ガスケットやシールを作る際のLSRとSSRの選び方
発行者 Su
Su@anysil.com
ガスケットとシールは、{0}自動車、航空宇宙から医療機器、家庭用電化製品に至るまで-、液体、ガス、汚染物質の漏洩を防ぐ能力が製品の信頼性に直接影響するあらゆる業界で不可欠なコンポーネントです。これらのコンポーネントの材料を選択する場合、市場では 2 つのシリコーン{3} ベースのオプションが主流です。液状シリコーン ゴム (LSR) と高粘稠度ゴム (HCR) とも呼ばれる固体シリコーン ゴム (SSR) です。-どちらも耐熱性や柔軟性などのシリコーンのコア特性を共有していますが、物理的形状、加工、性能、コストの違いにより、特定の用途により適しています。この記事では、ガスケットとシリコーン シールの製造に LSR と SSR のどちらを選択するための実用的なステップバイステップ ガイドを提供し、エンジニア、設計者、メーカーがプロジェクトの要件に沿った情報に基づいた意思決定を行えるようにします。
1. LSR と SSR の主な違いを理解する
（選択基準）に入る前に、アプリケーションへの適合性に直接影響する LSR と SSR の基本的な違いを理解することが重要です。{0}これらの違いは、それらの物理的状態、配合、および固有の特性に起因します。
1.1 液状シリコーンゴム (LSR) の主な特徴
LSR は 2 成分（パート A: 白金触媒を含むベース シリコーン、パート B: 架橋剤を含むベース シリコーン）の液体材料であり、室温では蜂蜜やシロップと同様の粘度を持ちます。プラチナ-硬化（付加-）技術を使用しており、処理直前に 2 つの成分を正確に 1:1 で混合する必要があります。 LSR は本質的に純粋で不純物が最小限に抑えられており、高い透明性、生体適合性、優れた弾性回復性を実現するように配合できます。粘度が低いため、複雑な金型キャビティにスムーズに流し込むことができ、複雑なデザインに最適です。
1.2 ソリッドシリコーンゴム（SSR/HCR）の主な特徴
SSR は単一成分であり、未硬化状態では粘度の高い固体材料であり、粘土や厚いゴム シートの模型に似ています。-これは過酸化物-硬化技術を使用しており、生のシリコーンゴムを充填剤（ヒュームドシリカなど）、加硫剤、添加剤（着色剤、難燃剤）とオープンミルまたはインターナルミキサーで混合することによって製造されます。 SSR にはさまざまなショア A 硬度レベルがあり、フィラーで強化して機械的強度を高めることができますが、混合プロセスで不純物が含まれる可能性があるため、その純度と透明度は一般に LSR よりも低くなります。
2. アプリケーション要件を評価する
選択プロセスは、アプリケーションの交渉不可能な要件を定義することから始まります。{0} LSR と SSR のどちらがより良い選択であるかを絞り込むために考慮すべき重要な要素を以下に示します。
2.1 寸法精度と形状の複雑さ
ガスケットまたはシールの精度とその設計の複雑さが主な決定要因となります。 LSR は、厳しい公差や複雑な形状を必要とする用途に優れています。その低粘度および射出成形プロセスにより、薄壁 (0.1 mm ほどの薄さ)、小さな貫通穴、複雑な溝など、最も小さな金型の細部にさえ充填できます。{2}}これにより、スマートフォンの防水シール、医療機器のガスケット、自動車の精密部品などの用途に不可欠な、卓越した寸法精度 (公差 ±0.05 mm) と生産工程全体にわたる一貫性が実現します。{5}}
対照的に、SSR は粘度が高く、加工方法 (圧縮または押出成形) のため、単純な形状 (標準 O- リング、フラット ガスケットなど) に適しています。硬化プロセス (金型表面からコアへの熱伝達) と手作業による取り扱いにより、寸法変動が大きくなり (公差 ±0.2mm)、公差が厳しい用途にはあまり適していません。-。
2.2 機械的性能のニーズ
ガスケットやシールが耐える機械的ストレスを考慮してください。 SSRは通常、LSR（引張強さ3～10MPa、引裂強さ10～30kN/m）と比較して、より高い引張強さ（6MPa以上）と引裂き抵抗（20kN/m以上）を提供します。これは、SSR の混合プロセスにより分子鎖が整列され、構造の完全性を高めるフィラーが組み込まれるため、産業用パイプ ガスケット、重機シール、またはかなりの圧力に耐える静的シールなど、機械的応力が高い用途に SSR が選択されるためです。-
LSR は、未加工の機械的強度が若干低いものの、優れた弾性回復 (永久変形が 5% 以下) と耐疲労性を実現します。これは、繰り返しのサイクルにわたってシールの完全性を維持することが重要である動的シール-、自動車のエンジン シールや医療機器のバルブなど、繰り返し圧縮と膨張を受けるもの-に最適です。
2.3 純度、生体適合性、透明性
食品との接触、医療機器、または精密な電子機器に関わる用途では、純度や生体適合性は交渉の余地がありません。{0}} LSR のプラチナ-硬化プロセスは有毒な副産物を生成せず、その固有の純度 (不純物が最小限) であるため、FDA 規格および生体適合性要件 (ISO 10993 など) に準拠しています。また、光学グレードの透明度を実現するように配合することもでき、視覚的な鮮明さが必要な用途 (例: 哺乳瓶の乳首、医療用サイト ガスケット) に適しています。{7}}
SSR は耐薬品性がありますが、硬化プロセスで発生した微量の過酸化物残留物を含む可能性があり、追加の後処理（二次硬化など）を行わない限り、敏感な用途での使用が制限される可能性があります。-また、半透明または不透明な外観（フィラーによる）により、透明な用途には適していません。
2.4 温度と化学物質への曝露
