실리콘에는 유체, 젤, 수지 및 엘라스토머가 포함됩니다. 이 가이드는 모든 종류의 실리콘 폴리머가 아닌, 성형, 압출 및 밀봉 부품에 사용되는 경화 실리콘 엘라스토머에 중점을 둡니다.
이러한 범위 내에서 VMQ, PVMQ 및 FVMQ는 고분자 화학을 나타내고, LSR, HCR 및 RTV는 공급 형태 또는 경화 경로를 설명하며, 식품 접촉 및 의료 관련 주장은 특정 화합물 및 완제품과 관련된 증거에 따라 결정됩니다. 아래 섹션에서는 이러한 라벨을 작동 온도, 접촉 매체, 형상, 공차, 생산량 및 규정 준수 요구 사항과 연결하여 엔지니어와 구매자가 견적 요청 전에 부적합한 옵션을 배제할 수 있도록 합니다.
실리콘 소재란 무엇인가요?
실리콘은 유기 측쇄를 갖는 실리콘-산소(Si-O) 골격으로 구성된 합성 고분자 계열입니다. 이 가이드에서는 가교 결합된 실리콘 엘라스토머 형태, 즉 펌핑 가능한 LSR, 고체형 HCR/HTV, 그리고 고무와 유사한 재질로 경화되는 1액형 또는 2액형 RTV 시스템에 대해 다룹니다. 일반적인 VMQ 컴파운드는 보통 -55°C ~ 200°C 범위에서 사용하도록 지정되지만, 실제 사용 가능 온도 범위는 선택된 컴파운드와 사용 환경에 따라 달라집니다.
실리콘 고무는 원소 실리콘과 혼동하기 쉽습니다. (참조) 실리콘과 실리콘의 차이점은 무엇일까요?. 실리콘-산소 골격은 열 안정성과 장기적인 유연성에 기여하며, 배합, 충전재 구성 및 경화 경로는 최종 성능에 큰 영향을 미칩니다.
이러한 특성 때문에 실리콘은 고온, 옥외 노출, 식품 접촉, 의료 용도 및 까다로운 산업 환경 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
자재 안전성을 평가하는 구매자는 다음 사항부터 시작할 수 있습니다. 독성 및 화학 물질 안전성 데이터가 실제로 보여주는 것은 무엇인가.
실리콘 소재의 종류
실리콘은 여러 독립적인 기준에 따라 분류되며, 이러한 기준들을 서로 경쟁하는 재료 유형으로 취급해서는 안 됩니다. VMQ, PVMQ 및 FVMQ는 폴리머 화학적 성질을 나타내고, LSR, HCR/HTV 및 RTV는 공급 형태 또는 경화 방식을 나타냅니다. 식품 접촉용, 의료용, 전도성 및 스폰지 등급은 용도 또는 물리적 형태를 나타냅니다. 예를 들어, 식품 접촉용 부품은 LSR 또는 HCR로 제작될 수 있습니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 주요 실리콘 등급의 차이점은 무엇인가요?.
ASTM D1418-22 명칭은 폴리머 계열을 식별하고 온도 및 유체 저항성에 대한 초기 정보를 제공합니다. 하지만 이러한 명칭만으로는 최종 사용 범위를 결정할 수 없으며, 배합 조성, 경화 시스템, 환경 및 공급업체의 기술 데이터 시트(TDS)가 사용 가능 범위를 좌우합니다.
| ASTM D1418 | 화학 | 일반적인 연속 범위 | 명시된 경우 |
|---|---|---|---|
| MQ | 디메틸실리콘 | -50°C ~ 200°C | 기존 및 범용 화합물 |
| VMQ | 메틸 비닐 실리콘 | -55°C ~ 200°C | 대부분의 상업용 LSR 및 HCR 등급 |
| PVMQ | 페닐메틸비닐실리콘 | -100°C ~ 200°C | 저온 밀봉재, 항공우주 분야 |
| FVMQ | 불소실리콘 | -55°C ~ 175°C | 연료, 오일 및 용제 접촉 |
이 온도들은 ASTM D1418에서 규정한 한계값이 아니라, 화합물 선택에 대한 참고 범위일 뿐입니다. 이 온도들은 시중에서 판매되는 실리콘 고무 관련 지침을 바탕으로 산출된 것입니다. 신에츠 특징 및 속성 안내; 선정된 공급업체의 기술 데이터 시트(TDS) 및 애플리케이션 테스트 결과가 출시 여부를 결정합니다.
공급업체가 화합물, 경화 시스템, 적용 가능한 식품 접촉 요건 및 시험 결과를 명시하지 않고 단순히 "식품 등급 실리콘"이라고만 견적을 제시하는 경우, 해당 견적은 다른 공급업체의 견적과 기술적으로 비교할 수 없습니다.
액상 실리콘 고무(LSR)
액상 실리콘 고무는 백금 경화형 실리콘 소재로, 주로 사출 성형 공정에 사용됩니다. 높은 정밀도, 청결도 및 균일성이 요구되는 제품에 널리 사용됩니다.
일반적인 적용 분야는 다음과 같습니다.
- 의료 구성 요소
- 유아용품
- 웨어러블 기기
- 식품 등급 부품
LSR은 젖꼭지나 공갈젖꼭지와 같이 얇고 정밀도가 높은 유아용품 부품에 일반적으로 사용되는 반면, 더 큰 수유 제품에는 여전히 압축 성형된 HCR이 사용될 수 있습니다. 따라서 공정 선택은 제품 범주뿐만 아니라 형상, 부피 및 규격 준수 요구 사항을 고려하여 이루어져야 합니다.
