シリコーンは軽量、防水、疎水性とよく表現されるが、これらの用語は混同されやすい。. 一般的な固体シリコーンの密度は約1.05～1.60g/cm³であるため、発泡していないシリコーン部品のほとんどは水に沈みます。疎水性によって水は表面で玉状になりますが、すべてのシリコーン製品が漏れ防止や不浸透性になるわけではありません。.
製品設計においては、化合物の密度、部品全体の平均密度、そして水が表面やシール形状とどのように相互作用するかという、3つの独立した問題が重要となる。.
シリコーンの一般的な密度はどれくらいですか？
硬化シリコーンゴム化合物の密度は、その質量を体積で割った値です。通常、g/cm³、kg/m³、または比重として表されます。.
多くの固体 HCR化合物 そして LSR化合物, 実用的な開始範囲は 1.05～1.60 g/cm³. ワッカー社はこの範囲をシリコーンゴムについて報告しており、石英などの不活性充填剤を追加することで密度を約まで高めることができると述べている。 1.75 g/cm³. 個々の特殊化合物は、この範囲から外れる可能性があるため、承認された材料データシートが最終的な判断基準となります。.
| シリコーン素材または構造 | 実用的な密度範囲 | 淡水中での浮力傾向 | 変動の主な理由 |
|---|---|---|---|
| 汎用固体シリコーンゴム | 1.05～1.30 g/cm³ | 通常はシンク | ポリマー、強化シリカ、顔料、添加剤 |
| 高充填シリコーン化合物 | 1.30～1.75+ g/cm³ | シンク | 石英、金属酸化物、またはその他の高密度充填材 |
| フルオロシリコーンまたは特殊化合物 | 学年別 | 通常はシンク | 異なるポリマーと充填剤パッケージ |
| シリコンフォームまたはスポンジ | 多くの場合1.0 g/cm³未満 | 浮く可能性がある | 閉鎖型または開放型の細胞構造 |
| 中空成形シリコン部品 | 総質量と置換体積によって異なる | 浮く可能性がある | 閉じ込められた空気は部品の平均密度を低下させる |
これらは設計範囲であり、受入検査の限界値ではありません。購買および品質管理においては、承認済みの技術データシート（TDS）に記載されている密度を指定し、試験方法を定義してください。.
密度と比重は同じものですか？
両者は密接に関連しているが、同一ではない。.
密度 単位体積あたりの質量です。. 比重 密度とは、ある物質の密度と、特定の温度における水の密度との比のことです。水の密度は1.00 g/cm³に近いため、密度をg/cm³で表した場合、数値はしばしば類似したものになります。.
したがって、密度が1.20 g/cm³のシリコーン化合物は、通常の試験条件下では比重が1.20に近い値となる。.
固体シリコーン部品の場合、一般的な測定方法には以下のようなものがあります。
- ASTM D792 密度と比重の測定（置換法）
- ISO 1183-1 方法A 浸漬測定用
- ASTM D297 ゴム製品および化合物に使用される方法
測定方法、試料の状態、温度、および気泡の有無は結果に影響を与えます。測定方法を確認せずに供給元のデータを比較すると、誤った差異が生じる可能性があります。.
シリコンは水に浮きますか？
ほとんどの固形で発泡していないシリコーンゴムは、その密度が真水の密度よりも高いため、沈みます。.
基本的な条件は次のとおりです。
- 平均部品密度が 1.00 g/cm³未満, その部品は淡水に浮くことができる。.
- 平均部品密度が 1.00 g/cm³以上, 形状が十分な空気を閉じ込めない限り、部品は沈んでしまう。.
- 海水では液体の密度が高いため、同じ部分でもわずかに大きな浮力を受ける。.
SIMTECは、典型的なLSR密度を次のように報告しています。 1.10～1.50 g/cm³ そして、固体LSRは沈むと指摘する。重要な言葉は 固体. 中空のお風呂用おもちゃ、密閉された浮き輪、またはオーバーモールドされた組み立て品は、シリコン製の外皮が水よりも密度が高い場合でも浮くことがあります。.
固体シリコーンの例
固体シリコーン部品には以下の特徴があります。
- 体積：100 cm³
- 化合物の密度：1.20 g/cm³
- 質量：100 × 1.20 = 120 g
完全に水没すると、約100グラムの淡水を押し出す。この部品の重量は押し出された水の量よりも重いため、沈む。.
中空シリコンの例
密閉された部品の重量は70gで、その外形体積に基づいて150cm³の水を押し出すと仮定します。.
