ニトリルゴム（NBR）の発注で指定すること——耐鉱物油用と耐ガソリン用、使ってはいけない液

この記事は、シール・パッキン・ホース・ダイヤフラムなど、工業用の部品材料としてのニトリルゴムを扱う。作業用の手袋の素材としての話はしない。部品を発注する側が、発注書と仕様書に何を書き、受け取るときに何を確かめるかに絞る。

NBR は「アクリロニトリルの量」で性格が変わる

原料ゴムの略号を決める JIS K 6397 は、NBR を「アクリロニトリルとブタジエンとのゴム状共重合体」としている^[1]。この二つの成分の割合が、NBR の性格を決める。

日本ゴム協会誌の解説（1990 年）は、NBR がアクリロニトリル量によって耐油性と耐寒性のバランスの異なる種々のものが得られること、硫黄加硫ができ加工性がよく機械的特性に優れることを特長に挙げ、用途としてホース、ガスケット、オイルシールなど油や燃料油に接触する部品を挙げている^[4]。同じ解説は、NBR が主鎖に二重結合をもつために、耐熱性、耐候性、化学的安定性などに本質的な限界がある、とも書いている^[4]。

アクリロニトリル量と性質の関係は、水素化ニトリルゴム（HNBR）の解説（1997 年）がはっきり書いている。HNBR は NBR と同様に、結合アクリロニトリル量の増大とともに耐油性は向上するが、耐寒性が低下するという相反関係にある^[5]。つまり「NBR」とだけ書いて発注すると、油に強い代わりに寒さに弱い配合が来るか、その逆が来るかを、仕入先に任せたことになる。

購買の立場で押さえるのは、NBR の中に性格の違う材料がいくつもある、という一点である。配合そのものの指定のしかた（性能で縛るか、配合を固定するか、変更を知らせてもらうか）と、硬さの測り方はゴム部品の材質と硬さの指定で扱った。この記事では NBR ならではの指定に絞る。

O リングの JIS では、NBR は用途で 2 系統に分かれる

O リングの JIS B 2401-1 は、O リングに使う材料を識別記号で分けている。NBR は次の 3 つである^[2]。

NBR-70-1
耐鉱物油用で、タイプ A デュロメータ硬さ A70 のもの（従来の 1 種 A）。

NBR-90
耐鉱物油用で、タイプ A デュロメータ硬さ A90 のもの（従来の 1 種 B）。

NBR-70-2
耐ガソリン用で、タイプ A デュロメータ硬さ A70 のもの（従来の 2 種）。

同じ「NBR 70」でも、鉱物油用とガソリン用は別の材料として扱われている。O リング以外のゴム部品でも、この区分は発注書の書き方の手本になる。接する液が潤滑油や作動油なのか、燃料なのかを書けば、仕入先は配合を選び違えにくい。O リングの識別コードの並べ方と外観の等級はO リングとガスケットの発注にまとめた。

規格に載っている耐油・耐寒の目安

JIS B 2401-1 の附属書 JD（参考）は、O リング材料の耐油性・耐寒性の物理的性質を表で示している。条件が材料ごとに違うので、条件と一緒に読む必要がある^[2]。

表は JIS B 2401-1 の表 JD.1 から NBR 系の値を抜き出したもので、附属書は参考扱いである^[2]。読み取れることは二つある。ガソリン用の NBR-70-2 は、TR10 の上限が －10 ℃で、耐鉱物油用の NBR-70-1（－15 ℃）より低温側が狭い。耐油を強くすると寒さに弱くなる、という先の関係がそのまま表に出ている。もう一つは、同じ NBR-70-1 でも、試験油が No.1 か No.3 かで許される膨潤の幅がまるで違うことである。油の種類を書かずに「耐油性あり」とだけ求めても、比べる基準が決まらない。

使える液・使えない液：材料選定指針の表

O リングのゴム材料の選定指針である JIS B 2410 は、表 2 で、使用流体ごとに流体中の最高連続運転温度の目安を示し、適さない組合せを「NG」としている^[3]。NBR（70 IRHD・90 IRHD）の行を抜き出すと次のとおりである。

この表の数字は一応の目安で、上限温度を超えると寿命が短くなると予想されること、攻撃性の強い作動油では上限を下げる必要があることが、注に書かれている^[3]。さらに、作動油に対する特性はベースのゴムの種類に大きく左右されるが、可塑剤・充てん剤・老化防止剤などの種類と量にも影響され、多量の可塑剤を用いたときには膨潤どころか逆に収縮する可能性もある、とある^[3]。表は選定の入口であって、合格の判定基準ではない。

