ゴムの粘弾性とその性質に伴う使用例

ゴムはよく粘弾性体と言われています。粘弾性体とは、「粘性」と「弾性」をあわせ持つものを言います。

「粘性体」の代表例としては「水」や「油」の様に流動性があり、「変形したら変形しっぱなしになり、変形させるのに荷重は発生するが、変形を止めたら押し返すような荷重が発生しない」性質を持ちます。
また「弾性体」の代表例は「金属バネ」の様なものが挙げられ、「変形させたら元に戻ろうとする反力を発生し、変形させる荷重を解くと元の形状に戻る」性質を持つものをいいます。

※粘性体、弾性体の詳しい話をすると超長文になってしまいますので割愛させて頂きます。

それらの性質を合わせ持ったゴムは、粘性体のように荷重が掛る部位に馴染み、弾性体のように反力を発生する、不思議な性質を持ちます。

ゴムの弾性はどこから来ているのかというと、それは「加硫」を行うことで得られます。現在ではさまざまな手法がありますが、初めてゴムを作ったグッドイヤーさんは、(たまたま)ゴムポリマーに硫黄を加えて加熱したことで、弾性を有する「ゴム」を製造することに成功しました。

この加硫とは、簡単に言ってしまうとゴムポリマーに形状記憶能力を与える工程です。形状記憶が付与されることで、変形すると元の形状に戻ることができ、また変形を与え続けると反発する力を発生し続けられるようになります。これが金属バネと同じようにゴムが弾性を持つ理由になります。

〈まとめ〉
ゴムの粘性は主成分のポリマーから得られ、弾性は加硫をする事により得られます。
ゴムはそれらが混ざり合う事で粘性と弾性を共有できています。

粘性体は液体のように、受けた荷重を反力に変えない性質があります。ゴムは弾性を持つため反力は発生しますが、同時に粘性も持ち合わせているため、与えた荷重をすべて反力として返すのではなく、ある程度減衰させる効果があります。

防振ゴムについては、このほかのメカニズムも用いて設計していますので、詳しく知りたい方はこちらをご確認ください。

内部リンク：防振ゴムとはどんなもの？

今回はゴムの粘弾性と、それを活かした製品についてご紹介しました。

粘性・弾性というあまり馴染みのない性質が、ゴムをユニークな材料にしています。
皆さまから「もっと粘弾性について知りたい」との声が多ければ、より詳しい内容をコラムでご紹介する予定です！

今回紹介した以外にも、粘弾性を利用した製品は多数あります。また、単純に「柔らかい」「引っ張ったら戻る」といった性質を活かした製品も多く存在します。

本コラムや過去のコラムを通して、新しいアイデアや製品化のヒントを思いついた方は、ぜひ弊社までお問い合わせください！