虫ゴムの素材ではないのですが

昨日こんな資料を見つけて今日から、虫ゴムにシリコーンオイルの塗布を試し始めました。

きっかけは、この記載です。
空気圧機器のオゾン対策

ゴム素材もＮＢＲですし、グリースの種類も記載は有りませんが、オゾンの遮断が出来るのなら、虫ゴムにも応用できます。

シリコーンはゴムに対して非侵襲ですので、これでオゾン耐性が上がってくれれば、今のブチル素材のままで、長寿命化が期待できます。

難点は一つ、虫ゴム交換時に、指が滑って、虫ゴムが抜けません。
お客様が交換される際にはやり難いですが、交換頻度が下がって、交換の作業も私がするのだと思えば、無視できる難点です。

効果の検証は難しいですが、デメリットは思い当たらないので、今日の修理から試しています。

一応、こんな実験は始めました。
天然ゴムのカラー輪ゴムですが、シリコーンオイル塗布とそのままの輪ゴムを並べて吊るしています。
何か変化が起きるまで観察します。

角度が付いているので、シリコーン塗布の方が、垂れて見えますが、今のところ同じ形状を保っています。

【2017.12.13追記】

２週間経過しましたが、塗布無しの方が、少し垂れ下がって来たようです。
塗布した方も、紫の方が、少し垂れてきているようです。

虫ゴムの穴あき

リピータのお客様ですが、電動アシスト自転車をお持ちなのですが、出し入れが面倒と普段は２４インチのシティ車をお使いです。

久しぶりで、ちょっと遠くまでと、電動アシスト自転車を引っ張り出して、空気が減っていたので空気を入れて走り出そうとしたら、空気が抜けたそうです。

虫ゴムかなと疑って、虫ゴムを外してみた時には異常を見つけられませんでしたが、水調べをすると、バルブから盛大に空気が漏れます。

改めてチェックすると、


バルブ穴の所で、虫ゴムに穴が開いていました。

空気圧に負けて、穴が開いたのかもしれませんが、ゴムの特性として引っ張り強さも気にしないといけないのかなと思わせられる空気漏れでした。

シリコーン虫ゴム

前回の同カテゴリーの記事で、３月３日からシリコーン虫ゴムの空気圧低下の測定を始めると書きましたが、実際には、二股アダプターのバルブコア部分からのエアー漏れが有り、４月８日から測定を開始しました。

いつもは３０日経過で減少を測定するのですが、今回は、開始日の記憶違いで、３４日経過での測定になりました。

シリコーン虫ゴム

開始日	開始時空気圧	３4日経過	バルブ	チューブ	タイヤ	ホイール
2017.04.08	3.00	2.14	シリコーン虫ゴム	シンコーノーマルチューブ	シンコーSR078DemingL/L	AL
	2.98	2.28	ブチル虫ゴム	シンコーノーマルチューブ	シンコーSR078DemingL/L	ST

結果を差が大きいと見るかどうかは、評価次第だと思います。

シリコーンゴムは、ゴムの中でも最もガス透過性が高い部類に属します。

過去に自転車に取り付けてテストしたことが有りますが、特に空気の抜けるのが早いとは感じていませんでしたので、この結果を見ると納得です。

今回の、測定の目的は、虫ゴムとして使用するには、ゴムの特性として、ガス透過性は考慮しなくてもいいかどうかを調べるためでした。

この結果であれば、ガス透過性は、素材選択の特性からは外しても大丈夫だと判断します。

新素材 熱可塑性エラストマー

ＥＰＤＭゴムチューブのサンプル提供を２社にお願いしたのですが、

１社から、

「要望の硬度、サイズのサンプルは有りません。またEPDMですと白色の 着色は出来るものの物性が悪くなってしまいます。」

との回答と併せて、
「熱可塑性エラストマー（樹脂）製のチューブがあるのですが、 オゾン劣化に強くまた、硬度20°と40°でご用意がございます。 樹脂の為、ゴムと違い着色も可能です」
とご提案を頂きました。