NBR を使ってはいけない所

表で「NG」になっている組合せは、発注書や仕様書で明示的に避けるべき所である。具体的には次の二つが現場で起きやすい。

1. ブレーキ油の系統
JIS B 2410 は NBR をブレーキ油に適さないとしている^[3]。O リングの JIS でも、ブレーキ油用として名前が挙がっているのは EPDM（エチレンプロピレンゴム）で、その試験にはグリコール系のブレーキ液が使われている^[2]。鉱物油系やシリコーン系のブレーキ液・作動液では話が変わるので、液の種類を確かめてから材料を決める。保全で「同じ寸法の O リング」を手配するとき、油圧系の NBR を流用しないよう、使う系統を発注書に書く。

2. りん酸エステル系の難燃性作動油（HFDR）
鉱物油の作動油から難燃性作動油に切り替えた設備で、シールの材料を見直さずに NBR のまま使うと、指針の表では適さない組合せになる^[3]。作動油を替えたときは、シール材料の見直しを購買の手配に乗せる。

燃料についても注意がある。先の解説は、燃料油への膨潤や透過はアクリロニトリル含量の多いタイプや PVC とのブレンドで抑えられるが、メタノールを 15% 近く含む燃料油では NBR 系での対応は困難だ、と書いている^[4]。混合燃料に触れる部品は、燃料の組成を伝えて材料を決める。

屋外とオゾン：二重結合のある NBR の弱点

NBR の主鎖の二重結合は、耐候性の限界にもつながる^[4]。同じ解説は、耐候性の改良には PVC や EPDM とのブレンドが有効なことがよく知られている、と書いている^[4]。屋外に置かれる機器、日光やオゾンにさらされる位置のパッキンなどに NBR を使うなら、屋外で使うことを仕入先に伝え、耐オゾン性の配合を求める。

確かめ方は JIS K 6259-1（耐オゾン性の求め方）による。試験温度は 40±2 ℃、オゾン濃度はほかに規定がなければ 500±50 ppb（50±5 pphm）で、引張ひずみは 5〜20% などの段階から選ぶ^[7]。試験条件の選び方で結果が変わるので、仕様書には「JIS K 6259-1 の静的オゾン劣化試験、オゾン濃度・引張ひずみ・時間」まで書いて、合格の条件（き裂がないことなど）を決めておく。

熱が足りないとき：HNBR と FKM への切替え

NBR の耐熱を引き上げる手段として、配合と組み合わせて 15〜20 ℃程度の耐熱向上が期待できる耐熱性改良タイプがある、と解説は書いている^[4]。それでも足りない場合の候補が、NBR の二重結合を水素化した HNBR である。HNBR の解説（1997 年）は、商品化されているグレードのアクリロニトリル含有量が 17〜50% と幅広く、NBR と同じく耐油性と耐寒性が相反すること、要求される耐熱性・化学安定性のレベルでヨウ素価（残っている二重結合の量）を選び、耐油性・耐寒性のレベルでアクリロニトリル量を選ぶことを書いている^[5]。

JIS B 2410 の表では、HNBR はエンジン油で 130 ℃、NBR は 100 ℃が目安になっている^[3]。さらに高い温度、または燃料・薬品の条件が厳しいなら、フッ素ゴム（FKM）が候補になる。ただし FKM は低温とブレーキ油に弱く、NBR からの置き換えが常に上位互換になるわけではない。水・蒸気・グリコール系のブレーキ液の系統ならEPDMの領域である。

発注書と仕様書に書くこと

ここからは規格の要求ではなく、発注する側としての提案である。NBR の部品で、仕入先と認識をそろえるために書いておきたい項目を並べる。

1. 原料ゴムと用途の区分
「NBR（耐鉱物油用）」「NBR（耐ガソリン用）」のように、用途の区分まで書く。O リングなら識別記号（NBR-70-1 など）で書く^[2]。

2. 接する液と温度
油の銘柄、作動油の種類（鉱物油系か難燃性か）、燃料の組成、最高温度と最低温度。

3. 屋外かどうか
日光・オゾンにさらされるなら、耐オゾン性の確認試験を求める^[7]。

4. 耐液性の確認
実際の液での浸せき試験を JIS K 6258 で求める。この規格は、実際に用いている液体で使用条件を再現する場合、試験温度を使用温度と同じか少し高く選ぶとしている^[6]。

5. 配合を変えるときの連絡
同じ「NBR」でも配合で性質が変わるので^[3]、変更時は事前に知らせてもらう取り決めを入れる。

受け入れるときに確かめること

浸せき試験の結果を受け取ったら、まず条件を見る。JIS K 6258 は、浸せき時間を 24 時間、72 時間、7 日間などから選ぶこと、液体がゴムに浸透する速さは温度・ゴムの種類・液体の種類によって違うので、仕様確認には時間による変化を見ることが望ましいことを書いている^[6]。体積変化率は 3 個の試験片の中央値で表す^[6]。

