TPEまたは熱可塑性エラストマーとシリコーンは、どちらもエラストマー、つまりゴム状材料のポリマーです。TPEとシリコーンは、大きく引き伸ばされても元の形状に戻ることができます。このブログでは、シリコーンとTPE素材とは何かについて説明します。さらに、TPEとシリコーンの特性と用途の主な違いについても説明します。
TPE素材とは？
熱可塑性エラストマーは、プラスチックのような性質を持つ、柔軟でゴムのような物質である。射出成形、押出成形、ブロー成形など、さまざまなプラスチック製造装置で製造することができる。TPEプラスチック材料は、加硫や硬化を必要としない正真正銘の熱可塑性プラスチックです。熱可塑性エラストマーは日常生活で広く使用されています。この素材は、消費財、医療機器、電動工具、台所用品、靴の中敷き、バイクのグリップなど、さまざまな製品に使われています。TPE素材は、反ったり割れたりすることなく、厳しい温度にも耐えることができます。
熱可塑性エラストマーは破れにくく、しかもソフトな手触りである。 TPE素材 は、運動器具によく見られるようなグリップに使われている。TPEは着色も容易で、私たちの身の回りの製品にも使われています。歯ブラシの柔らかいグリップ、犬が噛むおもちゃ、園芸用具のハンドルなどもTPEの応用例です。ここまで TPE射出成形 のページで、TPE成形部品について詳しくご覧ください。
シリコーンとは何か？
シリコーンは、流体、樹脂、エラストマーの広いカテゴリーである。シリコーンは一般式(R2SiO)xで表される。ここで、Rはいくつかの有機基のいずれかを表すことができる。シリコーンの特徴として、化学的不活性、耐水性、耐酸化性が挙げられる。さらに、高温でも低温でも安定である。また、多様な商業用途がある。戻る シリコーン射出成形 そして シリコーンは安全か のページで詳細をご覧ください。
TPEプラスチックの組成
TPEプラスチックまたは熱可塑性ゴムは、主にゴムの特性とプラスチックの熱加工性を併せ持つポリマーの共重合体またはブレンドである。組成には通常
- エラストマー成分： ネットワークやシステムに柔軟性と弾力性を提供するネットワークの一種である。
- 熱可塑性成分： 鍛造と鍛え直し、鋳造、再鋳造を可能にする。
これらの比率は調整可能で、TPEに使用される一般的なエラストマーは、スチレンブロック共重合体（SBC）、熱可塑性オレフィン（TPO）、熱可塑性加硫剤（TPV）、熱可塑性ポリウレタン（TPU）である。
シリコーンの組成
シリコーンは、ケイ素、酸素、炭素、水素からなる合成ポリマーであり、その他の元素はわずかな割合である。これらの元素には、カルシウム、チタン、アルミニウムなどが含まれる。その組成は以下を含む：
- シロキサン骨格： ケイ素原子の鎖が酸素原子と交互に結合している。
- 有機サイドグループ： メチル、フェニルなど、実際のシリコーンの種類に応じて、ケイ素原子に結合する。
TPEとシリコーンの製品性能は？
TPEとシリコーンは2つのポリマーであり、それぞれに特性があり、性能、価格、法律によって使用するポリマーの種類が異なります。そこで、ここではTPEとシリコーンの製品性能を分析する。
1.熱可塑性エラストマーTPE：
- 柔軟性： きめ細かく、非常に柔軟で、非常に柔らかい素材。
- 弾力性： 非常に柔軟で、曲げたり、曲げたりすると元の形状に戻る。
- 加工性： 生分解性がなく、成型やリサイクルが容易で、金属やガラスよりも安価である。
- 接着： 他の熱可塑性プラスチックと容易に相互作用し、良好な結合を作ることができる。
- 耐久性がある： やや低いが、それでもノンシリコンよりは高い。
2.シリコーン
- 耐熱性： 高温に強く、劣化しにくい。
- 弾力性： 高温でも低温でも柔軟性を保つため、より弾性のある素材を使用する必要がある。
- 耐薬品性： 水や油、多くの化学薬品にも溶けず、防水性もある。
- 生体適合性： 薬や料理にも安定。
- 耐久性がある： 耐久性に優れ、長持ちする。
TPEとシリコーン材料の特性
| プロパティ | TPE（熱可塑性エラストマー） | シリコーン |
| 柔軟性 | 非常にフレキシブル | 柔軟だが硬い |
| 弾力性 | 素晴らしい | 素晴らしい |
| 耐熱性 | 120℃まで | 250℃以上 |
| 融点 | 170°C～260°C | 真の融点を持たず、250℃以上まで安定。 |
| 耐薬品性 | 中程度 | 素晴らしい |
| 耐紫外線性 | 中程度 | 素晴らしい |
| 耐久性 | 良いが、シリコンより劣る | 非常に高い |
| 生体適合性 | タイプによって異なる | 全般的に高い |
| 加工 | 処理とリサイクルが容易 | より複雑な処理 |
