【知っておきたい】エラストマーとシリコーンの違いとは？

2024年12月11日

日常生活で使用する製品の中には、私たちが普段意識することのない材料が使われています。その中でも特に注目すべきは、エラストマーとシリコーンという二つの素材です。これらはそれぞれ異なる特性を持ち、多様な分野で活躍していますが、実際にはどのような違いがあるのでしょうか？本記事では、エラストマーとシリコーンの基本的な特性や用途、さらにはそれぞれの利点と欠点について詳しく解説します。素材選びの参考にしていただければ幸いです。

エラストマーとシリコーンゴムの特性と違いを徹底解説

エラストマーとシリコーンゴムは、それぞれ異なる特性を持ち、様々な用途で使用されています。エラストマーは伸縮性に優れ、温度や化学薬品に対する耐性を持つことがその特徴です。一方、シリコーンゴムは高い耐熱性、耐水性、耐薬品性を特徴とし、自動車や医療、食品衛生の分野で広く活用されています。これらの違いを理解することで、用途に応じた適切な材料選びが可能となります。

エラストマーの基本特性とその種類

エラストマーは、ゴムに似た弾性を持つ高分子で、柔軟性があり、弾力性に優れることが特徴です。代表的なものとして熱可塑性エラストマー（TPE）があり、射出成形が可能で使用しやすい材料です。熱可塑性エラストマーには、オレフィン系やスチレン系があり、それぞれ耐熱性や弾性が異なります。この特性により、エラストマーは様々な製品に適用され、例えば自動車パーツや電子機器の部品として使用されています。

シリコーンゴムの特性と用途

シリコーンゴムは、耐熱性をはじめ、耐水性、耐薬品性、耐候性、耐寒性、耐オゾン性に優れることが特徴です。これらの優れた特性により、自動車やOA機器、さらには食品衛生や医療などの分野で利用されています。私たちの身の回りでも、シリコーンゴムを基材としたり部品に使用した製品が多く存在します。

エラストマーとシリコーンゴムの比較

エラストマーとシリコーンゴムの一番の大きな違いは、その成形方法となります。シリコーンゴムは熱硬化性で高温加熱により硬化し、エラストマーは高温加熱により軟化し流動性を帯び冷やすと硬化するという性質の相違により、相互のメリット、デメリットが発生します。例えば、シリコーンゴムは高温環境下でも使用可能である一方、エラストマーは柔軟性を保ちながら複雑な形状にも適用しやすいです。

エラストマーシリコーンの用途と適用事例

エラストマーとシリコーンは、その耐熱性や耐溶融性に優れているため、多様な用途で使用されています。特に、自動車部品やシール材料、耐熱性が求められる製品の製造に利用されています。例えば、エラストマーはクレジットカードマシンやコンピュータ、クロノグラフ、トレッドミルのボタン、マッサージチェアのコントロールパネルなどで広く使われています。これらの材料が持つ耐水性、耐薬品性、耐候性、耐オゾン性、耐寒性から、製造現場でも多く活用されています。このように、エラストマーとシリコーンは、その優れた特性により、多岐にわたる産業で重要な役割を果たしています。

エラストマーシリコーンの一般的な用途

エラストマーとシリコーンは、その用途によって材料の性質が異なることがあります。一般的に、エラストマーは高い耐熱性を持ち、自動車産業などでのシール部品に使われることがあります。シリコーンは柔軟性と生体親和性に優れており、人工関節や医療用具など医療機器に広く使用されています。これにより、エラストマーとシリコーンは、その特性を活かして多様な製品の製造に適用されています。

産業別の具体的な適用事例

エラストマーとシリコーンの適用事例は、産業によって異なります。例えば、製造業ではエラストマーが生産性向上のための設備投資として利用され、農業ではAIを用いた効率的な農薬散布が行われています。また、医療・福祉分野ではテレワーク導入事例を基に業界の特性に応じたソリューションが提供されています。これにより、エラストマーとシリコーンは、各産業のニーズに応じた柔軟な対応を可能にしています。

熱硬化性エラストマーと熱可塑性エラストマーの違い

エラストマーには、熱を加えても軟化しない「熱硬化性エラストマー」と、熱を加えると軟化し、冷やせばゴム状に戻る「熱可塑性エラストマー」があります。熱硬化性エラストマーは、一次成形後は形状が固定されるため、耐熱性や耐化学薬品性に優れています。一方、熱可塑性エラストマーはリサイクルが可能で成形が容易であり、幅広い用途で使用されています。この違いにより、用途に応じた適切な選択が求められます。

