NBRとシリコン製の真空吸盤：どちらの素材を選ぶべきでしょうか？

真空吸盤を選ぶ際には、吸盤の形状やサイズも重要ですが、吸盤の材質も、密着性能や耐久性、使用環境への適合性に大きな影響を与える可能性があります。

産業用真空吸着カップに最も一般的に使用されるエラストマーの2つは、NBR（ニトリルブタジエンゴム）とシリコーンゴム（SIR）です。

NBRは、その優れた機械的特性、耐油性、およびコストパフォーマンスの高さから、一般的な産業用ハンドリング用途で広く使用されています。一方、シリコーンは、より広い使用温度範囲、優れた柔軟性、あるいはオゾンや耐候性への優れた耐性が求められる用途で一般的に選ばれています。

どちらの材料も、一概に優れているとは言えません。適切な選択は、被加工物、温度、表面状態、油や化学物質の有無、求められる耐久性、および使用環境によって異なります。

このガイドでは、NBR製とシリコーン製の真空吸盤の主な違い、および用途に適した素材の選び方について解説します。

Changes such as swelling, hardening or cracking can indicate that the suction cup material is not suitable for the operating environment. See our vacuum suction cup material troubleshooting guide.

NBR製の真空吸盤とは何でしょうか？

NBR（ニトリルブタジエンゴム）は、ニトリルゴムとも呼ばれ、産業用真空吸盤において最も一般的に使用されているエラストマー材料の一つです。

NBRには、以下の有用な組み合わせが備わっています：

• 優れた耐油性
• 優れた機械的強度
• 優れた耐摩耗性
• 一般的な産業環境において安定した性能を発揮します
• さまざまなショア硬度で幅広くご用意しております
• コストパフォーマンスに優れた性能

こうした特性から、NBR製の吸盤は、ガラス、板金、プラスチック部品、木製パネル、梱包材、その他の工業用ワークピースの取り扱いによく使用されています。

NBRは、板金加工や機械加工の現場など、吸盤が油や潤滑剤と接触する可能性がある場合に特に有用です。

ただし、NBRは一般的に、シリコーンに比べて使用温度範囲が狭く、オゾンや耐候性にも劣ります。

シリコン製の真空吸盤とは何でしょうか？

シリコーンゴム（SIR）は、幅広い温度範囲にわたって柔軟性を発揮し、オゾン、耐候性、耐老化性に優れていることで知られるエラストマーです。

シリコーン製の吸盤は、一般的に次のような用途に検討されます：

• より高い、あるいはより低い動作温度
• 高温の加工物
• 柔らかく柔軟なシールリップを必要とする用途
• 特定の温度条件下におけるガラスの取り扱い
• 梱包および製品の取り扱い
• 食品接触に適した特定の材料グレードを必要とする用途

シリコーンは、標準的なNBRコンパウンドよりも広い温度範囲で柔軟性を維持するため、温度が重要な要素となる場合に有用です。

ただし、シリコーンは一般的にNBRに比べて耐油性が劣り、機械的負荷の高い用途では異なる摩耗特性を示す場合があります。

NBRとシリコン製の吸盤：主な違い

以下の表は、NBRとシリコーン製の真空吸盤の材質について、一般的な比較を示したものです。

*実際の性能は、具体的な材料の組成、硬度、吸盤の形状、および使用条件によって異なります。

材料の特性は、配合によって大きく異なる場合があります。特定の用途を評価する際は、必ず個々の吸盤の仕様をご確認ください。

If you are also considering HNBR or FKM, see our NBR, HNBR and FKM suction cup comparison for guidance on heat, oil exposure and chemical compatibility.

耐熱性：NBRとシリコーンの比較

温度は、NBRとシリコーン製の吸盤の最も重要な違いの一つです。

一般的なNBR製吸盤用コンパウンドは、通常、おおよそ以下の範囲で使用されています：

−10°C ～ +80°C

シリコーン化合物は通常、かなり広い範囲で機能します。例えば、次のようなものがあります：

−30°C ～ +200°C

これらの数値は、あくまで一般的な参考範囲としてご参照ください。実際の吸盤の許容動作温度は、具体的な材料、形状、曝露時間、および使用条件によって異なります。

一般的な工場環境や室温での取り扱いにおいては、NBRで十分な場合が多いです。

シリコーンは、高温の被加工物を扱う場合や、標準的なNBRの実用温度範囲外の環境で作業を行う場合に、特に有用となります。

耐油性：NBRがしばしば選ばれる理由

NBRは、多くの油類に対する耐性があることでよく知られており、そのため、吸盤が油の付着した工作物と接触する産業現場で広く使用されています。

代表的な例としては、次のようなものがあります：

• 板金加工
• プレス加工された金属部品
• 機械加工部品
• 加工油が付着した部品
• 金属加工用自動化設備

シリコーンは一般的に、NBRに比べて油に対する耐性がかなり低くなります。

したがって、油への曝露が重要な使用条件となる場合、通常はNBRを最初に評価対象とするのが一般的ですが、特定の油や使用温度との適合性については、常に確認する必要があります。

