液状シリコーン

項目	内容
材料名	液状シリコーン
略記号	LSR、LIM、RTVシリコーンなど
IUPAC	Poly(dimethylsiloxane)を主骨格とするシロキサン系高分子
英語名	Liquid Silicone Rubber、Liquid Silicone、Liquid Silicone Elastomer
日本語名	液状シリコーン、液状シリコーンゴム、液状シリコーンエラストマー、液状シリコーン樹脂
分類	シリコーン系エラストマー、熱硬化性エラストマー、ゴム材料
プラスチック分類	ゴム・熱硬化性エラストマーに分類される。一般的な熱可塑性プラスチック、エンプラ、スーパーエンプラとは分類が異なる。
化学式または代表構造	主鎖：[-Si(CH₃)₂-O-]_n を基本とするポリジメチルシロキサン構造
CAS No.	ポリジメチルシロキサンとしては一般に 63148-62-9 が知られる。ただし、液状シリコーン製品は架橋剤、触媒、充填材を含む配合物であり、製品全体として単一のCAS No.で表せない場合が多い。
構造・主成分	ビニル基含有ポリジメチルシロキサン、ハイドロジェンシロキサン系架橋剤、白金触媒、シリカ充填材、添加剤など
主な用途	医療部品、食品接触部品、電気電子部品、自動車部品、シール材、パッキン、チューブ、キーパッド、コネクタシール、ベビー用品など

概要

液状シリコーンは、液状のシリコーンポリマーを主成分とし、加熱または室温で架橋してゴム状弾性体となる材料である。代表的には液状シリコーンゴム、LSR、LIM材料などと呼ばれ、射出成形に適した二液付加硬化型の材料が広く用いられる。

主骨格はシロキサン結合（Si-O-Si）で構成され、一般的な炭素系ゴムや熱可塑性樹脂と比較して、耐熱性、耐寒性、電気絶縁性、耐候性、生体適合性に優れる傾向がある。一方で、機械的強度、引裂強さ、耐油性、耐溶剤性、接着性はグレードや配合により大きく変化する。

液状シリコーンは、熱可塑性樹脂のように溶融・再固化する材料ではなく、架橋反応により弾性体となる熱硬化性材料である。このため、成形後の再溶融は基本的にできない。材料選定では、硬度、圧縮永久ひずみ、使用温度、接液薬品、食品・医療規格、加硫条件を確認する必要がある。

特徴

項目	内容
長所	耐熱性、耐寒性、耐候性、電気絶縁性、柔軟性、透明性、生体適合性に優れるグレードが多い。圧縮永久ひずみが小さいグレードもある。
短所	引裂強さ、耐摩耗性、耐溶剤性、耐油性は用途によって注意が必要である。一般に芳香族炭化水素、塩素系溶剤、燃料油などでは膨潤しやすい。
外観	未硬化時は透明または半透明の液状、ペースト状である。硬化後は透明、乳白色、着色品などがある。
耐熱性	一般に150〜200℃程度の連続使用に対応するグレードが多く、短時間ではより高温に耐える場合がある。実使用では硬度変化、圧縮永久ひずみ、シール性を確認する。
耐薬品性	水、希酸、希アルカリ、アルコール類には比較的安定な場合が多い。一方で、炭化水素系溶剤、芳香族溶剤、塩素系溶剤、燃料油では膨潤しやすい。
加工性	LSRは液状射出成形に適し、自動化、バリ低減、複雑形状成形に向く。RTVはポッティング、シーリング、接着、型取りに使われる。
分類上の注意	名称に「シリコーン樹脂」と付く場合でも、液状シリコーンゴム、RTVシリコーン、シリコーンオイル、シリコーンレジンは性質が異なる。辞典分類ではシリコーンゴム、シリコーンとの関係を整理する必要がある。