더 알아보기 액상 실리콘 고무의 가공 방법 그리고 백금과 과산화수소 치료법의 차이점은 무엇인가요?. HCR을 직접 비교한 결과는 아래 의사결정표에 나와 있습니다.
고점도 고무(HCR)
HCR 실리콘은 껌과 같은 단단한 점성을 가지고 있으며 압축 성형 및 압출 성형에 널리 사용됩니다.
일반적인 제품은 다음과 같습니다.
- 산업용 씰
- 개스킷
- 실리콘 튜브
- 자동차 부품
HCR은 많은 성형 밀봉재, 튜브 및 연속 프로파일의 기본 구성 요소입니다.
더 알아보기 HCR 껌은 어떻게 제조되고 경화되는가?.
LSR과 HCR은 대부분의 성형 부품 프로젝트에서 비교되는 두 가지 주요 공급 형태입니다. 생산량과 공차는 경제적인 공정 범위를 결정하는 주요 요인이지만, 형상, 경도, 청결도, 경화 시스템, 오버몰딩 요구 사항 및 허용 가능한 플래시에 따라 선택이 달라질 수 있습니다.
| 안건 | LSR | HCR / HTV |
|---|---|---|
| 공급 양식 | 2액형 펌핑 가능 액체, 1:1 A/B 비율 | 분쇄된 고무 또는 미리 성형된 시트 |
| 치료 시스템 | 백금 첨가 치료 | 과산화물 또는 백금 경화 |
| 주요 프로세스 | 콜드러너를 이용한 사출 성형 | 압축, 이송, 압출 |
| 일반적인 경도 | 10–70 쇼어 A | 30~80 쇼어 A |
| 사이클 타임 | 작은 부품은 몇 초 만에 완성됩니다. | 프레스 사이클당 소요 시간(분) |
| 공구 비용 | 더 높은 성능 (콜드 러너, 정밀 캐비티) | 낮추다 |
| 플래시 및 트리밍 | 최소한의 플래시만 사용하며, 거의 플래시가 필요 없습니다. | 일반적으로 디플래싱이 필요합니다. |
| 경제적 볼륨 | 연간 생산량이 많고 자동화된 운영 방식입니다. | 저용량~중용량, 잦은 전환 |
이는 일반적인 공정 경향일 뿐, 비용이나 생산량 임계값은 아닙니다. 부품 크기, 벽 두께, 캐비테이션, 자동화, 플래시 허용량 및 2차 가공에 따라 경제적 결과가 달라질 수 있습니다.
이 표에 담긴 의사 결정 과정에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하세요. 주어진 부품에 대해 HCR과 LSR 중 하나를 선택하는 것.
RTV 실리콘
RTV 실리콘은 상온에서 경화되며 밀봉, 접착 및 캡슐화에 자주 사용됩니다.
일반적으로 다음과 같은 곳에서 발견됩니다:
- 전자제품 밀봉
- 건설 관련 응용 분야
- 접착제 및 코팅제
식품 등급 실리콘
“"식품 등급 실리콘"은 별도의 고분자 계열이나 보편적인 인증 기준이 아닙니다. 일반적으로 식품 접촉 요건(예: 식품, 육류, 코코넛, 코코넛 오일 등)에 맞춰 제조, 가공 및 시험된 특정 화합물과 완제품을 지칭합니다. 21 CFR 177.2600 미국에서 또는 식품 접촉 재료에 대한 BfR 권장 사항 관련 독일 및 EU 규정 내에서.
대표적인 제품은 다음과 같습니다.
- 베이킹 몰드
- 주방 용품
- 식품 가공용 씰
- 음료 성분
자세한 가이드를 참조하세요. 실제로 화합물을 식품 등급으로 만드는 요소는 무엇일까요?.
의료용 실리콘
“"의료용 실리콘"은 전 세계적으로 정의된 단일 재료 분류가 아닙니다. 이는 기기의 접촉 유형 및 지속 시간에 적합한 추적성 및 생물학적 평가 증거를 통해 관리되는 화합물을 의미하며, 완제품 기기 자체에 대해서도 위험 기반 평가가 필요합니다.
일반적인 적용 분야는 다음과 같습니다.
- 호흡기 장치
- 의료용 튜브
- 착용형 의료기기
- 수술 구성 요소
보다 의료용 화합물의 품질 인증 방법 구매자는 생체 적합성 증거 및 멸균 처리 과정에 대한 자료를 제출해야 합니다.
기타 특수 실리콘 등급
주요 등급 외에도 특정 성능 요구 사항에 맞춰 여러 특수 등급이 선택됩니다.
주요 실리콘 특성
실리콘이 널리 사용되는 이유 중 하나는 열적, 기계적, 화학적 특성의 균형이 잘 잡혀 있기 때문입니다. 자세한 기술적 분석은 다음을 참조하십시오. 실리콘의 물성을 측정하고 명시하는 방법.
엔지니어들은 단 하나의 특징에만 집중하기보다는 까다로운 조건에서도 일관된 성능을 발휘하는 실리콘을 선택하는 경우가 많습니다.
