Вы затрудняетесь с выбором между силиконом и ТПУ для вашего изделия? Неправильный выбор материала приводит к проблемам с безопасностью и низкой износостойкости. Я помогу вам сделать правильный выбор уже сегодня.
Силикон и ТПУ различаются главным образом по гибкости и термостойкости. Силикон обладает превосходной термостойкостью и химической инертностью, что делает его идеальным для пищевых продуктов. ТПУ обеспечивает более высокую износостойкость и механическую прочность. Ваш выбор зависит от того, что для вас важнее: термостойкость или прочность и долговечность.
Выбор подходящего материала — важное решение для любого менеджера по продукту. В RuiYang я потратил годы на тестирование обоих материалов, чтобы увидеть, как они себя показывают в реальных условиях. Вот мой подробный анализ преимуществ и недостатков каждого из них.
Силикон лучше, чем ТПУ, с точки зрения безопасности и здоровья?
Ваш продукт контактирует с кожей или пищевыми продуктами? Многие производители опасаются попадания токсинов в свою продукцию. Это вполне обоснованное опасение, когда речь идет о создании бренда, ориентированного на безопасность и доверие.
Силикон, как правило, безопаснее термопластичного полиуретана (ТПУ) для медицинских и детских изделий. Он неорганический, нетоксичный и гипоаллергенный. Он не содержит бисфенола-А, фталатов или латекса. Хотя ТПУ часто безопасен, это эластомер на основе пластика, который в зависимости от марки может содержать химические добавки.
Помню, как в 2012 году я только начинала RuiYang. У нас был клиент, который беспокоился о безопасности детских прорезывателей. Мы выбрали силикон, потому что он остается стабильным, даже если ребенок жует его часами. Силикон не способствует росту плесени или бактерий. Кроме того, его очень легко стерилизовать в кипящей воде. ТПУ выдерживает определенную температуру, но он не так химически стабилен, как силикон, в течение длительного времени.
В таблице ниже я сравниваю профили безопасности обоих материалов:
| Особенность | Силикон (пищевой) | ТПУ (термопластичный полиуретан) |
|---|---|---|
| Содержание БФА | Ноль | Обычно ноль |
| Риск аллергии | Очень низкий | Низкий |
| Стерилизация | Кипящая вода/Пар | Ограниченная термостойкость |
| Химическое выщелачивание | Никто | Возможно с использованием низкосортного ТПУ. |
| Соответствие FDA | Высокий | Доступно для определенных классов |
Когда я работаю с клиентами, я всегда рекомендую силикон для таких изделий, как соски-пустышки. Это дает родителям душевное спокойствие. Если ваша цель — создать продукт для индустрии товаров для ухода за детьми, безопасность — ваш главный приоритет. Силикон выигрывает в этом раунде, потому что он инертен и не вступает в реакцию с пищевыми продуктами или биологическими тканями.
Влияет ли температура на эксплуатационные характеристики вашего материала?
Вы опасаетесь, что ваш продукт расплавится или станет хрупким? Перепады температуры могут разрушить функциональные свойства неправильно выбранного материала. Вам нужен материал, который сохраняет гибкость на холоде и стабильность при высокой температуре.
Силикон обладает гораздо лучшей термостойкостью, чем ТПУ. Он может выдерживать температуру от -60°C до более 230°C, не теряя своей формы. ТПУ — это термопластичный материал, а значит, он плавится при слишком высокой температуре. Большинство марок ТПУ начинают размягчаться при 80°C и теряют свою структурную целостность.
На нашем заводе мы проводим испытания, чтобы проверить, как эти материалы ведут себя в экстремальных условиях. Однажды я поместил силиконовую кухонную лопатку и чехол для телефона из ТПУ в духовку при температуре 150°C. Силиконовая лопатка осталась точно такой же. Чехол из ТПУ деформировался и за считанные минуты превратился в липкую массу. Это происходит потому, что силикон — термореактивный материал. После затвердевания он навсегда сохраняет свою форму. ТПУ похож на воск; его можно расплавить и изменить форму, поэтому он отлично подходит для литья под давлением, но плохо переносит высокие температуры.
При разработке кухонных или промышленных прокладок необходимо использовать силикон. Однако, если изделие используется при комнатной температуре, например, защитный чехол, подойдет и термополиуретан (ТПУ). Но следует помнить, что ТПУ со временем может пожелтеть под воздействием ультрафиолетового излучения или тепла. Силикон же остается прозрачным или сохраняет свой цвет в течение многих лет.
Какой материал обладает большей долговечностью и прочностью?
Вам нужен материал, способный выдержать падение или сильное трение? Прочность и долговечность — это не одно и то же. Один материал может быть трудно разорвать, а другой — трудно расплавить.
Термопластичный полиуретан (ТПУ) обладает более высокой механической прочностью и износостойкостью, чем силикон. Деталь из ТПУ гораздо сложнее поцарапать или порвать. Силикон мягкий и гибкий, но может порваться при повреждении острым предметом. ТПУ сочетает в себе лучшие свойства пластика и резины.
