はそれほど厳密でなくてもよく、「無手勝流」や「適当な混練」でも「合格品」が得られる場合があります。一方で、配合によっては混練法を変えるだけで性能に大きな差が生じるため、「加料順序」に十分配慮しなければ、要求仕様を満たす混練ゴムが得られず、後工程での加工に支障をきたし、結果として合格品を生産できなくなる（不良品率が極めて高くなる）こともあります。したがって、真剣に考察・検討し、試験・比較を重ねて、加料のタイミングや時間、投入量やロット数などを含む最適な「加料順序」を導き出す必要があります。適切な加料順序を探索・立案・確認するには、ゴムや配合剤それぞれの特性を理解するだけでなく、ゴム同士（併用ゴム）、ゴムと配合剤、さらには配合剤の種類や品種間における相互作用（相乗・協奏・拮抗）や親和性、物理的・化学的な反応の能力とその程度などについても、しっかりと把握・検討することが不可欠です。
人々は、こうした各分野における理論的素養を高めるだけでなく、何より実践を重ね、比較検討し、思索を深め、検証を積み重ねることが重要である。ここでは、主に開煉機による混練についていくつかの事例を挙げて補強・参考としたい。なお、「原因」や「理由」については、あえて多く論じるつもりもなく、またその必要もない。むしろ、それらは各自が「体得し、熟考」するところに委ねたい。まずは「そのありよう」を用い、当面は「その所以」にはこだわらず、状況が許す限り、段階的に「その所以」を理解する努力を重ねていくことで、より理性的に問題に対処し、解決へと導き、「運用の妙は心に存す」という境地へと至ることができるだろう。もしどうしても「その所以」を知りたいのであれば、おそらく「歴史を待つ」ほかないであろう。
例1：「NR／真鍮製エアバルブ」を直接接着する。
A法：まずNRを予備可塑化して所要の可塑度Aに達させた後、混練を行い、混練ゴムの可塑度をAAにまで高める。接着後に規格を満たし、付着率は97％～100％以上となる。
b法：NRの先行可塑化は可塑度Bにしか達しない（B<><>
例2：CR／真鍮の直接接着（輸入接着剤SWを使用）。
CRの薄通が適切であれば、不均一な剥離接着強度は6MPa以上（場合によっては10MPaに達することも）で、接着剤の付着率は100％である。一方、薄通が不十分な場合は、約4MPa程度にとどまる。
例3：NR中空タイヤ（内部に空気を充填する小型の航空機模型用タイヤ）（接着層を利用して、両半分が一定の加硫状態（例えば約tc70）に達した半製品を、「発泡剤」の存在下で貼り合わせて一体のタイヤとする。）
NRは、可塑度が適切に達していない状態で混練に投入すると、厚みが均一で、表面が滑らかかつ気泡や傷のない製品を得ることが難しくなります。さらに、組み立て時に接着不良を招き、廃棄に至るおそれもあります。「接着用ゴム」では、可塑化と混練の段階において、より一層高い加硫技術が求められます。配合を適切に設定し、可塑化および混練を適切に行えば、「二つの半分」の加硫状態がtc100を大きく上回っていても、非常に良好な接着性能を発揮します。
NBR、SBR、BR、EPDM、IIRなどでは、通常、異なる「モニ粘度」を有する品種が選択可能であり、薄通によって「可塑度」を高めたり増大させることは難しい。しかし、混練前に適切に薄通を行ったり、ロール包みによる撹拌を一定時間実施して均一性を向上させ、「結聚」を抑制することで、混練ゴムおよび最終製品の品質も改善される。
要するに、混練工程における「加料順序」は無数のバリエーションを有し、その複雑さは到底尽くしきれないほどである。従って、実践と思索を重ね、総合的に検討して比較的合理的な手法を導き出すことが求められる。決して「人まね」や「そのまま真似ればよい」といった安易な姿勢に陥ってはならない。
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