아래 수치는 일반적인 용도의 VMQ에 대한 예시적인 선택 범위이며, 규격 한계치가 아닙니다. 이 수치는 다음과 같은 상용 화합물 데이터와 상호 검증되었습니다. WACKER 고체 및 액체 실리콘 고무 선택 가이드 그리고 신에츠 성형 컴파운드 가이드. 충전재 함량, 경도, 경화 시스템, 시험 조건 및 후경화는 각 행마다 달라지므로 선택된 화합물의 기술 데이터 시트(TDS)가 제품 출시를 좌우합니다.
| 재산 | 일반적인 범위(VMQ) | 테스트 방법 |
|---|---|---|
| 경도 | 10–80 쇼어 A | ASTM D2240 |
| 인장강도 | 4~11 MPa | ASTM D412 |
| 파단 시 신장률 | 200–800% | ASTM D412 |
| 인열 강도 | 9–35 kN/m | ASTM D624 |
| 압축 세트 | 15–40% (175°C에서 22시간) | ASTM D395 방법 B |
| 체적 저항률 | 10^14–10^15 Ω·cm | ASTM D257 |
| 절연 강도 | 20~25kV/mm | ASTM D149 |
| 열전도율 | 0.2–0.3 W/m·K | — |
내열성
실리콘은 넓은 온도 범위에서 안정성을 유지하므로 고온 및 저온 환경 모두에 적합합니다.
많은 제형에서 실리콘은 약 -50°C에서 250°C까지의 온도를 견딜 수 있습니다.
소재를 선택할 때 중요한 것은 연속 사용 온도입니다. 일반적인 VMQ 컴파운드는 건조 공기 중에서 약 200°C까지 견딜 수 있도록 설계되었지만, 250°C는 일반적으로 단기 노출 온도로 간주됩니다. 압축, 밀폐 조건, 사용되는 유체 및 필요한 사용 수명에 따라 이러한 내열 온도가 낮아질 수 있습니다. 표준 VMQ는 약 -55°C 이하에서 경화되므로 PVMQ 또는 기타 저온용 컴파운드를 고려하는 것이 좋습니다.
후경화 공정은 선택된 화합물의 특성에 따라 잔류 휘발성 물질, 냄새 및 압축 영구 변형을 줄일 수 있습니다. 강제 통풍 오븐에서 200°C로 4시간 동안 후경화하는 것은 일반적인 공급업체 시험 또는 생산 조건이지만, 보편적인 규칙은 아닙니다. 실제 시간과 온도는 화합물의 기술 데이터 시트(TDS), 부품 두께, 검증된 추출물, 냄새 또는 기계적 특성 목표에 따라야 합니다. 후경화가 검증된 사양의 일부인 경우, 공급업체의 재량에 맡기는 대신 도면이나 구매 요구 사항에 명시해야 합니다.
이러한 특징 덕분에 다음과 같은 용도로 유용합니다.
- 자동차 엔진 부품
- 산업용 단열재
- 고온 밀봉
- 주방 및 조리 용품
더 자세한 설명은 다음을 참조하세요. 어떤 등급이 지속적인 열에 견딜 수 있을까요?.
유연성과 탄력성
실리콘은 열, 자외선 및 실외 환경에 장기간 노출된 후에도 유연성을 유지합니다.
다른 많은 플라스틱과 비교했을 때, 실리콘은 시간이 지나도 쉽게 부서지지 않습니다.
이 속성은 특히 다음과 같은 경우에 중요합니다.
- 실리콘 키패드
- 웨어러블 제품
- 의료용품
- 유연한 밀봉 부품
더 알아보기 하중과 반복적인 변형 하에서 실리콘의 거동은 어떠한가. 경도 선택은 다음에서 다룹니다. 쇼어 A 값을 선택하는 것, 이는 RFQ 단계에서 가장 자주 정의되지 않은 채로 남는 단일 사양입니다.
화학적 내성
실리콘은 일반적으로 습기, 오존 및 산화에 대한 저항성이 우수하지만, 화학적 저항성은 유체의 종류, 농도, 온도 및 노출 시간에 따라 크게 달라집니다.
이러한 이유로 다음과 같은 곳에서 흔히 사용됩니다.
- 식품 가공 장비
- 옥외 전기 시스템
- 산업용 밀봉 용도
더 자세한 내용은 다음에서 확인할 수 있습니다. 실리콘이 용매 및 산업용 화학물질과 반응하는 방식, 여기에는 영구적인 화학적 공격이 아닌 가역적인 팽창을 유발하는 매체가 포함됩니다.
자외선 및 내후성
다른 많은 플라스틱과는 달리 실리콘은 장기간 실외에 노출되어도 성능을 유지할 수 있습니다.
저항력이 있습니다:
- 자외선
- 오존
- 비와 습도
- 온도 순환
이러한 특성 덕분에 실리콘은 다음과 같은 용도에 적합합니다.
- 실외 전자제품
- 자동차 외장 부품
- 태양광 및 조명 응용 분야
보다 실리콘이 자외선과 풍화 작용에 의해 노화되는 방식 현실적인 사용 수명 기대치를 고려해야 합니다. 투명한 재질의 경우, 기계적 특성이 저하되기 훨씬 전에 눈에 띄는 변색이 나타나므로 더욱 꼼꼼한 검토가 필요합니다.
전기 절연
실리콘 소재는 유전 특성과 온도 안정성 때문에 전기 및 전자 시스템에 널리 사용됩니다.
일반적인 적용 분야는 다음과 같습니다.
- 케이블 절연
- 전자 커넥터
- 전력 시스템
- 센서 보호
보다 실리콘이 유전체로서 어떻게 작용하는가 절연 데이터의 경우, 탄소 또는 은으로 채워진 화합물은 이러한 특성을 완전히 반대로 나타내며 전도성 등급으로 지정됩니다.
식품 안전 및 생체 적합성
특수 실리콘 등급은 식품 접촉 및 의료용으로 설계되었습니다.
적합성은 실제 화합물 및 완제품과 관련된 증거에 따라 결정됩니다.
