同じFKMでも寿命が3倍違うのはなぜですか? 4 つの技術秘密が明らかに

フッ素ゴムの基本配合は、生ゴム、補強剤、加硫剤、可塑剤、酸化防止剤などの成分から構成される正確な「成分表」のようなものです。各コンポーネントの選択と割合は、シーリング部品の「固有の性能」を直接決定し、耐用年数の差の中心的な原因でもあります。生ゴムの選定。 FKM生ゴムは単一種類ではありません。フッ素含有量と共重合モノマーの構造に応じて、一般的なVDF-HFPやVDF-HFP-TFEなど多くの種類に分類できます。その中でもフッ素含有量は中心的な指標であり、フッ素含有量が高いほど耐薬品性や耐高温性が強くなりますが、それに応じて加工難易度も高くなります。コストを抑えるために、ローエンド製品はフッ素含有量の少ない生ゴムを選択することがよくあります。しかし、生ゴムの純度は十分ではなく、不純物が多く含まれています。高温高圧の作業条件下では、分子鎖の老化や劣化が促進されます。高純度で高フッ素含有量の生ゴムを優先し、特定の用途シナリオに基づいてハイエンドの配合が正確に選択されます。一部の製品では、処理の流動性のバランスをとりながら耐老化性を確保するために特別な改質剤を追加し、ソースからの長い耐用年数の基礎を築きます。生ゴムとは別に、副成分の割合にも多くの知識が必要です。例えば、可塑剤。ローエンド製品では、加工効率を高めるために安価な可塑剤が過剰に添加される場合があります。しかし、このような可塑剤は高温環境下では移行や揮発しやすく、シール部分の収縮や硬度の変化を引き起こし、最終的には漏れにつながる可能性があります。ハイエンドフォーミュラでは、高温に強く、移行性の低い特殊な可塑剤を選択し、添加量を厳密に管理します。同時に、高効率の酸化防止剤と組み合わせることで、酸化老化と熱老化を抑制し、耐用年数をさらに延長します。

配合が固有の遺伝子であれば、カーボン ブラック システムが FKM シールを強化する鍵となります。コア強化剤としてのカーボンブラックは、引張強度や引裂強度などのシールの機械的特性を向上させるだけでなく、耐用年数に重要な耐熱性、耐摩耗性、寸法安定性にも直接影響します。補強用カーボンブラックの種類としては、超耐摩耗性カーボンブラック、高耐摩耗性カーボンブラック、準強化性カーボンブラックなどがあり、種類により補強効果は大きく異なります。ローエンドの FKM シールは、主に半強化カーボン ブラックまたは低級耐摩耗性カーボン ブラックを使用します。これらのカーボンブラックは生ゴムとの密着性が弱く、補強効果が乏しく、シールの機械的強度が不十分です。長期間の圧縮や摩擦条件下では変形や損傷を起こしやすくなります。ハイエンド製品には、高い構造と高い比表面積を備えた中程度の超耐摩耗性カーボン ブラックが好まれます。 FKM生ゴムとより安定した結合を形成することができ、シールの機械的特性と耐摩耗性が大幅に向上するとともに、耐熱老化性の安定性が向上し、高温環境での性能低下が軽減されます。また、カーボンブラックの粒径や配合量も精密に制御する必要があります。粒径が大きすぎると、シール部の表面が荒れやすくなり、応力集中が発生し、クラックが発生しやすくなります。粒子径が小さすぎると加工難易度が高くなり、気泡やピンホールなどの欠陥が発生しやすくなります。ハイエンドの配合により、正確な粒径スクリーニングと最適化された分散技術により、カーボン ブラックが生ゴム中に均一に分散されます。投与量は作業条件に応じて調整され、パフォーマンスのバランスが得られます。