平均部品密度 = 70 ÷ 150 = 0.47 g/cm³
密閉された空気層によって、アセンブリ全体の密度が水よりも低くなるため、部品は水に浮くことができる。しかし、空気層から水が漏れて溜まると、この利点は失われる。.
シリコン製の部品の重さはどれくらいですか？
一般的なシリコーンの値ではなく、完成した化合物の密度を使用してください。.
質量＝体積×密度
寸法がミリメートル単位の場合：
質量（g）＝体積（mm³）÷1,000×密度（g/cm³）
100 × 50 × 5 mmの長方形のシリコンパッドの体積は25,000 mm³、つまり25 cm³です。密度が1.20 g/cm³の場合、推定質量は次のようになります。
25 × 1.20 = 30g
| 入力 | 例の値 | 想定される調達リスク |
|---|---|---|
| 正味成形体積 | 25 cm³ | CADデータには、リブ、ゲート、インサートは含まれない場合があります。 |
| 複合密度 | 1.20 g/cm³ | 配合変更により、個数重量が変化する |
| 部品の推定質量 | 30g | 大量注文の場合、梱包費と送料の見積もりは変動する可能性があります。 |
| 注文数量 | 10万個 | 2グラムの誤差が、出荷全体で200キログラムの誤差につながる。 |
この計算は、見積もりや梱包の見積もりに役立ちます。最終的な部品重量の上限は、バリ、インサート重量、顔料、充填剤の含有量、成形時のばらつきなどが完成品に残るため、検証済みのサンプルに基づいて決定する必要があります。.
シリコーンの密度を変化させるものは何か？
シリコーンの密度は配合によって決まります。ポリマー名だけで決まるものではありません。.
補強材および不活性充填剤
ヒュームドシリカまたは沈降シリカはポリマーを強化します。石英やその他の鉱物充填剤は密度をさらに高めることができます。配合者は、硬度、引裂強度、レオロジー、電気的特性、膨潤抵抗、またはコストを調整するために充填剤を使用する場合があります。 ショアA硬度 したがって、異なる配合パッケージや異なる密度で達成することができる。.
顔料および機能性添加剤
カラーマスターバッチは通常、高充填剤添加よりも変化は小さいが、部品重量公差が狭い場合はその影響が測定可能となる。難燃剤、熱伝導性添加剤、電気伝導性添加剤、または放射線不透過性添加剤は、密度を大幅に変化させる可能性がある。.
空気、空隙、細胞構造
発泡シリコーンには気泡が含まれており、かさ密度が1.00 g/cm³を下回る場合があります。意図しない空隙によって試験片の密度が低下することもありますが、これは軽量化のための有効な手段ではなく、欠陥を示す兆候です。.
硬化およびプロセス制御
硬化条件は通常、配合よりも密度に与える影響は小さいが、混合ミス、LSRにおけるA:B比の誤り、汚染、または混入した空気によって測定値が変動する可能性がある。したがって、密度は迅速なスクリーニングチェックとして有用であり、すべての機械的特性や適合性特性が正しいことの証明にはならない。.
シリコーンは疎水性ですか？
未処理のPDMSベースのシリコーンは、メチル基が低エネルギー表面に配向するため、本質的に疎水性です。水は表面に広がるのではなく、玉状になる傾向があります。 シリコンシート.
未処理PDMSの一般的な水接触角は約 100～120°. 公表されている測定値は、配合、表面粗さ、清浄度、滴下方法、およびコンディショニングによって異なります。接触角が90°を超える場合は、一般的に疎水性の濡れ性を示します。.
疎水性とは、表面と水滴との相互作用を表すものであり、成形品の完全な挙動を表すものではありません。.
| 財産 | 測定対象 | それが証明しないこと |
|---|---|---|
| 水との接触角 | 表面濡れ性 | アセンブリの漏れ耐性 |
| 吸水 | 規定の曝露後に増加した体重 | 表面のビーズ状挙動 |
| 水蒸気透過率 | 材料を通じた水分輸送 | 接合部における液体（水）の漏洩に対する抵抗力 |
| IPレーティング | 規定された試験条件に基づく筐体保護 | あらゆる圧力と期間において普遍的な性能を発揮 |
表面処理によって結果も変化する。酸素プラズマ処理やコロナ処理によってPDMSを一時的に親水性にすることで、接着性、コーティング性、マイクロ流体濡れ性を向上させることができる。シリコーン表面は、時間の経過とともに疎水性に回復する可能性がある。したがって、接着試験では、処理と接着剤塗布の間の許容時間を定める必要がある。.
シリコンは防水ですか？
連続シリコーン部品は一般的に液体の水に対して耐性があるが、「防水」とは原材料の特性というよりは、システム全体の特性を指す。.
