液体シリコーンゴム（LSR）は熱硬化性エラストマーで、比較的高い伸縮性と一定の高温性能を示し、射出成形またはシリコーンゴムシートに鋳造することができます。硬度（デュロメーター）の範囲が広く、液体シリコーンゴムは使用方法と硬化方法によって、射出成形用シリコーンと型用液体シリコーンゴムに分けられます。射出成形用シリコーンはHTVシリコーンゴムに分類され、型用液体シリコーンゴムはRTVシリコーンゴムに分類されます。
液体シリコーンゴムの種類
LSR材料では、液体シリコーンゴムはAとBの2つの部品で構成されます。両方の部品は液体で、硬化過程には触媒が必要です。一般的な硬化触媒は、スズ（縮合）硬化とプラチナ（付加）硬化です。
液体シリコーン射出成形
液体射出成形用シリコーンは通常、プラチナ（付加）硬化されたシリコーンです。部品Aにはプラチナ触媒が含まれ、部品Bには交差結合剤（硬化剤とも呼ばれる）であるメチルヒドロジルオキシランとアルコールインヒビターが含まれています。LSRは粘度が高いですが、ポンプで処理できる材料で、主に液体射出成形（LIM）で処理されます。部品AとBの混合比率は通常1:1で、プロセスや最終製品特性に大きな影響を与えずに5％までの範囲で変動することがあります。
射出成形プロセス
LSR射出成形では、ベース材料と触媒を使用し、液体シリコーンゴムを固体材料に変える加硫剤を使用します。ほとんどのLSRは、付加反応が起こるプラチナベースの硬化システムを使用します。熱や圧力をかけることで硬化を加速できます。
プラチナまたは付加硬化は、有害な揮発性有機化合物（VOC）のような副産物をほとんど生成せず、これにより工業用オーブンでの焼き付けの必要がなく、シリコーン部品の生産時に時間とコストを節約できます。焼き付け後硬化が使用される場合、それはLSRの特性を安定化させるためや特に要求の厳しい用途に対して特性を強化するためです。
LSR射出成形はメーターミキシングから始まり、ポンプで成分が分注され、静的ミキサーで混合されます。この混合物はその後、冷却された射出成形機に転送されます。素材が均質であるため、LSRは部品ごとや部品間で一貫性をサポートします。LSR射出成形は自動化された操作もサポートし、効率を高めます。
LSR硬化が発生すると、供給ラインでの素材損失がなく、材料の無駄を削減します。ステンレス鋼の金型は高価ですが、適切に加工された金型はシリコーン部品に最小限のフラッシュを生成し、トリミングの必要性を排除します。LSRは低粘度または流れに対する抵抗が少ないため、医療機器などの複雑で精緻な金型の使用をサポートします。
液体シリコーンゴムの射出成形は、熱可塑性樹脂の成形の逆です。室温で液体シリコーン化合物を金型に注入し、熱い金型で硬化させますが、熱で溶けたプラスチックペレットは冷却された金型に強制的に押し込まれます。
利点
- バッチ安定性（すぐに使用できる材料）
- 高い繰り返し性、厳密な公差/精密部品に適しています。
- 直接注入（廃棄物なし）
- 短いサイクル時間
- フラッシュレス技術（バリなし）
- 自動化プロセス
- 自動脱型システム
- 優れた透明性、材料の流れに合わせて色を加えることができます。
- 閉じた金型注入は、複雑な形状の成形とオーバーモールディングをサポートします。
欠点
高い立ち上げ/シャットダウンコスト、より大量生産に適しています。
ランナーシステムは、冷却ランナーシステムや他の低廃棄物オプションを使用しない場合、総材料重量が増加する可能性があります。
液体シリコーンオーバーモールディング成形
オーバーモールディング、2ショット成形、インサート成形は、LSRが金属、熱可塑性樹脂、他のシリコーンなどの他の材料でできた部品の上または周りに直接成形されるプロセスで、材料特性の組み合わせと、LSRを他の材料に直接組み立てることを可能にします。最初のショットまたは挿入された部品は通常、より剛性のある材料で、より柔軟なLSR材料がその周りまたは上に形成されます。
液体シリコーンインサート成形
インサート成形は、事前に成形された部品（金属、プラスチックなど）を金型にロードし、その周りにLSRを注入するプロセスです。オペレーターやピック・アンド・プレースロボットが金型に挿入する前にインサートを取り付けることがあります。このプロセスでは、他の材料がLSR成形および硬化プロセスに伴う温度に耐え、十分な剛性を保持する必要があります。
