「シリコーンの物理的特性」で検索すると、ほとんどの結果は化学の教科書のような内容で、試験対策には良いかもしれないが、部品の仕様策定には全く役に立たない。密度、硬度範囲、耐熱温度、そしてそれぞれの数値を裏付ける試験規格といった情報は依然として得られない。.
標準的なシリコーンゴムは、密度1.10～1.50g/cm³、硬度ショア00-5～ショアA-90、連続使用温度範囲-60℃～+230℃、安定した電気絶縁性と非常に高いガス透過性という、定められた範囲内に収まります。. 以下に全文を掲載します。各値はASTMまたはISOの試験方法に対応しています。.
これらの数値は汎用シリコーン（HCRおよびLSR）に関するものです。充填剤含有量、硬化システム、グレードによって数値は変動します（各特性ごとに記載）。.
シリコーンの物性仕様書
シリコーンの物性仕様書には、密度、硬度、温度範囲、電気的特性、光学的特性、透過率の値と、それらのASTMおよびISO試験規格が記載されています。
| 財産 | 標準範囲／値 | 試験規格 |
|---|---|---|
| 外観 | 半透明のベース；着色可能；充填すると不透明 | — |
| 密度（比重） | 1.10～1.50 g/cm³（約2.0まで充填） | ASTM D792 |
| 硬度 | ショア00-5からショアA-90へ | ASTM D2240 |
| 抗張力 | 4～11 MPa（高強度は約13 MPaまで） | ASTM D412 |
| 破断伸度 | 200–800% | ASTM D412 |
| 引裂強度 | 10～55 kN/m | ASTM D624 |
| 圧縮永久歪み | 温度範囲全体で低い | ISO 815 / ASTM D395 |
| 動作温度 | −60℃～+230℃（短時間であれば+300℃まで） | ASTM D573 / D746 |
| 熱伝導率 | 約0.2 W/m·K | — |
| 熱膨張係数 | 200～400 ×10⁻⁶ /K | ASTM E831 |
| 吸水 | 0.5%未満 | ASTM D471 |
| 水接触角／表面エネルギー | 約110° / 約22 mN/m（疎水性） | — |
| ガスおよび蒸気透過率 | 他のエラストマーとの比較 | — |
| 誘電強度 | 18～25 kV/mm | — |
| 体積抵抗率 | 約10¹⁵Ω・cm | — |
| 光透過率 | 91%（光学グレードLSR）以上 | — |
| 可燃性 | 自己消火性；FR UL 94 V-0 | UL94 |
上記の仕様書は、コピーしたり、参考資料として保存したりすることを想定して作成されています。各物件の詳細な情報は、各セクションにリンクされている専用ページに掲載されています。.
外観と状態
シリコンは本来半透明で、顔料をきれいに吸収し、充填または着色すると完全に不透明になります。. 表面仕上げは、ポリマー自体ではなく、金型と後処理によって決まります。これは外観上の特性であり、性能特性ではありません。つまり、温度、硬度、柔軟性には影響しません。.
密度、重量、および水の挙動
シリコーンは水よりも密度が高い（1.10～1.50 g/cm³）ため、水に浮かず、重量比で0.5%以下の水を吸収します。つまり、この質問が通常示唆するような多孔質ではありません。. 充填化合物の密度は約2.0 g/cm³まで上昇する。表面は疎水性で、水との接触角は約110°であるため、水は濡れるのではなく玉状になる。.
→続きを読む： シリコーンの密度、重量、疎水性
硬度と機械的挙動
生産用シリコーンは、ショア硬度00-5（ゲル状軟質）からショアA-90（硬質）までの範囲で、引張強度は4～11MPa、伸びは200～800%です。. 硬度は、引裂強度や伸びとトレードオフの関係にあるため、最初に固定される仕様です。柔らかいグレードほど伸びは大きくなりますが、破れやすくなります。.
→続きを読む： シリコンの硬度とデュロメーターガイド
温度範囲と熱挙動
シリコーンは-60℃から+230℃までの温度範囲でその特性を継続的に維持し、高温グレードでは短時間であれば+300℃まで耐えることができます。. 熱伝導率が低く（約0.2 W/m·K）、熱膨張係数が高い（200～400 ×10⁻⁶ /K）ため、高温部品の厳しい公差が重要となる。.
→続きを読む： シリコーンの熱伝導率と耐熱性
電気的特性
シリコーンは、導電性を持たせるために意図的に炭素を配合しない限り、18～25 kV/mmの絶縁耐力と約10¹⁵ Ω·cmの体積抵抗率を持つ強力な誘電体である。. この二重の機能こそが、同じ基材ポリマーが高電圧絶縁とEMIシールドの両方のキーパッドに用いられる理由である。.
→続きを読む： シリコーンの電気的特性
光学特性
光学グレードのLSRは、91%を超える可視光を透過し、エポキシ樹脂やポリカーボネートよりもはるかに優れた耐黄変性を備えています。. 屈折率は1.40～1.55の範囲にあり、そのためLEDの封止材やレンズ光学系に用いられます。.
→続きを読む： シリコーンの光学的特性
ガスおよび蒸気透過率
シリコーンは他のエラストマーよりもはるかにガス透過性が高い。そのため、酸素チューブや通気性のある膜材に選ばれるが、ガスバリアのシール材としては不向きである。. これは多孔性と最も混同されやすい性質で、物質自体は固体でありながら、気体が拡散する性質を持つ。.
→続きを読む： シリコーンのガスおよび蒸気透過性
可燃性
標準的なシリコーンは自己消火性があり、難燃性グレードはUL 94 V-0規格に適合し、低発煙性でハロゲン発生もありません。. 燃焼によって滴り落ちる炎ではなく、非導電性のシリカ灰が残るため、鉄道や公共交通機関の基準を満たしている。.
→続きを読む： シリコーンの火災および燃焼挙動
これらの数字が適用されなくなる場所
上記の範囲はすべて汎用シリコーンを前提としています。境界は3つの選択肢によって変化します。
- HCR対LSR — 達成可能な許容範囲と表面の清浄度を設定するものであり、物件の範囲自体を設定するものではありません。.
- フィラー充填 ―密度と硬度を高める一方で、伸びと引裂強度を低下させる可能性がある。.
- 治療システム プラチナ硬化型は無臭で透明ですが、過酸化物硬化型は安価ですが、残留臭を除去するために後硬化処理が必要です。.
これらは適用限界値であり、欠陥ではありません。データシートの値は、測定対象となった特定の化合物に対してのみ有効です。.
よくある質問
シリコンは水に浮きますか？
いいえ。その密度は1.10～1.50g/cm³で、水よりも高いため、沈みます。.
シリコンは多孔質ですか？
いいえ、吸水率は0.5%以下です。ただし、ガス透過性が非常に高いという性質があり、これは吸水率とは異なる特性です。.
シリコンの重さはどれくらいですか？
同じ体積であれば、水のおよそ1.1～1.5倍の重さであり、高濃度の化合物では約2.0 g/cm³に達することもある。.
シリコーンは何度まで耐えられますか？
−60℃から+230℃までの温度範囲で連続使用が可能で、高温グレードでは短時間であれば+300℃までの温度上昇にも対応できます。.
部品仕様を策定するために必要な情報
これらの範囲は標準的なシリコーンを表しています。部品の正確な数値は、グレード、目標硬度、コンプライアンス目標（FDA 21 CFR 177.2600, LFGB、 または USPクラスVI）、および動作温度。これらの4つの選択肢によって、コストと納期も決まります。これらの情報をお送りいただければ、実際の化合物の特性シートをお送りします。.
