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エボナイトは、天然ゴムを長期間加硫させて得られる、一般的に硬質ゴムまたはバルカナイトと呼ばれる素材のブランド名です。エボナイトには、25%から80%の硫黄と亜麻仁油が含まれています。[1] [2]その名前は、黒檀の人工代替品として使用することを意図していたことに由来しています。この素材はバルカナイトとも呼ばれていますが、[3]この名前は正式には鉱物バルカナイトを指します。
チャールズ・グッドイヤーの弟、ネルソン・グッドイヤーはエボナイト複合材料の化学実験を行った。1851年、彼は充填剤として酸化亜鉛を使用した。[4] ヒュー・シルバーがこれに名前を付けた。[5]
プロパティ
硫黄の割合と加硫の適用温度および期間は、硬質ゴムポリスルフィド エラストマーの技術的特性を決定する主な変数です。発生する反応は基本的に二重結合での硫黄の付加であり、分子内環構造を形成するため、硫黄の大部分は分子内付加の形で高度に架橋されます。最大40％の硫黄含有量を持つ結果として、膨潤に抵抗し、誘電損失を最小限に抑えるために使用できます。最も強力な機械的特性と最大の耐熱性は硫黄含有量が約35％のときに得られ、最高の衝撃強度は硫黄含有量が30％の低いときに得られます。室温での硬質ゴムの剛性は、分子内硫黄原子間のファンデルワールス力に起因します。温度を徐々に上げると、ファンデルワールス力を克服する分子振動が増加し、ゴムが弾力性になります。硬質ゴムの密度は、含有量の混合物に依存し、約1.1〜1.2です。硬質ゴムは再加熱すると形状記憶効果を示し、一定の範囲内で比較的簡単に形を変えることができます。硫黄含有量に応じて、硬質ゴムの熱可塑性転移温度または軟化温度は 70 ～ 80 °C (158 ～ 176 °F) です。
この材料は脆いため、例えばバッテリーケースに使用すると問題が生じます。バッテリーケースでは、硫酸の漏れを防ぐためにケースの完全性が極めて重要です。現在では、カーボンブラックを充填したポリプロピレンが一般的に使用されています。
紫外線と日光への曝露
日光の紫外線の影響で、硬質ゴムは酸化します。その後、湿気にさらされると、表面の遊離硫黄と水が結合し、表面に非常に吸湿性の高い硫酸塩と硫酸が生成されます。硫酸塩は空気中の水分を凝縮し、表面に好ましい濡れ性を持つ親水性の膜を形成します。 [6]これらの老化プロセスにより、表面は徐々に灰緑色から茶色に変色し、電気表面抵抗が急速に低下します。
汚染
汚染されたエボナイトは電子機器に使用される際に問題となった。製造工程において、エボナイトは金属箔シートの間に巻かれ、そのシートが剥がされると金属の痕跡が残る。電子機器に使用する際には、表面を研磨してこれらの金属粒子を除去した。[7]
アプリケーション
硬質ゴムは20世紀初頭のボウリングのボールに使用されていましたが、他の素材に取って代わられて段階的に廃止されました（エボナイトという名前はポリマーボールの大手メーカーの1社の商標として残っています）。[8]電気プラグ、タバコパイプのマウスピース（ルーサイトと競合）、釣りリール、ホッケーパック、万年筆[9] [10]の本体とペン先、サックスとクラリネットのマウス ピース、湿度に安定したクラリネット全体に使用されました。[11] [より良い情報源が必要]硬質ゴムはキャスターの車輪の素材としてよく見られます。また、摩擦帯電系列の負の端にあるか負の端に近いため、物理学の授業で静電気を実証するためによく使用されます。[要出典]
硬質ゴムは長年自動車用バッテリーのケースに使用されていたため、ポリプロピレンのようなより強度の高い現代のプラスチックに取って代わられてからも黒色が伝統的な色として定着していた。現在のモデルは完全にプラスチックで製造されていることが知られているが、エース社（現在はニューウェル・ラバーメイドの傘下）が製造するヘアコームにも数十年にわたって使用されていた。[12]
エボナイトは、希塩酸を含む様々な容器（主に貯蔵容器）の防錆ライニングとして使用されています。フッ化水素酸を室温以上の温度で、または長期間貯蔵すると、泡が発生します。 [13]
参照
参考文献
- ^ 「Hartgummi (Ebonite)」（ドイツ語）。2014年12月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年11月30日閲覧。
- ^ 「eboDUST エボナイト/硬質ゴムダスト」。2014年12月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年11月30日閲覧。
- ^ Merriam-Webster (2002) [1961]、「vulcanite」、Webster's Third New International Dictionary、完全版、マサチューセッツ州スプリングフィールド、米国：Merriam-Webster。
- ^ シーモア、レイモンド・ベネディクト、ディーン、ルドルフ・D. (1987)。ポリマー複合材料の歴史。VSP。p.374。
- ^ 「ICE 仮想ライブラリ」。土木技術者協会議事録。189 (1912)。土木技術者協会: 353。1912 年 1 月。doi : 10.1680/imotp.1912.16587。2019年2 月 12 日閲覧。
- ^ 「ゴムとプラスチックで作られた物の手入れ - CCIノート15/1」。CCIノートシリーズ15（現代の材料と産業コレクション）。カナダ保存協会。2015年9月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年8月28日閲覧。
- ^ Cooper, Dennis L. (2018-10-03)、Bhowmick, Anil K.、Hall, Malcolm M.、Benarey, Henry A. (編)、「Hard Rubber Compounds」、Rubber Products Manufacturing Technology (第 1 版)、Routledge、pp. 795–800、doi :10.1201/9780203740378-26、ISBN 978-0-203-74037-8, S2CID 198385857 , 2021-05-30取得
- ^ 「ボウリングボール：詳細な概要」。今月のボウリング。 2015年8月29日閲覧。
- ^ 「エボナイトとは何か？」Unsharpen . 2021年7月19日閲覧。
- ^ 「エボナイト」。fountainpen.it 。 2022年4月2日閲覧。
- ^ 「木管楽器と金管楽器の記事：音楽室」www.wwbw.com。
- ^ 硬いゴム製の櫛を見分ける簡単な方法は、櫛の表面の一部を激しくこすり、すぐに匂いを嗅ぐことです。硬いゴムの匂いはエボナイトに含まれる硫黄から生じ、通常は一時的に感じられます。櫛を熱い水道水に浸すことで、同じ効果が得られることがよくあります。
- ^ 「エボナイトおよびその他のさまざまな材料の耐薬品性チャート」（PDF）。
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