本技術ガイドでは、さまざまな市場で幅広い用途を持つ、最も広く使用されている合成エラストマーまたはポリマーの一つであるシリコーンゴムの市場特性、各種タイプ、および製造方法について解説しています。.
組成と基本特性
シリコーンゴムは、シリコン-酸素骨格（Si-O）を主鎖とし、そこに有機側鎖（通常はメチル、ビニル、またはフェニル）が結合した構造をしています。この無機的な安定性と有機的な柔軟性を兼ね備えた独自の組み合わせにより、シリコーンゴムは「半有機」という独自の構造を有しています。.
これらの材料の主な特徴は、次のように説明できます。
- 耐熱性：これらの材料は、-60℃から+260℃の範囲で連続使用が可能です。特定の配合では、-100℃から300℃までの温度範囲での使用が可能です。.
- 優れた耐薬品性および耐候性：これらの材料の耐薬品性には、オゾン、紫外線、酸素に対する高い耐性に加え、さまざまな化学物質に対する耐性も含まれます。.
- 優れた電気絶縁性：これらの材料は誘電強度が極めて低いものの、優れたコロナ放電耐性を備えています。.
- 医療および食品用途に適しています：これらの素材は無毒かつ無臭であるため、医療用接触部品や食品製品に使用できます。.
- 優れた温度範囲における柔軟性の維持：これらの材料は、幅広い温度範囲にわたって柔軟性と圧縮永久歪み抵抗性を維持することができます。.
シリコーンゴムの分類と種類
シリコーンゴムは、硬化方法や化学組成によって分類することができます。.
硬化方法
高温加硫（HTV）：150 °C以上の温度で架橋反応により硬化する。300 °C以上の温度環境に適している。.
室温硬化（RTV）：室温（周囲温度）で硬化する。2つの形態がある。1液型（RTV-1）は単一成分のみからなり、2液型（RTV-2）は両方の成分を含む。.
液体シリコーンゴム（LSR）：複雑な部品の射出成形用に、プラチナ系硬化処理を施した低粘度の2液性材料として製造されています。.
化学成分およびグレード
ビニルメチルシロキサンゴム（VMQ）：最も広く使用されている種類であり、圧縮永久ひずみに対する耐性に優れています。.
フッ素シリコーンゴム（FVMQ）：これらの材料は、溶剤、油、燃料に対して優れた耐性を備えており、航空宇宙および自動車市場に最適です。.
フェニルシロキサンゴム（PMQ、PVMQ）：これらのシリコーンは、他のシリコーングレードと比較して、低温（-120 °C）での柔軟性に優れています。.
スペシャリストグレードには、難燃性（MF775）、FDA準拠、導電性、および金属検知可能なシリコーンが含まれます。.
製造プロセスの概要
ステップ1 - 原材料の準備
シリコンは、石英や砂を精製して得られる極めて高品質なものでなければなりません。これらは加水分解処理を経て、すべてのシリコーンゴム製品の基礎となる構成要素であるシロキサン結合を形成します。 その後、所望の特定の結果を得るために、硬化剤、充填剤、顔料などの添加剤を配合し、ポリマーと混合して、所望の特性を形成する必要があります。.
シリコーン製造プロセスの重合段階では、精製された原料、特にオクタメチルシクロテトラシロキサン（DMC）を、適切な分子量と構造特性を得るために、所定の温度、時間、圧力が達成されるまで、製造用反応器内で処理する。 したがって、シリコーン混合物全体に添加剤を適切かつ均一に分散させるためには、十分な撹拌を行う必要があります。.
シリコーン混合物を成形機に投入し、以下に説明する4つの製造方法のいずれかを用いて成形する必要があります：
- 押出成形 - チューブやシールなど、長期間使用される製品の製造に用いられます。.
- 圧縮成形 - Oリングなど、高い精度が求められる製品。.
- 射出成形 - 大量生産される複雑な部品の製造に適しています。.
- カレンダー加工 - シリコーンのシートやフィルムを製造するために用いられる。.
用途
自動車・航空宇宙: 極端な温度や腐食性の高い流体に耐えなければならないガスケット、シール、ホース、および防振装置 医療機器: 生体適合性と耐滅菌性に優れたチューブ、インプラント、手術器具、およびシール エレクトロニクス産業: EMIシールド部品、導電性ゴム、キーボード用接点、および高電圧用途向けの絶縁材 建設部門: 柔軟性と耐候性を維持するシーラント、接着剤、およびウェザーストリップ 食品加工: 衛生用途向けのFDA承認済みガスケット、シール、およびチューブ
接着性を高めるプライマー技術
シリコーン系プライマーは、シリコーンゴムとさまざまな基材との間に強固な接着を実現するために不可欠です。これらのプライマーは、通常、 シランおよびシロキサン化合物 有機溶媒中では、不活性な基材の表面エネルギーを変化させることで、接着促進剤として機能する。.
応募要項：
- 下地の準備：すべての下地を準備し、異物を完全に除去し、乾燥させ、清浄な状態にしておく。.
- プライマーの塗布：ブラシ塗り、スプレー、または浸漬により、表面にプライマーを薄く（1～10 μm）塗布してください。.
- 溶剤の乾燥・硬化：接着を行う前に、溶剤を除去する必要があります。これは、溶剤を自然蒸発させる方法［10分～2時間］、および／または熱処理［100～150 °C］のいずれか、あるいは両方を用いて行い、接着性を向上させます。接着強度は時間の経過とともに高まります。;
シリコーンゴム製品は、最適な接着強度を得るために、ELASTOSIL® AUX G 3243 およびトルエンフリーの G 790 に対して、規定の時間内に接着する必要があります。 また、金属、プラスチック、セラミック、ガラスの表面に非常に強固に接着することができ、最大接着強度に達するまでには数日かかる場合があります。.
選定における考慮事項
特定の用途にシリコーンゴムを選定する際には、いくつかの要素を考慮することが重要です：
- 温度：その特定の動作温度がどの程度極端なものか、またその温度状態がどの程度の頻度で発生するか、という両方の観点から検討する必要があります。.
- 化学物質：シリコンが使用する液体（流体）、油、またはプロセス用溶剤の種類。.
- 規制への準拠：FDA、UL、またはその他の業界規制を考慮してください。.
- 物理的特性：これには、シリコーンに求められる最低硬度、引張強度、引裂強度、および伸び率が含まれます。.
- 電気的特性：シリコーンに電気絶縁性が必要か、それとも導電性が必要かを検討してください。.
- 接着：シリコーンで接着する下地に対して、下塗りが必要かどうかを判断してください。.
シリコーンは、耐熱性、生体適合性、そして最も過酷な条件（すなわち、多くの物質に対する耐薬品性）にも耐えうる先進的なシリコーン配合技術の進歩に伴い、進化を続けており、その結果、産業分野において、[商業的・産業的に]実用可能な新技術への応用として引き続き活用されています。.