成形ガスケットでも、次のような場合には漏れが発生する可能性があります。
- 圧縮が低すぎるか、または不均一である。;
- パーティングラインがシール面を横切る。;
- フラッシュ、編み目、ほこり、または表面の損傷が漏洩経路を形成する。;
- 圧縮永久歪みは、繰り返しの加熱サイクルによってシール力を低下させる。;
- ハウジングは圧力によって変形する。;
- 接合部の設計は、未処理のシリコーンを濡らさない接着剤に依存している。;
- 筐体は、設計上の限界を超える圧力または時間で試験される。.
チームは、目に見える水滴の形成がシール性能の証拠のように見えるため、疎水性を過大評価しがちです。実際の製造現場では、漏水経路は通常、健全なシリコーン部分の中心部ではなく、界面にあります。.
筐体の場合、実際の要件（飛沫暴露、連続浸漬、静水圧、蒸気、塩水、洗浄剤、またはIP試験）を明確に定義してください。これらの条件は互換性がありません。.
シリコンはどれくらいの水分を吸収しますか？
シリコーンゴムは一般的に吸水率が低いが、「0.5%以下」といった普遍的な値をすべての化合物に適用すべきではない。.
公開されているデータベースには、高密度ゴム、フォーム、特殊配合、異なる試験片の厚さ、および異なる暴露条件が組み合わされているため、広範囲にわたるデータが含まれています。したがって、吸水率は等級と次のような方法に関連付けられる必要があります。 ASTM D570 または ISO 62, 期間と温度が明記されている。.
実際の仕様については、以下にお問い合わせください。
- 試験されたグレードと硬化条件。;
- 試料の厚さ;
- 浸漬時間と水温。;
- 質量変化率（％）;
- 寸法変化（厳しい公差が重要な場合）。;
- 調整後も電気的または機械的特性が保持される。.
吸水性が低いからといって、水蒸気透過率がゼロというわけではない。シリコーンは比較的高い ガスおよび蒸気の透過性 多くの高密度有機エラストマーと比較して、これは通気性のある膜には有用ですが、防湿包装やセンサー筐体においては制約となる可能性があります。.
購入者はシリコーンの密度をどのように指定すべきか？
密度を、完全な材料仕様における制御特性の一つとして使用する。.
| 仕様項目 | 実務上の要件 |
|---|---|
| 材料グレード | サプライヤーおよび正確な化合物コード |
| 治療システム | プラチナ、過酸化物、またはグレード別システム |
| 密度または比重 | 承認されたTDSからの公称値と許容誤差 |
| 試験方法 | ASTM D792、ASTM D297、またはISO 1183-1 |
| 試験条件 | 温度、試験片の状態、硬化状態 |
| 部品重量公差 | 材料密度とは別に定義される |
| 水必要量 | 吸収試験、浸漬試験、圧力試験、蒸気透過試験、またはIP試験 |
| 変更管理 | 承認なしに製剤や充填剤を代替することは禁止されています。 |
シリコーン化合物の選定において、密度だけを基準にしてはいけません。密度が同じでも、引張強度、引裂抵抗、圧縮永久歪み、後硬化条件、抽出物、規制上の位置付けなどが異なる材料も存在します。.
よくある質問
食品グレードのシリコンは水に浮きますか？
食品接触の有無は浮力に影響しません。ほとんどの固体食品接触シリコーン部品は密度が1.00 g/cm³を超えるため沈みます。中空または発泡構造の部品は浮く可能性があります。.
シリコンは水より重いですか？
ほとんどの固体シリコーンゴムは、単位体積あたりの密度が真水よりも高い。一般的な化合物の密度は約1.05～1.60 g/cm³であるのに対し、真水は約1.00 g/cm³である。.
ショア硬度が高いほど密度も高いということでしょうか？
必ずしもそうとは限りません。硬度と密度はどちらも配合によって異なりますが、両者の間に普遍的な換算式はありません。それぞれの値については、化合物のTDS値を使用してください。.
デザインの境界
重量計算には、完成CAD体積、挿入重量、承認済みコンパウンド密度、および個数重量許容差を指定してください。浮力試験には、アセンブリ全体の質量、外部変位体積、キャビティシール方法、および使用液を指定してください。耐水性試験には、圧力、時間、温度、接合部の形状、および適用可能な試験を定義してください。.
そうした情報がなければ、「シリコーンは水に浮く」「シリコーンは防水である」といったことは、単なる材料に関する一般的な知識であって、製造仕様とは言えない。.
