【徹底解説】ゴム離型剤の理論と種類、メリット・デメリットの比較

ゴム成型は高温と高圧を利用してゴムを金型に成型するプロセスであり、金型からゴムを取り出すためには「離型剤」の使用が欠かせません。離型剤は、金型にゴムが強く接着しないようにする役割を果たし、スムーズにゴムを取り出せるようにします。このブログでは、ゴム離型剤の理論、種類、そしてそれぞれのメリット・デメリットについて詳しく解説します。

1. ゴム離型剤の理論

ゴム離型剤は、ゴムと金型の間に薄い膜を形成し、ゴムが金型に付着するのを防ぎます。ゴムは成型中に高温・高圧の環境で加工されるため、金型表面に密着してしまいますが、離型剤はその間に障壁を作り、摩擦を減らしてゴムを簡単に金型から取り外せるようにします。これにより、以下の利点があります：

• 金型へのゴムの付着防止：ゴムが金型に強く付着するのを防ぎ、スムーズに取り外せるようにします。
• 金型の保護：金型表面に保護膜を形成し、摩耗や腐食から守ります。
• 製品の品質向上：ゴムがきれいに取り出されるため、成型品に傷がつくことなく高品質な製品が得られます。
• 効率的な成型：離型剤により金型からのゴムの取り出しが容易になり、生産効率が向上します。

2. ゴム離型剤の種類

ゴム離型剤には、様々な種類があります。成型するゴムの特性や金型の材質、成型条件に応じて最適なものを選ぶことが重要です。主な種類は以下の通りです。

界面活性剤系

・界面活性剤の滑り性を活かして離型する
・離型膜が弱く、離型性能も比較的低い

ワックス系

・ワックスの膜が層間剥離して離型する
・金型が汚れやすい

シリコーン系

・シリコーンの撥液性を活かして離型する
・転写した成分が二次加工性に影響を及ぼす

フッ素系

・フッ素の撥液性を活かして離型する
・性能は高いが、比較的価格も高い

（引用）https://neos.co.jp/chemicals_9_frelease/

(1) 油系離型剤

油系離型剤は、ゴムと金型の間に油膜を形成し、摩擦を減らしてゴムを金型から容易に取り外すことを可能にします。

• 特徴：
  • 高い耐久性と優れた離型性能を持ち、長時間の使用が可能です。
  • 高温成型に適しており、ゴムが硬くて粘着力が強い場合に効果的です。

(2) 水系離型剤

水系離型剤は、水溶性の成分をベースにした離型剤で、環境に優しく取り扱いやすいのが特徴です。

• 特徴：
  • 水を基にしているため、洗浄が簡単で環境負荷が少ない。
  • 油分が金型に残らないため、後処理が容易です。

(3) シリコーン系離型剤

シリコーン系離型剤は、シリコーンを基にした化学物質を使用した離型剤で、高い耐熱性と非常に滑りの良い特性を持っています。

• 特徴：
  • 高い耐熱性を持ち、ゴムを金型から非常にスムーズに取り外すことができます。
  • 精密な模様や細かいディテールが要求される成型に最適です。

(4) フルオロ系離型剤（フッ素系）

フルオロ系離型剤は、フッ素化合物を基にした離型剤で、非常に高い耐熱性と耐摩耗性を持っています。

• 特徴：
  • 非常に高い耐熱性を持ち、ゴム成型時に優れた性能を発揮します。
  • 低摩擦で、金型からゴムが非常にスムーズに取り外せます。

(5) 無機系離型剤

無機系離型剤は、無機物質を基にした離型剤で、金型表面に保護層を形成することができます。

• 特徴：
  • 高い耐熱性を持ち、金型の寿命を延ばすために役立ちます。
  • 金型の保護にも効果的ですが、使用後の取り外しが少し手間がかかることがあります。