- 제형은 의도된 접촉 조건과 일치해야 합니다.
- 이행성, 추출성 또는 생체 적합성 시험은 해당 요구 사항을 충족해야 합니다.
- 경화 및 경화 후 조건은 검증된 공정 내에 유지되어야 합니다.
- 추적성은 완제품과 시험 대상 화합물을 연결하고 보고서를 작성해야 합니다.
보다 식품 등급과 의료 등급 요구 사항이 다른 경우 한 자격증이 다른 자격증을 대체할 수 있다고 단정짓기 전에,.
실리콘이 잘못된 선택인 경우
실리콘은 슬라이딩 마모, 절삭 성장, 높은 인장 하중 또는 동적 마모가 설계의 주요 고려 사항일 경우 적합하지 않은 소재입니다.
- 내마모성 및 내인열성은 폴리우레탄 및 니트릴보다 떨어질 수 있으므로, 슬라이딩 마모 및 날카로운 모서리가 필요한 용도에는 직접 비교 테스트가 필요합니다.
- 범용 VMQ는 인장 강도가 다소 약하며, 얇고 하중이 많이 가해지는 부분에서는 게이트, 분할선 또는 손상된 가장자리에서 찢어짐이 발생할 수 있습니다.
- 일반 VMQ는 탄화수소 연료, 광물유 및 일부 비극성 용매에서 팽창할 수 있습니다. FVMQ는 호환성을 향상시키는 경우가 많지만, 실제 유체, 온도 및 침지 시간은 여전히 테스트가 필요합니다.
- 실리콘은 일반적으로 일반 고무보다 가격이 비싸고, 경화된 폐고무는 열가소성 수지처럼 다시 녹여서 공정에 투입할 수 없습니다.
일반적으로 자재를 결정하는 것은 제품 사양서에 명시된 주요 사양보다는 이러한 한계점입니다.
실리콘 제조 공정
제품 디자인, 재질 등급 및 생산량에 따라 다양한 제조 방법이 사용됩니다. 전체 제작 워크플로우에 대한 단계별 안내 화합물에서 완제품에 이르기까지 각 단계를 포괄하는 반면 실리콘 가황이란 무엇인가 이들 모두가 공유하는 가교 결합 화학에 대해 설명합니다.
압축 성형
압축 성형은 일반적으로 중간 규모의 실리콘 부품 및 비교적 단순한 제품 구조에 사용됩니다. 사이클 시간은 170~180°C 정도의 프레스 온도에서 단면 두께에 따라 결정되므로, 금형 비용이 단위 노동 비용보다 더 중요한 경우 경제적인 공정입니다.
주로 다음과 같은 이유로 선택됩니다:
- 개스킷
- 산업용 씰
- 고경도 실리콘 부품
더 자세히 알아보세요 압축 성형 공정은 실제로 어떻게 진행될까요?, 여기에는 디플래싱 작업 비용이 공구 비용 절감액을 초과하기 시작하는 경우를 포함합니다.
액체 실리콘 사출 성형
LSR 사출 성형은 많은 고정밀 실리콘 제품 및 자동화 생산 환경에 적합합니다. 정밀하게 제어된 벤트 및 진공 기능을 갖춘 콜드 러너 툴링은 정밀한 형상을 유지하고 플래시 발생을 최소화할 수 있어 의료 및 유아용품 부품에 일반적으로 사용됩니다(단, 자동화 공정은 아닙니다).
장점은 다음과 같습니다.
- 엄격한 공차
- 높은 반복성
- 빠른 생산 주기
- 청정 제조 공정
일반적인 적용 분야는 다음과 같습니다.
- 의료 부품
- 가전
- 유아용품
절충점은 금형 비용입니다. 콜드 러너 시스템과 진공 밀폐형 캐비티는 금형 예산을 증가시키며, 투자 회수는 단가뿐 아니라 사이클 시간 단축과 불량률 감소를 통해 이루어집니다. 참조. 실리콘 사출 성형 공정의 전체 과정은 어떻게 진행될까요? 자세한 절차는 다음과 같습니다.
실리콘 압출
연속 실리콘 압출 이 소재는 튜브, 스트립 및 절연 재료와 같은 연속적인 실리콘 프로파일을 제조하는 데 사용됩니다.
대표적인 제품은 다음과 같습니다.
- 실리콘 튜브
- 실리콘 코드
- 전선 절연체
압출 프로파일은 열풍 가황 라인이나 염욕 가황 라인에서 연속적으로 가황 처리되므로, 치수는 밀폐된 캐비티가 아닌 라인 속도와 오븐 온도에 의해 제어됩니다. 따라서 벽 두께 및 직경 공차는 성형 부품보다 느슨하며, 압출 프로파일에 성형 수준의 공차를 요구하는 도면은 압출 견적이 성형 견적으로 회신되는 가장 흔한 이유입니다.
일반적인 생산품으로는 튜브, 코드 및 일정한 단면을 가진 연속 스트립 등이 있습니다. 표준 평면 실리콘 시트는 압출보다는 캘린더링 방식으로 제조되는 경우가 많습니다. 두 공정의 허용 오차 범위가 다릅니다.
툴링, 후처리 및 프로토타이핑
몰딩은 비용과 품질을 결정하는 요소 중 일부일 뿐입니다.
- 실리콘 몰드 설계 가이드 — 드래프트 각도, 벽 두께, 통풍, 수축
- 실리콘 몰드 비용 — 공구 예산을 좌우하는 요인은 무엇인가
- 실리콘 후경화 — 화합물 사양 또는 검증된 규정 준수 프로세스에서 요구하는 경우에 사용됩니다.
