液体シリコーンゴムに関する検索結果のほとんどは、百科事典的な定義ばかりで、実際の現場でのプロジェクトの成否を左右する要素、つまり硬化挙動、収縮率、許容誤差、そしてISO 10993規格に適合するグレードといった情報は見落とされている。.
汎用的な仕様書からLSRを選べば、その欠点は後になって明らかになる。金型の再加工、バリ、納期遅延といった形で現れ、初日には問題にならないのだ。.
それでは、まず直接的な回答から始めましょう。.
液状シリコーンゴム（LSR）は、白金硬化型の二液性シリコーンエラストマーで、160～230℃で射出成形され、-40℃～200℃の温度範囲で安定性を保つ柔軟な部品となります。ISO 10993およびUSPクラスVIの生体適合性を有し、医療、自動車、電子機器部品などに使用されています。.
このガイドでは、それが本番環境で何を意味するのかを説明します。LSR の構成、主要な特性、 射出成形 プロセス、設計上の制約、等級、そしてそれぞれがどこに当てはまるか。.
液状シリコーンゴムとは何ですか？
液状シリコーンゴム（LSR）は、 シリコーンエラストマー シロキサンポリマー鎖で構成されています。これらの鎖がLSRに独自の機械的、熱的、および 化学的性質固体またはガムベースのシリコンゴムとは異なり、LSR は 2 成分液体システムとして供給され、熱硬化する前に正確に混合されて金型に注入されます。その結果、過酷な環境条件下でも形状と機能を維持する、柔軟で耐久性のあるゴム部品が生まれます。
LSRの主な利点の1つは、液体射出成形（LIM）を使用して加工できることです。LIMは、複雑な形状を安定して生産できる自動化された方法です。 高精度部品. 手間のかかる加工が必要な高粘度ゴム（HCR）と比較して、LSRは液状であるため、サイクルタイムの短縮、材料の無駄の削減、大規模製造における効率の向上を実現します。.
LSRとHCRの概要
| 特徴 | LSR（液状シリコーンゴム） | HCR（高硬度ゴム） |
|---|---|---|
| 形状 | 注ぎやすい二液性液体 | 固形でガムのような |
| 処理 | 自動液体射出成形 | 労働集約型の圧縮／トランスファー成形 |
| サイクルタイム | 速くて短いサイクル | より遅いサイクル |
| 材料廃棄物 | 最小限 | より高い |
| 精度 | 高い；複雑なマイクロ部品をサポート | 適度 |
| 最適な用途 | 大量生産される複雑で精密な部品 | より大きく、よりシンプルで、少量生産の部品 |
液状シリコーンゴムの主な特性
1.耐高温性
LSR は、柔軟性が劣化したり失われることなく、-40°C ～ 200°C (-40°F ～ 392°F) の極端な温度に耐えることができます。このため、LSR は、常に熱にさらされる自動車エンジン、産業機械、調理器具などの用途に適しています。多くの有機エラストマーとは異なり、LSR は凍結状態でもろくなったり、高熱にさらされても過度に柔らかくなったりしません。
2.生体適合性と低アレルギー性
LSRは生体適合性が高いため、医療および食品接触用途で広く使用されています。人間の皮膚や体液と長時間接触しても、アレルギー反応、刺激、毒性を引き起こしません。この特性により、医療用インプラント、呼吸器、哺乳瓶の乳首、ウェアラブル健康モニターに最適です。さらに、LSRは次のような厳しい規制基準を満たしています。 10993 認証 そして USPクラスVI, これにより、人体への直接的かつ長期的な使用における安全性が確保される。.
3. 耐薬品性および耐環境性
LSRは化学的に安定しているため、油、溶剤、酸、紫外線にさらされても分解や劣化を起こさず、シール材として最適です。, ガスケット, 工業用途や屋外用途で使用される保護コーティングにも使用されています。また、非多孔質の表面は吸水性とバクテリアの増殖を防ぎ、過酷な環境下でも耐久性を高めます。.