3. ゴム離型剤の長所と短所

以下の表に、各離型剤の種類ごとのメリットとデメリットをまとめました。

離型剤の種類	メリット	デメリット
油系離型剤	– 高い耐久性と優れた離型性能 – 長時間効果が持続 – 高温成型にも適している	– 油膜が残る可能性があり、金型の洗浄が必要 – 環境に対する影響がある場合がある
水系離型剤	– 環境への負荷が少なく、取り扱いやすい – 洗浄が簡単 – 油分が残らず後処理が容易	– 油系離型剤ほどの耐久性や高温耐性がない – 乾燥が不十分だと膜が不均一になることがある
シリコーン系離型剤	– 高い耐熱性と滑り性能 – 精密な成型や細かいディテールにも対応 – 高精度が求められる場合に最適	– 高価なことが多い – 金型表面にシリコーンが残り、次の成型に影響を与えることがある
フルオロ系離型剤	– 非常に高い耐熱性 – 優れた低摩擦性能 – 高耐久性が求められる製品に適している	– 高価である – フッ素系化学物質に敏感な場合があり、取り扱いや保管に注意が必要
無機系離型剤	– 高い耐熱性と金型保護効果 – 金型の寿命を延ばす – 高温環境でも使用可能	– 使用後に取り外しが難しい場合がある – 他のゴム素材には合わないことがある

4. ゴム離型剤の使用方法

離型剤を効果的に使用するためには、いくつかの注意点を守ることが重要です。

(1) 均一に塗布する

離型剤は、金型全体に均一に塗布することが大切です。過剰に使用すると膜が不均一になり、逆に効果が薄れることがあります。適量を使用し、均等に塗布しましょう。

(2) 適切な乾燥時間を確保する

水系や油系の離型剤は、塗布後に適切な乾燥時間が必要です。乾燥が不十分だと、ゴムが離型剤を押し込んでしまい、次の成型に影響を与える可能性があります。

(3) 定期的なメンテナンス

金型を長期間使用するためには、定期的なメンテナンスが必要です。離型剤の塗布頻度や金型の洗浄状況をチェックし、必要に応じて補充や交換を行いましょう。

5. まとめ

ゴム離型剤は、ゴム成型において非常に重要な役割を果たします。適切な種類の離型剤を選定し、正しい方法で使用することで、ゴム製品の品質向上と成型効率の改善が可能となります。油系、シリコーン系、水系、フルオロ系、無機系など、さまざまな種類があり、それぞれにメリットとデメリットがあります。使用目的や成型条件に応じて、最適な離型剤を選び、適切に使いこなすことが、ゴム成型の成功に繋がります。

英語版

The Theory and Types of Rubber Release Agents

In rubber molding, release agents play a crucial role. Rubber has a strong tendency to adhere to molds during the molding process, especially under high temperature and pressure. To facilitate the smooth removal of rubber from the mold, the use of release agents is essential. This article explains the theory behind rubber release agents, their types, and the advantages and disadvantages of each.

1. The Theory of Rubber Release Agents

Rubber release agents form a thin film between the rubber and the mold to prevent adhesion. During the molding process, the rubber can expand and stick to the mold surface due to heat and pressure. Release agents create a barrier between the mold and the rubber, reducing friction and allowing for easier removal of the molded rubber.

Functions of Release Agents

• Prevent Adhesion to Molds: They prevent rubber from sticking to the mold, making it easier to remove the rubber without damage.
• Improve Molding Efficiency: With easier removal, production speed increases, leading to higher efficiency, especially in mass production.
• Protect Molds: Release agents help protect the mold surface from wear and corrosion, extending the mold’s lifespan.
• Improve Product Quality: By making it easier to remove rubber, release agents prevent surface damage, resulting in higher-quality molded products.

2. Types of Rubber Release Agents

There are several types of release agents, each suited to specific molding conditions, rubber types, and production needs. Below, we describe the main types of release agents used in rubber molding.

(1) Oil-Based Release Agents

Oil-based release agents are the most commonly used type of release agent in the industry. They create an oil film between the rubber and the mold, reducing friction and enabling easy removal.

• Characteristics:
  • High durability and excellent release performance.
  • Effective for high-temperature molding processes and for rubber that has strong adhesive properties.

(2) Water-Based Release Agents

Water-based release agents use water-soluble components, making them more environmentally friendly. They are easy to handle and clean, which makes them a preferred choice in many industries.

• Characteristics:
  • Environmentally friendly with low environmental impact.
  • Easy to clean with no oil residue left on the mold, making post-processing easier.

(3) Silicone-Based Release Agents

Silicone-based release agents are made from silicone compounds and are known for their excellent heat resistance and smooth application. They offer superior release properties, especially in high-precision molding.

• Characteristics:
  • High heat resistance, allowing for smooth and easy removal of rubber from the mold.
  • Suitable for molds with intricate designs and fine details.

(4) Fluoropolymer-Based Release Agents

Fluoropolymer-based release agents, also known as fluorine-based release agents, are highly effective at high temperatures and have excellent resistance to wear. They are used in cases where durability and high performance are essential.