| コスト | 概して低い | より高い |
| 引張強度 | 5-30 MPa | 5-11 MPa |
| 破断伸度 | 200-800% | 100-900% |
| 硬度（ショアA） | 20-90 | 10-90 |
| 防水性 | 中～高 | 高い |
TPEパルスティック材の使用時期
TPE素材は次のような場合に使用する；
- コストは大きな要因だ。
- ほとんどの製品で耐熱温度は中程度である。
- シンプルなプロセスとリサイクル性が求められる。
- この製品には柔らかくて柔軟な素材が必要だ；
いつシリコーンを使うか？
シリコーンを使用する；
- 高温耐性が必要である。
- 耐薬品性と耐UV性が重要だ。
- 長期的な安定と安全を達成しなければならない。
- 検討中の製品は、医療または食品関連製品として使用するのが最適である。
最適なTPE素材を選ぶには？
正しいTPE素材を選ぶのに役立つ方法をいくつかご紹介しましょう；
- 応募資格 あなたが考えている用途の戦略的要件（柔軟性、硬度、耐熱性など）を調べてください。
- 機械的特性： 引張強さ、伸び、引裂強さをテストしなければならない。
- 耐環境性： 紫外線、化学薬品、熱に対する耐性などを常に考慮すること。
- 規制遵守： 関連規格（FDAやREACHなど）への準拠を促進する。
- 加工方法： TPEを製造工程（射出成形、押出成形など）に合わせる。
最高のシリコーン材料を選択する方法？
以下の要素は、最適なシリコーン素材の選び方を理解するのに役立ちます。
- 温度範囲： 用途によって異なる温度範囲に適したシリコーンを選びましょう。
- 化学物質への暴露： さまざまな化学薬品に対するシリコーンの耐性を考えてみよう。
- 機械的特性： 硬度、引張強さ、%伸びを測定する。
- 規制要件： シリコーンが医療グレードのシリコーンや食品グレードのシリコーンなど、一定の要件を満たしていることを確認してください。
- 特別な特性： 電気絶縁性とシリコンの透明性を見てください。これに加えて、色の安定性もチェックする。
熱可塑性エラストマー（TPE）は安全に使用できますか？
TPEは、ポリマーマトリックスを損傷させるような過酷な条件下で使用されない限り、安全な素材であると考えられています。安全性には次のような配慮が必要です：
- 生体適合性： TPEは安全で、医療や食品に接触する用途にも適している。
- 無毒性： 無毒性はほとんどのTPEの一般的な特徴である。しかし、危険な添加物が含まれている場合もある。
- 規制遵守： TEPがすべてのコンプライアンスおよび規制基準を満たしていることを確認する。
に移ることもできる。 TPEは安全か のページでTPE素材の詳細をご覧ください。
シリコーンは安全に使用できますか？
シリコーンは医学および食糧塗布の異なった使用のために一般に安全である。安全性の特徴は以下の通りです：
- 非反応性で不活性： この素材には化学的適合性の問題はない。接触するほとんどの物質と化学的に相互作用しない。食品や皮膚に直接触れることができます。
- 生体適合性： 医療用シリコーンはインプラントや医療用途に使用される。
- 耐熱性と耐薬品性： 過酷な条件下でも、シリコーンは安定性を保ち、それゆえ安全である。
- 規制遵守： 使用するシリコーンが、安全に関するすべての要件に適合していることを確認してください。
に移ることもできる。 シリコーンは安全か のページでTPU素材の詳細をご覧ください。
TPEとシリコーンの違い
TPEとシリコーンの主な違いは以下の通り。
1.温度抵抗
耐熱性は、TPEとシリコーンの重要な違いのひとつである。シリコーンは融点がなく、耐熱性が強い。その機械的特性は、200～450℃の温度でも劣化しません。
TPEプラスチックは260～320℃で溶ける。耐熱性は劣る。このため、TPE素材はリサイクル性と柔軟性が求められる用途に適している。消費財、自動車部品、医療機器などに最適です。
2.耐薬品性
シリコーンとTPEプラスチックの耐薬品性も違いのひとつだ。シリコーンは、ほとんどの化学薬品、水、酸化、オゾンに不浸透性です。それは蒸気、アルカリ、酸、トリクロロエチレン、炭化水素燃料、または芳香族炭化水素に抗することができない。このため、シリコーンは断熱材、台所用品、医療機器など、高度な化学的安定性を必要とする用途に適しています。水、油、グリース、一部の溶剤はすべてTPEに対して耐性があります。強酸、強塩基、酸化剤でも壊れません。このため、TPEは適度な化学的安定性が必要な製品に適しています。
3.リサイクル性
