型取りにおける食品グレードシリコンのメリット

食品グレードシリコンとは、特定の食品接触用途に使用するため、関連する食品接触要件に基づいて配合・評価されたシリコーンゴムの一種です。焼き型、チョコレート型、キャンディ型、製氷皿など、食品の成形に使用するさまざまな器具の製造に広く利用されています。

一般的な硬質の型材と比較して、食品接触用シリコンは優れた柔軟性、離型性、カスタマイズ性を備えています。これらの特性により、複雑な輪郭や細かな表面ディテールを持つ食品用型の製造に適しています。また、用途に応じた要件を満たすシリコン型は、規定された条件のもとで繰り返し使用することもできます。

ただし、食品グレードという表示は、すべてのシリコン製品があらゆる食品や加工環境に適していることを意味するものではありません。配合によって、食品接触への適合性、耐熱温度、硬度、機械的強度は大きく異なります。食品グレードシリコンを選ぶ際は、食品接触規制への適合性、実際の使用温度範囲、硬化および二次加硫の要件、対象となる食品や型の設計への適合性を確認することが重要です。

食品グレードの液状シリコン

1. 食品グレードシリコンとは？

食品グレードシリコンとは、一般的に、特定の食品接触に関する規制要件を満たすように配合された、または関連する適合性評価を受けたシリコーンゴムを指します。食品に直接接触する型、容器、製菓用具、その他の食品加工用品の製造に使用できます。ただし、実際の使用適性は、製品の配合、原材料の組成、加工条件、適用される規制要件によって異なります。

型取りに使用される食品接触用シリコンは、一般的にA剤とB剤からなる2液型RTV-2液状シリコーンとして供給されます。指定された比率で2つの成分を混合すると、架橋反応によって徐々に硬化し、弾性のあるシリコーンゴムを形成します。

食品接触用シリコンの中には、白金触媒を使用した付加硬化システムを採用している製品もあります。ただし、白金触媒を使用しているからといって、必ずしも食品グレードであるとは限りません。また、白金触媒の使用だけで食品グレードかどうかを判断することもできません。食品接触用途への適合性は、製品固有の配合、原材料の組成、硬化工程、および想定される使用条件に基づいて確認する必要があります。

1.1 確認すべき食品接触規制への適合要件

食品接触材料に関する規制要件は、国や地域によって異なります。米国で一般的に参照される規制の一つに、繰り返し使用するゴム製品を対象とした21 CFR 177.2600があります。

この規制では、ゴム製品の組成や使用制限が定められています。また、原材料の使用条件、完成品の抽出物限度、初回使用前の洗浄要件など、食品接触用途ごとの要件も規定されています。

食品用型の製造に使用するシリコンについては、対象となる製品グレードが適用される原材料要件を満たしているか、また完成品が関連する食品接触条件に適合しているかを特に確認する必要があります。

試験結果は、特定の製品グレード、最終配合、および指定された硬化工程に対応していなければなりません。一つの抽出試験結果だけを根拠に、あらゆる用途におけるすべての食品接触要件に適合していると判断してはいけません。

また、21 CFR 177.2600にはゴム製品に使用できるシリコーンゴムのベースポリマーが記載されていますが、これはすべてのシリコーン配合が自動的に同規制に適合することを意味するものではありません。配合に含まれるその他の成分、完成品の抽出性能、実際の食品接触条件についても、該当する規定の要件を満たす必要があります。

1.2 FDA CompliantとFDA Approvedの違い

シリコン業界では、サプライヤーがFDA CompliantやFDA Approvedといった表現を使用することがあります。ただし、これらの用語は、FDAが特定のシリコン製品に対して汎用的な食品グレード認証を発行したことを意味するものではありません。

• FDA Compliant：一般的に、サプライヤーまたはメーカーが、定められた使用条件のもとで製品が特定のFDA規制要件を満たしていると表明するものです。この表示自体は、FDAが発行する汎用的な認証ではありません。
• FDA Approved：すべての食品接触材料に適用される汎用的な承認表示ではありません。FDAは、食品添加物規制やFood Contact Substance Notification（FCN）など、さまざまな手続きに基づき、物質の種類や用途に応じて規制または認可を行っています。

そのため、食品グレードシリコンを購入する際は、サプライヤーの表示を裏付ける具体的な規制や認可に加え、配合、対象となる食品の種類、使用条件を確認する必要があります。製品の販促資料にFDAという表記があるだけでは、規制への適合性を証明するには不十分です。

食品用型の製造に使用する場合は、対象となる製品グレードの技術データシート、適合性宣言書、関連する試験報告書を取り寄せることをおすすめします。また、書類に記載された対象食品の種類や使用条件についても確認してください。

