固形シリコン圧縮成形 vs LSR液状シリコーンゴム射出成形：最適なカスタムプロセスの選択方法

▲ 鈞翔実業が生産するシリコン金属インサート成形および硬質プラスチック2色成形のサンプル

1. 基材の耐熱限界の厳格な選定

シリコンの硫化成形温度は通常130°C〜175°Cの間です。そのため、「シリコンとプラスチックの接合」を行う際、骨格となる硬質プラスチック基材には十分な耐熱性（PC、PA+GF、PBT、PEEKなど）が必要であり、変形を防ぎます。

2. 基材表面の物理処理と活性化 (Surface Preparation)

金属インサートを金型に入れる前に、まず脱脂・酸化物除去プロセスを行い、状況に応じてブラスト処理やプラズマ活性化処理を施して表面を粗化し、シリコンが物理的アンカー孔に入り込みやすくします。

3. 接着架橋剤の均一塗布 (Primer Application)

プライマー分子は二重の活性官能基を持ち、一端は金属表面と結合し、もう一端はシリコンが高温硬化する際の架橋反応に関与します。塗膜の厚さと乾燥温度を厳格に管理することが重要です。

4. 精密金型位置決めと高圧気密性制御

高圧シリコン射出時、流動するシリコンはインサートに強力な力を与えます。金型の位置決め精度はミクロン単位で制御し、位置ズレを防ぎます。また、排気が不十分な場合の残留空気を防ぐため、金型には優れた真空排気構造が必要です。

1. 固形シリコン真空圧縮成形 (Solid Silicone Pressing)

これは歴史が長く、成熟した成形方法であり、混練された固形シリコン原料（粘土状のもの）を使用します。

• 生産プロセス：原料を裁断して計量した後、手作業で予熱された鋼製金型のキャビティ内に配置し、油圧プレス機で型締めして高温高圧を加え、金型内でシリコンを硫化・硬化させます。
• メリット：金型開発の難易度や精度要件が比較的低いため、初期の金型費用が安価です。中小ロット生産に適しており、特にサイズが大きく構造がシンプルなシリコン部品（防振ゴム脚、シールリング、大面積の保護カバーなど）の製造に適しています。
• デメリット：手作業による計量と配置のため生産効率が制限され、バリ（フラッシュ）が厚くなり、寸法公差は通常±0.15mm〜±0.2mmに管理されるため、微細な構造を持つ精密部品には適していません。

2. LSR液状シリコーンゴム射出成形 (Liquid Silicone Rubber Injection)

これは精密高分子製品のニーズに対応して開発された自動射出プロセスであり、2液型（A液とB液）の低粘度液状シリコンを使用します。

• 生産プロセス：A/B原料を1:1の精密な比率で混合した後、精密ランナーシステムを通じて直接加熱された密閉金型キャビティに注入し、数秒から数十秒で急速に高温硬化させます。
• メリット：材料供給と生産により、サイクルタイム（生産周期）が極めて短いです。液状シリコンは流動性が極めて優れているため、極めて複雑な構造や肉厚の非常に薄いミクロン単位の部品を製造でき、寸法公差は±0.02mm〜±0.05mm内に精密制御可能です。生産プロセス中のバリは極めて少なく、完全密閉式の管路により周囲や人体からの汚染物質の混入を防ぐため、医療用シリコン部品や電子部品向け防水防塵シールリングに最適です。
• デメリット：金型設計が高度に精密（流道制御、高真空排気など）であるため、金型製造コストが高く、大ロット量産において最適な減価償却を実現することをお勧めします。

プロセス選定の意思決定テーブル：