LSR と SSR はどちらも優れた耐熱性を備えており、一般的な動作範囲は -50 度～200 度 (一部の配合物は -60 度～250 度まで) であり、自動車のエンジン ガスケットや工業用オーブン シールなどの高温用途に適しています。
耐薬品性の点では、どちらの材料も水、弱酸、塩基、およびほとんどの工業用油に耐えます。ただし、LSR は純度が高いため、敏感な化学薬品にさらされる用途や、汚染を避けなければならない用途 (製薬機器のシールなど) で有利です。 SSR は、標準的な化学薬品にさらされる一般的な産業用途には十分です。
3. 生産要件を考慮する
LSR と SSR は処理方法やコスト構造が大きく異なるため、生産量、予算、効率の目標により、選択がさらに絞り込まれます。
3.1 生産量
大量生産（100、000+ ユニット）の場合、長期的には LSR の方がコスト効率が高くなります。-射出成形プロセスは完全に自動化されており、急速な硬化サイクル（部品あたり 10～30 秒）と最小限の後処理（バリがほとんどまたはまったくない）により、人件費と材料の無駄が削減されます。{7}} LSR 射出成形機への初期投資は高くなりますが、大量生産の効率によりこのコストは相殺されます。-
小規模から中規模の生産（10,000 ～ 100,000 ユニット）の場合、SSR の方が経済的です。同社の圧縮または押出成形装置は初期費用が低く、金型コストも LSR 金型よりも大幅に安価です。 SSR 加工にはより多くの手作業 (材料の取り扱い、型抜き、トリミング) と長い硬化サイクル (部品あたり 1 ～ 5 分) が必要ですが、これらのコストは小規模なバッチであれば管理可能です。
3.2 予算と初期投資
LSR はより高い初期投資を必要とします。原材料コストは SSR より 30～50% 高く（医療-グレードの LSR: 80～200 RMB/kg、工業用-グレードの SSR: 30～80 RMB/kg）、射出成形機の費用は 200～8001 万人民元です。これは、長期的な効率が重要となる大量かつ高精度のアプリケーションでは正当化されます。-
SSR は初期投資が少なくて済みます。原材料が安く、圧縮成形機の価格は 20 ～ 100 万 1000 万元です。これは、予算に制約のあるプロジェクト、小規模なバッチ、または精度や純度が重要ではないアプリケーションに最適です。-
4. 実際の選択チェックリスト
意思決定プロセスを簡素化するために、次のチェックリストを使用して、LSR または SSR がガスケットまたはシリコン シール プロジェクトに適しているかどうかを判断してください。{0}
次の場合に LSR を選択します。
厳しい寸法公差 (±0.05mm) または複雑な形状 (薄壁、複雑な溝) が必要です。
生体適合性、FDA 準拠、または高純度が必要です (例: 医療機器、食品接触シール)。-
シールは動的（繰り返し圧縮/拡張を受ける）であり、優れた耐疲労性が必要です。
あなたは 100,000+ 個の生産を計画しています（大量の自動生産）。-
透明性または光学的透明性が必要です。
次の場合に SSR を選択してください:
高い引張強度と引き裂き抵抗が優先されます (例: 工業用パイプガスケット、重機シール)。
設計はシンプル（標準 O- リング、フラット ガスケット）であり、公差要件は中程度（±0.2mm）です。
10,000 ～ 100,000 ユニット (小規模から中規模のバッチ) の生産を計画しているとします。
予算が最も重要であり、設備や金型への初期投資は低くなければなりません。
SSR に統合しやすい機能性添加剤 (導電性、難燃性フィラーなど) が必要です。-
5. 避けるべきよくある落とし穴
LSR と SSR のどちらかを選択する場合は、最適化されていないパフォーマンスやコストの増加につながる可能性がある次のよくある間違いを避けてください。
次元のニーズを見落とす: 公差が厳しい用途に SSR を選択すると、漏れや取り付け不良が発生する可能性があります。{0}逆に、単純で精度の低いシールに LSR を使用すると、不必要な精度に費用が無駄になります。{2}}
生体適合性要件の無視: 二次硬化を行わずに SSR を医療または食品に接触する用途に使用すると、-コンプライアンス違反や安全性のリスクが生じる可能性があります。
生産量への影響を過小評価する: 小規模バッチに LSR を使用すると、初期の設備コストが高くつくのが正当化されない可能性がありますが、大量生産に SSR を使用すると、時間の経過とともに人件費と材料廃棄コストが高くなります。{0}}
機械的ストレスを無視する: 高応力静的シールに LSR を使用すると、早期故障が発生する可能性がありますが、SSR は動的用途では十分に機能しない可能性があります。-
6. 結論
ガスケットとシールに LSR と SSR のどちらを選択するかは、「より良い」材料を選択することではなく、材料特性をアプリケーション固有の要件に合わせることが重要です。 LSR は、医療機器、エレクトロニクス、高度な自動車用シールなど、精密、高純度、大容量、または動的アプリケーション-に最適です。{{1}一方、SSR は、一般的な工業用ガスケットや標準 O リングなど、コスト-重視、小規模から{6}{7}}中規模-バッチ、高強度-、または単純な-設計用途-に優れています。
まず LSR と SSR の主な違いを理解し、次にアプリケーションの精度、機械的、純度、生産上のニーズを評価することで、ガスケットとシールが信頼性が高く、費用対効果が高く、目的に適合するものを選択できます。{0}特に重要なアプリケーションの場合は、可能であれば常にプロトタイプをテストして、材料の選択を検証し、最適なパフォーマンスを確保します。