虫ゴムサイズではないのですが、６ｘ８ｍｍのサンプルもご提供いただきました。

手触りはゴムそのもので、強度も天然ゴムには劣りますが、シリコーンゴムよりは強そうです。

元の素材もポリプロピレン (ＰＰ)の中に、エチレン‐プロピレンゴム（ＥＰＤＭ,ＥＰＭ）を微分散させたものとのことで、耐オゾン性も問題はなさそうです。

机上の検討では使えるかもしれないとの期待は大きいのですが、まだまだ見落としている必要な特性があるかもしれず、やはり虫ゴムサイズが欲しいです。

単純に、火で炙って、引き延ばせないかと試したのですが、切れてしまって、思うようには延びてくれませんでした。

何とか虫ゴムサイズに再加工できないか、方法を考えようと思います。

ＥＰＤＭゴムチューブ

暫く、スライム（パンク防止・修理剤）の不具合報告で手いっぱいで、進んでいませんでした。

素材の探索記事のとおり、素材としてはＥＰＤＭゴムが急浮上したのですが、虫ゴムに使えそうで、入手性の良いチューブが見つかりません。

ハギテックさんで扱いは有るのですが、一巻き１００ｍが最低単位です。

硬度も６０とやや硬めですが、特注なら硬度５０も対応可能なようです。

ダメもとですが、サンプルを提供して欲しいとお願いしました。

今日は、修理のご依頼がなく、これから寒くなりそうですが、久しぶりで床屋さんに行ってきました。
ちょっと頭が涼しいです。

素材の探索

パッキンランドのゴム特性一覧から、虫ゴムに必要な特性と要否の分からない特性を残して、今虫ゴムに使われている、ブチルゴムと天然ゴムとの比較できる一覧に作り直しました。
耐ガス透過性については、必要なしとも思ったのですが、未検証なので残しています。

この特性以外に、ゴムの硬度や、チューブに成形できるかなどチェックする項目は有ります。

ゴムは、対候性や対オゾン性、耐老化性の良い順に並べました。
ブチルゴムは、シリコーンゴムやフッ素ゴムと比べると、わずかに耐オゾン性は劣るようです。

ゴムの耐オゾン性

ゴムの耐オゾン性の目安

ゴム材料の種類	耐オゾン性
NR SBR BR IR NBR	耐オゾン性に乏しい。オゾンの影響を直に受け、亀裂ができてしまう
CR IIR	耐オゾン性は良好で、オゾンの照射にもある程度は耐えることができる抵抗力を持つ。ただし、一定レベルを超えると亀裂ができる
CSM  T ACM Q FKM U CM EPDM EPM EAM CO ECO GPO	耐オゾン性が優秀な材料で、オゾン照射を受けても亀裂ができる可能性がほとんどない。高温や高伸長、動的屈曲などの使用環境によってはオゾンの影響を跳ね返せず、亀裂ができることあり

やはりシリコーンゴムの強度の弱さが目につきます。
フッ素ゴムは一般品だとゴム硬度が６０でちょっと硬いようです。
エチレン・プロピレンゴム（EPM、EPDM）が、耐オゾン性も良く、柔らかく他の性能もガス透過性以外はブチルゴムに負けていません。
第一候補に急浮上です。

虫ゴムを一年に一度交換しましょうというのは、天然ゴムを使った場合のようで、今でも３年近く使われている虫ゴムがありますから、販売時には、ゴムの材質を明記して欲しいと思いました。

虫ゴムの劣化因子

メンテフリーの虫ゴムを検討して、今までは、シリコーンチューブを虫ゴムの代わりに使用しようと考えてきました。

その試行中で、バルブ内でシリコーン虫ゴムが切れてしまった為、シリコーンチューブの高強度品に走ったのですが、今ちょっと立ち止まっています。

市販品の虫ゴムで使用な可能なサイズが、２ｘ３ｍｍしか見つかっていないため、２ｘ３．２ｍｍサイズで緩みにくい虫ゴムを作ろうとすると特注に頼らざるを得ません。

特注するなら、シリコーンゴムに拘らず、もっと虫ゴムに適したゴム素材があるかもしれないとフッ素ゴムを思いつき、ついでに他のゴムの特性も調べてみました。

パッキンランドというサイトで、いろんなゴムの特性を一覧にまとめられていました。

特性の中で、虫ゴムに必要な特性はと考えていくうちに、本当の虫ゴムの劣化因子は何なんだろうと疑問が出てきました。

今までは、単純に夏の暑さで虫ゴムが劣化すると考えていたのですが、それでは説明できないことに気づきました。

虫ゴムの劣化は、プランジャーの上部では進みますが、プランジャーの下部では劣化を感じません。

熱の影響だけなら、プランジャーの下部でも同様に劣化するはずです。

戻り止めの膨らみ部分が劣化し、バルブの外筒と、プランジャーで押しつぶされているところが切れます。

ゴムとオゾン に「光の場合は、酸化された表面にランダム方向に無定形にひび割れ（亀裂）が生じますが、オゾンの場合は、応力（ひずみ）がかかった方向の垂直方向に亀裂が生じます。」との記述があります。
一枚目の画像の亀裂は、オゾンによる亀裂のようです。

