主な要求が極低温下での柔軟性と弾性回復である場合は、フェニルシリコーンゴムを優先的に評価できます。一方、シールがガソリン、航空燃料、その他の炭化水素系媒体と長期間接触する場合は、通常、フロロシリコーンゴム（フッ素シリコーンゴム）を優先的に評価します。

ただし、両方の要求が同時に存在する場合、「低温にはフェニルシリコーン、耐油にはフロロシリコーン」という単純なルールだけでは判断できません。

一部のフェニルシリコーンゴムは−100℃未満でも柔軟性を維持できますが、一部のフロロシリコーンゴムでは、公開されている使用温度の下限が約−70℃です。

使用温度が候補となるフロロシリコーンゴムの低温限界に近い、またはそれを下回る場合は、燃料耐性が必要な用途であっても、低温時のシール性能を事前に検証しなければなりません。

フェニルシリコーンゴムはどのような用途に適しているか？

シリコーンゴムの分子鎖に適量のフェニル基を導入すると、低温下での分子鎖の結晶化傾向を抑制し、柔軟性を改善できます。

ただし、フェニル含有量が高いほど低温性能が向上するとは限りません。低温性能は、フェニル比率、生ゴムの構造、充填剤、硬度、加硫系の組み合わせによって決まります。

フェニルシリコーンゴムは、次の用途で優先的に評価できます。

• 極寒環境で使用する静的シールやフレキシブル接続部品

• 低温環境で使用する防振、屈曲、動的部品

• 低温時の弾性回復が主な性能要求となる用途

• 炭化水素系燃料に対する耐性要求が低い用途、または媒体適合性がすでに確認されている用途

フェニルシリコーンゴムの主な利点は低温性能であり、燃料耐性ではありません。

一般的なフェニルシリコーンゴムは、ガソリン、軽油、一部の炭化水素系媒体に接触すると、大きく膨潤したり、機械特性が変化したりする可能性があります。実際の媒体による試験を行わずに、燃料シールシステムへ直接使用することは推奨されません。

短期間の接触であっても、「問題ない」と直接判断することはできません。燃料の組成、温度、接触時間、シールに許容される寸法変化も考慮する必要があります。

フロロシリコーンゴムはどのような用途に適しているか？

フロロシリコーンゴムは、シロキサン骨格にフッ素含有有機側基を導入した材料です。温度適応性に加え、燃料、油、溶剤、その他の炭化水素系媒体に対する耐性が必要なシール製品に使用されます。

代表的な用途には、燃料システムの接続シール、エンジンシール、ダイヤフラム、その他の耐燃料性・耐油性が求められる部品があります。

一部の液状フロロシリコーンゴムでは、−70～200℃の使用温度範囲が公開されており、非極性炭化水素系燃料、油、溶剤に対する耐性も示されています。

ただし、この温度範囲は特定の製品シリーズに関するデータであり、すべてのフロロシリコーンゴムに共通する指標ではありません。

フロロシリコーンゴムは、次の用途で優先的に評価できます。

• 自動車および航空機の燃料システム用シール

• ガソリン、軽油、航空燃料、炭化水素系オイルと長期間接触する部品

• 耐媒体性と一定の低温柔軟性の両方が必要なシール

• 燃料ホースの内層、コネクターシール、ダイヤフラム、バルブ部品

ただし、フロロシリコーンゴムがすべての燃料、油、溶剤に耐えられるわけではありません。

媒体に含まれる芳香族炭化水素、アルコール、添加剤、媒体温度によって、材料の膨潤や機械特性が変化する可能性があります。実際に使用する媒体による検証が必要です。

両材料の低温性能にはどのような違いがあるか？

現在公開されている一部グレードの性能限界を見ると、特殊なフェニルシリコーンゴムは、一般的なフロロシリコーンゴムよりも低い温度で柔軟性を維持できる場合があります。そのため、極寒環境ではフェニルシリコーンゴムのほうが幅広い選択肢を持つことがあります。