Я часто наблюдаю подобный компромисс в индустрии носимых технологий. Для ремешка часов силикон приятнее на ощупь, потому что он шелковистый и мягкий. Но для прочной рукоятки инструмента для активного отдыха лучше подойдет ТПУ. ТПУ выдерживает трение и шероховатые поверхности, не изнашиваясь. Силикон отлично подходит для мягких материалов, но он притягивает пыль из-за своей поверхностной энергии.
| Свойство | Силикон | ТПУ |
|---|---|---|
| Прочность на разрыв | Умеренный | Высокий |
| Устойчивость к истиранию | Низкий | Очень высоко |
| Гибкость | Отличный | Хороший (но более жесткий) |
| Амортизация удара | Высокий | Умеренный |
| Пылестойкость | Низкий уровень (требует нанесения покрытия) | Высокий |
В RuiYang мы часто наносим на наши силиконовые изделия специальное масляное покрытие, чтобы уменьшить количество пыли. Это делает силикон еще более гладким на ощупь. Но если ваше изделие будет перемещаться по полу или использоваться в условиях интенсивной эксплуатации на производстве, я бы посоветовал вам обратить внимание на ТПУ. Это прочный материал, который выдерживает удары лучше, чем почти любой другой материал в своем классе.
Как производственный процесс влияет на ваши затраты?
Вы пытаетесь уложиться в строгий бюджет при производстве? Способ обработки материала влияет на затраты на рабочую силу и оборудование. Вам необходимо понимать эти затраты, прежде чем начинать.
Производство ТПУ в больших объемах обычно быстрее и дешевле, поскольку используется литье под давлением. Для силиконовых материалов обычно требуется компрессионное формование или литье под давлением жидкого силиконового каучука (LSR). Эти процессы часто имеют более длительный цикл, поскольку материал должен “отверждаться” или “запекаться” в форме.
Я помог многим компаниям масштабировать производство. Если вы хотите изготовить миллион чехлов для телефонов, то ТПУ — явный победитель по стоимости. Цикл производства ТПУ может составлять всего 30 секунд. На изготовление той же детали из силикона может уйти 2 или 3 минуты. Время — деньги в производстве. Однако оснастка для жидкого силиконового каучука (LSR) очень дорога. Для предотвращения протечек требуются высокоточные пресс-формы.
Я всегда говорю своим партнерам, чтобы они смотрели на “общую стоимость владения”. Силикон может стоить дороже за единицу, но он повышает ценность премиального бренда. Если вы продаете дорогую детскую бутылочку, покупатель ожидает силиконового покрытия. Он готов за него заплатить больше. Если вы продаете дешевый рекламный товар, то лучше использовать ТПУ. Необходимо сбалансировать цели вашего бренда с производственным бюджетом.
Какой материал экологичнее?
Заботится ли ваша компания об устойчивом развитии и окружающей среде? Современные клиенты, такие как Джон Доу, ищут бренды, которые защищают планету. Вам необходимо знать, не окажется ли выбранный вами материал навсегда на свалке.
Оба материала имеют свои преимущества и недостатки с точки зрения экологии. ТПУ — это перерабатываемый термопластик. Его можно расплавить и использовать повторно для изготовления новых изделий. Силикон не широко используется в программах сбора вторсырья, но он гораздо долговечнее. Силиконовое изделие может служить десятилетиями, что снижает необходимость частой замены.
На мой взгляд, силикон — самый “экологичный” вариант для долгосрочного использования. Он изготавливается из кремнезема, который получают из песка. Он не распадается на микропластик, как многие пластмассы на нефтяной основе. При сгорании силикон снова превращается в кремнезем, углекислый газ и водяной пар. Он не выделяет токсичных паров. ТПУ — это пластик. Хотя его можно перерабатывать, большая его часть не подлежит переработке. В океане на его разложение могут уйти сотни лет.
Если миссия вашего бренда, как и у RuiYang, звучит как “Инновации в силиконе, качество жизни”, то вы понимаете ценность долговечности. Мы сосредоточены на создании продуктов, которые людям не нужно выбрасывать. Мы считаем, что продукт, прослуживший 10 лет, лучше для планеты, чем пластиковый, который перерабатывается через год.
Какие чувства они вызывают у конечного пользователя?
Вы хотите, чтобы ваш продукт производил впечатление премиального или функционального? Ощущения от использования продукта на ощупь могут определить, понравится он покупателю или нет. Это субъективный, но очень важный аспект дизайна.
Силикон мягкий, теплый и эластичный на ощупь, что очень удобно. Он не скользит во влажном состоянии. ТПУ больше похож на смесь резины и твердого пластика. Он более гладкий и прохладный на ощупь, но может показаться “дешевым”, если отделка выполнена неправильно.
Однажды я работал над проектом по созданию рукоятки для медицинского оборудования. Сначала клиент использовал ТПУ, потому что он был дешевле. Но врачи жаловались, что он слишком жесткий и скользкий во время длительных процедур. Мы изменили конструкцию на двухкомпонентную деталь с внешним силиконовым слоем. Врачи были в восторге от новой рукоятки. Она ощущалась “естественной” и надежно держалась в руках.
Вот краткий обзор эстетических различий:
- Силикон: Матовая поверхность, приятная на ощупь, очень гибкая, хорошо держит насыщенные цвета.
- ТПУ: Может быть глянцевым или матовым, более жестким, может стать кристально прозрачным, но со временем желтеет.
Для детских товаров мягкость силикона имеет решающее значение. Она напоминает родителям о контакте кожа к коже. Для спортивного инвентаря более цепким и прочным на ощупь может быть ТПУ. Я всегда рекомендую получить образцы обоих материалов, прежде чем запускать полномасштабное производство.
Заключение
Выбор между силиконом и ТПУ зависит от конкретных потребностей вашего продукта и ценностей вашего бренда. Силикон обеспечивает безопасность и термостойкость, в то время как ТПУ отличается прочностью и более низкой стоимостью.
Хотите, чтобы я помог вам составить спецификацию материалов для вашего следующего проекта по производству детской продукции?