4.電気絶縁性と機械的柔軟性
LSRは優れた誘電強度を持ち、電気用途の優れた絶縁材料です。信頼性の高い電気絶縁が求められるコネクタ、ケーブル、高電圧部品によく使用されます。さらに、LSRは優れた耐引裂性を示し、 抗張力、伸び特性を備えており、形状や機能を失うことなく繰り返しの機械的ストレスに耐えることができます。
5.透明感と色素
LSR は本来半透明であるため、幅広い色と光学特性でカスタマイズできます。これは、透明性と光透過性が重要となる LED 照明、ディスプレイ カバー、光センサーなどの用途で特に有益です。メーカーは顔料を追加して特定の美的特性や機能特性を実現できるため、LSR は消費者向け製品にも工業用製品にも適しています。
LSR射出成形プロセス
液状シリコーンゴム (LSR) 射出成形プロセスは、複雑で精密な部品を製造するために使用される非常に効率的な方法です。主な手順を次に示します。
1.材料の準備と混合
LSR は 2 部構成のシステムで、通常はパート A とパート B と呼ばれます。これらのコンポーネントは、安定性を保つために別々に保管されます。その後、各コンポーネントは 1:1 の比率で正確に混合され、一貫した化学ブレンドが確保されます。この段階で、特定のアプリケーション要件を満たすために、着色顔料、硬化剤、および難燃剤や UV 安定剤などの添加剤を導入できます。
2.射出成形と金型充填
混合後、LSR は制御された圧力と温度の下で金型キャビティに注入されます。この液体状態により、材料は複雑な金型形状にスムーズに流れ込みます。溶融を必要とする熱可塑性プラスチックとは異なり、LSR は金型に入った瞬間から熱によって硬化が始まり、高圧下でも形状を維持できます。
3.硬化と加硫
射出されたLSR材料は、金型内で通常160℃～230℃（320°F～450°F）の温度に加熱されます。この熱により、化学架橋反応が引き起こされます。 加硫. この段階では、LSRのポリマー鎖が強力な共有結合を形成し、材料が固化して、特有の柔軟性と耐久性が付与されます。硬化プロセスにより、最終製品は耐引裂性、高い引張強度、弾性など、優れた機械的特性を備えるようになります。.
4.脱型と後処理
硬化プロセスが完了したら、金型を開き、LSR部品を慎重に取り外します。場合によっては、余分な材料（バリ）のトリミングなどの追加の後処理ステップが必要になります。, 二次硬化 材料の機械的特性を向上させたり、表面処理を施して美観や機能性を改善したりすることで、最終製品がすべての設計仕様と品質基準を満たすことを保証します。.
その他のLSR処理方法
LSRディスペンシングプロセス
液状シリコーンゴムのディスペンシングは、精密な塗布プロセスです。未硬化の液状シリコーンゴムを、厳密に制御された量で基材に塗布します。射出成形とは異なり、ディスペンシングはシリコーンを特定の領域に直接塗布します。そのため、シーリング、カプセル化、局所的な保護に適しています。.
LSRは2成分系で供給されます。A成分とB成分を正確な比率で混合し、ディスペンシングユニットに供給します。材料はノズルから点状、ビーズ状、または連続線状に塗布されます。ディスペンシング後、シリコーンは配合に応じて加熱または室温で硬化します。硬化すると、柔軟で耐久性のある層が形成されます。.
LSRディスペンシングの重要な利点の1つは、設計の柔軟性です。シリコーンは必要な場所にのみ塗布されます。これにより、材料の無駄が減り、複雑な金型が不要になります。このため、ディスペンシングは少量から中量生産に最適です。, プロトタイピング, また、厳密な密閉制御が求められる用途にも適しています。.
LSR ディスペンシングは、主に次のような用途に使用されます。
- 電子部品の封止とポッティング
- センサーとコネクタの防水シーリング
- 医療機器の接着とシーリング
- 自動車用電子機器の保護
このプロセスでは材料の配置と厚さを正確に制御できるため、清潔さ、精度、長期的な信頼性が重要となる用途ではディスペンシングが選択されることが多いです。.
LSRによるマルチコンポーネント成形
マルチコンポーネント成形とは、液状シリコーンゴムと他の材料を単一の製造サイクルで組み合わせる製造プロセスです。これらの材料には、熱可塑性プラスチック、金属、または異なるグレードのシリコーンが含まれます。このアプローチにより、二次組立や接着工程を必要とせずに、複雑で機能的な部品を製造できます。.
