【徹底解説】熱可塑性エラストマーとシリコンの違いとは？

2025年1月3日2025年1月6日

熱可塑性エラストマーとシリコン、これらの素材の違いについて考えたことはありますか？日常生活の中で目にする様々な製品に使われているこれらの材料は、それぞれ異なる特性を持ち、用途も多岐にわたります。しかし、実際にはどのような違いがあるのか、どちらを選ぶべきか悩んでいる方も多いのではないでしょうか。

この記事では、熱可塑性エラストマーとシリコンの基本的な特性や、具体的な使用例、そして選び方までを詳しく解説します。これらの素材を正しく理解することで、あなたのプロジェクトや製品選びにおいて、より良い決断ができるようになるでしょう。さあ、一緒にその違いを探ってみましょう！

熱可塑性エラストマーとシリコンゴムの特性の違い

シリコンゴムと熱可塑性エラストマーの一番の大きな違いは、その成形方法となります。シリコンゴムは熱硬化性で高温加熱により硬化し、熱可塑性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。

熱可塑性エラストマーの特性と利点

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。また、塩素や臭素などのハロゲンが含まれて折らず、加工時には有害なダイオキシンが発生しません。高い品質だけでなく、地球環境にも配慮されたエコロジー素材です。

シリコンゴムの特性と利点

シリコンゴムの長所は、結合エネルギーが高く化学的に安定している点です。耐熱性に優れていて、耐寒性、電気絶縁性、撥水性も高い素材です。耐候性や耐オゾン性もあり、経年変化でひび割れや劣化が起きにくい特徴を持ちます。短所は機械的強度や耐摩耗性に劣る点と、特定の環境状態に弱い点です。

熱可塑性エラストマーとシリコンゴムの適切な選択基準

熱可塑性エラストマー（TPE）とシリコンゴムの選択は、その用途に応じた特性の理解が重要です。まず、TPEは耐摩耗性や耐油性に優れており、比較的低温環境においてその強みを発揮します。一方で、シリコンゴムは高温に対する耐性が高く、-60°Cから250°Cという広い温度範囲でその特性を維持できます。例えば、自動車部品や医療機器のように高温耐性が求められる場合、シリコンゴムが選ばれることが多いです。このように、選択基準は使用環境や必要な性能によって大きく異なるため、用途に適した素材を選ぶことが鍵となります。

用途別に見る選択基準

用途によって、熱可塑性エラストマーとシリコンゴムのどちらを選択すべきかが変わります。例えば、製品に高い伸縮性や耐薬品性が求められる場合は、エラストマーが適しています。シリコンゴムは、高い耐熱性や耐水性、耐薬品性を持ち、医療機器や自動車部品などで多く利用されています。これらの特徴を考慮に入れつつ、具体的な用途に応じた素材選びが重要です。このように、適切な素材選びは長期間の性能維持を可能にします。

条件に応じた素材の選び方

熱可塑性エラストマーやシリコンゴムの選択は、条件に応じた材料の特性を知ることに基づきます。例えば、耐熱性が特に必要な用途ではシリコンが優れており、その温度範囲は広いです。一方、TPEは低コストで加工がしやすく、特に射出成形の効率が高いことがメリットです。条件に合った素材の選択は、コストを抑えつつ必要な性能を満たすことを可能にします。具体的な条件を定め、それに応じた材料を選ぶことで、最適な結果を得ることが可能です。

加工方法とコストの違いを知る

加工方法とコストの違いを理解することは、熱可塑性エラストマーとシリコンゴムの選択において重要です。これらの材料はそれぞれ異なる加工プロセスを持ち、コストもそれに応じて変動します。ここでは、それぞれの加工方法とコストについて詳しく説明します。

熱可塑性エラストマーの加工方法とコスト

熱可塑性エラストマー（TPE）は、射出成形を用いて加工されます。この方法は、高温でエラストマーを溶かし、金型に注入して成形するプロセスです。TPEは、コスト効率が高く、エコロジーなメリットがありますが、その反面、耐熱性や耐油性が弱いという制約があります。一般的に、設備や技術力が必要であるため、製造業者選びには慎重さが求められ、初期投資は大きいかもしれませんが、大量生産に移行すればコストが低下するという利点があります。

シリコンゴムの加工方法とコスト

シリコンゴムは主に金型成形を使用して加工されます。シリコン素材はその特性上、様々な加工方法を受け入れやすく、製品の複雑さや数によってコストが異なります。一般的に、20万から30万円の金型費用がかかりますが、これにより高精度の製品が得られます。シリコンゴムは他の材料と比較しても製品コストが高くなりやすく、それに伴い費用の管理が重要です。しかし、シリコンゴムは耐熱性や耐化学性が高いため、特殊用途での需要があります。

エラストマーの分類と特徴

エラストマーは、一般的に熱可塑性エラストマーと熱硬化性エラストマーの2種類に分類されます。熱可塑性エラストマーは、加熱によって軟化し、冷却すると固まる特性を持つため、射出成形による成型加工が可能です。一方、熱硬化性エラストマーは、化学反応によって硬化し、熱や放射線などの環境因子に対して高い安定性を持っています。これにより、用途に応じた適切なエラストマーを選ぶことが可能となります。

熱可塑性エラストマーの特徴

熱可塑性エラストマー（Thermo Plastic Elastomer, TPE）は、加熱することで柔らかくなり、冷やすとゴム状に戻る性質を持ちます。この特性により、成形加工が容易であり、再加工も可能です。しかし、熱により流動性が出るため、耐熱性が劣るという欠点もあります。具体的には、スチレン系やオレフィン系などに分類され、それぞれが異なる物理的特性を持っています。

熱硬化性エラストマーの特徴

熱硬化性エラストマーは、二重結合を持たないため、加熱や放射線などの環境因子に強く、化学的に安定しています。このため、高温環境でも性能を維持できる点が特徴です。アクリルゴムやシリコーンゴムなどが代表的なもので、過酷な使用条件下でも信頼できる材料として利用されています。

製品設計における素材選びのポイント

製品設計において素材選びは、その製品の性能やコストに大きな影響を与えます。要点は、目的に合った素材を選ぶことで、製品の性能を最大化し生産コストを抑えることです。その理由として、素材の強度や耐久性、加工性が製品の品質に直接関わるためです。具体例として、製品が高温にさらされる環境で使用される場合は、熱伝導性や耐熱性に優れた素材を選ぶ必要があります。最終的に、素材選びは製品の信頼性を左右する重要な要素です。

熱可塑性エラストマーが適するケース

熱可塑性エラストマー（TPE）は、柔軟性と耐衝撃性に優れているため、様々な用途で使用されています。要点はその特性を活かして、衝撃吸収素材や柔らかいグリップ材として使われることです。この理由として、TPEは加工が容易で、リサイクルも可能であるため環境負荷を低減できる点が挙げられます。例えば、スマートフォンケースや家電製品のクッション材としての利用が一般的です。このように、TPEは多様な用途に対応できる素材として重要な役割を果たしています。

シリコンゴムが適するケース

シリコンゴムは、その優れた耐熱性と弾力性によって、多くの工業製品に利用されています。要点は、極端な温度変化に耐えられ、長期間にわたって劣化しにくいことです。これにより、シリコンゴムは高温環境や電子機器の保護材料として適しています。具体例としては、オーブンミットや自動車のパッキンに用いられています。結論として、シリコンゴムは過酷な使用条件下でも信頼性の高い素材として選ばれることが多いです。