用途に適したシリコーングレードの選択

1.シリコーンの紹介とその汎用性

シリコーンは、ケイ素、酸素、炭素、水素を主成分とする合成ポリマーである。卓越した柔軟性、優れた耐熱性、優れた化学的安定性、高い生体適合性などの顕著な特性により、産業界全体で使用される最も汎用性の高い材料の一つとして際立っています。これらの特性により、シリコーンは台所用品や医療機器から自動車部品や電子機器に至るまで、幅広い用途に適している。

明確にしておく、 シリコーン と混同してはならない。 シリコン化学元素のひとつである。シリコーンは、シロキサン（ケイ素原子と酸素原子が交互に並んだ骨格）の繰り返し単位からなるポリマーであり、これがシリコーンに独特の特性と柔軟性を与えている。

シリコーンをさらにユニークなものにしているのは、特定のニーズに合わせてさまざまなグレードにカスタマイズできることだ。医療機器に必要な純度であれ、工業部品に必要な耐久性であれ、最適な性能を確保するためには適切なシリコーングレードを選択することが重要です。このガイドでは、アプリケーションの要件に基づいて適切なシリコーングレードを選択する方法を理解するのに役立ちます。

2.なぜグレード選択が重要なのか

シリコーンの正しいグレードを選択することは、単なる技術的な問題ではなく、製品全体の性能、寿命、安全性に直接影響します。グレードを間違えると、性能基準を満たせなかったり、コンプライアンス上の問題が生じたり、あるいは安全上の危険が生じたりする可能性があります。例えば、医療用インプラントに工業用グレードのシリコーンを使用すると、純度や生体適合性が低いため、体内で副作用を引き起こす危険性があります。

一方、重要でない用途に高グレードのシリコーンを選択すると、付加価値を提供することなく生産コストを大幅に増加させ、資源の無駄遣いになりかねません。シリコーングレードの選択に影響する要因を理解することで、品質、性能、費用対効果のベストバランスを得ることができます。

重要なのは "高級 "は必ずしも "より良い "を意味しないむしろ、それは次のような意味である。 用途に合う.用途に合ったシリコーングレードを選ぶことが重要です。

3.シリコーン・グレードの概要

シリコーンのグレードは、用途によって大きく異なります。以下は、シリコーンの最も一般的なグレードとその用途の詳細な内訳です：

• 工業用グレード:
  一般的な工業用途によく使用される工業用シリコーンは、耐久性とコスト効率に優れていますが、一般的に食品用や医療用のシリコーンに比べて純度が低くなっています。極端な純度や生体適合性が要求されない機械部品、シール、ガスケットなどの製品に最適です。しかし、グレードが低いため、よりデリケートな環境での使用が制限される場合があります。
• 食品グレード:
  このグレードは、特に食品接触用途の厳しい基準を満たすように設計されています。食品グレードのシリコーンは、以下のFDAのような規制機関によって認定されています。 21 CFR 177.2600これは、食品と接触して繰り返し使用されることを意図したゴム製品に適用される。台所用品、ベーキングマット、食品加工用シールなどによく使用されている。有害な化学物質を含まず、食品の味や安全性を損なわないよう、厳しい安全基準を満たさなければならない。
• メディカルグレード:
  医療グレードのシリコーンは生体適合性を考慮して配合されており、インプラントや医療用チューブ、カテーテルなどの器具に最適です。シリコーンは、以下のような純度と安全性に関する厳しい基準を満たす必要があります。 USPクラスVI のような国際的な基準もある。 ISO 10993 生体適合性試験のために、人体と接触したときに有害な反応を引き起こさないことを確認します。医療グレードシリコーンの製造工程では、汚染物質や不純物がないことを保証するために、より厳格な管理が行われます。
• 難燃グレード:
  このグレードのシリコーンは、高温に耐え、火災が発生しやすい環境での発火を防ぐように設計されています。自動車部品、航空宇宙部品、建築材料など、火災安全性が要求される用途に使用されます。難燃性シリコーンは、次のような特定の火災安全基準を満たすように配合されています。 UL94 V-0.さらに、以下のような他の規格に準拠している場合もある。 連邦航空法25.853 (航空宇宙燃焼性）と IEC 60695 (電気火災安全)であるため、耐火性が最優先される用途では重要な選択肢となる。
• 高強度/高引裂強度グレード:
  ガスケット、インフレータブルシール、その他の高応力部品など、優れた耐久性が要求される用途には、高強度シリコーングレードが最適です。これらのシリコーンは引き裂きに強く、柔軟性が強化されているため、過酷な研磨環境での使用に最適です。
• 専門グレード:
  これらのシリコーンには、耐スチーム性、低温性能、電気絶縁性などの独自の要件を満たすように設計されたものが含まれます。 フルオロシリコーン-シリコーンをフッ素原子で変性し、耐薬品性と耐燃料性を向上させたもの。特殊グレードは、エレクトロニクス、自動車、航空宇宙など、標準的なシリコーングレードでは必要な性能が得られない可能性がある産業に不可欠です。