構造式

化学式の画像

画像タグは使用せず、HTML上で読みやすいように代表構造を文字式で示す。白黒表示を想定した構造式は以下である。

項目	構造・説明
代表的な構造単位	-Si(CH₃)₂-O-
ポリジメチルシロキサンの代表式	[-Si(CH₃)₂-O-]_n
ビニル末端ポリシロキサンの例	CH₂=CH-Si(CH₃)₂-O-[-Si(CH₃)₂-O-]_n-Si(CH₃)₂-CH=CH₂
架橋剤の例	H-Si(CH₃)₂-O-[-Si(CH₃)(H)-O-]_m-Si(CH₃)₂-H
モノマーまたは構成単位	ジメチルシロキサン単位、メチルビニルシロキサン単位、メチルハイドロジェンシロキサン単位など
共重合体・変性グレード	フェニル基含有品、フッ素変性品、高透明品、医療用グレード、難燃グレード、導電グレード、自己接着グレードなどがある。

液状シリコーンの代表的な硬化反応は、ビニル基を持つポリシロキサンとSi-H基を持つ架橋剤との付加反応である。白金触媒によりヒドロシリル化反応が進み、三次元架橋構造を形成する。

代表反応式：≡Si-CH=CH₂ + H-Si≡ → ≡Si-CH₂-CH₂-Si≡

種類

種類の名称	主成分または特徴	長所	短所	主な用途
LSR	二液付加硬化型の液状シリコーンゴム	射出成形性、自動化適性、寸法安定性、量産性に優れる	専用成形機、混合装置、金型温調が必要	医療部品、シール、パッキン、コネクタ、ベビー用品
LIM用液状シリコーン	液状射出成形向けに調整されたLSR	複雑形状、薄肉成形、インサート成形に適する	バリ管理、金型精度、硬化条件管理が重要	自動車部品、電気電子部品、防水部品
RTVシリコーン	室温硬化型の液状シリコーン	常温で硬化可能、シーリングやポッティングに使いやすい	硬化時間が長い場合がある。縮合型では副生成物に注意が必要	シール材、接着材、型取り、ポッティング
高透明液状シリコーン	透明性を高めたLSRまたはゲル状シリコーン	光学用途、外観部品、医療用途に適する	異物、気泡、黄変、表面傷の管理が必要	レンズ、導光部品、医療部品、保護カバー
医療用液状シリコーン	生体適合性や抽出物管理を重視したグレード	生体適合性、耐滅菌性、柔軟性に優れるグレードがある	規格、認証、抽出物、使用期間の確認が必要	医療チューブ、シール、呼吸器部品、ウェアラブル部品
食品用液状シリコーン	食品接触用途を想定したグレード	耐熱性、衛生性、柔軟性に優れる	油脂、洗浄剤、蒸気条件での長期耐久確認が必要	調理器具、食品機械シール、パッキン、チューブ
フッ素変性液状シリコーン	フッ素含有シロキサンを用いた耐油・耐燃料性改良品	標準シリコーンより耐油性、耐燃料性が向上する場合がある	コストが高く、加工条件や物性はグレード依存が大きい	自動車燃料系、オイル接触部品、特殊シール
導電・帯電防止液状シリコーン	カーボン、金属粉、導電フィラーなどを配合	柔軟性と導電性を両立できる	透明性、伸び、成形性が低下する場合がある	電極、導電パッド、静電気対策部品

成形加工

加工方法	適性	内容
射出成形	◎	LSR、LIMの代表的な加工方法である。二液混合後、加熱金型内で短時間硬化させる。
押出成形	○	チューブ、コード、ガスケットなどで用いられる。液状タイプでは材料粘度と硬化方式に注意する。
ブロー成形	×	熱可塑性樹脂のようなブロー成形には基本的に適さない。
圧縮成形	○	シート状、型取り、少量成形、試作で使われる場合がある。
真空成形	×	熱可塑性シートを加熱軟化させる成形方法であり、架橋後の液状シリコーンには適さない。
注型・ポッティング	◎	RTV、ゲル、封止材用途で多く用いられる。脱泡、混合比、硬化時間管理が重要である。
コーティング	○	離型、絶縁、保護、撥水用途に使われる。基材との密着性はプライマーや表面処理に依存する。
切削加工	△	硬化後は柔軟で弾性が高いため精密切削は難しい。打ち抜き、スリット、レーザー加工などが選択される場合がある。
インサート成形	◎	金属、樹脂、ガラス部品との一体成形に用いられる。自己接着グレードや表面処理が有効である。

