【配合設計の鉄則】EPDM・NBR・CR…ゴム種類別「オイル・充填剤」の選定ルール

「EPDMでうまくいった配合を、そのままNBRで試したら表面がベタベタになった……」

「CRの硬度が、なぜか保管中に上がってしまう」

ゴム配合において、最も重要かつ失敗しやすいのが「ポリマー（原料ゴム）と配合剤の相性」です。いくら計算上で硬度を合わせても、ゴムの種類ごとの「癖」や「相溶性（混ざりやすさ）」を理解していないと、製品として成立しないものが出来上がってしまいます。

この記事では、代表的な合成ゴム（EPDM、NBR、CR、SBR/NR）ごとに、配合設計のポイント、相性の良いオイル、注意すべきトラブルを徹底解説します。

なぜ「ゴムの種類」で配合を変える必要があるのか？

ゴムにはそれぞれSP値（溶解度パラメータ）という固有の値があります。簡単に言うと「水と油」の関係のようなもので、SP値が近いもの同士はよく混ざり、遠いもの同士は反発して分離します。

• SP値が近い配合剤を選ぶ → ゴムの中に綺麗に収まる（良品）
• SP値が遠い配合剤を選ぶ → ゴムが保持できず、表面に噴き出す（ブリードアウト）

この「相性」を無視して配合を組むことはできません。以下、主要なゴムごとに詳しく見ていきましょう。

1. EPDM（エチレンプロピレンジエンゴム）

〜高充填の王様！コストダウンと耐候性の両立〜

自動車のウェザーストリップや電線被覆に使われる、耐候性・耐オゾン性に優れたゴムです。

推奨オイル：パラフィン系プロセスオイル

EPDMは非極性ゴムであるため、同じく非極性のパラフィン系オイル（PW系など）と非常に相性が良いです。

• 注意点: 極性の高い「エステル系可塑剤」や「アロマ系オイル」を入れると、全く馴染まずにブリードします。

配合・硬度調整のコツ

1. 驚異的な「受容性」:EPDMは、ゴム100に対し、カーボン100＋オイル100といった「倍以上の増量」をしてもゴム弾性を保てる稀有なポリマーです。コストを下げたい場合、充填剤を多めに入れる設計が基本になります。
2. 加硫速度が遅め:二重結合が少ないため、他のゴムより加硫が遅い傾向があります。加硫促進剤を多めに組み合わせるか、高反応性のグレードを選ぶ必要があります。

2. NBR（ニトリルゴム）

〜耐油ゴムの代名詞！「可塑剤」選びが命〜

パッキン、オイルシール、燃料ホースなどに使われる耐油性ゴムです。

推奨オイル：エステル系可塑剤

NBRは極性が高いため、通常のプロセスオイル（炭化水素系）ではなく、極性を持つ合成可塑剤を使用します。

• 代表例: DOP（フタル酸系・汎用）、DOA（アジピン酸系・耐寒性重視）
• 絶対NG: EPDM用のパラフィンオイルは、入れて練った直後から分離が始まります。

配合・硬度調整のコツ

1. 「結合ニトリル量（AN量）」を確認する:原料のNBRには「低ニトリル」〜「極高ニトリル」などのグレードがあります。AN量が多いほど耐油性と硬度は上がりますが、耐寒性が悪くなります。配合剤だけでなく、ベースポリマーの選定が重要です。
2. 熱による硬化リスク:可塑剤はプロセスオイルよりも揮発性が高いものが多いです。高温で使われる製品の場合、使用中に可塑剤が抜けてゴムがカチカチに硬化・収縮するトラブルが起きがちです。その場合は「高分子量可塑剤」を選定します。

3. CR（クロロプレンゴム）

〜バランスの優等生と「結晶化」の罠〜

耐候性、耐油性、難燃性のバランスが良く、工業用品からウェットスーツまで幅広く使われます。

推奨オイル：ナフテン系オイル / エステル系可塑剤

極性があるため、ナフテン系プロセスオイルが第一選択です。低温特性を良くしたい場合はエステル系可塑剤も併用します。

• 注意点: パラフィン系は相性が悪く、多量に入れるとブリードします。

配合・硬度調整のコツ

1. 受酸剤が必須:CRの加硫には、必ず「酸化亜鉛（亜鉛華）」と「酸化マグネシウム」を使います。これらは粉体なので、実質的にフィラー（充填剤）として硬度を上げる要素になります。計算に入れるのを忘れないようにしましょう。
2. 保管中の硬度変化（結晶化）:CRは常温で放置すると、分子が規則正しく並ぼうとする「結晶化」が進み、カチカチになることがあります（特に冬場）。これは加硫が進んだわけではなく、温めたり練ったりすれば元に戻りますが、品質管理上注意が必要です。

4. SBR / NR（スチレンゴム / 天然ゴム）

〜汎用ゴムの基本！加硫系と補強性の勝負〜

タイヤ、防振ゴム、履物などに使われる最も一般的なゴムです。

推奨オイル：アロマ系 / ナフテン系 / TDAE

昔はアロマオイルが主流でしたが、発がん性物質規制（PAHs規制）により、現在はTDAE（処理留出油）やナフテン系への置き換えが進んでいます。

• 注意点: パラフィン系を入れると、相容性が悪く物性（強度）が低下しやすいです。

配合・硬度調整のコツ

1. SBRは「補強」必須:天然ゴム（NR）は単体でも強いですが、SBRはカーボンなどの補強剤を入れないと全く強度がでません（グズグズになります）。硬度調整以前に、最低限のカーボン配合が必要です。
2. 加硫戻り（リバージョン）:天然ゴム配合の場合、加硫時間をかけすぎると逆にゴムが軟化してベトベトになる「リバージョン」現象が起きます。加硫条件の設定はシビアに行う必要があります。

【保存版】ゴム種類別・配合適合マトリクス

迷ったときにパッと確認できる、ゴムとオイルの適合表です。

まとめ

ゴム配合において「万能なレシピ」は存在しません。ターゲットとするゴム（ポリマー）が変われば、選ぶべきオイルも充填剤の量もガラリと変わります。

本記事のポイント:

• EPDMは「パラフィン系オイル」でガッツリ増量が可能。
• NBRは「エステル系可塑剤」を使用し、パラフィンは厳禁。
• CRは「受酸剤」も硬度計算に入れ、「結晶化」を考慮する。
• SBRは「補強剤（カーボン）」がないと強度が出ない。

まずは、使用するポリマーのSDSや技術資料を確認し、「推奨される可塑剤の種類（SP値の傾向）」をチェックすることから始めてみてください。正しい組み合わせを選ぶだけで、配合トラブルの8割は防ぐことができます。