ゴム硬度（ショアA）調整の基礎！配合初心者が知るべきPHRと増減の目安

「試作してみたけれど、目標の硬度より5ポイントも高くなってしまった……」

「柔らかくしたいけれど、どこまでオイルを入れていいかわからない」

ゴム配合の仕事を始めたばかりの方で、このような悩みを抱えている方は多いのではないでしょうか。私も最初は、狙った数値が出ずに何度も練り直しをした経験があります。

結論からお伝えすると、ゴムの硬度調整は「プラス要素（充填剤）」と「マイナス要素（軟化剤）」のバランスで決まります。ここの感覚さえ掴めれば、試作の回数は劇的に減らせます。

この記事では、ゴム配合の初心者に向け、硬度（ショアA）を自由自在に調整するための配合テクニックと、失敗しないための注意点を解説します。

そもそもゴムの硬度（ショアA）は何で決まる？

まず、基本となる「硬度」の仕組みを整理しましょう。

一般的にゴムの硬さを表す指標として「ショアA（デュロメータ硬さAタイプ）」が使われます。0〜100の数値で表され、数字が大きいほど硬くなります（例：輪ゴムは20〜30、自動車タイヤは60〜70程度）。

ゴムの硬度が決まる要因は、主に以下の2つです。

イメージとしては、「満員電車」を想像してください。人がぎゅうぎゅうに詰まっている（充填剤が多い）ほど身動きが取れず「硬く」なりますし、人と人が手をつないでいる（架橋密度が高い）ほど、やはり動きにくく「硬く」なります。

目標よりゴムが柔らかすぎる場合、硬度を上げるために以下の方法を検討します。

最も一般的で効果が出やすいのが、補強材（フィラー）を増やすことです。

ポイント:

同じ量を入れる場合、「粒子径が小さい」ものほどゴムとの接触面積が増えるため、硬度は高くなります。

硫黄などの加硫剤や、加硫促進剤を増やすことで「架橋密度」を高め、硬くすることができます。

ただし、配合量を増やしすぎると「スコーチ（焼け）」と呼ばれる加工時の早期加硫トラブルや、ゴムが弾性を失ってプラスチックのようにカチカチになってしまうリスクがあるため、微調整程度に留めるのが一般的です。

逆に、硬すぎるゴムを柔らかくしたい場合のアプローチです。

最も手軽なのが、オイル（軟化剤・可塑剤）を入れることです。ゴム分子の間に入り込み、摩擦を減らす「潤滑油」のような働きをします。

注意点:

ゴムの種類（ポリマー）とオイルの相性が悪いと、後述する「ブリードアウト（油の染み出し）」の原因になります。必ず適合するオイルを選びましょう。

配合だけで調整が難しい場合、ベースとなるゴム（原料ゴム）自体を変更するのも手です。

原料ゴムには「ムーニー粘度」という指標があります。よりムーニー粘度が低い（＝柔らかい）グレードのポリマーを選定することで、ベースの硬度を下げることができます。

では、実際に配合設計を行う際の手順を見ていきましょう。ここで重要になるのがPHRという単位です。

ゴム業界の共通言語である「PHR」を理解しましょう。

PHR (Parts Per Hundred Rubber)
原料ゴムを「100」としたとき、他の材料が「何部」入っているかを表す重量比率。
例：ゴム100gに対し、カーボンを50g入れるなら「50phr」

%（パーセント）で考えると、材料を追加するたびに分母が変わって計算が複雑になりますが、PHRなら「ゴム100」が固定なので調整が非常に楽になります。

使用する材料によりますが、一般的な合成ゴム配合における、ざっくりとした変化量の目安（係数）を持っておくと便利です。