シリコーン そして プラスチック 現代の製造業や日常生活において、これらは 2 つの重要な材料であり、非常に幅広い用途を占めています。家庭用品、台所用品、電子シール、医療機器など、これら 2 つの材料はあらゆる場所で見られます。外観は似ているかもしれませんが、組成、特性、用途は大きく異なります。
この記事では、これら 2 つの一般的な材料の組成、製造プロセス、材料特性、環境特性、適用分野、それぞれの長所と短所に関する主な違いを説明し、製品に最も適した材料ソリューションを選択できるようにします。
シリコンとプラスチックとは何ですか?
シリコーン
シリコーンは、主に合成された合成ポリマーエラストマーです。 二酸化ケイ素 複雑な工程を経て作られ、無毒、無臭、環境に優しい素材で、独自の3次元メッシュ構造を持ち、優れた柔軟性と耐熱性を備えています。
シリコンの一般的な加工技術には以下のものがあります。
- 圧縮成形
- LSR射出成形
- 押し出し
これらのプロセスは比較的複雑ですが、特に食品グレード、医療グレード、工業用シーリング製品の高水準において、シリコン製品に優れた性能と強力な製品一貫性を与えることができます。
プラスチック
プラスチックは石油の副産物を主原料とし、重合反応により様々な種類のプラスチックを生産します。 ポリエチレン （PE）、 ポリプロピレン （PP）、 ポリ塩化ビニル （PVC）、 ポリカーボネート (PC) など。プラスチックは多様性に富んでいるため、価格、性能、外観デザインの面で柔軟性が高くなります。
プラスチックの成形プロセスは成熟しており、効率的で、主に次のものが含まれます。
- 射出成形
- ブロー成形
- 押し出し
- 回転成形
これらのプロセスは迅速な大量生産に適しており、さまざまな日用品や工業製品に広く使用されています。
材料性能比較
| 比較 | シリコーン | プラスチック |
| 耐熱性 | -40°C ～ 230°C、特殊タイプの場合は最大 300°C。 耐熱性に優れています。 | 70℃～120℃。 高温になると軟化したり変形したりします。 |
| 柔軟性と回復力 | 柔らかく、柔軟性があり、耐久性に優れています。 曲げた後の回復が早い。 | 硬くて柔軟性が低い。 ひび割れや変形が発生しやすい。 |
| 耐薬品性および耐老化性 | UV、オゾン、化学物質に耐性があります。 長寿命。 | 簡単に老化し、黄ばみ、劣化します。 |
| 重量と感触 | より重く、柔らかく、高級感のある感触。 | 軽量なので持ち運びも簡単。 |
耐熱性
シリコンは耐熱範囲が広く、通常のシリコン製品は-40℃～230℃の環境で長時間使用できますが、特殊シリコンは300℃までの高温に耐えることができ、特に厨房用品、医療機器、高温シール分野に適しています。
プラスチックの耐熱性は材質によって異なります。PPやPEなどの一般的なプラスチックの耐熱性は70℃～120℃です。高温にさらされると、軟化したり、変形したり、有害物質を放出したりする傾向があります。高性能のエンジニアリングプラスチックであっても、シリコンの耐熱性に到達することは困難です。
柔軟性と回復力
シリコーンは優れた柔軟性と良好な復元力を有し、長期間使用しても劣化や変形が少なく、長時間の伸張や曲げの後でもすぐに回復します。そのため、高い柔軟性が求められる母子用品や医療用品などの用途に特に適しています。
プラスチックは一般的に硬く、柔軟性に欠けます。特に低温では、時間の経過とともに疲労、脆性亀裂、変形が生じやすくなります。
耐薬品性と抗老化性
シリコンは酸やアルカリ、紫外線やオゾンに耐性があり、環境要因による劣化も起こりにくいため、屋外や特殊な環境に最適です。
ほとんどのプラスチック素材は、紫外線、化学腐食、高温などにより、劣化、黄ばみ、さらには有害物質の放出の影響を受けやすくなります。
重量と密度
プラスチックの密度は一般的にシリコンよりも低いため、プラスチック製品は軽量で持ち運びや輸送が容易であり、大量消費財市場では有利です。
シリコンはやや重いですが、手触りはより柔らかく繊細で、高級感が強く、中高級製品市場に適しています。
安全性と環境保護の比較
安全性
シリコンは、FDAやLFGBなどの国際食品安全基準を満たした無毒無臭の素材です。おしゃぶり、キッチン用品、医療機器など、人体に直接接触する製品に広く使用されています。安全性が非常に高く、高温でもシリコンから有害物質が放出されることはありません。