- 시제품 제작부터 대량 생산까지 — 금형이 연질 주형에서 생산용 강철로 바뀔 때 어떤 변화가 있을까요?
실리콘과 기타 소재 비교
재료 선택은 가장 많은 장점을 가진 재료가 아니라 주된 하중 조건에 따라 결정됩니다. 표를 사용하여 첫 번째 절충점을 파악한 다음, 실제 사용 조건에 대한 자세한 비교 자료를 참조하십시오.
| 대안 | 실리콘을 선택하세요 | 대안을 선택하세요 | 결정 확인 |
|---|---|---|---|
| 일반 고무 | 열, 오존, 자외선 또는 저온 유연성이 핵심입니다. | 마모도, 인열 강도 또는 낮은 재료비가 결정적인 요소입니다. | 씰은 고정되어 있습니까, 아니면 슬라이딩 마모에 노출되어 있습니까? |
| 단단한 플라스틱 | 탄성 회복, 밀봉 또는 반복적인 굴곡이 필요합니다. | 구조적 강성과 고속 성형이 주요 특징입니다. | 해당 부품은 하중을 견뎌야 합니까, 아니면 변형 후 복원되어야 합니까? |
| TPU | 열 안정성, 풍화 작용 및 장기 탄성이 중요합니다. | 내마모성과 인성이 더욱 중요합니다. | 주된 고장 원인은 열 노화입니까, 아니면 표면 마모입니까? |
| 비닐 | 고온 환경에서의 유연성과 장기간 옥외 노출에도 견딜 수 있다는 점이 가격을 정당화합니다. | 저렴한 튜브 또는 프로파일을 사용해도 온도 및 규격 준수 목표를 달성할 수 있습니다. | 실제 연속 온도 및 접촉 요구 사항은 무엇입니까? |
| 나일론 | 밀봉, 단열 또는 유연한 복구가 필요합니다. | 해당 부품은 구조적 하중을 견디거나 마모에 저항해야 합니다. | 유연성은 기능적인 것인가, 아니면 원치 않는 변형인가? |
| 폴리우레탄 | 열, 오존, 풍화 작용이 지배적입니다. | 마모, 인열 및 하중 지지 강도가 주요 요소입니다. | 해당 부품은 환경적인 요인으로 먼저 고장날까요, 아니면 기계적 마모로 먼저 고장날까요? |
실리콘 vs 고무
실리콘은 일반적으로 열, 오존, 자외선 노출 또는 저온 유연성이 중요한 요소일 때 선호되며, 기존 고무는 내마모성, 내찢김성 또는 낮은 재료비가 중요한 요소일 때 더 적합할 수 있습니다. 참조. 실리콘과 일반 고무가 열에 노출되었을 때 어떤 차이가 있는지.
실리콘 vs 플라스틱
탄성 회복력, 밀봉성 및 반복적인 굴곡에는 실리콘을 선택하고, 구조적 강성, 낮은 단가 또는 초고속 성형이 중요한 경우에는 경질 플라스틱을 선택하십시오. 참조 실리콘이 경질 플라스틱보다 우수한 성능을 보이는 경우.
실리콘 vs TPU
실리콘은 열, 풍화 및 장기 탄성 회복 측면에서 더 우수한 출발점이며, TPU는 내마모성과 인성 측면에서 더 나은 경우가 많습니다. 참조. 실리콘과 TPU의 장단점.
실리콘 vs PVC
실리콘은 고온 유연성, 장기간 옥외 노출 또는 검증된 가소제 무첨가 배합으로 인해 자주 선택됩니다. PVC는 온도, 유연성 및 규격 준수 한계가 적용 분야에 적합할 경우 경제적인 소재로 남습니다. 전체 비교 내용은 다음을 참조하십시오. PVC와 실리콘.
실리콘 vs 나일론
실리콘은 밀봉, 절연 및 탄성 회복에 적합하고, 나일론은 구조적 하중 및 마모에 적합합니다. 나일론의 경우 습기에 의한 치수 변화도 고려해야 합니다. 자세한 내용은 전체 내용을 참조하십시오. 나일론 vs 실리콘 선택 비교.
실리콘 vs 폴리우레탄
실리콘은 일반적으로 열, 자외선 및 오존 노출에 대한 내성이 뛰어나며, 폴리우레탄은 내마모성, 내인열성 및 하중 지지력이 더 강한 경우가 많습니다. 선택한 재질의 등급에 대한 적합성 검증이 필수적입니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 폴리우레탄은 대체 엘라스토머로서 사용될 수 있습니다. 전체 비교를 위해.
일반적인 실리콘 응용 분야
단순히 업계에서 유명하다는 이유만으로 실리콘 소재를 정당화할 수는 없습니다. 실리콘은 온도, 풍화 작용, 전기적 특성, 접촉 적합성 또는 탄성 회복력과 같은 특정 사용 조건에서 더 저렴한 엘라스토머나 경질 플라스틱을 사용할 수 없을 때 비로소 그 가치를 인정받습니다.
산업용 실리콘 부품
일반적인 산업 제품에는 다음이 포함됩니다.
- 물개
- 개스킷
- 절연체
- 댐퍼
실리콘은 열, 오존 또는 반복적인 압축에 노출되는 정적 밀봉에 매우 적합합니다. 하지만 마찰 마모, 날카로운 모서리 조립 또는 동적 접촉에는 내구성이 떨어지므로, 인열 및 마모 성능이 검증되지 않은 경우에는 적합하지 않습니다. 설계 측면에서는 다음 사항부터 시작하십시오. 실리콘 개스킷 설계 압축, 홈 형상 및 허용 변위를 정의합니다. 생산 측면에서는 다음을 사용합니다. 산업용 실리콘 부품 제조 도면이 공정 및 공구 검토 준비가 완료되면.