.シリコーンは、その結合を分解するために高温と特定の触媒を必要とするため、容易にリサイクルすることはできません。その結果、シリコーンは廃棄コストが高く、環境にやさしくない。TPEプラスチックは、その品質を失うことなく、何度も溶かして改質することができる。そのため、リサイクルが容易です。このため、TPEプラスチックの再利用はコストがかからず、環境にもやさしい。
4.加工方法
4つ目の違いは、シリコーンとTPE素材の加工方法にある。シリコーンの加工方法には、液状射出成形、圧縮成形、押出成形、射出成形などがある。このため、シリコーンの加工はコストが高くなり、難しくなる。しかし、TPEの加工は簡単だ。
5.カラー
シリコーンゴムとTPEはどちらも、フルスペクトル色の選択を提供する。シリコーンゴムは、原料として使用される場合、一般的に半透明です。製造工程の混合段階で使用される着色剤は色相を作り出すことができる。それらは不透明、半透明、または透明である場合もある。しかし、TPEを使えば簡単に幅広い色を作り出すことができます。
6.複素幾何学
シリコーンゴムは、金型の極端に細長い部分を簡単に充填し、さまざまな肉厚の金型に流れ込みます。TPEプラスチック部品を開発する際には、鋭角の部分をすべてR加工し、部品の肉厚をできるだけ均一に保つ方がよい。
7.オーバーモールディング
シリコーンゴムは高温で硬化するので 基材が溶けたり変形したりする可能性が低くなります。 オーバーモールド熱可塑性ポリマー（TPE）は、正しく選択された場合、プライマーや接着剤を使用しなくても、熱可塑性基材と凝集性のある強固な接続を作り出します。
8.耐紫外線性
紫外線殺菌によって黄色く変色した透明なアイテムは、まだ問題なく機能するかもしれない。しかし、それでも多くの人は不安に感じるだろう。シリコーンゴムはもともと紫外線に強いので、太陽の下で劣化することはありません。通常、これらの安定剤は紫外線を選択的に集めることで機能する。そして、そのエネルギーを低温の熱として放出する。
つまり、以下の表はTPEとシリコーンの主な違いをまとめたものである。
| 特徴 | TPE（熱可塑性エラストマー） | シリコーン |
| 素材タイプ | ゴムとプラスチックのブレンド | 合成ポリマーの一種である。 |
| テクスチャー | TPEは多くの場合、より柔らかく、より柔軟である。 | より硬く、より弾力性がある。 |
| 耐久性 | 耐久性が低く、破れやすい、 | 耐久性に優れ、引き裂き強度が高い。 |
| 耐熱性 | 耐熱性が低い。そのため、溶ける可能性がある。 | 高い耐熱性を提供 |
| クリーニング | お手入れも簡単で、毛穴も少ない。 | より多くのケアが必要で、毛穴も多い。 |
| 寿命 | 寿命が短い。つまり、時間の経過とともに劣化する可能性がある。 | 寿命が長く、さらに安定している。 |
| コスト | 一般的に、他より安い | TPEより高価 |
| 低刺激性 | 低刺激性である可能性は低い | 一般的に低刺激性 |
| 重量 | 軽量化 | 重量が重い |
| カラーオプション | 入手可能性は限られるが、色あせる可能性はある | カラーバリエーションが豊富で、色落ちしにくい。 |
| 使用例 | 玩具、シール、グリップなど多くの用途がある。 | 医療用、料理用、高温用として使用される。 |
結論
結論として、シリコーンとTPEの特性と用途には類似点と相違点があります。シリコーンは耐熱性や耐薬品性に優れていますが、リサイクルには複雑な手順が必要です。一般的に、TPEは柔軟性が高く、加工が簡単です。TPEは、適度な温度でさまざまな製品を作るための費用対効果の高いソリューションです。その上、リサイクル可能で、消費財によく合います。一方、シリコーンは耐熱性と化学的安定性が高い。そのため、高温条件下でも優れた性能を発揮する。しかし、TPE素材と比較すると、少し高価で柔軟性に欠ける。
よくある質問
Q1.TPEとシリコーンの類似点は？
TPEと シリコーン どちらもエラストマーである。どちらもゴムのような柔軟性があり、さまざまな製品の製造に数多くの用途がある。さらに、より耐久性があり、特定の特性に合わせてカスタマイズすることができる。これらの特性により、医療品や食品に安全に使用できる無毒性がある。
Q2.TPEとシリコーンの主な違いは何ですか？
TPEのいくつかの特性は、加工が容易で柔軟性があり、比較的安価である。しかし、高温には対応できない。シリコーンは耐熱性、耐薬品性に優れ、高温や過酷な用途に使用される。
Q3.TPEとシリコーンは医療用に適していますか？
その通りだ、 ティーピーイー は、カテーテルなどの柔軟な医療用途に使用されている。シリコーンは、その高い熱安定性と生体適合性により、医療産業における中核的な用途に多く使用されている。