ただし、−60℃や−70℃をすべての材料に共通する固定の境界として扱うことはできません。

グレードによって低温試験方法、試験片の形状、故障判定基準が異なります。脆化温度、ガラス転移温度、低温収縮温度、最低使用温度も相互に置き換えることはできません。

使用温度が候補となるフロロシリコーンゴムの低温限界に近い、またはそれを下回る場合は、次の項目を重点的に検証してください。

1. 低温下での硬度変化

2. 低温下での弾性回復能力

3. 圧縮状態における接触圧力

4. 低温サイクル後の圧縮永久ひずみ

5. 燃料浸漬後の低温シール性能

フロロシリコーンゴムの燃料耐性が要求を満たしていても、低温シール性能まで合格していることにはなりません。

材料選定前に確認すべき使用条件

温度条件

次の項目を明確にする必要があります。

• 最低始動温度

• 長期使用温度

• 低温状態の継続時間

• 加熱・冷却サイクルが繰り返されるか

• 低温下で静的シールとして使用するか、動的運動があるか

• 故障判定基準が硬化、亀裂、回復不足、漏れのどれであるか

接触媒体

「燃料」は単一の媒体ではありません。次の項目を確認する必要があります。

• ガソリン、軽油、航空燃料のどれか

• エタノール、芳香族炭化水素、その他の添加剤を含むか

• 連続浸漬、断続的接触、燃料蒸気との接触のみのどれか

• 潤滑油、洗浄剤、冷却液にも同時に接触するか

• 媒体温度と使用圧力

シール構造

Oリング、ダイヤフラム、ホース、ガスケットでは、故障判定基準が異なります。

• Oリングでは、圧縮永久ひずみ、寸法変化、弾性回復を重点的に評価します。

• ダイヤフラムでは、低温屈曲性と疲労特性を重点的に評価します。

• ホースでは、内層の耐媒体性、透過性、層間接着を重点的に評価します。

• 動的シールでは、摩擦、摩耗、媒体による潤滑状態も考慮します。

コストと供給条件

フロロシリコーンゴムは一般的に高コストの特殊エラストマーであり、購入価格は通常のフェニルシリコーンゴムより高くなる傾向があります。

ただし、具体的な価格差はグレード、配合、購入数量、供給経路によって異なるため、一律の倍率で表すことは適切ではありません。

材料選定時には、次の項目も確認してください。

• 部品1個当たりの材料コスト

• 最小発注数量

• 納期

• ロット間の安定性

• 金型や加工工程の調整が必要か

• 材料の故障による保守費用と設備停止コスト

原材料の単価だけを比較してはいけません。また、コストを下げるために実際のシールリスクを無視してはいけません。

両材料をどのように選ぶべきか？

フェニルシリコーンゴムを優先的に評価する場合

最低温度が非常に低く、低温下での弾性回復が主要な課題であり、炭化水素系燃料と長期間接触しない用途、または媒体適合性がすでに検証されている用途に適しています。

ガソリン、軽油、航空燃料との接触が必要な場合、一般的なフェニルシリコーンゴムを直接シールとして使用することには通常、高いリスクがあります。低温性能だけを根拠に材料を決定することはできません。

フロロシリコーンゴムを優先的に評価する場合

燃料、油、その他の炭化水素系媒体と長期間接触し、最低使用温度が候補グレードの検証済み温度範囲内にある用途に適しています。

フロロシリコーンゴムを選定する際も、低温回復性、圧縮永久ひずみ、媒体による膨潤、燃料透過性を確認する必要があります。「耐油」や「耐燃料」という表示だけで判断してはいけません。

極低温性能と燃料耐性の両方が非常に厳しい場合

最低温度が候補となるフロロシリコーンゴムの信頼できる使用限界を下回り、同時に燃料との長期接触が必要な場合、フェニルシリコーンゴムとフロロシリコーンゴムのどちらも、単独ではすべての要求を満たせない可能性があります。