4.グレード選択の主な要因

用途に適したシリコーングレードを選択する際には、以下の重要な要素を考慮してください：

• 使用目的:
  最初のステップは、アプリケーションの機能要件を特定することです。例えば、医療機器には高い生体適合性と純度が求められるため、医療グレードのシリコーンが最適です。一方、オーブン用の高温シールには、高強度で耐熱性のあるシリコーンが必要かもしれませんが、医療グレードの基準を満たす必要はありません。
• 環境条件:
  シリコーンのグレードによって、極端な温度、化学薬品、紫外線暴露、オゾンなどの環境要因に対する耐性が異なります。例えば、オートクレーブやスチーマーなど、高熱や蒸気にさらされる用途では、耐スチームグレードが不可欠です。
• 規制遵守:
  規制への適合は、特に食品や医療用途では重要な検討事項です。選択するシリコーングレードが、以下のような関連規制基準を満たしていることを確認してください。 食品医薬品局 食品用または USPクラスVI そして ISO 10993 医療機器のための。規制要件は地域によって異なることに注意。 欧州食品安全機関（EFSA） は、欧州における食品接触材を規制している。規制に従わない場合、重大な安全性リスクや法的結果を招く可能性があります。
• 機械的特性:
  シリコーンの機械的特性、例えば硬度（硬度計で測定される。 ショアAスケール)、伸度、引裂強度、柔軟性など、用途の要求に合致する必要があります。例えば、自動車部品には柔軟性のある高強度シリコーンが必要ですが、食品加工用シールには気密性を確保するため、よりソフトで柔軟性のある材料が必要です。シリコーン用途の一般的なショアA硬度の範囲は、次のとおりです。 20（ソフト） への 70（ハード）.
• コストと入手可能性:
  高級シリコーン（医療用など）は優れた性能を発揮する反面、価格も高くなります。必要な性能と予算を天秤にかけることが重要です。クリティカルでない用途では、工業用グレードのシリコーンがはるかに低コストで十分な性能を発揮する可能性があります。また、特にリードタイムが長くなる可能性のある特殊グレードについては、サプライチェーンの要因も考慮してください。

メディカルグレードシリコンチューブ

5.例と応用表

より明確な理解のために、ここにシリコーングレード、その典型的な特性、用途、および一般的な認証/規格の概要表を示します：

6.結論と実践的ヒント

用途に適したシリコーングレードを選択することは、製品が最適な性能を発揮すると同時に、安全性と規制要件を満たすために極めて重要です。常に材料サプライヤーや専門家と緊密に協力し、お客様の具体的なニーズに基づいて適切なグレードを選択するよう指導してください。

最終決定を下す前に、サンプルまたは技術データシートを請求し、シリコーングレードがアプリケーションの機能要件を満たしていることを検証するためのテストを実施してください。プロトタイピングと繰り返しテストを行うことで、予期せぬ問題を早期に発見し、コストのかかるエラーを回避することができます。

どのシリコーングレードがお客様の用途に最も適しているかわからない場合は、お気軽にお問い合わせください。 連絡する にご相談ください。お客様の具体的なニーズに基づいて適切な材料を選択し、必要な安全基準と性能基準をすべて満たすようお手伝いします。

参考文献

1. FDA 21 CFR 177.2600 - 繰り返し使用されるゴム製品
2. 米国薬局方プラスチック-生物学的反応性試験、USPクラスVI