ニトリルゴム (NBR): 応用,利点,材料性能に関する完全なガイド

ケースの詳細

はじめに

ニトリルゴム（NBR）「ブナN」または「アクリロニトリル・ブタジエンゴム」としても知られるニトリルゴムは、耐油性シーリング用途で世界で最も広く使用されているエラストマーです。1930年代に開発されて以来、NBRは手頃な価格、燃料耐性、機械的強度のバランスを必要とするエンジニアにとって、標準的な選択肢となっています。

天然ゴムやSBRなどの汎用ゴムとは異なり、NBRはアクリロニトリル（ACN）基を含んでおり、石油系オイル、燃料、作動油に対する優れた耐性を提供します。産業機械のOリングとオイルシールの70％以上がNBR製です。

このガイドでは、ニトリルゴムのデータに基づいた分析を提供します。用途、材料の利点、および制限事項。また、NBRを他のエラストマー（FKM、EPDM、シリコーン）と比較し、環境に適したグレードを選択するお手伝いをします。

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第1章：ニトリルゴム（NBR）とは？化学と主要特性

ニトリルゴムは、アクリロニトリル（ACN）とブタジエンの合成コポリマーです。アクリロニトリル含有量が最も重要な変数であり、通常は18％から50％の範囲です。

低ACN（18～24％）：低温での柔軟性が高く、耐油性は低い。
中ACN（25～35％）：バランスの取れた特性 – 最も一般的な汎用グレード。
高ACN（36～50％）：最大の耐油性/耐燃料性、低温性能は劣る。

標準NBR特性（ASTM D2000ラインコールアウト：M2BG）

特性	代表値
硬度（ショアA）	40～95
引張強度	10～25 MPa
破断時伸び	100～600％
連続使用温度範囲	-30℃～+100℃（-22°F～+212°F）
間欠使用温度	120℃（248°F）まで
ガラス転移温度（Tg）	-40℃～-10℃（ACNによる）
圧縮永久ひずみ（22h/100℃）	15～40％

主な特徴：

鉱物油、ディーゼル、ガソリン、作動油に対する優れた耐性。
良好な耐摩耗性。
高い引張強度と引き裂き強度。
低いガス透過性。
FKMと比較してコスト効率が良い。

第2章：ニトリルゴムの主な利点

なぜエンジニアは、数百万もの用途で他のエラストマーよりもNBRを選択するのでしょうか？主な利点を6つ紹介します。

2.1 優れた耐油性と耐燃料性

NBRのアクリロニトリル含有量は極性を持ち、非極性炭化水素流体への暴露による膨潤や劣化を防ぎます。

よく耐えるもの：

鉱物油（ISO VG 32～680）
ディーゼル燃料、ガソリン（E10までのエタノールブレンドを含む）
作動油（石油系）
潤滑グリース
原油
脂肪族炭化水素（プロパン、ブタン、ヘキサン）

限定的な耐性：芳香族炭化水素（ベンゼン、トルエン） – 中程度の膨潤。連続暴露には不向き。

2.2 優れた機械的強度

NBRは高い引張強度（通常15～20 MPa）と引き裂き強度を備えています。これにより、動的なシール、圧力下のガスケット、油圧シリンダーのワイパーシールなどの摩耗しやすい環境に適しています。

2.3 特殊エラストマーと比較して低コスト

NBRのコストは約3～8ドル/kgですが、FKM（フッ素ゴム）は50～150ドル/kgです。非極端な温度（100℃未満）では、NBRは優れた価値を提供します。多くのOEM（相手先ブランド製造業者）は、オイルシールとOリングの標準材料としてNBRを指定しています。

2.4 良好な耐摩耗性と耐摩耗性

NBRは、多くのエラストマーよりも優れた滑り接触と粒子状の汚染に耐えます。砂、ほこり、または破片が存在する場所でのマッドフラップ、コンベアベルト、ワイパーシールに広く使用されています。

2.5 低いガス透過性

NBRは、汎用ゴムの中で最も低いガス透過率の1つです。これは冷凍機用シール（R-134a、R-410a、R-404a）およびガスレギュレーターダイヤフラムの標準材料です。