LSRマルチコンポーネント成形では、まず最初の材料を成形するか、金型に充填します。次に、LSRを金型に注入します。硬化の過程で、配合に応じてシリコーンが基材に直接結合します。これにより、強固で耐久性のある界面が形成されます。その結果、接着剤が不要になり、全体的な構造の信頼性が向上します。.
このプロセスは、次のような要件がある製品に特に役立ちます。
- ソフトタッチエリアと剛性構造の組み合わせ
- 一体型のシーリングと機械的サポート
- 人間工学とユーザーの快適性の向上
- 組み立て工程が少なくなり、生産コストが削減されます
代表的な用途は次のとおりです:
- オーバーモールド医療機器ハウジング
- シール一体型自動車用コネクタ
- ソフトグリップや保護エッジを備えた家電製品
- 快適性と耐久性が求められるウェアラブルデバイス
マルチコンポーネント成形は、複数の材料を単一の部品に組み合わせることで、製品の機能性を高めると同時に製造を簡素化します。また、製品の一貫性を向上させ、組み立て部品の位置ずれや接合不良による不具合のリスクを軽減します。.
LSR コンポーネントの設計上の考慮事項
- 部品のサイズと複雑さ - LSRは、詳細な機能を備えた複雑なマイクロサイズの部品に使用できます。
- 壁の厚さと均一性 - 薄壁部品を精密に成形できるため、構造の完全性が保証されます。
- 収縮と寸法精度 - 適切な設計により、硬化中のLSRの収縮を補正します。
- アンダーカットとドラフト角度 – 柔軟な設計オプションにより、より複雑な形状が可能になります
- ゲートとベント – 最適化されたゲートにより材料の流れがスムーズになり、欠陥が最小限に抑えられます。
- 表面仕上げと美観 – カスタムテクスチャが機能性と外観を向上
LSR グレードと配合
以下の表は、主要な5種類のLSRグレードとその一般的な用途をまとめたもので、その後、それぞれの詳細な説明が続きます。.
| LSRグレード | 主な特徴 | 代表的なアプリケーション |
|---|---|---|
| 汎用 | 費用対効果が高く、機械的および化学的耐性に優れている。 | シール、ガスケット、フレキシブルコネクタ |
| 高強度 | 引張強度、引裂抵抗、伸びが向上 | 自動車エンジン用シール、機械用ガスケット |
| 光学的に透明 | 優れた透明性、光透過性、紫外線安定性 | レンズ、照明カバー、光学センサー |
| 医療グレード | 生体適合性あり。ISO 10993およびUSPクラスVIに準拠。 | インプラント、カテーテル、哺乳瓶の乳首 |
| 自己粘着性 | 下塗りなしで金属、プラスチック、ガラスに接着します。 | シール、ガスケット、保護コーティング |
汎用LSR
このグレードは、標準的な工業用部品や日常の消費者向け製品向けに設計されています。コストと性能のバランスが取れており、大量生産に最適です。 部品の製造 シール、ガスケット、フレキシブル コネクタなど。信頼性の高い機械的特性と優れた耐薬品性を備えていますが、一部の特殊グレードほど過酷な条件下では性能が劣る場合があります。
高強度LSR
より高い機械的性能が求められる用途向けに、耐久性を強化した高強度 LSR が配合されています。このグレードは、自動車のエンジン シール、産業機械のガスケット、特定の医療機器など、大きなストレスや摩耗を受ける部品に使用されます。高強度 LSR は、引張強度、引き裂き抵抗、伸び特性が向上しており、厳しい環境に適しています。
光学的に透明なLSR
この特殊な LSR グレードは優れた透明性を備えているため、照明カバー、医療診断装置、センサーなどの光学用途に最適です。光学的に透明な LSR は、優れた透明性、光透過率、UV 安定性を備えているため、レンズやディスプレイ カバーなどの視認性の高い部品に最適です。
医療グレードLSR
医療グレードの LSR は、医療用途に求められる厳格な安全性と生体適合性の基準を満たすように配合されています。外科用インプラント、カテーテルなどの医療機器、哺乳瓶の乳首などの食品接触製品によく使用されています。ISO 10993、USP クラス VI、その他の規制基準に準拠しており、長期間にわたって人体に直接接触しても安全です。
粘着LSR
自己接着性 LSR は、追加のプライマーや二次接着プロセスを必要とせずに、金属、プラスチック、ガラスなどの他の材料に直接接着できるという独自の特性を備えています。これにより、製造プロセスで追加の手順が不要になり、コスト効率が向上し、シール、ガスケット、保護コーティングなどの用途の組み立てが簡素化されます。
液状シリコーンゴムの用途
液状シリコーンゴムは汎用性が高いため、多くの業界で好まれる素材です。主な用途は次のとおりです。
医療とヘルスケア
