クロロプレンゴム(CR)

原料ゴム(ポリマー)としてのクロロプレンゴム(CR)の解説です。合成ゴムとしては大変に歴史が古く、まだ合成ゴムの種類が少なかった1930年代からアメリカ合衆国で製品化が成されています。その当時主流であった天然ゴム(NR)では劣る耐油性耐候性に優れており、広く利用されるようになりました。現在でもOリング材質ほか、建築用のゴム製品や電線被覆、自動車部品(ベルトやホース)、接着剤といった用途で幅広く使用されています。

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正式名称 クロロプレンゴム
化学構造 クロロプレン重合物
ポリマー比重 1.15〜1.25
代表的特長 耐候性、耐油性
主なOリング材質 CR-70

化学構造<クロロプレン重合物>と特徴

クロロプレン重合物は、2−クロロブタジエンと呼ばれる構造のみで構成されており、所謂ホモポリマー(単独重合体)に分類されます。主鎖に二重結合を持ちますが、置換基がハロゲン基Clであることから結合エネルギーが非常に高く、耐油性や耐候性に優れています。また、一般的なゴム材がシス構造であるのに対し、8割以上(メーカーグレードによる)がトランス結合で構成されていることから強度面でも安定しており、補強性の充填材を添加しないでも一定以上の強度を持つゴム材を生産することが可能です。但し、結合力が高くても主鎖に二重結合が存在しており、主鎖不飽和型になることから耐熱性には劣ります。

CR.png

クロロプレン重合物は結晶性ポリマーで、結晶の種類が異なる4種類以上のタイプが存在します。


@ Gタイプ

クロロプレンゴム(CR)が開発された当初からあるタイプで、重合時に安定剤として硫黄を添加する為、硫黄変成タイプとも呼ばれます。後述のETU架橋方式のみでしか架橋させることが出来ませんが、加工性ほか、耐引裂性や機械特性といった物性が良好なタイプです。


A Wタイプ

現在生産されているクロロプレンゴム(CR)では主流のタイプで、重合時に硫黄を使用しない為、非硫黄変成タイプとも呼ばれます。硫黄、若しくはETUのどちらでも架橋させることが可能で、圧縮永久歪みに優れることからも、Oリング材質では殆どこのタイプが採用されています。尚、耐引裂性や機械特性はGタイプよりもやや劣ります。


B 高結晶タイプ

結晶性が高く、主に接着剤の原料として使用されているタイプです。Oリングなど成形品の材料としては用いられていません。

 

C 特殊タイプ

低粘度タイプやゲル状タイプ、カルボキシル化など、液状ゴムなどに用いられる特殊なタイプです。


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配合剤

クロロプレンゴム(CR)に用いられる主な配合剤には、以下のようなものが挙げられます。

配合剤 具体例
補強性充填材 カーボンブラック、珪酸類
可塑剤 鉱物油芳香族系軟化剤、合成軟化剤
架橋剤 硫黄、酸化亜鉛
加硫促進剤 チラウム系、チオウレア系
老化防止剤 アミン系、硫黄系
加硫促進助剤 酸化マグネシウム
加硫助剤 ステアリン酸
加工助剤 ワックス類、クレー

クロロプレンゴム(CR)の架橋では、硫黄を用いたもの以外にETU架橋方式と呼ばれる、殆どクロロプレンゴム(CR)にしか用いられることの無い方法が広く採用されています。ETU架橋方式に於いては、ハロゲン基を持つクロロプレンゴム(CR)に対し、酸化亜鉛などの金属酸化物とチオウレア系促進剤によって架橋を促します。耐候性に優れた架橋を作り出すことから、クロロプレンゴム(CR)ではOリング材質を含む多くの加硫ゴムが、この方法で生産されています。

 

 

加硫ゴム(Oリング材質)の一般的な特徴

クロロプレンゴム(CR)をベースにした加硫ゴム(Oリング材質)は、以下のような性能を持ちます。

一般特性
硬度 (JIS-A) 30〜90
引張強さ (MPa) 5〜25
伸び率 (%) 100〜800
反発弾性
引き裂き強さ
耐磨耗性
屈曲性
耐熱温度 (耐寒性耐熱性 -60〜120
耐老化性
耐オゾン性
難燃性
電気絶縁性(Ω・cm) 1010〜1012
ガスバリア性
耐油性耐薬品性
燃料油(ガソリン、軽油)
非極性溶剤(ベンゼン、トルエン) ×
トリクレン ×
アルコール
エーテル ×
極性溶剤(MEK、アセトン) ×
酢酸エチル ×
有機酸類 ×
高濃度無機酸類
低濃度無機酸類
高濃度アルカリ
低濃度アルカリ

原料ゴムの供給元(メーカーと商品名)

クロロプレンゴム(CR)を製造している主要な原料ゴムメーカーは下表の通りです。日本国内では電気化学工業社のものが広く流通しています。尚、世界に先駆けてアメリカ合衆国のデュポン社から発売(1931年)されたネオプレン(Neoprene)®の知名度は大変高く、クロロプレンゴム(CR)に係る通称として、今でも代名詞のように扱われています。

 

メーカー 商品名
デュポン社/E.I.du Pont de Nemours and Company アメリカ合衆国 ネオプレン(Neoprene)®
デンカ(電気化学工業)株式会社/
 Denka Company Limited
日本国
デンカ(電気化学工業)株式会社/
 Denka Company Limited
日本国 デンカクロロプレン(Denka Chloroprene)®
昭和電工株式会社/Showa Denko K.K. 日本国 ショウプレン(Showa Denko Chloroprene)®
東ソー株式会社/Tosoh Corporation 日本国 スカイプレン(Skyprene)®
ランクセス社/Lanxess AG ドイツ連邦共和国 ベイプレン(Bayprene)®

 

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