成績書で見る順は次のとおりである。試験液が実際の液か標準の試験油か、温度と時間が仕様どおりか、体積変化率・硬さ変化・引張強さの変化が取り決めた範囲に入っているか。標準の試験油の結果だけで、実際の作動油での挙動を判断しないことも大切である。指針の表が「一応の目安」としているとおり^[3]、最後は実液で確かめる。

シールの漏れが気になる箇所では、部品単体ではなく組み立てた状態での確認も考える。漏れの試験の決め方は気密試験・リークテストを仕様に入れるときで扱った。

注文書の書き方の例

決まった様式はない。発注側として書いておきたい内容を一つの例にまとめる。

「材質：NBR（耐鉱物油用、JIS B 2401-1 の NBR-70-1 相当）、タイプ A デュロメータ硬さ A70。使用流体：鉱物油系作動油（ISO VG46）、使用温度 －10〜80 ℃。屋内使用。実使用の作動油による浸せき試験（JIS K 6258、80 ℃、72 h）の体積変化率・硬さ変化を初回に提出すること。配合・原料ゴムの変更は事前に連絡し承認を得ること。」

よくある質問

「耐油ゴム」と書けば NBR になりますか

なりません。耐油性のあるゴムは NBR のほかにも、HNBR、フッ素ゴム、アクリルゴムなどがあり、O リングの JIS だけでも複数の材料が並んでいる^[2]。NBR と決めるなら原料ゴムの略号を書き、さらに耐鉱物油用か耐ガソリン用かまで書く。

ブレーキ液の配管に NBR の O リングを使ってよいですか

JIS B 2410 の表では、NBR はブレーキ油に適さない（NG）とされている^[3]。ブレーキ油用として O リングの JIS に名前があるのは EPDM で、試験はグリコール系のブレーキ液で行う^[2]。鉱物油系・シリコーン系の液なら別に確かめる。

低温の屋外設備で NBR を使えますか

材料選定指針の低温使用限界温度の目安は －30 ℃である^[3]。ただし耐油を強くした配合ほど低温に弱くなり^[5]、屋外ではオゾンへの配慮も要る^[4]。最低温度と屋外であることを仕入先に伝え、低温とオゾンの両方の確認を求める。

まとめ

NBR は、アクリロニトリルの量で耐油性と耐寒性が逆向きに動く材料で、「NBR」と書くだけでは一つに決まらない。O リングの JIS は耐鉱物油用と耐ガソリン用を分けており、発注書でもこの区分まで書く。鉱物油系の油やグリースには広く使えるが、ブレーキ油とりん酸エステル系の難燃性作動油には適さない。二重結合を持つため、耐熱と屋外での耐候に限界があり、熱が足りなければ HNBR や FKM、水・グリコール系のブレーキ液なら EPDM を検討する。接する液と温度を書き、実際の液での浸せき試験と、屋外なら耐オゾン性の試験を求め、配合変更の連絡を取り決めておく。

同じ束では、水・蒸気・グリコール系のブレーキ液に使う EPDM、耐熱と耐薬品に使うフッ素ゴム（FKM）、スポンジゴム、フッ素樹脂の PVDF の発注も扱う。オイルシールの発注はオイルシール JIS B 2402 の発注で指定することを参照してほしい。

出典・参考資料

1. JIS K 6397:2005 原料ゴム及びラテックスの略号（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2005 年 12 月 20 日改正・2025 年 6 月 20 日確認）
2. JIS B 2401-1:2012 O リング－第 1 部：O リング（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2012 年 3 月 21 日制定・2026 年 6 月 22 日確認）
3. JIS B 2410:2005 O リング－ゴム材料の選定指針（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2005 年 3 月 20 日制定・2024 年 10 月 21 日確認）
4. 杉長俊「ニトリル系ゴムの機能性向上」日本ゴム協会誌 63 巻 6 号（日本ゴム協会／1990 年）
5. 相村義昭「水素化ニトリルゴムの基本特性と応用」日本ゴム協会誌 70 巻 12 号（日本ゴム協会／1997 年）
6. JIS K 6258:2016 加硫ゴム及び熱可塑性ゴム－耐液性の求め方（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2016 年 8 月 22 日改正・2021 年 10 月 20 日確認）
7. JIS K 6259-1:2015 加硫ゴム及び熱可塑性ゴム－耐オゾン性の求め方－第 1 部：静的オゾン劣化試験及び動的オゾン劣化試験（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2015 年 9 月 24 日制定・2025 年 10 月 20 日確認）

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