耐摩耗性および耐摩耗性

自動化装置で使用される吸盤は、その耐用期間中に数千回、あるいは数百万回ものハンドリングサイクルを行うことがあります。

ワークピースと繰り返し接触すると、シールリップが徐々に摩耗する可能性があります。

NBRは、多くの産業用途において一般的に優れた機械的特性と耐摩耗性を発揮するため、高サイクルでの一般的な搬送用途において実用的な選択肢となります。

シリコーンは、主に最高の耐摩耗性という理由ではなく、その耐熱温度範囲や柔軟性といった点から選ばれることがあります。

しかし、実際の耐用年数は、母材のみから判断することはできません。以下の要因も影響します：

• 吸盤の形状
• 材料の配合
• ショア硬度
• ワークの表面粗さ
• サイクル周波数
• サイドローディング
• 動作温度
• 汚染
• 真空度

特に高い耐摩耗性が求められる場合は、ポリウレタン（PU）も検討の価値があるかもしれません。

関連ガイド：[PUとNBRの真空吸盤の比較]

柔軟性とシール性能

素材の柔軟性は、吸盤がワークの表面にどれだけスムーズに密着できるかに影響します。

シリコーンは、幅広い温度範囲にわたって良好な柔軟性を維持することで知られています。これは、特定の曲面や凹凸のある箇所、あるいは温度に敏感な用途において有利に働く場合があります。

NBRにはさまざまな硬度のものがあり、一般的な産業用途において優れたシール性能を発揮します。

しかし、材料の種類だけでは、シール性能が決まるわけではありません。

吸盤がワークピースに密着する能力は、以下の要因にも大きく左右されます：

• ショア硬度
• シールリップの設計
• ベローズの形状
• ワークの曲率
• 表面粗さ
• 真空度
• 接触圧力

したがって、シリコーンがNBRよりも柔らかかったり柔軟性が高かったりするという理由だけで、自動的にシリコーンの方が優れているとみなすべきではありません。

ガラス取り扱いにおけるNBRとシリコーンの比較

用途に応じて、NBR製およびシリコン製の吸盤のいずれも、ガラスの取り扱いにご利用いただけます。

NBRは、通常の使用温度範囲におけるガラスの取り扱いにおいて幅広く適しており、優れた耐久性とコストパフォーマンスを発揮します。

次のような場合には、シリコーンの使用を検討するとよいでしょう：

• ガラスまたは周囲の環境の温度が高くなっています
• 温度に対する柔軟性をさらに高める必要があります
• 特定のシール性能が求められます
• この用途には、特定のシリコーン材料の特性が必要です。