プラスチックは特定の材料に応じて区別する必要があります。食品グレードのPPとPEは食器や食品包装に安全に使用できますが、高温加熱で使用する場合は、有害物質の放出を避けるために特別な注意を払う必要があります。PVCやPSなどの他のプラスチックは、高温または老化後に有毒物質を放出する可能性があり、特定の安全リスクをもたらします。
環境保護
シリコン素材は可燃性で、燃焼後は二酸化炭素と水のみを生成し、有毒ガスの排出がないため、環境に優しい素材です。一部の特殊シリコンは分解性も持っています。しかし、シリコンのリサイクルシステムはまだ完璧ではなく、リサイクルコストは高いです。
プラスチックのリサイクル技術は比較的成熟しており、特にPEとPPはリサイクル率が高いことで知られています。しかし、ほとんどのプラスチック製品は完全にリサイクルすることが難しく、複雑な添加物のために分解されにくいため、環境に長期間存在することで汚染を引き起こします。
アプリケーション
代表的なシリコンの用途
シリコンは安全性、耐熱性、優れた弾力性を備えているため、母子用品、キッチン、医療、アウトドアの分野で広く使用されています。
| カテゴリ | 例 | 主な特徴 |
| 母子用品 | おしゃぶり, 歯固め, ボウル | 安全、無毒、ソフトな手触り |
| キッチン用品 | ケーキ型, ヘラ、保存カバー | 耐熱性が高く、お手入れが簡単 |
| 医療機器 | カテーテル、シール | 医療グレードの安全基準 |
| 電子アクセサリ | 防水リング、ダストプラグ | 強力な密封性、耐老化性 |
| アウトドアスポーツ用品 | ダイビングゴーグル滑り止めマット | 耐候性に優れている |
代表的なプラスチックの用途
プラスチックは、軽量、加工が容易、低コストという利点があるため、家庭用品、家電製品の外装、自動車部品、消費財に広く使用されています。
| カテゴリ | 例 | 主な特徴 |
| 家庭用品 | 水カップ、収納ボックス、ゴミ箱 | 軽量、耐久性、低コスト |
| 家電シェル | テレビ、エアコン、冷蔵庫のシェル | 加工しやすく、形状も多彩 |
| 自動車部品 | ライトシェル、バンパー | コスト管理 |
| 玩具・消費財 | 積み木、梱包箱、ビニール袋 | カラフルで高速な大量生産 |
コスト分析と材料選択
コストの観点から見ると、プラスチック製品はシリコンよりもはるかに安価に製造でき、大量生産が必要な低単価製品に特に適しています。プラスチックは加工が速く、金型コストも低いため、短サイクル生産や売れ行きの早い市場に適しています。
シリコンはコストが高いですが、その優れた性能と環境特性により、安全性、耐久性、快適性に対する要求が高い分野ではより有利になります。特に、環境保護と安全性を重視するヨーロッパ、アメリカ、日本などのハイエンド市場では、シリコン製品が非常に好まれています。
シリコンとプラスチックのどちらを選ぶべきでしょうか?
| 材料 | 利点 | デメリット | アプリケーション |
| シリコーン | 耐高温・耐低温性、優れた柔らかさと弾力性、安全で無毒、強い耐老化性 | コストが高い、色の彩度が低い、リサイクル性が悪い | 食品グレード製品、母子用品、医療機器、電子シール、アウトドア用品 |
| プラスチック | 低コスト、高生産性、豊富な色彩、柔軟な処理 | 老化しやすい、耐熱性が低い、一部の材料は有毒、環境圧力 | 大量消費財、家電製品、自動車部品、玩具、包装 |
シリコンを選ぶのに最適な時期：
- 製品は食品や人体と長時間接触する必要がある
- この製品は、高温または低温の環境や過酷な屋外環境で使用されます。
- ターゲット市場は環境保護と製品の品質を重視
プラスチックを選ぶのに最適な時期：
- 低コストで大量生産
- カラフルで複雑な形状を必要とする製品デザイン
- 耐熱性や柔軟性を必要としない消費財および製品。
全体的に、シリコンとプラスチックはそれぞれ独自の利点があり、さまざまな製品や用途に適しています。材料を選択するときは、製品の用途、ターゲット市場の需要、コスト予算に応じてシリコンまたはプラスチックを合理的に選択し、製品の性能と費用対効果の最適なバランスを実現できます。
