シリコーンゴムと熱可塑性エラストマーの違いとそれぞれの成形技術

シリコーンゴムと熱可塑性エラストマーの概要

シリコーンゴムと熱可塑性エラストマー（TPE）は、どちらも弾性特性を持つポリマー材料です。
これらの材料は、柔軟性、耐熱性、耐候性、化学的耐性などの特性が求められる用途でよく使用されますが、その特性や製造工程には違いがあります。

シリコーンゴムの特徴

シリコーンゴムは、シリコーンポリマーが主成分となる合成ゴムです。
高温下でも安定した柔軟性を持ち、耐熱温度は200℃以上に達することがあります。
また、低温環境においても弾性を失わず、電気的特性にも優れています。
さらに、耐薬品性や耐紫外線性にも優れており、医療機器、家庭用品、自動車部品など幅広い分野で使用されています。

熱可塑性エラストマーの特徴

一方、熱可塑性エラストマー（TPE）は、熱可塑性樹脂とゴム状の成分を組み合わせた材料です。
その特徴としては、加熱することで塑性変形が可能で、冷却することで固化する性質があることが挙げられます。
この特性により、リサイクルや成形加工が非常に容易です。
耐久性や耐摩耗性に優れており、自動車、電子機器、スポーツ用品、家庭用品などで広く利用されています。

シリコーンゴムと熱可塑性エラストマーの違い

これらの材料の違いは、主に化学構造、物理的特性、加工方法、耐候性、用途において見られます。

化学構造の違い

シリコーンゴムは、シロキサン結合（Si-O-Si）を基本骨格とする化学構造を持っています。
この結合は非常に安定であり、高温や化学薬品に対する耐性を提供します。

一方、熱可塑性エラストマーは分子構造中にエラストマーセグメントとプラスチックセグメントを持っています。
これにより、加熱するとプラスチックのように流動性を示し、冷却するとエラストマーのように柔軟性を示します。

物理的特性の違い

シリコーンゴムは、温度変化に強く、常温から高温までその柔軟性を保ちます。
また、長期間に渡る使用でも物理特性が変化しにくいのが特徴です。

一方、熱可塑性エラストマーは、一般に耐久性や耐摩耗性に優れていますが、シリコーンゴムと比べると高温に対する耐性はやや劣ります。
しかし、リサイクル性の高さや成形時の加工性に優れているため、費用対効果の面で多くの産業で重宝されています。

それぞれの成形技術

シリコーンゴムと熱可塑性エラストマーの成形には、それぞれの特性を最大限に活かした独特の技術が用いられます。

シリコーンゴムの成形技術

シリコーンゴムの成形には主に加硫成形法が用いられます。
加硫成形では、未加硫のシリコーンゴムを金型に入れ、熱と圧力を加えることで化学反応を促進し、成形と同時にゴムの特性を強化します。
主な成形方法としては、インジェクション成形とコンプレッション成形があります。

インジェクション成形は、大量生産に向いており、高精度な形状を効率的に成形することが可能です。
コンプレッション成形は比較的シンプルな形状のものや、厚みのある製品に適しています。

熱可塑性エラストマーの成形技術

熱可塑性エラストマーの成形は、一般的に射出成形が行われます。
この方法では、加熱により溶融状態にしたTPEを射出機で金型に流し込み、冷却して固化させます。

射出成形は、製品の複雑な形状を正確に成形できるため、細かなディテールや多様なデザインが求められる製品にも適応可能です。
また、射出成形技術は成形サイクルが速く、大量生産に向いている点も生産効率を上げる重要な要素です。

用途と選び方のポイント

シリコーンゴムと熱可塑性エラストマーを選ぶ際には、その特性を理解し、用途に応じて最適な材料を選ぶことが重要です。

シリコーンゴムが適する用途

シリコーンゴムは、耐熱性や耐薬品性を重視する用途で特に有用です。
例えば、自動車のエンジンルーム内のゴム部品に使用することで、高温にさらされても性能が低下しにくい利点があります。
また、医療用途においても生体適合性が求められるため、シリコーンゴムは広く使用されています。

熱可塑性エラストマーが適する用途

熱可塑性エラストマーは、リサイクル性や成形のしやすさを重視する用途で活躍します。
家庭用品やスポーツ用品、電子機器のカバーなど、複雑な形状を求められる製品において、その柔軟性と成形の容易さが利益をもたらします。
また、エラストマーとしての耐久性とリサイクルのしやすさは、環境に配慮した製品開発においても選ばれる基準となっています。

まとめ

シリコーンゴムと熱可塑性エラストマーは、それぞれ特性や加工方法が異なるものの、いずれも多様な用途に対応できる優れた材料です。
その選択や用途の決定においては、期待される性能や加工環境、コストなどを総合的に考慮する必要があります。
これにより、製品の品質を向上させながら、効率的な生産を実現することが可能になります。