LSRシリコーンとは？主な特性、用途、よくある質問

LSRシリコーンの紹介

• 定義:
  液状シリコーンゴム（LSR）は、優れた耐久性と精度が要求される様々な用途に使用される汎用性の高い高性能エラストマーです。硬化前は独特の流動性があり、金型への注入が容易なことで知られています。
• 構成:
  LSRは2つの部分からなるシステムである：
  • ベースポリマー:ポリジメチルシロキサン（PDMS）を主成分とし、シリコーンの柔軟性を提供する。
  • 架橋剤:シリコーンの硬化（または加硫）を促進し、液体から固体のゴム材料に変える化学剤。
  • 触媒:硬化を促進する物質で、必要な時間内にシリコーンが固まるようにする。

LSRの主要特性

• 耐熱温度:
  LSRシリコーンは高温と低温の両方に優れた耐性を持ち、一般的に-60°Cから+200°Cの範囲に及ぶ。このため、自動車エンジンや医療機器などの過酷な環境条件に適しています。
• 生体適合性:
  LSRは毒性がなく、オートクレーブ滅菌などの滅菌方法にも耐えられるため、医療用途によく使用される。人体組織と反応しないため、インプラントやカテーテルなど、人体に直接接触する器具に最適です。
• 光学的透明度:
  LSRは光学的に透明に製造できるため、照明やディスプレイのレンズなど、視認性が重要な用途に適している。
• 電気絶縁:
  LSRは優れた絶縁特性を備えているため、電圧や電流の流れに耐える必要がある電気部品に最適で、機器の安全性と寿命を保証します。
• 低圧縮セット:
  LSRシリコーンは低圧縮永久歪を示し、長時間の加圧下でも形状を保持します。この特性は、タイトなシールを維持することが重要であるシールやガスケットで特に重要です。

一般的なアプリケーション

• メディカル:
  LSRは、注射器、インプラント、シール、ガスケットなどの医療機器に広く使用されています。その生体適合性、滅菌の容易さ、柔軟性により、医療用途で安全性と機能性を兼ね備えた部品を作るのに理想的な材料となっています。
• 自動車:
  自動車業界では、LSRはシール、ガスケット、ホースに使用されています。高温や化学薬品に強いため、エンジン部品など過酷な条件にさらされる部品に最適です。
• コンシューマー・エレクトロニクス:
  LSRの光学的透明性と電気絶縁特性は、センサー、LED照明、スマートフォンやその他の電子機器の防水シールなどのデバイスに理想的です。
• インダストリアル:
  工業用途では、LSRは化学製造や加工産業など、高い耐薬品性と耐久性が要求される環境でのシールやガスケットに使用されています。

よくある質問と回答

A.製造上の課題

• 金型設計:
  LSRは硬化前は流動性があるため、金型の設計が難しい場合があります。適切な金型温度と圧力を確保することは、高品質で精密な部品を実現する上で非常に重要です。
• 収縮:
  LSRは硬化過程でわずかに収縮する傾向があり、最終部品の寸法精度に影響を与えることがあります。この収縮を金型設計と加工パラメータに考慮する必要があります。
• 接着:
  LSRは他の材料、特に金属やプラスチックとの接着が難しい場合があります。LSRと他の材料との接着性を向上させるには、プラズマエッチングやプライマーの使用などの表面処理が必要になることが多い。

B.コストと処理

• 材料費:
  LSRは一般的に、従来のゴム材料よりも高価である。しかし、耐熱性や生体適合性などの優れた特性により、特殊な用途では高いコストを正当化することができます。
• サイクルタイム:
  LSRの硬化時間は比較的速いが、それでも生産の均一性を確保するには精密な制御が必要だ。品質を犠牲にすることなくサイクルタイムを短縮することは、多くのメーカーにとって継続的な目標です。

C.パフォーマンスのトレードオフ

• 引裂強度:
  LSRは優れた引裂強度を持つが、極めて高い耐久性が要求される用途では、追加の補強材や別の材料の使用が必要になるかもしれない。
• 表面仕上げ:
  LSRは滑らかな表面仕上げが可能ですが、場合によっては、完璧な表面仕上げを実現するには、入念な金型準備と後処理技術が必要になることがあります。

イノベーションとトレンド

• 低温硬化 LSR:
  LSR技術における最近の発展のひとつに、低温硬化システムの登場がある。これらのシステムにより、メーカーはエネルギー消費を削減し、硬化プロセスの効率を向上させることができ、LSRの生産がより環境にやさしく、費用対効果の高いものになります。
• 環境に優しいグレード:
  製造業において持続可能性が重視されるようになるにつれ、LSRの環境に優しいグレードが開発されつつある。これらのグレードは、再生可能な資源を使用したり、製造時に発生する有害な副産物を最小限に抑えたりすることで、環境への影響を低減するように設計されています。

結論

LSRシリコーンは、高性能、高耐久性、高精度が不可欠な産業にとって理想的な選択肢となる、さまざまな優れた特性を備えています。医療機器から自動車部品、家電製品に至るまで、LSRは現代の製造業の変化する要求に応えるべく進化し続けています。加工技術や素材の革新が進むにつれ、LSRが多くの産業の未来を形作る上で重要な役割を果たすことは間違いありません。

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参考文献

1. ダウ・インク - 液状シリコーンゴム（LSR）製品技術