熱可塑性エラストマーとは?初心者のためのやさしい解説と用途ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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熱可塑性エラストマーとは?初心者のためのやさしい解説と用途ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
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高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


熱可塑性エラストマーとは?

熱可塑性エラストマー(英語でThermoplastic Elastomer、略してTPE)は、ゴムのような弾性と、プラスチックの加工性をあわせ持つ材料です。通常のゴムは加硫などの化学硬化によって形づくられますが、TPEは加熱すると再び溶けて形を変えられる点が特徴です。これにより、同じ材料を何度も再成形・再加工することができ、リサイクルも比較的容易になります。

主な特徴は二つです。第一に、熱を加えるだけで溶融して射出成形、押出成形、ブロー成形などの加工を行える加工性の良さ。第二に、 elastomeric(ゴムのような)性質を保つ高い伸縮性と衝撃吸収性です。

熱可塑性エラストマーの仕組み

TPEは普通、二つ以上の高分子ブロックを組み合わせたブロック共重合体や、ゴム成分と樹脂成分を組み合わせたブレンドで作られます。硬いブロックと柔らかいブロックがマイクロ相分離を起こし、外部から力が加わると柔らかく伸び、力を抜くと元に戻る性質を生み出します。これがゴムの弾性とプラスチックの加工性を両立させる理由です。

主なタイプとしては、SBS系SEBS系TPV系などがあります。SBS系は彈性が強く、SEBS系は耐候性が高いのが特徴です。TPV系は硫化物を使わずに“熱で再結晶化”させるタイプで、より耐熱性と耐薬品性が求められる用途に向きます。

代表的な種類と用途

以下はよく使われるタイプと用途の例です。

SBS系:靴底や自動車内装の部品、衝撃吸収材など、柔らかさと耐摩耗性を兼ね備える用途に適します。
SEBS系:自動車の外装部品、医療機器のハンドル、スマートフォンケースなど、耐候性と触感のバランスが良い部品に使われます。
TPV系:自動車のシール材、配管の接続部、耐薬品性が必要な部品など、高温条件下でも安定して機能する用途に向きます。

利点と留意点

熱可塑性エラストマーの大きな利点は、リサイクルが比較的容易で、製造ラインの変更が少なく済む点です。溶融して再成形できるため、試作から量産までの切替えがスムーズです。また、手で触れるような柔らかさと、金属に近い強度の両立を狙える点も魅力です。

一方で、ゴム系の特性を最も強く引き出す用途では、ゴム本来の加硫を必要とするエネルギーを必要とする場合があります。温度や薬品に対する耐性も材料のグレードによって大きく異なるため、選定時には硬さ(Shore)や耐熱温度、耐薬品性、伸び率、耐摩耗性など複数の条件を総合的に判断することが大切です。

選び方のポイント

用途の環境条件をしっかり把握し、 hardness(硬さ)tensile strength(引張強さ)elongation at break(破断伸び)、耐候性、耐薬品性、加工性を比較します。コストも重要な要因です。仕上がりの触感や透明度、色の安定性も、完成品の品質に影響します。

まとめ

熱可塑性エラストマーは、ゴムの弾性とプラスチックの加工性を一つの材料で実現できる革命的な材料です。加工が容易でリサイクル性にも優れており、自動車、家電、医療機器、日用品など幅広い分野で活躍します。選ぶ際は、用途、環境条件、コストのバランスをしっかり検討しましょう。


熱可塑性エラストマーの同意語

熱可塑性ゴム
熱を加えると柔らかくなり、冷却すると硬くなるゴム状高分子の総称。弾性と加工性を両立し、再成形が可能な材料として自動車部品や日用品で広く使われる。
ゴム系熱可塑性樹脂
ゴムのような弾性と樹脂の加工性を併せ持つ材料の総称。TPEの別名として用いられ、樹脂加工設備で扱いやすい点が特徴。
熱可塑性エラストマー系樹脂
エラストマーの弾性を持つ樹脂系材料で、熱可塑性の性質を併せ持つものを指す表現。
ゴム系エラストマー
ゴム系のエラストマーを指す総称。熱可塑性のタイプを含み、TPEの代表カテゴリを示すことが多い。
熱可塑性エラストマー
Thermoplastic Elastomer の直訳。弾性を保ちつつ熱で加工・再成形できる樹脂系材料の総称。
TPE
Thermoplastic Elastomer の略。日本語解説では“熱可塑性エラストマー”として説明されることが一般的
熱可塑性ゴム系素材
ゴムのような弾性と熱可塑性を併せ持つ素材全体を指す表現。部品材料として広く用いられる。
TPE材
TPE の加工材料を指す略語。製造現場や製品名で用いられることが多い。

熱可塑性エラストマーの対義語・反対語

熱硬化性エラストマー
一度硬化すると再加熱しても溶融・再成形できない elastomer(ゴム状材料)のこと。熱可塑性エラストマーの対義語として挙げられる代表的な概念です。
熱可塑性樹脂
熱を加えると軟化して再成形・再加工が可能な樹脂。エラストマーの弾性特性を必ずしも持たず、形状保持性や剛性が高いことが多い点が対比になります。
硬質樹脂
硬くて弾性が低い樹脂の総称。エラストマーの高い伸縮性・回復性とは反対の性質を示します。
低弾性プラスチック
弾性が小さく、元の形に戻りにくい性質を持つプラスチック。エラストマーの弾性と正反対の特徴を表現する言い換えとして使われることがあります。
金属・セラミック系高剛性材料
ゴムのような弾性をほとんど持たない、硬くて剛性の高い材料群。エラストマーの対極として挙げられる非高分子系または非弾性系材料の代表例です。

