ゴム製品に白色コランダム粉末と溶融アルミナ粉末が使用されるのはなぜですか？
ゴム業界では、配合剤として大量の充填剤を使用しており、その消費量はゴムに次いで2番目に多い。ゴムには補強用充填剤が使用され、ゴム製品の強度を向上させるだけでなく、ゴム材料の加工性能を向上させ、製品に優れた耐摩耗性、耐引裂性、耐熱性、耐寒性、耐油性などの特性を付与し、製品の耐用年数を延ばすことができます。非補強用充填剤は、主に充填と相溶化のためにゴムに使用され、一部の品種には隔離、離型、着色の機能もあります。
1. ゴム製品における充填剤の一般要件
（１）補強用充填剤粒子の表面は強い化学活性を有し、ゴムとの良好な結合を生み出し、加硫ゴムの機械的性質、耐老化性、接着性を向上させることができる。非補強用充填剤粒子の表面は化学的に不活性であり、ゴムとの化学結合を生み出さず、加硫ゴムの機械的性質、耐候性、耐酸性、耐アルカリ性、耐水性に影響を与えない。
（２）化学的純度が高く、均一な細かさでゴムに対する濡れ性、分散性が良好である。
（３）揮発性がなく、無臭、無味、無毒性であり、保存安定性が良好である。
（４）白色、淡色及び有色ゴム製品に使用される充填剤についても、無公害、無変色であることが求められる。
（５）安価で入手しやすい。
2. 充填剤の性能要件
（１）細かさ：一般的に、補強用フィラー粒子が細かいほど、比表面積が大きくなり、ゴムとの接触面積が大きくなり、補強効果が高くなります。非補強用フィラー粒子が細かいほど、ゴムを加えた後の混合効果は良くなります。ただし、均一に分散している必要があります。分散が均一でない場合、粒子が非常に細かくても、混合効果は良くありません。
（２）粒子形状と結晶形態：充填剤粒子の形状は球形が好ましく、シート状や針状の充填剤は加硫ゴムを伸ばすと方向性が揃いやすく、永久変形が大きくなり、引き裂き抵抗も低下する。補強充填剤中のカーボンブラックとホワイトカーボンブラックは非晶質であり、他の充填剤も結晶質である。例えば、シリコン微粉末とホワイトカーボンブラックの化学組成は二酸化ケイ素であるが、前者は結晶質で、後者は非晶質である。結晶性充填剤は、異軸結晶と等軸結晶の２種類に分けられる。等軸結晶は、ｘ、ｙ、ｚ軸が類似しており、等方性である。異軸結晶は、ｘ、ｙ、ｚ軸に大きな差があり、異方性である。一般的に使用される非金属鉱物充填剤のうち、粘土、黒鉛、珪藻土は異軸結晶系に属し、炭酸カルシウムは等軸結晶系に属する。優れた耐摩耗性、耐引裂性を必要とするゴム製品の場合、異軸結晶系材料を補強充填剤として使用することは適していません。
（3）表面特性：粉末フィラーはゴムと混合され、その粒子はゴム分子に囲まれています。ゴムによる粒子表面の濡れ度合いは、補強性能に大きな影響を与えます。濡れにくい粒子はゴムに分散しにくく、凝集しやすく、補強効果が低下します。この状況は、水分の増加に役立つ特定の物質を添加することで改善できます。たとえば、補強効果がほとんどない炭酸カルシウムは、脂肪酸を添加すると表面張力が低下し、濡れ度が高まり、補強効果が向上します。
上記の例から、さまざまなゴム製品には多数の補強用充填剤と非補強用充填剤が使用されていることがわかります。製品によって使用される充填剤の種類と種類が異なり、充填剤の量も大きく異なります。実際の使用では、ゴム製品の性能要件に応じて配合設計を行い、ゴムの種類を選択し、補強用充填剤を添加して機械的性質を向上させ、非補強用充填剤を添加して加工性能を向上させ、生産コストを削減する必要があります。加硫システムと保護システムを調整することで配合を最適化し、高品質のゴム製品を生産するための基礎となります。
上記炭酸カルシウム、粘土、硫酸バリウム、タルク以外にも、炭酸マグネシウムを含むドロマイト、ケイ酸カルシウムを含むウォラストナイト、硫酸重晶石、石膏、非晶質炭素を含むグラファイト、石炭粉などのケイ素含有粉末、石英（珪藻土）、アスベスト、パイロフィライト、石炭脈石、オイルシェール、フライアッシュ、アタパルジャイト、赤泥など、ゴム充填剤として使用できる天然無機鉱物粉末材料は数多くあります。
ゴム製品の製造業者は、製品の性能要件と価格に応じてさまざまな充填剤を選択し、配合テストを通じて最適な投与量を決定できます。
