TPRとシリコンの比較
どちらを選ぶか迷っていますか？ TPRとシリコンの比較 あなたの部品のために？ 射出成形材料 両者にはいくつかの共通点があるものの、性能、耐久性、柔軟性、加工の容易さ、コストにおいて明確な違いがある。
違いを理解することで、用途の要件に最適なものを判断し、性能と材料コストのバランスを分析するのに役立ちます。 この記事では、TPRとシリコーンの両方について詳しく解説し、両者の主な違い、そして選定プロセスにおいて考慮すべき要素について説明します。
TPR素材とは何ですか?
TPR資料
熱可塑性ゴム（TPR）は、ポリスチレン（約23%）とブタジエン系合成ゴム（77%）を主成分とするエラストマーの一種です。この素材は、ゴムの柔軟性と熱可塑性樹脂の成形特性を兼ね備えています。標準的な射出成形機と金型を用い、若干の工程調整を行うことで成形が可能です。
TPRプラスチック材料は、内部的にはスチレンとゴムモノマー（スチレン-ブタジエン-スチレン（SBS））からなるブロック共重合体です。この構造により、ポリスチレンと同様のゴムのような柔軟性、硬度、流動性が得られます。
TPRの特性
TPRの特性は、ゴムとプラスチックの特性を併せ持っています。高い疲労強度、耐衝撃性、耐摩耗性、そして化学的中性を備えています。
- 融点： TPRには特定の融点はありません。 140～185℃。
- 弾性： TPRは伸縮性と復元力に優れ、優れた柔軟性と弾力性を備えています。ヤング弾性率は 1〜20MPa.
- 硬さ： TPRの硬度もその配合によって異なり、 0～100ショアA。
- 耐衝撃性と耐摩耗性: 熱可塑性ゴムは、摩耗や過酷な環境下でも劣化しません。また、高い耐衝撃性も備えています。
- 耐薬品性： TPRは中性から希薄～中程度の酸、アルカリ、炭化水素、油などに対して作用します。
- 電気絶縁： TPRは優れた電気絶縁体であり、電気ショックを吸収することができる。
TPR素材は有毒ですか？
TPR医療機器部品
いいえ、TPRは製造工程において無毒性材料とみなされています。その配合や製造工程には、有害な元素は一切含まれていません。一般的な使用においては、有害な化学物質を放出することはなく、周囲の環境に対して中性的な状態を保ちます。
TPRは、人体接触、食品接触、医療用途に関する様々な国際安全基準に準拠しています。例えば、REACH、PAHs、EN 71-3、ASTM F963、FDA 21 CFR 177.2600、USPクラスVIなどです。
したがって、適切な学年を選択すれば、 TPRは安全です 人体との接触、食品加工、軽度の化学処理、および医療機器向け。
シリコーン素材とは何ですか?
シリコーン材料
シリコーンはゴムのような素材で、熱硬化性エラストマーに分類されます。つまり、溶融して元の形状に戻ることはありません。TPRとは異なり、シリコーンはポリマー鎖の架橋結合によって硬化されています。
その内部構造を調べると、中心となるのはシロキサン鎖であり、主要成分としてケイ素、酸素、炭化水素、そして様々な触媒や充填剤から構成されている。一方、加硫処理によって、この組成はゴムのような特性を持つ柔軟な材料へと変化する。
さらに、シリコーンは射出成形がより難しく、従来の熱可塑性樹脂成形装置や金型とは互換性がありません。LSRまたは熱硬化性樹脂成形装置と特殊な金型が必要です。
シリコーンの性質
シリコーンの特性には、耐薬品性、弾性、耐熱性、機械的強度、硬度などがあります。詳細は以下のとおりです。
- 弾性： これは破断伸度の高い弾性材料です。ヤング率は最大4MPaに達します。
- 耐薬品性： TPRと同様に、高濃度の酸を除く化学溶液や一部の有機溶剤にも耐性があります。さらに、水との接触も拒否します。
- 熱安定性： シリコーンは300℃までは安定しているが、それ以上の温度になると徐々に分解し始める。
- 機械的強度： シリコーン組成物中の充填剤、例えばヒュームドシリカなどは、優れた引張強度と引裂抵抗性を提供する。
- 硬さ： シリコーンにも軟質から硬質まで様々なグレードがあり、硬度はショアAで約10～90の範囲です。
TPEとシリコーンは同じものですか？
TPE素材
いいえ、TPEとシリコーンは同じではありません。TPE（熱可塑性エラストマー）は溶融後にプラスチックのような流動性を示しますが、シリコーンは熱硬化性エラストマーであり、加硫後に再溶融することはできません。
サプライヤーやメーカーは、熱可塑性エラストマーの伸縮性が似ていることから、しばしばシリコーンTPEという用語を使用しますが、TPEとシリコーンは本質的に異なる材料です。
→あなたは読むことができます TPRとTPEの比較 こちら.
