ブログ について TPU vs シリコン：工業用途における材料比較

厳しい産業環境では、小さな部品一つが故障するだけで、生産ライン全体が停止したり、安全上の事故が発生したりする可能性があります。高性能材料の中でも、熱可塑性ポリウレタン（TPU）とシリコーンは、その独自の特性から大きな注目を集めています。この記事では、材料選択の判断を支援するために、これらの特性について詳細に分析します。

熱可塑性ポリウレタン（TPU）は、ゴムの弾性とプラスチックの強度を融合させたもので、数多くの産業用途に最適な選択肢です。優れた耐摩耗性、高い引張強度、そして卓越した伸長特性で知られるTPUは、高負荷環境下でも柔軟性を維持しながら優れています。

TPUの主な利点：

• 優れた柔軟性： TPUの優れた柔軟性は、ロボットアームの関節など、曲げ、伸縮、または反復的な動きを必要とする部品に最適です。
• 優れた耐摩耗性： 鉱山作業などの過酷な環境におけるコンベアベルト、シール、保護カバーに最適です。
• 耐薬品性： オイル、グリース、さまざまな溶剤に耐え、自動車のオイルシールなどの過酷な条件下での長寿命を保証します。
• 加工の容易さ： 高度な成形性と、複雑な部品を効率的に製造するためのさまざまな製造技術との互換性があります。
• リサイクル性： 熱可塑性樹脂であるTPUは、再溶解して再加工できるため、持続可能性の目標に沿っています。

TPUの制限事項：

• 温度感受性： 100℃を超える温度に長時間さらされると、性能が低下する可能性があります。
• コストに関する考慮事項： 一般的に費用対効果が高いですが、特定の低温または静的用途では、シリコーンよりも高価になる場合があります。

シリコーンは、合成エラストマーであり、その優れた耐熱性と生体適合性によって区別され、極端な温度環境や、人体組織との接触を必要とする医療用途に最適な材料です。

シリコーンの主な利点：

• 優れた耐熱性： 最大200〜300℃の温度に耐え、自動車エンジンや工業用オーブンに適しています。
• 生体適合性： その不活性な性質は、義肢部品などの医療機器やインプラントに最適です。
• 電気絶縁性： 電子部品や高電圧用途に不可欠な優れた誘電特性を備えています。
• UVおよびオゾン耐性： 日光や大気中のオゾンにさらされる屋外用途で優れた性能を発揮します。
• 低温での柔軟性： -60℃まで柔軟性を維持し、北極圏での用途に適しています。

シリコーンの制限事項：

• 耐摩耗性の低下： 大きな機械的摩耗を伴う用途には適していません。
• 引裂強度の低下： 応力下での引裂きを起こしやすく、高張力環境での使用を制限します。
• 高コスト： 一般的に、極端な耐熱性や生体適合性が不要な場合は、TPUよりも高価です。

コンベアベルト、シール、チューブなど、継続的な機械的ストレスに耐える部品の場合、TPUは通常、シリコーンよりも優れています。その高い弾性、引張強度、および優れた耐摩耗性により、頻繁な曲げ、伸縮、または摩耗を受ける部品に最適です。これは、部品が一定の動きと圧力の下で完全性を維持する必要がある産業オートメーションおよび重機部門で特に価値があります。

シリコーンの主な利点は、極端な温度許容度です。200℃を超える動作範囲により、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環境でTPUよりも優れています。これにより、シリコーンは、部品が温度上昇に直面する航空宇宙および自動車用途で好ましい選択肢となります。

耐薬品性に関しては、両方の材料ともオイルや溶剤に対して良好な性能を示します。ただし、TPUは一般的に加水分解安定性が優れており、屋外用途や水にさらされる環境により適しています。化学的に不活性である一方、シリコーンは、特定のオイルや化学物質への長期的な暴露による劣化に対してより脆弱です。

TPUとシリコーンの選択は、最終的には特定の用途の要件によって異なります。TPUの耐久性、柔軟性、費用対効果の組み合わせにより、機械的ストレス下での長期的な性能を必要とする多くの産業用途に最適なオプションとなっています。自動車、産業オートメーション、航空宇宙産業では、性能とコストの最適なバランス、およびその加工上の利点とリサイクル性から、TPUが頻繁に選択されています。

シリコーンは、極端な耐熱性または生体適合性を必要とする特殊な用途で優れています。幅広い温度範囲で柔軟性を維持できるため、医療、航空宇宙、および困難な熱的条件に直面したり、直接的な人体との接触を必要とするその他の産業に不可欠です。