虫ゴムは、ご覧のように、遮光された状態で使われるものですから、光による劣化は考えにくく、オゾンで劣化すると考えるとしっくりきます。


オゾンで劣化と考えると、こんなところに、気体の通り道は有ります。


虫ゴムの耐久性を向上させるには、バルブの形状を変えて、オゾンから守るアプローチも有りそうです。
シュワルベの英式チューブにスリットがないのは、オゾン対策も考えているのでしょうか？

バルブに関しては手が出せないので、耐オゾン性と、実使用に耐える強度を持つ、素材を検討します。

ゴム材質再検討開始

もう検討を開始して1年以上になりますが、シリコーンチューブ（２ｘ３ｍｍ）で、空気を遮断する性能については良い感触を得ていました。

個人的に長寿命の虫ゴムを試してみたい方には、お勧めしても大丈夫なのかなと思います。

シリコーンチューブを虫ゴム代わりに使う時に、気になるところ、気にしなければいけないところは、空気透過性と強度の弱さです。

空気透過性については、ちょっとアイデアもあって、ブチルゴムとシリコーンゴムの一ヵ月経過での空気圧変化を測定するつもりでいますが、まだ環境が出来上がっていません。

強度については、高強度シリコーンゴムという素材もあるのですが、それでも通常のシリコーンゴムの２倍程度なので、強度面での不安が残ります。

虫ゴムと同寸法にしようとすると、特注になるので、素材の価格や、入手性を考えなくても良いかと思って、フッ素ゴムのチューブも視野に入れました。

フッ素ゴムなら、耐久性、強度、耐熱性の点では大丈夫そうなのですが、唯一低温脆性が気になります。

フッ素ゴムの硬度が５０以下がないのも少し気がかりですが、シリコーンゴムの硬度５０品でエアー漏れはなかったので硬度が柔らかで、低温に強いフッ素ゴムが見つかれば、試してみようと調査中です。

緑の虫ゴム再遭遇

昨日のことですが、緑の虫ゴムに再遭遇しました。

電動アシストのTSUKALの前輪に装着されていました。
買ってから、交換したことがないとのことでしたので、ＴＳＫＡＫＬでは、この虫ゴムが標準で使われていたのかもしれません。

明らかに劣化が見られたので、興味がなくなり、タイヤ、チューブのメーカーは調べませんでした。

ＴＡＳＫＬの販売されていた時期や、お客様のお話から、３年ぐらいで駄目になるようですから、通常の虫ゴム以上の耐久性は有りませんでした。

ご依頼は、パンク修理だったのですが、「空気を入れようとしたら、空気を入れるところから空気が抜けてしまう」とのことで、予想通り、虫ゴム切れでした。

バルブから空気が抜けるときは、虫ゴムをチェックしてみてください。

ホッチキス加工－５

仕事の合間にホッチキスの再加工をしました。

針受けの焼入れ部品の下穴を利用し、４．２ｍｍ→４．５ｍｍ→５．０ｍｍ→５．５ｍｍ→６．０ｍｍ→６．２ｍｍとドリル歯を変えながら穴を拡げました。

この位のステップなら、時間を掛けずに穴を拡げられました。

最終的には、鑢を使って、少し長穴にしましたが、一応形になりました。

前回の使用で折れ曲がったままですが、今回の穴あけは、限界まで力点と作用点を近づけ、剛性の不足を逃げました。

使用済みですが、通常品の虫ゴムを食い切ることが出来ました。

いくつか試したのですが、０．５～１．０Ｎ/ｍの締め付けトルクで、通常品の虫ゴムは食い切れました。

２ｘ３．５ｍｍのシリコーンチューブでも１／６Ｎ/ｍ以下の締め付けトルクで切れてしまいました。