この場合は、次のような構造を検討できます。

• 内層に耐燃料材料、外層に耐低温材料を使用した多層複合構造

• 耐媒体ライナーと低温弾性シール構造の組み合わせ

• 燃料バリア機能と弾性シール機能を分離した設計

• その他の特殊エラストマーまたは複合シールシステム

複合構造は、単に2種類のゴムを重ねるだけでは成立しません。層間接着、熱膨張差、燃料透過性、屈曲疲労、加工工程を検証する必要があります。

どのような性能を検証すべきか？

実際の燃料と実際の使用温度条件で、次の項目を比較することを推奨します。

1. 浸漬前後の質量および体積変化

2. 硬度、引張強度、伸び率の変化

3. 圧縮永久ひずみ

4. 低温屈曲性、低温収縮性、弾性回復性

5. 燃料に浸漬した後の低温性能

6. 加熱・冷却サイクル後のシール状態

7. 動的部品の疲労と摩耗

8. 燃料の透過性と実際の漏れ

9. 完成したシール部品の組立試験と圧力試験

室温での燃料浸漬試験だけ、または低温試験だけでは、「低温＋燃料」という複合条件を完全に再現できません。

よくある材料選定の誤り

• フェニル含有量が高いほど低温性能が向上すると考える

• フェニルシリコーンゴムは短時間の燃料接触では膨潤しないと考える

• フロロシリコーンゴムはすべての燃料と溶剤に耐えられると考える

• あるグレードの最低温度を、材料カテゴリー全体の性能として扱う

• 室温浸漬試験だけを行い、燃料浸漬後の低温試験を行わない

• 材料試験片だけを評価し、完成したシール部品を試験しない

• 材料単価だけを比較し、加工費、保守費、故障コストを考慮しない

• 硬度、充填剤、加硫系、製品寸法の影響を無視する

推奨する材料選定手順

ステップ1： 最低温度、燃料組成、使用圧力、接触時間、シール形式を確認します。

ステップ2： 主な故障リスクが、低温による弾性喪失なのか、燃料による膨潤と性能低下なのかを判断します。

ステップ3： フェニルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、または複合構造から候補を絞り込みます。

ステップ4： 実際の燃料と実際の使用温度を用いて、浸漬、低温、圧縮、加熱・冷却サイクル試験を行います。

ステップ5： 材料コスト、加工条件、供給安定性、保守コストを比較します。

ステップ6： 完成したシールの性能と漏れを検証した後で、最終的な材料と配合を決定します。

有機シリコーン産業のサプライチェーン全体をカバーするソリューションプロバイダーである IOTA SILICONE OIL (Anhui) CO., LTD. は、フェニルシリコーン生ゴム、フェニルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、シリカ、その他の関連シリコーン添加剤から材料候補を選定するサポートを提供できます。

具体的なグレード、配合、最低使用温度は、実際の媒体、対応する試験方法、顧客の完成品による検証結果に基づいて決定する必要があります。

よくある質問

フェニルシリコーンゴムは燃料シールに直接使用できますか？

事前検証を行わずに直接使用することは、通常推奨されません。

一般的なフェニルシリコーンゴムは、ガソリンや軽油などの炭化水素系燃料に対する耐性がフロロシリコーンゴムより低く、膨潤や機械特性の低下が発生する可能性があります。

使用する必要がある場合は、実際の燃料による浸漬試験と、完成したシール部品による性能検証を行ってください。

フロロシリコーンゴムは必ずフェニルシリコーンゴムより低温に強いですか？

必ずしもそうではありません。

一部の特殊フェニルシリコーンゴムは−100℃未満でも柔軟性を維持できますが、一部のフロロシリコーン材料では、公開されている温度下限が約−70℃です。

具体的なグレードと、それぞれに使用された試験方法を比較する必要があります。

温度が−70℃未満で、燃料との接触も避けられない場合はどうすればよいですか？

単一のフェニルシリコーンゴムまたはフロロシリコーンゴムでは、両方の要求を満たせない可能性があります。

多層複合シール、耐燃料ライナーと低温弾性構造の組み合わせ、またはその他の特殊エラストマーによる解決策を検討できます。

低温用燃料シールで最も重要な指標は何ですか？

燃料浸漬後の低温弾性回復、体積変化、圧縮永久ひずみ、実際の漏れを総合的に評価する必要があります。

最低使用温度や耐油性の等級だけを比較しても十分ではありません。

ガソリン、軽油、航空燃料を同じ試験液で代用できますか？

直接代用することはできません。

燃料によって芳香族炭化水素、アルコール、添加剤の組成が異なります。実際の使用条件に合った燃料、または指定された標準試験液を使用してください。

材料試験片が合格しても、完成したシールから漏れることがあるのはなぜですか？

シール性能は、硬度、寸法公差、圧縮率、溝の設計、表面状態、圧力、組立方法にも影響されます。そのため、完成品による検証が必要です。

フェニル含有量が高いほど低温性能は向上しますか？

いいえ。

極低温性能は、適切なフェニル比率に加え、生ゴム構造、充填剤、硬度、加硫系によって決まります。フェニル含有量だけを最大化するべきではありません。

フロロシリコーンゴムはなぜ通常コストが高いのですか？

フロロシリコーンゴムは特殊なフッ素含有エラストマーであり、一般的に原料費と製造コストが高くなります。

ただし、実際の購入価格は、グレード、配合、数量、供給経路によって異なるため、具体的な見積もりに基づいて判断してください。