液状シリコーンゴム (LSR) は、優れた生体適合性、低アレルギー性、およびさまざまな環境要因に対する耐性により、医療およびヘルスケアの用途で広く使用されています。 LSR は、副作用を引き起こすことなく人体と安全に相互作用できるため、乳房インプラントなどの外科用インプラントによく使用されています。 また、柔軟性と耐久性に優れているため、チューブやコネクタなど、液体や熱に常にさらされる必要がある静脈内 (IV) コンポーネントにも最適です。
さらに、LSRは次のようなベビーケア製品にもよく使用されています。 おしゃぶり, 歯が生える LSR は、リング、哺乳瓶の乳首などにも使用されており、低刺激性のため、デリケートな肌に触れても安全です。フィットネストラッカーやスマートウォッチなどのウェアラブル健康機器でも、ストラップや部品に LSR が使用されています。これらの部品は、快適で、頻繁に曲げたり肌に触れたりしても耐久性が求められます。
LSR は ISO 10993 や USP クラス VI などの厳格な規制基準を満たすことができるため、ヘルスケア アプリケーションでの長期使用にも適しています。
自動車産業
自動車業界では、液状シリコーンゴムは、極端な温度や過酷な環境でも機能する能力が高く評価されています。最も一般的な用途の1つは、エンジンガスケットとシールLSR は、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性に優れているため、エンジンの高温部分での漏れを防ぐのに理想的な素材です。
これらのシールにより、エンジン部品が外部の汚染物質や液体から保護され、エンジンの効率と寿命が維持されます。LSR はセンサー カバーにも使用され、その光学的透明性と UV 耐性により、自動車システムのセンサーが環境から保護されながらも効果を発揮します。
さらに、LSR の電気絶縁特性はバッテリー絶縁に最適で、繊細なバッテリー部品を熱や湿気から保護するのに役立ちます。柔軟性を維持しながら高い機械的ストレスに耐える能力により、LSR はさまざまな自動車用途に不可欠な材料となり、重要な部品の信頼性と安全性を確保します。
家電
液状シリコーンゴムは、柔軟性、電気絶縁性、透明性といった独自の特性により、家電業界で重要な役割を果たしています。LSR は、電子機器のキーパッドやボタンの製造によく使用され、ユーザーに触感と耐久性のあるインターフェースを提供します。柔らかく弾力性のある性質により、スマートフォン、リモコン、家電製品などの製品で快適に使用できます。
さらに、LSR は、傷、衝撃、水への耐性を備えながら、滑らかでなめらかな仕上がりを維持するため、消費者向け電子機器の保護カバーの作成に最適です。この素材の柔軟性と環境要因に対する耐性により、これらのカバーは下にあるデバイスを損傷から保護し、寿命を延ばします。
LSR は、ウェアラブルやポータブル電子機器によく見られるフレキシブル コネクタにも使用されています。これらのコネクタでは、高い耐引裂性と、頻繁な曲げや動きでも機能を維持する能力が重要になります。消費者向け電子機器の用途におけるこの汎用性により、LSR は性能と美観の両方が求められる製品に最適な素材となっています。
産業および安全機器
工業用および安全装置の用途では、耐久性、過酷な環境条件への耐性、化学的不活性により、液状シリコーンゴムが大変求められています。LSR は HVAC (暖房、換気、空調) シールに使用され、高温と化学物質への暴露の両方に耐える能力により、重要なシステムの信頼性の高いシールを確保します。
これらのシールは、汚染物質の侵入を防ぎながら、空気と流体の適切な流れを維持するように設計されています。LSR は耐薬品性にも優れているため、油、溶剤、その他の強力な化学物質にさらされる産業機械で使用されるガスケットやシールにも最適な素材です。
耐火ガスケットやシールなどの安全装置の場合、LSR の難燃性により、高温や過酷な条件下でもコンポーネントが損傷を受けず機能し続けることが保証されます。
化学処理業界では、LSR はチューブやコネクタに使用され、その非多孔性表面は細菌の増殖や汚染に抵抗し、重要な産業プロセスの安全性と効率性を確保します。LSR は過酷な条件下でも機械的完全性と柔軟性を維持できるため、産業および安全用途に欠かせない素材となっています。
よくある質問（FAQ）
液状シリコーンゴム（LSR）とは何ですか？
液状シリコーンゴム（LSR）は、2成分の高性能シリコーンゴムです。 シリコーンエラストマー シロキサンポリマー鎖から作られています。液体として供給され、1：1の比率で混合した後、金型内で加熱硬化させることで、極端な温度下でも安定性を保つ、柔軟で耐久性のある部品が成形されます。.
