ケイ素樹脂（けいそじゅし）

ケイ素樹脂とは？（シリコーン樹脂の基礎知識）

ケイ素樹脂（シリコーン樹脂）は、有機ケイ素化合物（ポリシロキサン）を主成分とする高分子材料です。炭素骨格が中心の一般的な樹脂とは異なり、主鎖にSi（ケイ素）–O（酸素）結合を持つことが大きな特徴で、これが耐熱性・耐候性・電気絶縁性・撥水性などの優れた物性につながります。

実際の現場では「シリコーン樹脂」「シリコーン」「シリコン（誤用されがち）」などの呼び方が混在しますが、材料としてはケイ素樹脂＝シリコーン樹脂を指すことが一般的です。自動車、航空宇宙、電子機器、医療、建築、生活用品まで用途が広く、高機能樹脂の代表格として扱われています。

ケイ素樹脂が注目される理由（他の樹脂との違い）

ケイ素樹脂は、単に「熱に強い樹脂」というだけではありません。紫外線や雨風にさらされる屋外環境、電気的な信頼性が求められる電子部品、人体に触れる医療用途など、幅広い条件で性能を発揮します。特に次のような要求がある場面で、汎用樹脂より優位になりやすい素材です。

• 高温・低温の温度変化が大きい環境で使いたい
• 屋外で長期耐久性（耐候性・耐UV性）が必要
• 水・湿気・結露に強い撥水性が欲しい
• 電気絶縁性を長期で維持したい
• 医療や食品周りで素材の安全性が求められる

ケイ素樹脂の種類と特徴

ケイ素樹脂は、架橋の仕組み（硬化）や分子設計によって複数のタイプに分かれます。用途選定の際は「何を重視するか（耐熱・柔軟・光学・耐候など）」を先に決めると失敗が減ります。

1. 熱硬化性ケイ素樹脂

• 特徴：加熱または触媒により架橋反応を起こして硬化し、硬化後は溶解・再成形が難しい。
• 用途：コーティング材、耐熱塗料、電気絶縁部品、耐候性外装材、封止材など。
• ポイント：高温環境でも物性を維持しやすく、酸化・紫外線劣化に強い。

2. 熱可塑性ケイ素樹脂

• 特徴：加熱で軟化し冷却で再硬化する。成形加工に向き、設計次第では再利用もしやすい。
• 用途：電線・ケーブル被覆、光ファイバー被膜、透明部品、医療チューブなど。
• ポイント：柔軟性と電気特性、透明性を両立しやすい。

3. 液晶性ケイ素樹脂（液晶シリコーン）

• 特徴：分子配列が秩序化しやすく、光学特性の制御に向く特殊タイプ。
• 用途：液晶ディスプレイ関連部材、光学フィルム、偏光フィルタなど。
• ポイント：屈折率制御、光透過性、UV耐性などの性能が期待される。

4. RTV・LSRなど「形態」で見た分類（現場でよく使う呼び分け）

実務では、樹脂の「形態」や「硬化方法」で呼ぶケースも多いです。

• RTV（常温硬化型）：室温で硬化。シーリング材、接着・封止に多い。
• LSR（液状シリコーンゴム）：射出成形に向く。医療・食品・精密部品で採用されやすい。
• シリコーンコーティング：耐候・絶縁・撥水目的で塗膜として使う。

ケイ素樹脂の主な特性（物性の強み）

ケイ素樹脂が「万能素材」と言われる理由は、複数の強みを同時に持てる点です。代表的な物性をまとめます。

ケイ素樹脂の用途・利用分野

ケイ素樹脂は「部品そのもの」として使われるだけでなく、「接着・封止・コーティング」として使われることが多い素材です。産業別に代表例を整理します。

1. 自動車分野

• エンジンルーム周りの高温配線被覆、耐熱チューブ
• 燃料系・冷却系のパッキン、Oリング、ガスケット
• ヘッドランプ、センサー周辺のシール材・封止材

2. 電子・電気分野

• 基板の防湿・絶縁コーティング（コンフォーマルコート）
• 半導体封止材、放熱部材周辺の保護材料
• コネクタ周りのシーリング、耐トラッキング対策

3. 医療・バイオ分野

• カテーテル、チューブ、医療用シール部材
• 歯科材料、義歯関連（用途適合グレード）
• ウェアラブル機器の皮膚接触部材、ソフト部品

4. 航空宇宙分野

• 断熱材、耐環境コーティング
• 配線被膜・保護材、耐熱シール材
• 振動・温度差が大きい部位の封止・接着用途

5. 建築・土木分野

• 外装のシーリング材・目地材（耐候性重視）
• 防水層、撥水コート、結露対策材料
• 耐震構造部品の補助的な接着・緩衝用途

6. 食品・生活用品分野

• 食品保存容器、ベーキングマット、耐熱パッキン（用途適合品）
• ベビー用品や肌に触れる日用品（用途適合グレード）
• 耐熱・耐水・防汚が必要な家庭用品

他素材（汎用樹脂・ゴム）との比較で分かる選定ポイント

材料選定でよくあるのが「EPDMやNBR、ウレタン、フッ素樹脂と何が違うの？」という比較です。ケイ素樹脂の得意・不得意を押さえると選定がスムーズになります。

• 得意：耐熱、耐候、電気絶縁、柔軟性（低温でも硬化しにくい）、撥水
• 注意：引裂強度や耐摩耗は設計次第で差が出る（用途によっては補強・複合化が必要）
• コスト：汎用樹脂より高くなる傾向があるため、必要性能を明確にして最適グレードを選ぶ

環境対応とバイオケイ素樹脂の進化

ケイ素樹脂は、使用時の耐久性が高く、長寿命化によって交換頻度を下げられる点が環境面のメリットになります。また燃焼時の挙動についても、ハロゲン系材料と比べて扱いやすいと評価されるケースがあります（用途・処方により差はあります）。

近年は、バイオマス由来原料を活用したシリコーン（バイオシリコーン）の開発も進められており、CO₂排出量の低減やサプライチェーンの持続可能性を意識した素材として注目されています。

ケイ素樹脂の課題（デメリット）と対策

課題

• 原料や高機能グレードはコストが高くなりやすい
• 用途によっては接着性や塗膜密着性に工夫が必要
• 耐摩耗・耐引裂を要求される部位では材料設計が重要
• 加工（成形・硬化条件）の最適化にノウハウが必要

対策の考え方

• プライマーや表面処理で密着性を改善する
• フィラー（シリカ等）や補強設計で機械特性を調整する
• 必要性能を整理し、過剰スペックを避けてコスト最適化する

将来展望（高機能化・新用途）

• 複合化：ナノ粒子分散やフィラー最適化で放熱性・耐久性・難燃性などを拡張
• ロボット・ウェアラブル：柔らかい触感、耐環境性を活かしたソフト材料としての応用
• 次世代電子機器：高周波対応、光学部材、封止材の高信頼化ニーズが拡大

まとめ

ケイ素樹脂（シリコーン樹脂）は、耐熱・耐候・電気絶縁・撥水といった複数の強みを併せ持つ高機能材料で、自動車、電子、医療、建築など多様な分野で不可欠な存在です。特に過酷環境下での信頼性が求められる用途では、他素材では代替しにくい価値を発揮します。

一方でコストや密着性などの課題もあるため、用途に応じてグレード選定や表面処理、複合化を組み合わせることが重要です。バイオ由来原料の活用や高機能化が進むことで、ケイ素樹脂は今後さらに「環境対応×高性能」を両立する素材として存在感を高めていくでしょう。