ただし、吸盤の材質は、被加工物がガラスであるかどうかのみに基づいて選定すべきではありません。

また、ガラス表面の状態、コーティング、温度、向き、サイクル頻度、および吸引痕が生じるリスクについても考慮する必要があります。

デリケートなガラス表面への吸着跡や汚れが懸念される用途では、用途に応じて、適切な吸盤カバーの使用もご検討ください。

板金加工におけるNBRとシリコーンの比較

板金の取り扱いにおいては、特に加工油や潤滑剤が存在する場合、NBRが一般的に好まれます。

耐油性、機械的特性、そしてコストパフォーマンスを兼ね備えていることから、NBRは以下のような多くの用途に適しています：

• 鋼板
• アルミ板
• プレス加工部品
• 油の付着した金属部品
• CNCのワークの搬入・搬出

シリコーンは、その用途について特定のシリコーンコンパウンドの評価が行われていない限り、油に継続的にさらされることが予想される場合には、一般的に適していません。

板金用の吸盤を選定する際には、被加工物の表面、板厚、加速度、および吸盤の形状についても考慮する必要があります。

食品取り扱いにおけるNBRとシリコーンの比較

シリコーンには、特定の食品接触要件を満たす用途向けに設計された材料グレードが一般的に用意されています。

しかし、素材がシリコーンであるという理由だけで、シリコーン製品を自動的に「食品用として安全」と表現すべきではありません。

食品との接触の適否は、具体的な化合物および適用される規制要件や認証によって異なります。

真空吸盤が食品と直接接触する場合は、その用途に応じて、材質のグレードおよび関連する適合性に関する文書を確認する必要があります。

ショア硬度は重要なのでしょうか？

はい。NBR製の吸盤2つでも、ショア硬度が異なれば、その挙動も異なる場合があります。シリコーンについても同様です。

一般的に、柔らかいコンパウンドほど、曲面や凹凸のある表面、あるいはわずかに凹凸のある表面にうまく沿う傾向があります。

硬度の高い化合物は、一般的に寸法安定性が高く、特定の使用条件下では変形に強くなる場合があります。

しかし、柔らかければ必ずしも密閉性が高くなるわけではなく、硬ければ必ずしも持ち上げ能力が高くなるわけでもありません。

適切な硬度は、以下の要素の組み合わせによって決まります：

材料＋吸盤の形状＋被加工物＋加工条件

ゴム材料のショア硬度は、ISO 7619-1などの方法を用いて測定することができます。

吸盤の材質は吸着力に影響しますか？

理論上の吸引力は、主に差圧と有効吸引面積によって決まります：

F = Δp × A

したがって、有効吸着面積と真空度が同じままである場合、吸盤の材質をNBRからシリコーンに変更しただけでは、理論上の吸着力は自動的に増加するわけではありません。

ただし、材質は、シール性能、変形、摩擦、摩耗、および吸盤が被加工物に密着する能力に影響を与えるため、実際の使用時の性能に影響を及ぼす可能性があります。

例えば、特定の表面に対してより確実なシールを実現する材料を使用すれば、真空システムが所定の真空度をより安定して維持できるようになる可能性があります。

詳細な力の計算については、以下をご覧ください：

[真空吸盤の挙上力と耐荷重の計算方法]

NBRとシリコーン：どちらを選ぶべきでしょうか？

一般的な出発点として：

次のような場合には、NBRをお選びください：

• 汎用型の工業用吸盤が必要です
• 耐油性は重要です
• ワークピースは、通常の工業用温度範囲で取り扱われます
• 優れた機械的耐久性が求められます
• 費用対効果は重要です

次のような場合は、シリコーンをご検討ください：

• この用途では、より高い温度またはより低い温度が関係してきます
• 温度に対する柔軟性が重要です
• オゾンや耐候性が求められます
• 特に柔軟性の高い素材は有益です
• 特定の用途には、適切な認定済みのシリコーングレードが必要となります。

いずれの推奨事項も、アプリケーションごとの評価に代わるものではありません。

吸着カップの材質を選定する際には、被加工物の材質、表面状態、温度、汚染状況、サイクル頻度、吸着カップの形状、ショア硬度、および必要な耐荷重をすべて考慮する必要があります。

よくあるご質問

真空吸盤には、シリコーンよりもNBRの方が適していますか？

どちらの素材も、一概に優れているとは言えません。NBRは、一般的な産業用途や油が関与する環境において一般的に好まれますが、シリコーンは、より広い温度範囲、柔軟性、あるいは耐オゾン性が求められる場合に特に有用です。

NBRとシリコン製の吸盤、どちらが長持ちしますか？

耐用年数は、材料の配合、吸盤の形状、被加工物、温度、摩耗、汚染、およびサイクル条件によって異なります。吸盤の耐用年数を予測するには、基材のみでは不十分です。

NBR製の吸盤は油に耐えることができますか？

NBRは一般的に多くの油に対して優れた耐性を示し、油分の多い工業用ワークピースの取り扱いによく使用されます。ただし、具体的な油の種類、温度、および使用条件については、互換性を確認する必要があります。

シリコン製の吸盤は高温に耐えることができますか？

シリコーンは一般的にNBRよりも広い使用温度範囲を持ち、高温用途で広く使用されています。特定の吸盤の最大許容温度については、必ず確認してください。

シリコン製の吸盤は食品に使用しても安全ですか？

特定のグレードのシリコーン材料は、特定の食品接触に関する要件を満たすことができますが、シリコーンそのものが自動的に食品に安全であると見なすべきではありません。用途に応じたコンパウンドおよび適用されるコンプライアンス要件を確認してください。

シリコーンはNBRよりも柔らかいのでしょうか？

NBRもシリコーンも、さまざまなショア硬度のものがあります。シリコーンは広い温度範囲で柔軟性を維持できることで知られていますが、吸盤の硬度は素材の種類だけで決まるわけではありません。

シリコーンはNBRよりも高い吸着力がありますか？

必ずしもそうとは限りません。理論上の吸着力は、主に差圧と有効吸着面積によって決まります。材料は、密着性、変形、摩擦などの要因を通じて、実際の性能に影響を与えます。

真空吸盤に関するガイド

[真空用吸盤の素材：NBR、シリコーン、PU、FKMなど]
一般的な吸盤の材質について、その特性や代表的な用途を比較してみましょう。

[PU対NBRの真空吸盤]
耐摩耗性、耐油性、および産業用ハンドリングの観点から、ポリウレタンとニトリルゴムを比較します。

[真空吸盤の揚力と耐荷重の計算方法]
真空度、有効吸着面積、摩擦、および安全係数が、耐荷重にどのように影響するかを学びましょう。

[吸盤の直径は揚力にどのような影響を与えるのでしょうか？]
有効吸着直径の二乗に比例して理論上の吸着力が大きくなる理由についてご説明します。