의료용 실리콘 제품
의료 분야에서는 유연한 복원력, 투명성, 멸균 적합성 또는 피부 접촉 제어 등의 특성이 적합할 때 실리콘을 사용합니다. 단순히 고분자 이름만으로 생체 적합성을 보장할 수는 없습니다.
일반적인 적용 분야는 다음과 같습니다.
- 의료용 튜브
- 호흡기 장치
- 웨어러블 헬스케어 제품
선택은 접촉 유형과 지속 시간, 그리고 멸균 방법에 따라 결정됩니다. 증기, 방사선 및 화학 멸균제는 경도, 색상 및 기계적 유지력에 각기 다른 영향을 미칠 수 있으므로, 관련 자료는 화합물과 완제품 모두와 일치해야 합니다.
식품 등급 실리콘 적용 분야
식품 접촉용 실리콘은 일반적으로 다음과 같은 용도로 사용됩니다.
- 주방용품
- 베이킹 몰드
- 식품 가공 장비
- 음료 시스템
선택은 반복 사용 또는 일회용 접촉, 식품 유형, 온도 및 접촉 시간에 맞춰야 합니다. 후경화는 화합물 사양 또는 검증된 공정에서 요구하는 경우에만 필요하며, 용출, 추출 또는 관능적 특성 평가는 일반적인 "식품 등급" 라벨이 아닌 의도된 제품과 일치해야 합니다.
접촉 조건 및 테스트 요구 사항이 이미 정의된 프로젝트의 경우, 실리콘 주방용품 생산 관련 제조 경로를 제공합니다.
유아 및 아동용품 실리콘 제품
유아용품에는 수유 세트, 턱받이, 치발기, 공갈젖꼭지 및 부드러운 촉감과 음식물 또는 피부 접촉에 적합한 기타 제품이 포함됩니다. 얇고 복잡한 부품에는 LSR(액상 실리콘 성형)이 적합할 수 있으며, 크기가 큰 유아용품은 압축 성형 HCR(고압축 성형)을 사용해도 경제적인 선택이 될 수 있습니다. 통합적인 제품 라인을 계획하는 구매자는 사용 가능한 성형 공정을 검토할 수 있습니다. 실리콘 유아용품 제조.
맞춤형 실리콘 몰드
재사용 가능한 베이킹, 제빙, 제과 및 주조 몰드는 틀에서 분리할 때 모양이 변형되지 않도록 충분한 유연성이 필요합니다. 이러한 유연성 확보는 벽 두께, 지지대, 표면 마감, 인열 저항성 및 접촉면의 요구 사항을 종합적으로 고려하여 결정됩니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 맞춤형 실리콘 금형 제작 프로젝트가 다른 실리콘 부품 생산용 툴링이 아닌 완성된 금형 제품일 경우.
판촉 및 브랜드 실리콘 제품
손목 밴드, 키체인, 컵받침 및 기타 브랜드 액세서리는 소재의 극한 성능보다는 색상 일관성, 로고 재현성, 표면 마감 및 주문량에 따라 선택됩니다. 여러 브랜드 품목을 중심으로 구성된 프로그램의 경우, 다음을 활용하십시오. 맞춤형 실리콘 판촉물 생산 카테고리 진입점으로서.
자동차용 실리콘 부품
자동차 분야에는 다음과 같은 것들이 자주 포함됩니다:
- 고온
- 기름 노출
- 야외 환경
실리콘은 일반적으로 다음과 같은 곳에 사용됩니다.
- 엔진 씰
- 케이블 보호
- 진동 감쇠기
구성 요소별로 고장 양상이 다릅니다. 정적 씰은 압축 변형과 유체 팽창에 의해, 호스는 압력과 보강에 의해, 외부 부트는 오존과 굴곡 반복에 의해 고장이 발생합니다. 엔진룸 내부 부품은 연속적인 온도 변화와 실제 접촉 유체를 고려하여 사양이 정해집니다. 연료 또는 부식성 오일에 노출되는 경우 FVMQ가 일반적으로 VMQ보다 탄화수소에 대한 내성이 우수하기 때문에 FVMQ를 사용하는 것이 타당할 수 있지만, 냉각수 및 윤활유와의 호환성은 유체 구성, 온도, 침지 시간 및 허용 가능한 부피 변화를 고려하여 확인해야 합니다.
냉각수 및 과급 공기 호스는 일반적으로 압력, 온도 및 실제 유체에 맞게 보강재가 선택된 HCR 화합물을 사용합니다.
소비자 가전 제품용 실리콘
전자제품에 실리콘을 사용하는 이유는 단순히 부드러운 촉감을 위해서만이 아니라, 탄력적인 키 반응, 환경 밀봉 및 전기 절연을 위해서입니다.
대표적인 제품은 다음과 같습니다.
- 실리콘 버튼
- 보호 커버
- 착용 가능한 액세서리
충전재가 없는 실리콘은 일반적으로 절연체입니다. 전도성 화합물은 탄소, 니켈 또는 은으로 채워진 시스템을 사용하며, 전도성을 높이면 경도, 인열 특성 및 비용이 달라질 수 있습니다. 참조. 맞춤형 키패드를 디자인하는 데 필요한 요소는 무엇일까요? 작동력, 키 이동 거리 및 인쇄 제약 조건에 따라.