代表的な物性値又は機械的性質

項目	単位	標準LSR	高強度LSR	高透明LSR	導電LSR	備考
密度	g/cm³	1.10〜1.15	1.10〜1.20	1.05〜1.15	1.15〜1.40	シリカや導電フィラー量により変化する
硬さ	Shore A	20〜70	40〜80	10〜60	40〜80	一般的な成形品グレードの目安
引張強さ	MPa	5〜10	8〜12	5〜9	3〜8	硬度、充填材、後加硫条件により変化する
伸び	%	300〜700	400〜800	300〜800	100〜400	導電フィラー配合では低下しやすい
引裂強さ	kN/m	15〜35	25〜50	10〜35	10〜30	シールや薄肉部品では重要な設計値である
曲げ弾性率	MPa	規格値として扱わない場合が多い	規格値として扱わない場合が多い	規格値として扱わない場合が多い	規格値として扱わない場合が多い	ゴム材料のため、硬度、引張応力、圧縮応力で評価することが多い
アイゾット衝撃強さ	kJ/m²	規格値として扱わない場合が多い	規格値として扱わない場合が多い	規格値として扱わない場合が多い	規格値として扱わない場合が多い	弾性体のため、熱可塑性樹脂とは評価方法が異なる
荷重たわみ温度	℃	規格値として扱わない場合が多い	規格値として扱わない場合が多い	規格値として扱わない場合が多い	規格値として扱わない場合が多い	熱可塑性樹脂ではないため、HDTより連続使用温度や圧縮永久ひずみで評価する
融点	℃	明確な融点なし	明確な融点なし	明確な融点なし	明確な融点なし	架橋材料であり再溶融しない
ガラス転移温度	℃	-120前後	-120前後	-120前後	-120前後	ポリジメチルシロキサン骨格の代表値
連続使用温度	℃	-50〜180	-50〜200	-50〜180	-40〜180	空気中の目安。シール用途では圧縮永久ひずみを確認する
吸水率	%	0.1〜0.5	0.1〜0.5	0.1〜0.5	0.1〜1.0	充填材、測定条件により変化する
体積抵抗率	Ω・cm	10¹⁴〜10¹⁶	10¹⁴〜10¹⁶	10¹⁴〜10¹⁶	10⁰〜10⁸	導電グレードはフィラー設計により大きく変化する
線膨張係数	×10^-6/K	200〜350	180〜300	200〜350	150〜300	樹脂や金属との一体成形では熱膨張差に注意する

上記は代表値であり、保証値ではない。実使用では、グレード、硬度、成形条件、後加硫、温度、荷重、薬品濃度、応力、使用時間を確認する必要がある。

耐薬品性

薬品分類	代表薬品	評価	備考
酸類	希塩酸、希硫酸、酢酸水溶液	○	希薄水溶液では比較的安定な場合が多い。高濃度酸、酸化性酸では劣化に注意する。
アルカリ類	NaOH、KOH、水酸化ナトリウム水溶液	○〜△	希薄アルカリでは使用される場合があるが、高温・高濃度ではシロキサン結合の劣化に注意する。
低級アルコール類	メタノール、エタノール、IPA	○	短時間接触では比較的安定な場合が多い。抽出物や膨潤は用途別に確認する。
高級アルコール類	グリセリン、MMB、ベンジルアルコール	○〜△	薬品の種類、温度、接触時間により膨潤や物性変化が起こる場合がある。
芳香族炭化水素類	トルエン、キシレン、ベンゼン	×	膨潤しやすく、長期接触には一般に適さない。
脂肪族炭化水素類	ヘキサン、ヘプタン、ミネラルスピリット	△〜×	膨潤する場合が多い。燃料や油分を含む環境では確認が必要である。
ケトン	アセトン、MEK、MIBK	△	短時間接触では使用可能な場合もあるが、膨潤、硬度変化、抽出に注意する。
エステル	酢酸エチル、酢酸ブチル	△〜×	膨潤や物性低下が起こる場合がある。
塩素系溶剤	ジクロロメタン、クロロホルム、トリクロロエチレン	×	膨潤しやすく、一般に長期接触には適さない。
水・温水	水、温水、蒸気	◎〜○	水には比較的安定である。高温蒸気では加水分解、圧縮永久ひずみ、抽出物を確認する。
油	鉱物油、潤滑油、シリコーンオイル、植物油	△	油種により膨潤する。耐油性を重視する場合はフッ素シリコーンやFKMとの比較が必要である。
燃料	ガソリン、軽油、灯油	×	標準シリコーンは膨潤しやすい。燃料接触ではフッ素変性グレードを検討する。

