フレキシブルシュートで使用される材料として、「高引裂きシリコーンゴム」と「熱可塑性ポリウレタン（TPU）」があります。「引裂きに強いゴムなら、擦れにも強いのでは？」と考えがちですが、実は物理的なメカニズムが全く異なります。

今回は、実際に使用されているフレキシブルシュートの条件として、「高引裂きシリコーンゴム（2mm厚）」と「熱可塑性ポリウレタン（1mm厚）」の耐摩耗性・実用寿命について、徹底比較します。

 1. 結論：摩耗環境では、厚みが半分の「TPU（1mm）」が圧倒的優位

結論から申し上げますと、純粋な「耐摩耗性（擦れに対する強さ）」においては、厚みが半分の1mmであっても熱可塑性ポリウレタン（TPU）が圧倒的に優位です。

高引裂きシリコーンゴムは、亀裂が広がりにくい（引裂き強さ・引き裂き抵抗が高い）という優れた特性を持っています。しかし、表面の「摩擦」に対する耐性は、引裂き強さとは根本的に異なるメカニズムであるため、摩耗が主たる課題となる環境下ではTPUに及びません。

それぞれの材料特性について、詳しく掘り下げてみましょう。

2. 根本的な材質特性の比較（摩耗のメカニズム）

ゴム・樹脂素材の中で、摩耗（表面が擦れて減る現象）に対する強さは、TPUがトップクラスの性能を誇ります。

 ■ 熱可塑性ポリウレタン（TPU）

特徴: 分子構造上、表面が非常に強靭で滑らかであり、摩擦係数も比較的低く抑えられます。

摩耗テストでの実績: テーバー摩耗試験などの標準的な摩耗テストにおいて、摩耗減量が極めて少ないのが特徴です。シリコーンゴムと比較すると、数十分の一から数百分の一程度の減量にとどまります。

 ■ 高引裂きシリコーンゴム

特徴: 通常のシリコーンゴムより「裂け」には強いものの、ゴム特有の表面特性として摩擦係数が高く（滑りにくい）、擦れに対する表面の結合力が弱いという側面があります。

摩耗の挙動: 強い摩擦を受けると、消しゴムのように表面がボロボロと削れやすい特性（凝着摩耗）があります。「引裂き強さ」と「耐摩耗性」は比例しないため、高引裂きグレードであっても、激しい摩耗環境下では短寿命になりがちです。

3. 指定の厚み（TPU 1mm vs シリコーン 2mm）における実用挙動

では、今回の条件である「厚みの違い（2mm vs 1mm）」は、実際の使用環境でどのように影響するのでしょうか。

 ① 熱可塑性ポリウレタン（TPU）1mm厚の場合

摩耗寿命: 1mmという薄膜であっても、素材自体の摩耗減量が極端に少ないため、摩耗によって貫通する（穴が開く）までの寿命は非常に長くなります。

設計上の懸念点: 薄手であるため、摩耗と同時に「強い衝撃」や「鋭利な刃物による突き刺し」が加わる環境では、クッション性が不足し、下地を保護する能力がシリコーン（2mm）より劣る場合があります。

 ② 高引裂きシリコーンゴム 2mm厚の場合

摩耗寿命: 2mmという「削り代（肉厚）」があるため、削れて穴が開くまでの時間は通常の1mm厚シリコーンよりは稼げます。しかし、摩耗の進行スピード自体がTPUより圧倒的に早いため、結果としては1mmのTPUよりも早く寿命を迎える可能性が高くなります。

設計上のメリット: 2mmの厚みによる優れたクッション性があり、対象物への密着性や衝撃吸収性はTPUを大きく上回ります。また、摩擦によって表面に微細な傷が入った際、そこから「一気に破断する」のを防ぐ能力は、高引裂きグレードならではの強みです。

4.性能比較表

まとめ：用途に応じた使い分けのガイドライン

最適な素材選定は、製品が曝される「環境」によって決まります。

「擦れる力」が主体となる環境

  摺動部、粉体・粒体と接触するフレキシブルシュート

 ⇒ 熱可塑性ポリウレタン（1mm厚）が最適です。 肉厚で寿命を稼ぐよりも、素材自体の耐摩耗性を活かす方がコストパフォーマンスも高くなります。

「クッション性」「グリップ力」「耐熱性」が同時に求められる環境

  例: 高温下での搬送、パッキン兼緩衝材、滑り止め機能が必要な箇所など

  ⇒ 高引裂きシリコーンゴム（2mm厚以上）が推奨されます。 摩耗寿命は定期メンテナンス（交換）でカバーすることを前提とし、シリコーン特有の機能（耐熱性・柔軟性）を優先する設計が現実的です。

  * ※TPUは高温環境や加水分解に弱いため、熱が加わる環境ではシリコーンの一択となります。

にほんブログ村

製造業ランキング