적합한 실리콘 소재 고르는 방법
고장 발생 조건과 필요한 증거를 먼저 파악한 다음, 폴리머 종류, 경도 및 공정을 선택하십시오. "실리콘"을 먼저 선택하고 나중에 사용 환경을 정의하면 일반적으로 검증할 수 없는 견적이 산출됩니다.
| 서비스 조건 | 시작 방향 | 출시 전 검증 | 추측하지 마세요 |
|---|---|---|---|
| 180~200°C 부근에서 지속적인 온풍 서비스 제공 | 내열성 VMQ 화합물 | 물성 유지율, 압축 영구 변형률, 온도 유지 시간 | 단기 최고 등급은 연속 등급입니다. |
| 탄화수소 연료 또는 부식성 오일 노출 | FVMQ를 VMQ 및 기타 엘라스토머와 비교하여 평가합니다. | 실제 유체의 부피 변화, 경도 변화 및 잔류 강도 | 모든 오일과 냉각제에는 동일한 폴리머가 필요합니다. |
| 약 -55°C 이하에서 서비스 제공 | PVMQ 또는 인증된 저온 화합물을 평가하십시오. | 저온 수축, 밀봉력 및 사이클링 | 상온에서의 부드러움은 냉간 밀봉 가능성을 예측하는 지표입니다. |
| 반복적인 식품 접촉 | VMQ 기반 LSR 또는 HCR 자격 | 적용 가능한 추출 또는 이동 증거 및 검증된 치료 조건 | “"식품 등급"은 전 세계적으로 통용되는 인증 마크입니다. |
| 대량 생산되는 얇거나 복잡한 형태의 성형 부품 | LSR 사출 성형을 평가합니다. | 공구 투자 회수 기간, 환기, 인화 한계, 자동화 및 연간 생산량 | LSR은 자동으로 더 나은 부품 성능을 제공합니다. |
| 소량에서 중간 정도의 부피를 가진 두꺼운 성형 부품 | HCR 압축 성형을 평가합니다. | 사이클 시간, 디플래싱 작업, 파팅 라인 및 압축 변형 | 금형 비용 절감은 총 비용 절감으로 이어집니다. |
| 연속 튜브, 코드 또는 프로파일 | HCR 압출 | 단면 공차, 경화선, 절단 길이 및 2차 접합 | 개방형 금형 프로파일은 성형 부품의 공차를 유지할 수 있습니다. |
온도 요구 사항
최대 연속 온도, 최고 온도 및 지속 시간을 각각 명시하십시오. 열 순환 및 주변 매체를 고려하십시오. 건조 공기에서의 200°C는 압축 상태 또는 오일 속의 200°C와 동일한 조건이 아닙니다.
화학물질 노출
실제 유체, 농도, 온도 및 노출 시간을 명시하십시오. "내유성" 또는 "내용매성"은 시험 조건이 아니며, 상온 침지에서 얻은 호환성 데이터는 고온 압축 밀봉을 예측하지 못할 수 있습니다.
경도와 유연성
쇼어 A 경도는 완성된 부품의 강성과 동일하지 않습니다. 벽 두께, 지지되지 않는 스팬 및 형상에 따라 쇼어 A 40 경도의 부품이 쇼어 A 60 경도의 얇은 부품보다 더 단단하게 느껴질 수 있습니다. 씰의 경우, 경도와 압축 강도, 접촉 압력 및 압축 영구 변형률 요구 사항을 함께 고려해야 합니다.
보다 공급업체에 쇼어 경도 및 두께 요구사항을 전달하는 방법 사양에 대한 오해를 방지하기 위해.
준수 요건
식품 접촉 및 의료 분야에서는 다음과 같은 증거가 필요할 수 있습니다.
- 21 CFR 177.2600 반복 사용 고무 제품에 대한 추출 시험
- BfR 권고 XV는 적용 가능한 독일 및 EU 법률 체계 내에서의 증거를 다룹니다.
- USP <88> 계약상 요구되는 경우 클래스 VI 테스트
- 완제품 의료기기에 대한 위험 기반 ISO 10993 생물학적 평가
이러한 요구사항은 서로 다른 위험 요소와 품목에 적용되며, 상호 교환하여 사용할 수 없습니다.
| 기준 | 이 책이 다루는 내용 | 일반적인 증거 |
|---|---|---|
| FDA 21 CFR 177.2600 | 음식물과 반복적으로 접촉하는 고무 제품 | 물과 n-헥산에서의 추출 테스트 |
| BfR 권고안 XV | 식품 접촉 재료에 사용되는 실리콘에 대한 독일 권장 사항; 관련 법적 틀 내에서 적용 | 증거는 현재 권장 사항, 의도된 기사 및 연락 조건과 일치합니다. |
| USP 6등급 | 의료용 엘라스토머의 생물학적 반응성 | 전신, 피하 및 이식 시험 |
| ISO 10993-5 / ISO 10993-10 / ISO 10993-23 | 시험관 내 세포독성 / 피부 과민반응 / 자극 | 기기 접촉 유형 및 지속 시간에 맞춘 위험 기반 테스트 계획 |
| RoHS/REACH SVHC | 제한 물질 및 고위험 보고 대상 물질 | 필요한 경우 위험 기반 분석 테스트 결과를 뒷받침하는 물질 신고서 또는 고위험물질보호물질(SVHC) 명세서 |
| UL 94 | V-0과 같은 소규모 가연성 분류 | 시험 재료, 시편 두께 및 색상일 뿐이며, 완제품 전체에 대한 포괄적인 주장으로 볼 수 없습니다. |
적합성 여부는 적용되는 규정, 화합물, 완제품 및 가공 방식에 따라 달라지며, 단순히 '실리콘'이라는 단어 하나에 달려 있는 것이 아닙니다. FDA 21 CFR 177.2600은 식품과 반복적으로 접촉하는 고무 제품에 대한 규정이지, FDA에서 발행한 재료 인증서가 아닙니다. 마찬가지로, USP Class VI 시험 결과는 의료기기의 위험 기반 ISO 10993 평가를 대체할 수 없습니다. 보고서, 시험 조건, 시험 기관, 그리고 시험에 사용된 정확한 제품 또는 화합물을 요청하십시오. 일반적인 적합성 진술만으로는 충분하지 않습니다.