LSRはどのくらいの温度範囲に耐えられますか？
LSRは、約-40℃から200℃（-40°Fから392°F）の温度範囲で安定した性能を発揮します。低温下でも柔軟性を保ち、高温下でも過度に軟化しないため、自動車、産業機器、調理器具などの用途に適しています。.
LSRは医療用途や食品接触用途に安全に使用できますか？
はい。. 医療グレードLSR 生体適合性、低アレルギー性、無毒性を備えています。ISO 10993やUSPクラスVIなどの厳しい基準を満たしているため、インプラント、カテーテル、哺乳瓶の乳首、その他の食品接触製品や医療製品に幅広く使用されています。.
LSRとHCRの違いは何ですか？
LSRは、自動化された方法で処理される、注ぎやすい2液性の液体です。 液体射出成形, これにより、サイクルタイムの短縮、廃棄物の削減、高精度化が実現します。. 高硬度ゴム（HCR） LSRは固形でガム状の素材であり、加工に多くの労力を要するため、大量生産される複雑な部品にはLSRの方が適している。.
LSRはどのように成形されるのですか？
LSRの主なグレードは何ですか？
一般的なグレードとしては、汎用、高強度、光学的に透明なもの、医療グレード、自己粘着性LSRなどがあります。それぞれ、コスト効率の高いシール材から透明な光学部品、生体適合性のある医療機器まで、さまざまなニーズに合わせて配合されています。.
液状シリコーンゴムはどのような産業で使用されていますか？
LSRは、医療・ヘルスケア、自動車、家電製品（以下、 キーパッド 耐久性、電気絶縁性、耐薬品性に優れているため、電気機器やコネクタ、産業機器、安全機器などに使用されています。.
LSR（液状シリコーンゴム）メーカーはどのように選べば良いですか？
実績のある液体射出成形能力、関連認証（ISO、医療用または食品用規格への準拠など）、社内金型、品質管理を備えたサプライヤーを探してください。当社のリストをご覧ください。 トップLSRメーカー 参考までに。.
結論
液状シリコーンゴム (LSR) は、現代の製造業において最も用途が広く信頼性の高い材料の 1 つです。優れた機械的強度、熱安定性、生体適合性を備え、医療、自動車、電子機器、消費財など、さまざまな業界で欠かせない存在となっています。技術の進歩に伴い、LSR の需要は高まり続け、進化する市場のニーズを満たすために新しい配合や用途が登場しています。
精度、耐久性、適応性を備えた素材を求めるメーカーにとって、LSR は依然として第一の選択肢です。過酷な条件下でも安定した性能を発揮する能力と、大量生産における効率性により、LSR は現代の産業および技術開発の礎であり続けるでしょう。
参考文献および関連文献
- ISO 10993-1 — 医療機器の生物学的評価、生体適合性に関するガイダンス。米国食品医薬品局（FDA）、2023年9月更新。. https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/use-international-standard-iso-10993-1-biological-evaluation-medical-devices-part-1-evaluation-and
- USP一般章＜88＞生体内生物学的反応性試験（USPクラスVIの基礎）。米国薬局方・国民医薬品集（USP-NF）、公式要約。. https://doi.usp.org/USPNF/USPNF_M98834_01_01.html
- シロキサン（シリコーンポリマーのSi–O–Si骨格）—化合物記録。PubChem、米国国立衛生研究所（NIH）。. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/53627454
- 誘電強度 ― 定義と破壊挙動。Wikipedia。. https://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric_strength
- ポリマー化学における白金触媒によるヒドロシリル化反応（LSRの背後にある付加硬化反応）。ポリマー／PMC、NIH、2020年。. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7598247/
