シリコンレザーと合成皮革はどちらも人工皮革のカテゴリーに属しますが、化学的性質、環境への配慮、耐久性、機能特性において根本的な違いがあります。以下では、材料組成、プロセス特性、用途シナリオの観点から、両者を体系的に比較します。
I. 物質の性質と化学構造の違い
主成分：無機シロキサンポリマー（Si-O-Si骨格）、有機ポリマー（PUのCON鎖/PVCのC-Cl鎖）
架橋方法：白金触媒付加硬化（副産物なし）、溶剤蒸発/イソシアネート反応（VOC残留物を含む）
分子安定性: 耐候性が非常に高い (Si-O 結合エネルギー > 460 kJ/mol) 一方、PU は加水分解を受けやすい (エステル結合エネルギー < 360 kJ/mol)
化学的差異：シリコーンの無機骨格は優れた安定性をもたらす一方、PU/PVCの有機鎖は環境腐食の影響を受けやすい。II. 製造プロセスにおける主な違い
1. シリコンレザーコアプロセス
A [シリコーンオイル+フィラー混合] --> B [プラチナ触媒注入] --> C [離型紙キャリアコーティング]
C --> D [高温硬化（120～150℃）] --> E [基布積層（ニット生地・不織布）]
E --> F [表面エンボス加工/マット加工]
無溶剤プロセス：硬化プロセス中に小分子が放出されない（VOC ≈ 0）
ベース生地のラミネート方法：ホットメルト接着点接着（PU含浸ではない）、ベース生地の通気性を維持
2. 従来の合成皮革製造工程の欠点
- PUレザー：DMF湿式含浸→微多孔構造だが残留溶剤（水洗いが必要、200トン/10,000メートルを消費）
- PVCレザー：可塑剤の移行（年間3～5％の放出、脆化につながる）
III. 性能パラメータの比較（測定データ）
1. シリコンレザー：黄変耐性 --- ΔE < 1.0 (QUV 1000時間)
耐加水分解性：100℃で720時間ひび割れなし（ASTM D4704）
難燃性：UL94 V-0（自己消火時間<3秒）
VOC排出量: < 5 μg/m³ (ISO 16000-6)
低温柔軟性：60℃で曲げ可能（ひび割れなし）
2. PU合成皮革：黄変耐性：ΔE > 8.0（200時間）
耐加水分解性：70℃、96時間でひび割れ（ASTM D2097）
難燃性：UL94 HB（低速燃焼）
VOC排出量: > 300 μg/m³ (DMF/トルエンを含む)
低温柔軟性：-20℃では脆くなる
3. PVC合成皮革：黄変耐性：ΔE > 15.0（100時間）
耐加水分解性: 該当なし（試験には関係ありません）
難燃性：UL94 V-2（滴下着火）
VOC排出量: >> 500 μg/m³ (DOPを含む)
低温柔軟性：10℃で硬化
IV. 環境および安全機能
1. シリコンレザー：
生体適合性: ISO 10993医療グレード認証（インプラント規格）
リサイクル性: 熱分解により回収されたシリコーンオイル（回収率>85%）
有害物質：重金属フリー/ハロゲンフリー
2. 合成皮革
生体適合性：皮膚刺激リスク（遊離イソシアネートを含む）
リサイクル性: 埋め立て処分（500年以内に分解しない）
有毒物質：PVCには鉛塩安定剤が含まれ、PUにはDMFが含まれます。
循環型経済における性能：シリコンレザーは、基布からシリコン層まで物理的に剥離し、再粒状化することができます。PU/PVCレザーは、化学架橋のため、ダウングレードしてリサイクルすることしかできません。V. 応用シナリオ
シリコンレザーの利点
- 健康管理：
- 抗菌マットレス（MRSA抑制率99.9％以上、JIS L1902準拠）
- 帯電防止手術台カバー（表面抵抗率10⁶-10⁹Ω）
- 新エネルギー車：
- 耐候性シート（動作温度 -40°C ～ 180°C）
- 低VOCインテリア（フォルクスワーゲンPV3938規格に適合）
- アウトドア用品:
- 紫外線耐性ボートシート（QUV 3000時間ΔE <2）
- セルフクリーニングテント（水接触角110°）
合成皮革の用途
- 短期使用:
- ファストファッションバッグ（PUレザーは軽量で低コスト）
- 使い捨てディスプレイ用ベニア（PVCレザー価格<$5/m²）
- 非接触アプリケーション:
- 非耐荷重家具部品（例：引き出し前板） VI. コストと寿命の比較
1. シリコンレザー：原材料費 --- 15～25ドル/m²（シリコンオイル純度 > 99%）
プロセスエネルギー消費量 - 低（硬化が速く、水洗いが不要）
耐用年数 -- 15年以上（屋外加速耐候性試験済み）
メンテナンス費用 - アルコールで直接拭く（損傷なし）
2. シリコンレザー：原材料費 --- 8～12ドル/m²
プロセスエネルギー消費量 - 高（湿式処理ラインでは 2000kWh/10,000 メートルを消費します）
耐用年数 -- > 3～5年（加水分解および粉砕）
メンテナンス費用 - 専門のクリーナーが必要
TCO（総所有コスト）：シリコンレザーはPUレザーに比べて10年間で40%のコスト削減が可能（交換・清掃費用を含む）。VII. 将来のアップグレードの方向性
- シリコンレザー:
- ナノシラン改質 → 蓮の葉のような超撥水性（接触角＞160°）
- エンブ
投稿日時: 2025年7月30日