2.6 幅広い硬度範囲と加工性

NBRは、非常に柔らかい（40ショアA）から硬い（95ショアA）まで配合できます。金属や布によく接着するため、油圧ホースや布強化ガスケットなどの強化製品が可能です。

第3章：ニトリルゴムの包括的な応用範囲

NBRは、石油系流体を使用するほぼすべての産業で見られます。以下にセクター別の体系的な内訳を示します。

3.1 自動車産業（主要市場シェア）

NBR生産量の50％以上が自動車部品に使用されています。

エンジンおよび燃料システム：

燃料ホース内ライナー（ガソリンおよびディーゼル）。
燃料インジェクター用Oリング。
キャブレターガスケット（旧型車）。
オイルパンガスケット。
バルブステムシール（低コストエンジン）。

トランスミッションおよび油圧：

オートマチックトランスミッションフルード（ATF）シール。
パワーステアリングホースおよびシール。
油圧ブレーキシステムシール（DOT 3/4互換？注：NBRはグリコール系ブレーキフルードには推奨されません – 代わりにEPDMを使用してください。）。

シャーシおよびホイール：

ホイールシリンダーシール（ドラムブレーキ）。
マスターシリンダーピストン（特殊コンパウンド使用）。
ショックアブソーバーシール。

HVACおよび冷凍：

コンプレッサーOリング（R-134aシステム）。
エキスパンションバルブシール。

3.2 産業用油圧および空圧

NBRは、産業機械の油圧シール用の標準材料です。

ロッドシールおよびピストンシール油圧シリンダー内。
ワイパーシール汚れの排除のため。
油圧ホース内チューブ（ワイヤーブレードまたはスパイラル）。
クイックカプラーシールツールシステム内。
空圧シリンダーシール（オイルミスト潤滑付き）。

NBRが選ばれる理由？鉱物系作動油は完全に互換性があり、NBRは湿気を効果的に遮断します。

3.3 石油・ガス（上流および中流）

石油・ガス産業では、NBRはそれほど過酷ではない掘削現場環境（温度が100℃未満でH₂Sが低い場合）で使用されます。

地表ウェルヘッドシール（深部サワーガスには不向き）。
マッドポンプライナーおよびピストン– NBRの耐摩耗性は掘削泥に対応します。
石油貯蔵タンクガスケット（浮屋根シール）。
パイプラインフランジガスケット（原油、ディーゼル、生産水）。
ワイヤーライン圧力制御ヘッド（グリースシール）。

高温またはサワーガス（H₂S）の場合は、FKMまたはHNBRにアップグレードしてください。

3.4 空圧工具および空気システム

NBRは、オイルの持ち込みがある空気システムで好まれるエラストマーです。

エアコンプレッサーガスケット。
空圧工具用Oリング。
エアライン潤滑器シール（ISO VG 32オイル）。
圧力レギュレーターダイヤフラム。

3.5 食品および飲料（限定的な使用）

標準NBRは、潜在的な抽出物のため、直接食品接触にはFDA承認されていません。ただし、白色またはFDA準拠のNBRコンパウンドが利用可能です（21 CFR 177.2600）。

用途：

食品非接触領域のガスケット（例：食品加工プラントの機器シール）。
食用油取り扱い用シール（植物油）。
酪農機器シール（オイル潤滑ベアリング付き）。

注意：繰り返し熱湯または蒸気洗浄には不向き – EPDMまたはシリコーンを使用してください。

3.6 医療および製薬

医療グレードNBR（低抽出物、非細胞毒性）は以下に使用されます：

注射器プランジャーチップ（油性薬物製剤）。
診断機器のポンプシール。
オイル充填バイアル用ストッパー。

ただし、水性薬物にはシリコーンまたはEPDMが推奨されます。

3.7 印刷およびコーティング産業

NBRは、印刷インキ、溶剤（脂肪族）、ローラーコンパウンドに耐性があります。

印刷機ローラー（インキ転写）。
コーターアプリケーターロール。
ドクターブレードホルダー。