型用の液体シリコーン
型用の液体シリコーンは、シリコーン型を作成するのに最適な材料です。スズ（縮合）硬化シリコーンとプラチナ（付加）硬化シリコーンがあります。
プラチナ硬化LSRは通常、スズ硬化LSRよりも「クリーン」な材料です。プラチナ硬化LSRは、FDAおよびUSPクラスVIの認証を満たすことができます。プラチナ硬化LSRは、スズ硬化の代替品と比較して高い温度に耐えることができます。
スズ硬化LSRは通常、消費者および発明家向けの材料で、空気中の縮合を利用して硬化し、加熱は必要ありません。スズ硬化LSRは通常、FDAグレードではなく、要求の厳しい用途には使用されません。
スズ硬化LSRはホビーグレードやさまざまな消費者用途にアクセスしやすいですが、プラチナ硬化LSRの持ついくつかの明確な利点や高性能特性を提供しません。
このタイプの液体シリコーンについてはここでは詳述しません。詳細な型作り用シリコーンについては辞書をご参照ください：型作り用シリコーン。
LSRの特徴
生体適合性:厳密なテストを経て、液体シリコーンゴムは人体組織や体液との優れた適合性を示しています。他のエラストマーと比較して、LSRは細菌の成長に強く、他の材料を汚したり腐食させたりすることはありません。LSRはまた無味無臭で、厳格なFDAの要件を満たすように調整できます。蒸気滅菌、エチレンオキシド（ETO）、ガンマ、電子線などのさまざまな方法で滅菌でき、すべての必要な承認を満たします。
耐久性:LSR部品は極端な温度に耐えることができるため、自動車のエンジン周辺など、過酷な環境に最適な選択です。液体シリコーンゴム射出成形で製造された部品は難燃性で、溶けません。
化学的耐性:熱可塑性エラストマーは広範なアプリケーションで化学薬品に耐えますが、通常は中程度の温度範囲でしか耐性を提供しません。LSRは低水分吸収性と優れた耐薬品性を持ち、極端な温度にさらされてもその性能を発揮します。
温度耐性:他のエラストマーと比較して、シリコーンは高温・低温の極端な温度範囲（-50℃から250℃）に耐えられます。
老化耐性:老化耐性は、射出成形プロセスに最適な材料を決定する重要な要因です。硬化したLSR材料は、UV放射線、天候、老化に対して優れた耐性を提供します。長期間にわたる外的要因への曝露を考慮する場合に理想的です。
機械的特性:LSRは良好な伸縮性、高い引裂き強度、優れた柔軟性を持ち、硬度範囲は0から80ショアAです。
低圧縮セット:低圧縮セットは、材料が一定のひずみの下で永久的な変形に耐えることを意味します。LSRは非常に低い圧縮セットを持ち、通常15％〜20％の範囲で、長時間圧縮されたり、さまざまな温度範囲にさらされても弾性を保ちます。
電気的特性:LSRは優れた絶縁特性を持ち、さまざまな電気アプリケーションに適した選択肢を提供します。従来の絶縁材料と比較して、シリコーンは非常に高温および低温での性能を発揮します。
着色のしやすさ:多くの標準色やカスタム色が利用可能で、着色剤やマスターバッチを使用して、ユニークな色や視覚効果を実現できます。
液体シリコーンデュロメーター範囲
液体シリコーンゴムは、0から80ショアAの硬度範囲で利用可能です。10ショアAのLSRはガムのように非常に柔らかく、いくつかの固いシリコーンフォームやシリコーンスポンジ製品よりも柔らかく感じることがあります。80ショアAのLSRは靴のかかとのように硬く、いくつかの熱可塑性エラストマー製品と同じくらい固いです。液体シリコーンゴムのほとんどのアプリケーションは、20から70ショアAの硬度範囲で指定されています。商業用LSR材料のほとんどはデュロメーターによって分類されます。
LSRアプリケーション
液体シリコーンゴムは非常に多用途な材料です。蒸気耐性と低圧縮セットにより、電子レンジなどの消費者家電のガスケットやハードウェアに最適です。オイルや熱に対する耐性により、自動車部品に長期的な耐久性を提供します。優れた放出特性と引裂き強度により、シリコーンモールドの作成に最適です。
液体シリコーンゴムは、電子機器、消費者製品、ガスケット、その他のハードウェアなど、多くの市場で主流です。LSRは、自動車や医療機器などの業界で選ばれる材料です。
代表的な液体シリコーンゴム製品：
- 工業用および食品用シリコーン型作成
- バルブとゲージ
- 膜とシールリング
- 灌漑とろ過部品
- 圧力出口、チェックバルブ、片道バルブ
- 照明パネルボタン