• Characteristics:
  • Exceptional heat resistance and high durability.
  • Provides a smooth, low-friction surface that allows for easy rubber removal from the mold.

(5) Inorganic-Based Release Agents

Inorganic-based release agents are derived from inorganic materials and can form a protective layer on the mold surface. These release agents provide high heat resistance and help to protect molds from wear and corrosion.

• Characteristics:
  • High heat resistance and mold protection.
  • Effective for use in high-temperature environments and for enhancing mold longevity.

3. Advantages and Disadvantages of Each Type of Release Agent

Below is a comparison table that summarizes the advantages and disadvantages of each type of release agent.

Release Agent Type	Advantages	Disadvantages
Oil-Based Release Agents	– High durability and excellent release performance – Long-lasting effect – Suitable for high-temperature molding	– Oil residue may remain, requiring mold cleaning – Environmental impact may be a concern
Water-Based Release Agents	– Environmentally friendly and easy to handle – Easy to clean – No oil residue left, making post-processing easier	– Lower durability and heat resistance compared to oil-based agents – Uneven film formation if not dried properly
Silicone-Based Release Agents	– High heat resistance and smooth performance – Ideal for precision molding with fine details – Suitable for complex mold designs	– Generally more expensive – Silicone may remain on the mold, affecting subsequent molding processes
Fluoropolymer-Based Release Agents	– Exceptional heat resistance – Excellent low friction performance – Suitable for high-durability products	– High cost – Handling and storage precautions needed due to fluorine-based chemicals
Inorganic-Based Release Agents	– High heat resistance – Mold protection, extending the life of molds – Ideal for high-temperature environments	– Removal can be more difficult – May not be compatible with all types of rubber materials

4. How to Use Rubber Release Agents

To use rubber release agents effectively, it is essential to follow certain guidelines to ensure maximum performance. Here are some key points to consider when applying release agents:

(1) Apply Evenly

It’s important to apply the release agent evenly over the mold surface. Applying too much can result in an uneven film, reducing the effectiveness of the release agent. Conversely, using too little may not provide sufficient release properties.

(2) Ensure Proper Drying Time

For both water-based and oil-based release agents, it’s important to allow the agent to dry properly before starting the molding process. Inadequate drying can result in the release agent affecting the molding process or leaving residues on the product.

(3) Use the Right Amount

Using the right amount of release agent is essential. Applying too much will not necessarily improve performance and may create unwanted residues on the rubber or the mold. On the other hand, using too little can cause poor release properties and affect production efficiency.

(4) Regular Maintenance

To ensure optimal release performance, regular maintenance of both the release agent application and the mold is required. Depending on the conditions, the release agent may need to be reapplied periodically, and the molds should be cleaned regularly to prevent residue buildup.

5. Conclusion

Rubber release agents are critical in the molding process, ensuring that rubber can be smoothly removed from the mold without damage to the product or the mold itself. By selecting the right type of release agent and applying it properly, manufacturers can improve molding efficiency, product quality, and mold longevity. Whether using oil-based, silicone-based, water-based, fluoropolymer-based, or inorganic-based release agents, understanding the characteristics of each type is essential for optimizing the molding process.

中国語版

橡胶脱模剂的理论、种类以及优缺点

在橡胶成型过程中，脱模剂扮演着至关重要的角色。由于橡胶在成型过程中会在高温和高压下加工，因此很容易粘附在模具上。为了顺利将橡胶从模具中取出，使用脱模剂是不可或缺的。本文将详细解读橡胶脱模剂的理论、种类以及每种脱模剂的优缺点。

1. 橡胶脱模剂的理论

橡胶脱模剂在橡胶和模具之间形成一层薄膜，防止橡胶粘附在模具表面。由于橡胶在成型过程中会膨胀，并且在高温和高压下容易与模具表面紧密接触，脱模剂在这其中起到隔离作用，减少摩擦，便于将橡胶从模具中顺利取出。

脱模剂的基本功能

• 防止与模具粘附：脱模剂能够防止橡胶与模具表面强力粘附，使得橡胶能够顺利取出。
• 提高成型效率：由于脱模剂的作用，橡胶更容易从模具中取出，从而提高生产效率，尤其是在大规模生产时。
• 保护模具：脱模剂可以保护模具表面，防止磨损和腐蚀，从而延长模具的使用寿命。
• 提高产品质量：脱模剂使橡胶能顺利取出，避免了对成型品的损坏，从而提高产品的质量。

