1. はじめに:精密ものづくり産業におけるシリコーン材料革新
電子機器の防水コンポーネント、車載センサーパッキン、医療用呼吸マスク、ウェアラブル機器の受託製造において、従来のゴム成形では厳しい公差精度と安全基準を満たすことが困難になりつつあります。LSR(液状シリコーンゴム, Liquid Silicone Rubber)は、その優れた化学的安定性、高い生体適合性、広範な耐熱性、そして全自動射出成形技術により、ハイエンド産業で最も支持されるエラストマー材料となっています。
鈞翔実業有限公司は30年以上にわたるシリコーン・ゴムのカスタム成形と金型開発実績を有し、自社工場内に最新の川連精密LSR射出成形機および2.5Dプロジェクター測定器を備えています。本稿では技術チームがLSRの特性と成形技術を徹底解説します。
2. LSR(液状シリコーンゴム)とは?化学構造と付加反応硬化
LSRは2液(主剤A液・硬化剤B液)タイプの熱硬化性シリコーンエラストマーです。シロキサン結合(-Si-O-Si-)を主鎖に持ち、プラチナ(白金)触媒による付加反応硬化(Addition Curing)メカニズムを採用しています。
- A液(白金触媒)とB液(架橋剤):密閉ペール缶で個別に保管され、混合前は長期間安定して保存可能です。
- 1:1 定量精密混合:自動スタティックミキサーにより1:1の精度で移送・均一混合されます。
- 副生成物のない付加架橋:高熱金型(約170°C〜200°C)内で瞬時に架橋反応が進行し、副生成物が発生しないため、高い純度と衛生性を維持できます。
3. LSR液状シリコーンゴムの5大物理特性
- 1. 広範な耐熱・耐寒弾性(-50°C〜+200°C+):極低温から高温環境まで硬化や劣化を起こさず、優れた復元弾性を維持。
- 2. 生体適合性とFDA衛生規格:FDA 21 CFR 177.2600およびISO 10993医療認証に適合し、無毒無臭で人体接触に適しています。
- 3. 極めて低い圧縮永久歪み(Low Compression Set):長期間の圧縮密封状態でも優れた復元力を発揮し、長期防水気密を保持。
- 4. 優れた電気絶縁性と耐候・耐UV性:高い絶縁破壊強度を持ち、紫外線やオゾンによる劣化に強い。
- 5. 低粘度と高流動性:微細な金型形状や薄肉部にも高圧射出でスムーズに充填可能。
4. LIM射出成形工法と鈞翔実業の精密生産設備
LSR射出成形はLIM(Liquid Injection Molding)と呼ばれ、プラスチック射出成形とは逆の「冷たい原料を加熱された高熱金型に射出して硬化させる」プロセスです。
写真:鈞翔実業工場内に設置された川連精密LSR液状シリコーン射出成形機と自動供給システム
- 川連精密 LSR 射出成形機:高精度コールドランナー(Cold Runner)システムを備え、材料の早期硬化ロスを防止。
- 真空脱気&バリレス金型設計:金型エアー排出設計により、エアトラップやバリのない高品位成形を実現。
- 2.5Dプロジェクター光學測定&自動検査:Oリングや精密シールの寸法精度を厳格に品質管理。
5. 主な応用分野と異材インサート成形(Overmolding)
- 医療・健康機器:人工呼吸器マスク、バルブダイアフラム、カテーテルジョイント。
- 車載電子・産業用シール:IP68級ワイヤーハーネス防水リング、コネクタ用グロメット、防振ブッシュ。
- 電子機器・ウェアラブル:スマートウォッチ用ガスケット、イヤホンパッド、防水キーパッド。
- インサート二色成形(Overmolding):PA66、PC樹脂や金属(鉄・アルミ)にLSRを直接焼き付け射出成形し、プライマーレスで強固な一体水密接合を実現。
6. LSR射出成形 vs. 固形シリコーン熱プレス成形
| 項目 | LSR液状シリコーン射出 (LIM) | 固形シリコーン熱プレス (Compression) |
|---|---|---|
| 原料状態 | 2液低粘度液体 (A/B) | 高粘度固形粘土状 (HCR) |
| 自動化とサイクル | 全自動射出、硬化サイクル数十秒 | 半自動手投入、成形時間長め |
| 精度とバリ | 極めて高精度、バリレス仕上げ | 中精度、仕上げ仕上げの手加工が必要 |
7. よくある質問 FAQ
LSR(液状シリコーン)と固形シリコーンゴム(HCR)の根本的な違いは何ですか?
LSRは液状の2液混合型シリコーンで、白金付加反応により金型内で瞬時に硬化します。流動性が極めて高く、自動射出成形(LIM)により高精度・バリレス・高生体適合性の製品を短サイクルで量産できます。
なぜ高精密防水部品(IP68/IP69K)にLSR射出成形が選ばれるのですか?
LSRは粘度が低く流動性が高いため、微細な金型構造や微小溝にも完全に充填されます。真空脱気と精密射出制御により、気泡やバリのない優れた防水気密面を形成できます。
LSR射出成形の金型費は高額ですか?中ロット生産にも適していますか?
コールドランナー等の精密構造が必要なため金型イニシャルコストは高くなりますが、自動成形サイクルが数十秒と短く二次手加工(バリ取り)が不要なため、トータル製造コストでは非常に優れたコストパフォーマンスを発揮します。
LSR液状シリコーン射出成形・金型開発のご相談
鈞翔実業は30年の製造実績を有し、試作・金型設計からインサート受託製造までワンストップで対応いたします。技術チームへお気軽にお問い合わせください。
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