熱可塑性エラストマーの共起語

TPU
熱可塑性ポリウレタンの略。耐摩耗性・耐油性・機械的特性の再現性に優れるTPEの代表種。
SEBS系
SEBS系熱可塑性エラストマー。柔軟性と耐候性が高く、ゴムの感触を持つTPEの一種。
SBS系
SBS系熱可塑性エラストマー。耐衝撃性と加工性に優れる、スチレン系ブロック共重合体のTPE。
TPO
熱可塑性ポリオレフィン系エラストマー。耐油性とコストのバランスが良い用途に使われるTPE。
TPV
Thermoplastic Vulcanizate(熱可塑性ゴム)。硫化ゴムの特性を熱可塑性で実現。耐油性・硬度調整が容易。
TPE-E
熱可塑性エステル系エラストマー。耐熱性・耐油性に優れるエラストマーの一種。
射出成形
型に樹脂を流し込み、部品を一体成形する主な加工法。
押出成形
長尺部品やチューブ・シート等を連続的に成形する加工法。
硬度
材料の硬さを表す指標。主にシャーロー硬度で表現される。
Shore A
柔らかい材料の硬度を測定する規格。TPEの硬さ表現にも使われる。
加工性
加工時の扱いやすさ。成形性・加工性が高いのが特徴。
引張強度
材料が引張り荷重に耐える最大強度。
伸び
引張試験時の破断時の伸長率。
耐熱性
高温環境での性能を保つ能力。
耐寒性
低温環境での性能を保つ能力。
耐油性
油類に対する膨張・硬化・溶解の耐性。
耐薬品性
薬品に対する化学的耐性。
耐候性
紫外線・酸化・気候条件に対する劣化抵抗性。
リサイクル
再利用して再加工できる性質。
再加工性
再成形・再利用のしやすさ。
自動車部品
シール、ガスケット、ホース、部品など自動車用途で広く使われる。
シール
液体を防ぐ密封部品としての用途。
ガスケット
流体を密閉する部品。
ホース
液体・気体の輸送用部材としての用途。
電線被覆
配線を外部環境から保護する外装材料。
医療用
医療機器・医療用部品としての適合品種。
コスト
素材・加工コスト・生産性を左右する要素。
MFI
融解流動指数。樹脂の溶融時の流れや加工性を示す指標。
食品接触適合
食品接触に適した規格・グレードの有無(用途による)。

熱可塑性エラストマーの関連用語

熱可塑性エラストマー
熱を加えると融解・再成形できる樹脂系のゴム。溶融して射出成形・押出成形が可能で、リサイクル性に優れる。
TPU(Thermoplastic Polyurethane)
ポリウレタン系の代表的なTPE。耐摩耗・耐油性・耐候性に優れ、靴底・自動車部品・ワイヤ被覆などに使われる。
TPEE(Thermoplastic Polyester Elastomer)
ポリエステル系のTPE。高い耐熱性と機械的強度を兼ね備え、部品の耐熱用途に適する。
SBS系エラストマー
スタイレン系ブロック共重合体の一種で、柔軟性とコストのバランスが良く、靴底や表面材などに使われる。
SEBS系エラストマー
スタイレン-エチレン/ブテン-スタイレン系のTPE。耐候性・耐久性が高く、外装部品に適する。
TPV(Thermoplastic Vulcanizate)
熱可塑性ゴムを基材とするTPEの一種。分散した硫化ゴム粒子により高い弾性と耐熱性を実現する
EVA(Ethylene-Vinyl Acetate)
エチレンとビニルアセテートの共重合体。柔軟で衝撃吸収性が高く、衝撃部品やスポーツ用品、クッション材に用いられることが多い。
射出成形
TPEを利用した部品を溶融して金型に流し込み成形する代表的加工法。大量生産に向く。
押出成形
材料を連続的に押し出して薄膜・板材・チューブを作る加工法。部材の長尺品に適する。
ブロー成形
空洞部品を作る成形法。シリンジ状やチューブ状の部品で使われることがある。
硬度(Shore A/D)
材料の軟らかさ・硬さを表す指標。TPEはShore Aで表され、用途に合わせて設計する。
引張強度
素材が切れずに引っ張れる最大の力。部品の荷重耐性を評価する基本指標。
伸び率(伸長率)
破断までの伸びの割合。エラストマーの柔軟性を示す重要指標。
耐熱性
高温環境で性質を維持できる能力。系統により差がある。
耐油性
油分の接触下でも性能を保つ性質。特に機械部品・ワイヤ被覆で重要。
耐候性・UV耐性
紫外線・酸化で劣化しにくい性質。SEBS系などに優れる場合が多い。
リサイクル
再加工が容易で、廃材を再利用できる利点。環境配慮のポイント。
医療用途
人体接触部品や滅菌に適した材料として使われるケース。生体適合性等の規格を満たす必要がある。
表面感触・ソフトタッチ
手触りを滑らかにする設計要素。日用品やグリップ部品で重要。
着色性
着色のしやすさ。製品カラーの設計自由度を高めるポイント。
耐薬品性
酸・アルカリ・有機溶剤などへの耐性。化学環境に向くかの判断材料。
耐摩耗性
表面が擦れにくい性質。特にTPUで重要。

熱可塑性エラストマーのおすすめ参考サイト


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