보다 광범위한 화학적 스크리닝을 위해서는 다음을 참조하십시오. 실리콘에 PFAS가 함유되어 있는지 여부. 논문 수준의 증거를 보려면 검토하십시오. 실리콘 몰드의 안전성과 규제 관련 증거를 어떻게 확인해야 하는가 일반적인 규정 준수 진술서를 수락하기 전에.
제조 방법
형상, 공차 및 연간 생산량은 재료 선택과 공정 선택을 연결합니다.
- LSR 사출 성형은 얇거나 복잡한 부품, 자동화 및 높은 반복 생산에 적합하지만, 금형 투자 비용이 더 많이 듭니다.
- HCR 압축 성형은 잦은 전환과 낮은 생산량에 적합하지만, 프레스 시간, 플래시 발생량 및 수작업 처리 시간이 증가합니다.
- 압출 성형은 연속적인 형상에 적합하지만, 개방형 금형으로는 성형 부품 도면에 표시된 모든 공차나 특징을 재현할 수 없습니다.
연간 생산량만으로 공정을 선택하지 마십시오. 언더컷, 인서트, 벽면 전환, 게이트 제한, 허용 가능한 분할선 및 요구되는 청결도 등의 요소로 인해 경제적인 옵션이라도 선택이 어려워질 수 있습니다.
견적 요청서를 보내기 전에 수정해야 할 사항
서로 다른 공급업체의 견적을 비교할 수 있는지 여부를 결정하는 여섯 가지 항목은 다음과 같습니다.
- 경도는 허용 오차 범위 내에서 표시됩니다(예: 50 ±5 Shore A). 연질 또는 중질은 표시할 수 없습니다.
- 치수 공차 등급 ISO 3302-1, 성형 부품의 경우 M1부터 M4까지 등급이 있으며, 등급이 높을수록 금형, 검사 및 공정 관리 비용이 높아집니다.
- 색상 참조는 팬톤 번호 또는 승인된 실제 샘플이어야 하며, 색상 일치 여부를 단일 광원 또는 이중 광원에서 판단할지 여부를 명시해야 합니다.
- 치료 후 요구 사항은 선호도보다는 규정 준수 목표에 의해 좌우됩니다.
- 도면에 표시된 허용 가능한 분할선 및 게이트 위치
- 캐비테이션 발생 여부와 LSR 툴링 투자 회수 여부를 결정하는 것은 연간 생산량과 주문 패턴입니다.
이러한 정보 없이 생성된 견적은 임시 값이며, 첫 번째 샘플링 라운드 이후 가격 수정으로 인해 차이가 다시 발생하는 것이 일반적입니다.
자주 묻는 질문
실리콘 소재는 무엇에 사용되나요?
실리콘은 유연성, 내구성 및 내열성 덕분에 산업, 의료, 자동차, 식품 및 소비재 분야에 사용됩니다. 참조 실리콘 부품의 다용도성.
실리콘이 고무보다 더 나은가요?
용도에 따라 다릅니다. 실리콘은 일반적으로 열과 옥외 환경에 더 잘 견디는 반면, 고무는 특정 환경에서 더 나은 내마모성을 제공할 수 있습니다.
실리콘은 식품에 안전한가요?
실리콘 제품은 그 조성, 제조 조건 및 시험 결과가 의도된 식품, 온도 및 접촉 시간에 부합할 때에만 식품 접촉에 적합합니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 공급업체가 진짜 식품 등급 재료를 사용하는지 확인하는 방법.
실리콘은 몇 도까지 견딜 수 있나요?
많은 실리콘 제형은 약 -50°C에서 250°C에 이르는 온도를 견딜 수 있으며, 일반적인 VMQ의 경우 200°C가 연속 사용 한계입니다.
실리콘은 환경 친화적인가요?
긴 수명은 교체 빈도를 줄여주지만, 실리콘이 자동으로 지속 가능한 소재가 되는 것은 아닙니다. 경화된 실리콘은 열경화성 수지이므로 열가소성 수지처럼 다시 녹일 수 없기 때문에 환경적 특성을 주장하려면 명확한 수명 주기 기준이 필요합니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 실리콘은 재활용할 수 있나요?.
맞춤형 실리콘 솔루션을 요청하세요
위의 선택표를 사용하여 사용 온도, 접촉 매체, 형상, 경도, 허용 오차 등급, 연간 생산량 및 규정 준수 증빙 자료를 정의한 후 제조업체에 문의하십시오.
여전히 공장을 선별하고 있다면 다음을 사용하세요. 실리콘 OEM 주문 전에 질문해야 할 사항. 프로젝트가 기술 검토 단계에 이르면 최신 도면 개정판과 앞서 언급한 7가지 입력값을 바탕으로 맞춤형 실리콘 솔루션을 요청하십시오. 유용한 견적서에는 단일 가격 뒤에 재료, 공정, 툴링 및 테스트 가정을 숨기지 말고 명시해야 합니다.
