硫黄によるゴムの加硫が発見されたのは1839年です。アメリカのグッドイヤーが硫黄による加硫方法を発見して以来、ゴム産業は一気に拡大しました。そして2000年代を超えた現在でも、この加硫は最重要工程となっているのです。

加硫の概要と未加硫ゴムとの違い

加硫は成形したゴムに硫黄を架橋剤として加えた後、熱（通常100～200℃）をかけて化学反応を起こさせ、ゴムの分子構造を変化させる工程です。加硫前のゴムは粘土のような粘り気ある物質ですが、硫黄との化学反応によってゴムの分子が連結し、粘質から変化した弾力性あるボディを得られます。

加硫前である未加硫ゴムの分子組織は鎖状です。引っ張ればすぐにちぎれる上に、一度変形すれば粘土のように形状が保持されます。また未加硫のままだと劣化が著しいというのも特徴のひとつです。

ここで加硫を行うことで、鎖状だったゴムの分子同士が網目状に連結していきます。この組織がゴムの弾性と耐熱性を産み出すのです。この化学反応を正しくは「架橋（かきょう）」といい、「硫黄を用いた架橋」を加硫と呼ぶようになりました。

2021年現在でも、硫黄を用いた加硫がゴム製造における主流の方法です。ただし硫黄は「二重結合を持った不飽和ゴムにしか使えない」「耐熱性、耐熱酸化性、耐圧縮永久ひずみ性が弱い」というデメリットもあります。

未加硫ゴムでも加硫が始まる？

上記では100～200℃ほとで加硫を行うとしましたが、実際には常温レベルで熱を加え続けても加硫が起こります。例えば加硫工程以前の押出・圧延工程での熱、夏場の暑い時期や温度が高い室内での保管などが原因です。

最終製品となる前の加工や貯蔵の段階で加硫が起きることを「スコーチ」といいます。もしくは「ゴム焦げ」や「早期加硫」です。「ゴムの賞味期限が決まる」という表現が近いのではないでしょうか。

もしスコーチが起きてしまうと、それ以上の加工が不可能となるばかりか、ゴム製品の品質が大きく低下します。

スコーチを防ぐ何よりの対策は、加硫前の材料の貯蔵は風通しが良く、温度管理が可能な冷暗所で行い、成形は消費期限内に行うことです。そのため、しっかりとした管理が必要となります。後述する「加硫促進剤」といった添加物を加えてスコーチの時間を伸ばすなどの対策も考えられます。

加硫に必須である「加硫促進剤」について

実は未加硫ゴムと硫黄だけでは化学変化が起きるまでに数時間～数十時間の時間要します。そのため、実際は「加硫促進剤」や促進助剤の添加が必要です。入れることで、通常の加硫時間よりも10分の1以下にすることもできます。加硫促進剤は、まさにゴムの大量生産には欠かせないものといえるでしょう。

加硫促進剤の添加は加硫速度の調整だけでなく、加硫ゴムの物性向上も目的としています。さまざまな加硫促進剤を組み合わせて使うのが一般的です。主な加硫促進剤は次のとおりです。