加硫はFKM生ゴムをエラストマーに変換する重要なプロセスであり、シールの「成形と強化」に相当します。加硫システムの選択は、シールの架橋密度と架橋結合の種類を直接決定し、それが高温耐性、耐老化性、圧縮永久歪性能に影響を与え、耐用年数の違いの重要な要因となります。現在、FKM で一般的に使用される加硫方式は主に 3 つあり、それぞれに長所と短所があります。アミン加硫方式はコストが低いですが、高温耐性が劣ります。架橋結合は高温で破損する傾向があり、低温および低圧の作業条件にのみ適しており、耐用年数は比較的短いです。パーオキサイド加硫系はアミン系に比べて高温耐性は優れていますが、耐薬品性は若干劣り、架橋密度の制御が困難です。ビスフェノール AF 加硫システムは、優れた耐高温性、耐薬品性、機械的特性を備え、架橋結合の強い安定性を備えています。これはハイエンド FKM シールに推奨される選択肢ですが、比較的高価であり、プロセス パラメータに厳しい要件があります。システムの種類に加えて、加硫プロセスパラメータ（温度、時間、圧力）の制御精度も無視してはなりません。ローエンドの製造企業は、設備の精度が不十分なため、パラメータを正確に制御することが難しく、シールの架橋密度が不均一になり、硫化不足または硫化過多が起こりやすくなります。硫化不足ではシールの機械的特性が低下し、劣化しやすくなり、硫化が過剰になるとシールが脆くなり、靭性が低下し、亀裂が発生しやすくなります。高精度を確保するための一般的な方法は、自動加硫装置を使用し、あらゆるパラメーターを正確に制御し、シールの均一で安定した架橋構造を確保し、耐用年数を延ばすことです。

圧縮永久歪みとは、簡単に言えば、シールが長期間圧力を受けて圧力が取り除かれた後に元の形状に戻らなくなる度合いを指します。これは、FKM シールが長期シールを達成できるかどうかを測定するための中心的な指標です。変形が大きくなるほどシールとシール面のなじみが悪くなり、漏れが発生しやすくなり、当然寿命も短くなります。圧縮永久歪みの制御は、配合設計とプロセス最適化のプロセス全体を通じて実行する必要があります。配合の観点からは、原料ゴムの選択と架橋密度の制御が重要です。フッ素含有量の高い生ゴムは分子鎖の安定性が強い。適切な加硫システムと組み合わせて架橋密度を高めると、変形を効果的に軽減できます。同時に特殊フィラーを適量添加することで分子鎖のサポート効果を高め、変形を軽減します。原料ゴムや加硫系の選択が不適切なため、低級配合のものは架橋密度が不足し、分子鎖が滑りやすくなり、圧縮永久歪みが比較的大きくなります。技術的な観点からは、加硫と加硫後の処理の両方が非常に重要です。正確な加硫パラメータにより、架橋構造の安定性が確保され、内部応力が軽減されます。加硫後処理（高温ベーキングなど）によりシール内部の残留揮発性物質を除去し、架橋構造をさらに安定させ変形を低減します。ハイエンドの FKM シールは通常、圧縮永久歪みを 20% 以内に保つために加硫後のプロセスを追加します。ただし、ローエンド製品はコスト削減のためにこのステップを省略することが多く、変形が 40% を超えて寿命が大幅に短くなることがよくあります。

細部がコードを寿命まで隠し、技術がシーリングの品質を決定します。一見同一に見える FKM シールには、寿命が 3 倍異なります。その本質は、配合設計、カーボンブラックシステム、加硫システム、圧縮永久歪み制御という 4 つの主要なリンクにおける技術的な違いの合計です。業界の実務者は、調達であろうと生産であろうと、「FKM」ロゴに注目するだけでなく、その背後にある技術的な詳細にも注意を払う必要があります。生産者にとっては、「技術よりコスト重視」の考えを捨て、原料ゴムの選定、配合の最適化、工程の改善などに一層の努力を重ね、長く安定した製品を生産することが必要です。購入者にとっても、これらの技術的な違いを理解することで、使用条件に適した高性能 FKM シールをより正確に選択できるようになり、製品寿命の短さによる生産ロスを回避できます。

DOITラバーは、世界のヘルスケア、自動車、エレクトロニクス、産業分野向けの精密ゴムシール部品を専門とするハイテク企業です。 ISO 13485 認証と 20 以上の中核特許に裏付けられた当社は、体外診断 (IVD) 機器付属品の厳しい要件に適合する医療グレードのシリコーン シール、IVD シール、診断装置ガスケットの製造に優れています。当社のポートフォリオには、自動車エレクトロニクス、ポンプ、バルブ、産業機械用のカスタム シールも含まれており、優れた生体適合性、耐食性、安定性を実現しています。当社はグローバルな供給能力を備えた OEM/ODM サービスを提供し、アジア、ヨーロッパ、南北アメリカの顧客にサービスを提供しています。連絡先: jack_pan@doitrubber.com; Whatsapp: +86 15976889589