熱硬化性エラストマーの特徴と利点

熱硬化性エラストマーは素材の種類や組成比を変えることで、分子設計を変更できます。これにより、耐摩耗性、耐候性、低温特性、耐オゾン性、耐油性、引き裂き強さ、引張強さなどに優れています。高温、熱水、水蒸気、酸、アルカリなどに対する耐性が劣る一方で、耐摩耗性や耐化学薬品性が要求される用途において有利です。

熱可塑性エラストマーの特徴と利点

熱可塑性エラストマー（TPE）は、素材のほとんどをリサイクルすることができます。加工時に有害なダイオキシンが発生せず、環境に配慮されたエコロジー素材です。リサイクル可能なため、持続可能な素材として評価され、高品質な製品製造に寄与しています。自動車部品や医療機器、日用品などで幅広く使用されています。

用途に応じた選び方のポイント

エラストマーを選ぶ際には、その素材の特性を理解することが重要です。特にシリコーンとの違いに注目すると、シリコーンは高温加熱で硬化し、広範囲の温度で使用可能です。一方、熱可塑性エラストマーは、柔軟な成形が可能であり、複雑な形状の製品にも適しています。使用目的に応じて、適切な素材を選択することが大切です。

TPEとシリコーンゴムの選択基準とその理由

エラストマーの選択において重要な要素は、その使用される環境や目的に応じて適切な特性を持つことです。TPE（サーモプラスチックエラストマー）は、弾性率や弾性回復性に優れており、耐摩耗性や耐油性といった特長を持っています。一方、シリコーンゴムは高性能であり、その組成が純粋であるため安全性が高いとされています。例えば、医療用途ではシリコーンゴムが多く用いられ、長期間の耐久性が求められる用途に適しています。このように、それぞれの材料の特性を考慮して選択することが重要です。

素材選びにおける重要なポイント

素材選びの際には、初期コストだけでなく、長期的な使用に耐えられるかを考えることが重要です。耐久性や耐洗性、メンテナンスのしやすさも考慮に入れる必要があります。例えば、安価な素材でも頻繁に交換が必要だと総コストが高くなり、長期的には高価な素材を使用する方が経済的な場合があります。また、見た目や触感だけでなく、機能面でも求められる特性を持っているかも確認することが大切です。

TPEとシリコーンゴムの比較と選択基準

TPEとシリコーンゴムを選ぶ際には、それぞれの長所を把握することが不可欠です。TPEは柔軟性と耐久性に優れ、一部の医療用途ではシリコーンよりも優れたリサイクル性を持っています。一方、シリコーンゴムは耐熱性や耐候性に優れ、TPEにはない特長があります。例として、シリコーンは高温環境での使用に適しており、TPEは衝撃吸収やクッション性のある製品に向いています。このように、使用条件に応じた選択が重要です。

エラストマーシリコーンの導入におけるコストと耐久性の考慮点

エラストマーとシリコーンを比較する際、導入におけるコストと耐久性が大きな要点となります。エラストマーは一般的に低価格であり、多様な産業で使用されていますが、耐熱性や反復使用による疲労耐性で劣ることがあります。具体的には、自動車や建築業界での使用において、エラストマーは費用効果が高いものの、長期的な耐久性を考慮する必要があります。一方、シリコーンは耐熱性や耐久性に優れ、電気絶縁性も保持しているため、その結果として製品の寿命が延び、メンテナンスコストも削減されるという利点があります。要点として、使用環境や要求性能に応じた材料選定が重要です。

コスト面での注意点と最適化方法

エラストマーとシリコーンの選定において、コストは重要なファクターです。エラストマーは初期コストが低い傾向にありますが、シリコーンは耐久性のために長期的にはコスト削減に寄与します。注意すべきは、複雑な形状の成形において、エラストマーはコスト増となる場合があります。このような場合、成形条件や素材の選択を最適化することでコストを抑えることが可能です。具体的な例として、射出成形時間の短縮や効率的な材料の利用があります。要点としては、製品の特性に応じた適切な成形方法を選ぶことが重要です。

耐久性に関する評価と選定基準

エラストマーとシリコーンの耐久性は使用目的に大きく影響します。シリコーンは弾性に富み、耐寒性や耐熱性に優れているため、多種多様な環境下での使用が可能です。一般的に、耐熱試験後の特性変化を基準に素材選定を行います。具体的な例として、医療機器や高温環境での適用が挙げられます。耐久性評価では、加熱や薬品による影響を考慮しつつ、製品試験との定量的な相関を検討することが必要です。要点として、特定の用途に適した素材を選ぶことで、製品の信頼性と寿命を確保することができます。