SP値（溶解度パラメータ）

項目	内容
対象材料の代表的なSP値	液状シリコーン、ポリジメチルシロキサン系として約15〜16 MPa^1/2
単位	MPa^1/2
注意点	SP値は溶解・膨潤の目安であり、架橋密度、充填材、温度、薬品濃度、接触時間、応力、抽出物、分子サイズを考慮する必要がある。SP値だけで耐薬品性は判断できない。

溶解性の目安

SP値差	溶解・膨潤の目安	判定
0〜2	膨潤・軟化しやすい	×
2〜5	条件により膨潤する	△
5〜8	短時間接触では比較的安定	○
8以上	溶解・膨潤しにくい	◎

SP値から見た耐溶剤性

液状シリコーン硬化物の代表SP値を15.5 MPa^1/2として、代表溶剤とのSP値差を整理する。実際の耐溶剤性は、架橋密度、硬度、充填材、温度、時間、応力により変化する。

薬品名	薬品のSP値	SP値差	評価	備考
ヘキサン	約14.9	約0.6	×	膨潤しやすい
トルエン	約18.2	約2.7	×	芳香族溶剤では膨潤が大きい場合が多い
キシレン	約18.0	約2.5	×	長期接触には一般に不適
酢酸エチル	約18.6	約3.1	△〜×	膨潤、軟化に注意
MEK	約19.0	約3.5	△	短時間接触でも確認が必要
アセトン	約20.3	約4.8	△	グレードにより膨潤や硬度変化がある
IPA	約23.5	約8.0	○	洗浄用途で使用される場合がある
エタノール	約26.0	約10.5	○	比較的安定な場合が多い
水	約47.9	約32.4	◎	水には比較的安定。ただし高温蒸気は別途確認する
シリコーンオイル	約15〜16	約0〜1	△〜×	同系材料であり膨潤や移行に注意する

評価基準：◎非常に良好、○概ね良好、△注意が必要、×不適

製法

工程	内容
原料	シリカ、メタノール、塩化メチルなどを出発原料として、シランモノマーを経由し、ジメチルシロキサン系ポリマーを製造する。
シラン製造	工業的にはメチルクロロシラン類を合成し、加水分解・縮合により環状シロキサンや低分子シロキサンを得る。
重合方法	環状シロキサンを開環重合し、分子量や末端基を調整したポリジメチルシロキサンを得る。液状シリコーンではビニル末端ポリマーが多く使われる。
架橋設計	ビニル基含有ポリシロキサンとSi-H基含有ポリシロキサンを、白金触媒で付加反応させる。縮合型では湿気や触媒によりシラノール縮合を進める。
コンパウンド	補強性シリカ、着色剤、耐熱添加剤、難燃剤、導電フィラー、接着付与剤などを配合する。LSRではA液とB液に分けて供給されることが多い。
成形・硬化	LSRでは二液を定量混合し、金型へ射出して加熱硬化する。RTVでは混合後、室温または加熱で硬化させる。
後加硫	用途により、揮発分低減、物性安定化、医療・食品用途での抽出物低減を目的に後加硫を行う場合がある。