今すぐプロリアンをお試しください!
TPRとシリコーンの主な違い
TPR部品とシリコン部品の比較
シリコーンは耐熱性に優れた熱硬化性エラストマーであり、医療用途に適していると考えられています。一方、TPRはコスト効率が高く、柔軟性に優れています。同様に、これら2つの材料は、硬度、耐久性、性能、用途などにおいて違いがあります。 TPRゴムとシリコーンについてそれぞれ個別に説明した後、様々な具体的な基準に基づいてシリコーンとTPRを比較してみましょう。
材料組成
TPRは熱可塑性ポリマーとエラストマーの架橋構造を持つ一方、シリコーンはシロキサン（Si-O）と有機側鎖から構成される。シリコーンの強固な無機結合は、TPRに比べて組成の安定性を高める。
強さ
一般的に、TPRはシリコーンよりも高い引張強度と破断伸度を示します。ただし、比較対象となるグレードによって結果は変わる可能性があります。
|
機械的強度 |
シリコーン |
TPR |
|
圧縮（～MPa） |
5-11 |
8-20 |
|
引張強度（～MPa） |
10-30 |
指定なし、シリコーンに相当 |
硬度
TPRはシリコーンよりも高い硬度を持ち、幅広い硬度レベル（ショアA硬度0～100）で配合できるため、電動工具のハンドル、靴底、工業用シールなどの成形に適しています。
耐久性と持続可能性
TPRは継続的な応力下で永久変形を起こしやすく、寿命も5～10年と短い。一方、シリコーンは最長20年も持つ。さらに、TPRは容易に新しい形状にリサイクルできるが、硬化したシリコーンゴムはリサイクルが難しい。したがって、TPRはより持続可能な素材と言える。
射出成形の容易さ
シリコーンは、原料を所望の形状に成形する際に加硫工程を経るため、加工がより難しく、特殊なゴム成形機と金型が必要となる。一方、TPRは射出成形が容易で、生産サイクルも短い。
アプリケーションの設定
TPRは、消費財のグリップ、靴底、オーバーモールド部品、工業部品などに適しています。一方、シリコーンは、高温シール、電気絶縁材、医療機器部品などに適しています。
材料費
シリコーンはTPRよりも高価であり、生体適合性やその他の特定の用途向けグレードも入手可能です。したがって、高い性能と耐久性は投資に見合う価値があります。
続きを読む： 熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂
今すぐプロリアンをお試しください!
TPRとシリコンのどちらを選ぶか検討すべき要素
TPRとシリコーンはどちらも多くの利点があり、部品に最適な素材を選ぶには、様々な要素を考慮する必要があります。具体的には、用途の要件を明確にし、シリコーンとTPRのどちらがそれらの要件を満たす可能性が高いかを分析することが求められます。
以下に選考基準の一覧を示します。
- 求められる機械的性能： 部品や製品が高負荷や摩耗のリスクに耐える必要がある場合はTPRを使用し、長期的な変形耐性が求められる場合はシリコーンを使用してください。
- 動作温度： 部品が動作する必要のある温度を考慮してください。シリコーンは250℃までの高温に適しています。
- 必要な柔軟性: 想定される用途における破断伸度の範囲を考慮してください。シリコーンはより柔軟性があります。
- 長寿： 製品の部品に必要な耐用年数を考慮してください。
- 規制認証: 部品を製造する業界に基づいて、材料が準拠する必要のある業界規制や認証を確認してください。
- 費用対効果： 用途要件を満たしつつ、費用対効果が最も高い材料を検討してください。これは、コスト削減のために、必要な部品の機能性や性能を犠牲にするという意味ではありません。
まとめ
最終的に、TPRとシリコーンのどちらを選択するかは、性能要件、費用対効果、および使用環境との適合性によって決まります。 TPRは、柔らかな手触りと優れた耐摩耗性を備えた経済的な部品を製造するのに理想的な素材です。一方、シリコーンは、高温耐性、耐薬品性、寸法安定性、医療安全性において優れています。
材料の選択に関してさらに相談が必要な場合は、 射出成形サービス 特注部品については、Bodaまでお問い合わせください。当社は業界で10年以上の経験を持つ、オンデマンド製造のプロフェッショナルメーカーであり、様々な業界に包括的な製造ソリューションを提供しています。
よくあるご質問
TPRはシリコンよりも優れているのか？
TPRはあらゆる面で優れているわけではない。シリコーンは、耐熱性、耐薬品性、耐久性においてTPRを凌駕する。
TPR素材の欠点は何ですか？
TPRプラスチック材料の主な欠点は、耐熱性が低いこと、継続的な応力下で変形しやすいこと、紫外線や化学物質に対する耐性が低いことである。
TPEはシリコンですか？
いいえ、TPEはシリコーンではありません。これらは異なる素材です。