2. 橡胶脱模剂的种类

橡胶脱模剂有多种类型，每种类型的脱模剂都适用于不同的成型条件、橡胶类型和生产需求。下面是常见的几种脱模剂。

(1) 油基脱模剂

油基脱模剂是最常用的一类脱模剂。它通过在橡胶与模具之间形成油膜，减少摩擦，使橡胶能够顺利从模具中取出。

• 特点：
  • 具有高耐久性和出色的脱模性能。
  • 特别适用于高温成型，尤其是橡胶较为粘附时，效果尤为显著。

(2) 水基脱模剂

水基脱模剂是以水溶性成分为基础的脱模剂，环保且容易处理，适用于许多行业。

• 特点：
  • 环保，低环境负荷。
  • 使用后易于清洁，模具上不会残留油分，后处理更为简单。

(3) 硅基脱模剂

硅基脱模剂是以硅化合物为基础的脱模剂，具有优异的耐热性和非常良好的滑动性能。它具有极佳的脱模效果，尤其适用于精密成型。

• 特点：
  • 高耐热性，能够使橡胶顺利从模具中取出。
  • 适合精密模具和复杂设计的应用。

(4) 氟聚合物基脱模剂（氟系）

氟聚合物基脱模剂，也叫氟系脱模剂，是以氟化合物为基础的脱模剂，具有极高的耐热性和优异的耐磨性能。

• 特点：
  • 具有极高的耐热性，能够在高温成型过程中提供出色的脱模效果。
  • 提供低摩擦，能够非常顺畅地将橡胶从模具中取出。

(5) 无机基脱模剂

无机基脱模剂是以无机物质为基础的脱模剂，能够在模具表面形成保护层。这些脱模剂通常用于需要高温的环境下。

• 特点：
  • 具有极高的耐热性，能够有效保护模具。
  • 适用于高温环境下使用，能够延长模具寿命。

3. 橡胶脱模剂的优缺点比较

下面是对各类脱模剂的优缺点的总结和比较表：

脱模剂种类	优点	缺点
油基脱模剂	– 高耐久性和优异的脱模性能 – 持久效果 – 适用于高温成型	– 可能残留油膜，需要清洗模具 – 可能对环境有一定影响
水基脱模剂	– 环保，低环境负荷 – 易清洁 – 不会在模具上残留油分，后处理简单	– 耐久性和耐高温性较差 – 干燥不完全可能导致膜不均匀
硅基脱模剂	– 高耐热性和顺滑性能 – 适合精密成型和细节要求高的模具 – 适用于复杂模具设计	– 通常较为昂贵 – 硅基物质可能残留在模具上，影响后续成型
氟聚合物基脱模剂	– 极高的耐热性 – 优异的低摩擦性能 – 适合高耐久性要求的产品	– 成本较高 – 处理和储存时需要小心，因氟系化学物质对某些环境敏感
无机基脱模剂	– 极高的耐热性和金型保护作用 – 适合高温环境使用，延长模具寿命	– 使用后移除较困难 – 可能与某些橡胶材料不兼容

4. 橡胶脱模剂的使用方法

为了确保脱模剂的最大效果，使用时需要遵循一些关键准则。以下是使用橡胶脱模剂时需要注意的要点：

(1) 均匀涂布

脱模剂需要均匀地涂布在模具表面。如果涂布过多，会导致膜不均匀，从而降低脱模效果。涂布过少则可能无法有效防止粘附。

(2) 确保充分干燥

对于水基和油基脱模剂，确保脱模剂在使用前有足够的干燥时间。未充分干燥的脱模剂可能会影响成型过程或在产品上留下不良影响。

(3) 使用适量

使用脱模剂时要注意适量，过多或过少都可能影响效果。适量使用脱模剂能够有效地防止摩擦并提供良好的脱模性能。

(4) 定期维护

定期对模具进行清洁和脱模剂补充，以确保最佳效果。根据使用情况，脱模剂可能需要定期补充或重新涂布，金型也应定期清洗，以防止残留物积聚。

5. 总结

橡胶脱模剂在橡胶成型过程中扮演着非常重要的角色。选择合适的脱模剂，并按照正确的方法使用，能够显著提高橡胶成型的效率和产品质量。无论是油基、硅基、水基、氟聚合物基还是无机基脱模剂，各自都有其独特的优点和适用场景。根据成型条件、橡胶材料的特性以及生产需求，选择最适合的脱模剂，能够帮助企业提高生产效率，降低成本，同时确保产品质量。