代表的な反応式

シロキサン骨格形成の概略：n (CH₃)₂SiCl₂ + n H₂O → [-Si(CH₃)₂-O-]_n + 2n HCl

付加硬化反応の概略：≡Si-CH=CH₂ + H-Si≡ → ≡Si-CH₂-CH₂-Si≡

縮合硬化反応の概略：≡Si-OH + HO-Si≡ → ≡Si-O-Si≡ + H₂O

詳細な利用用途

分野	主な用途	採用理由	注意点
自動車	コネクタシール、Oリング、ガスケット、防水部品、センサー周辺部品	耐熱性、耐候性、柔軟性、電気絶縁性	燃料、油、冷却液、圧縮永久ひずみを確認する
電気・電子	キーパッド、ポッティング材、絶縁材、LED封止、コネクタ防水材	絶縁性、耐熱性、低温柔軟性、成形自由度	低分子シロキサンの移行、接点障害、接着性を確認する
機械部品	パッキン、シール、ダンパー、クッション、ローラー	柔軟性、耐熱性、圧縮復元性	摩耗、引裂、油膨潤、荷重条件を確認する
医療	チューブ、マスク、バルブ、シール、呼吸器部品、ウェアラブル部品	生体適合性、柔軟性、透明性、耐滅菌性	医療グレード、規格適合、抽出物、滅菌方法を確認する
食品機械	パッキン、チューブ、ホース、バルブ、食品接触部品	耐熱性、衛生性、柔軟性、洗浄性	食品規格、蒸気、洗剤、油脂、色移りを確認する
建築・設備	シーリング材、防水部材、ガスケット、絶縁保護材	耐候性、耐紫外線性、耐熱・耐寒性	接着性、汚染性、施工条件、長期耐久性を確認する
日用品	調理器具、ベビー用品、生活用品、保護カバー	柔軟性、耐熱性、触感、透明性、着色性	食品接触、臭気、抽出物、洗浄耐性を確認する
光学・照明	LEDレンズ、導光部品、光学封止材、透明保護部品	透明性、耐熱性、耐紫外線性、黄変しにくさ	気泡、異物、屈折率、黄変、表面傷を確認する

比較材料	特徴	対象材料との違い
シリコーンゴム	シロキサン骨格を持つゴム材料全般	液状シリコーンはシリコーンゴムの一種で、液状成形や注型に適した材料である。
シリコーン	シリコーンオイル、シリコーンゴム、シリコーンレジンなどを含む総称	液状シリコーンは硬化してゴム状になる液状配合物を指す場合が多い。
EPDM	耐候性、耐水性、耐オゾン性に優れるゴム	EPDMは耐熱性では液状シリコーンに劣る場合があるが、耐水・耐薬品・コスト面で有利な用途がある。
フッ素ゴム	耐油性、耐燃料性、耐薬品性に優れる高機能ゴム	標準液状シリコーンより耐油・耐燃料性に優れるが、低温柔軟性や成形性ではシリコーンが有利な場合がある。
熱可塑性ポリウレタン	耐摩耗性、機械強度、成形性に優れる熱可塑性エラストマー	TPUは再溶融可能で耐摩耗性に優れるが、耐熱性や耐候性では液状シリコーンが有利な場合がある。
熱可塑性エラストマー	熱可塑性樹脂の加工性とゴム弾性を持つ材料群	液状シリコーンは架橋型で再溶融できないが、高温・低温特性や耐候性に優れる。
アクリロニトリルブタジエンゴム	耐油性に優れる汎用ゴム	NBRは耐油性に優れるが、耐熱性、耐候性、低温柔軟性では液状シリコーンが有利な場合がある。
クロロプレンゴム	耐候性、難燃性、機械強度のバランスがよいゴム	CRは機械強度や汎用性に優れるが、高温・低温範囲では液状シリコーンが選ばれる場合がある。

代表的なメーカー

メーカー	代表製品・ブランド	概要
信越化学工業	KE、KJR、LIMS関連グレードなど	シリコーン材料の主要メーカーであり、液状シリコーンゴム、RTV、封止材、医療・電気電子向け材料を展開している。
Dow	SILASTIC、DOWSIL	液状シリコーンゴム、医療用シリコーン、封止材、接着・シーリング材などを扱う世界的メーカーである。
Wacker Chemie	ELASTOSIL	液状シリコーンゴム、HTV、RTV、シリコーンオイルなどを展開する欧州の主要シリコーンメーカーである。
Momentive Performance Materials	Silopren、TSE、LSR関連グレードなど	液状シリコーンゴム、特殊シリコーン、電気電子・医療・工業用途向け材料を扱う。
Elkem Silicones	BLUESIL、SILBIONE	工業用、医療用、ヘルスケア用のシリコーン材料を展開している。
KCC Silicone	LSR、RTV、シリコーンゴム関連グレード	アジア地域を中心にシリコーン材料を供給するメーカーである。
デュポン	Liveo	医療・ヘルスケア向けシリコーン材料で知られる。用途によりグレード選定と規格確認が必要である。