2. 主なメリット

2.1 優れた柔軟性による簡単な離型

食品接触用シリコンの実用的なメリットの一つは、優れた弾性と柔軟性です。

硬化後のシリコンは、ある程度曲げたり変形させたりすることができます。離型時には型の縁をゆっくりと引き戻すことで、チョコレート、キャンディ、ケーキのデコレーションパーツなど、成形された食品を取り出しやすくなります。

硬質の型と比較して、柔軟なシリコン型は特に次のような設計に適しています。

• 細かな質感や浮き彫り模様を持つ食品用型。
• 複雑な曲面や装飾的なディテールを備えた型。
• 溝、アンダーカット、不規則な輪郭を持つ食品用型。
• 完成品の表面を損なわずに取り出す必要がある精密な型。

この柔軟性により、離型時に完成品が圧迫されたり、破損したりするリスクを軽減できます。また、量産時の作業効率の向上にもつながります。

ただし、型の設計に合わせて硬度と柔軟性のバランスを取る必要があります。柔らかすぎる型は十分な支持力を得られない場合があり、硬すぎる型は複雑な形状の製品を取り出しにくくする可能性があります。

2.2 優れた離型性による製品ディテールの保持

シリコンはもともと表面の離型性に優れており、完成品を型のキャビティから取り出しやすくし、複雑な形状の離型を容易にします。

チョコレート、キャンディ、ケーキのデコレーションパーツなどを製造する際、型には細かな文字、模様、質感、エッジの再現が求められることがよくあります。適切な配合のシリコンを使用すれば、硬化後に滑らかで精密な型表面を形成でき、原型の特徴を再現しやすくなります。

優れた離型性は、型の内部に残る食品カスを減らし、洗浄を容易にする効果もあります。

ただし、シリコン本来の離型性が優れていても、あらゆる条件でどのような食品でも簡単に取り出せるとは限りません。実際の離型結果は、食品の配合、温度、冷却工程、型表面の品質、型の設計などにも左右されます。

2.3 オリジナル形状や複雑な食品用型の製作に対応

食品グレードの液状シリコンは、さまざまな形状の原型に流し込んだり、刷毛で塗布したりすることができます。硬化後は、原型の形状を再現した柔軟な型になります。

この製造方法により、型のデザインは標準的な製品形状に限定されません。具体的なプロジェクトの要件に合わせて、次のようなオーダーメイドの食品用型を製作できます。

• ブランドロゴや文字を入れたチョコレート型。
• オリジナルのキャンディ型やデザート装飾用型。
• 名入れや個別デザインに対応したケーキ装飾用型・焼き型。
• 特殊な質感を持つバター型やチョコレート型。
• 製氷、氷の彫刻、冷蔵食品向けのオーダーメイド型。

型のカスタマイズ性は、主に原型の設計とシリコン成形工程によって決まります。また、シリコンの流動性、柔軟性、硬化性能も、完成した型が細部をどれだけ正確に再現できるかに影響します。

複雑なデザインの場合は、型表面への気泡の影響を最小限に抑えるため、液状シリコンの粘度、可使時間、真空脱泡の必要性に特に注意してください。

2.4 さまざまな温度での食品加工に対応

食品グレードシリコンは、製品固有の配合に応じて、冷凍食品、常温での食品加工、一部の焼き菓子用途に使用できます。

例えば、次のような用途があります。

• 低温用途：製氷皿、氷の彫刻、冷菓用の型。
• 常温用途：チョコレート型、キャンディ装飾用型、一部の成形食品用型。
• 高温用途：関連する耐熱要件を満たした焼き型。

シリコンの耐熱性は、製品固有の配合によって異なります。食品接触用グレードに分類されているという理由だけで、高温の焼き菓子用途にも適していると判断してはいけません。

焼き型用のシリコンを選ぶ際は、次の点を確認してください。

• 指定されている最高使用温度。
• 連続使用温度と短時間の耐熱温度。
• 加熱と冷却を繰り返した後の性能安定性。
• 指定された条件のもとで、オーブンに直接入れて使用できるか。
• 直火との接触や、オーブンのブロイラー・グリル機能での使用が禁止されていないか。

高温のシロップやハードキャンディを製造する場合、比較的高温の状態で型に流し込むことがあります。チョコレート型や製氷皿に適した食品グレードシリコンが、高温のキャンディ液にも必ず適しているとは限らないため、特に注意が必要です。

他のシリコン製品の耐熱データを流用せず、必ず対象製品グレードの技術資料に従ってください。

2.5 繰り返し使用でき、洗浄・メンテナンスも簡単

食品接触用シリコン型は、適切に製造・使用・メンテナンスすれば、繰り返し使用できます。

使い捨ての型と比較して、再利用可能なシリコン型は複数回の生産に対応できます。また、製品の外観を一定に保つことが重要な用途にも適しています。

シリコン型は一般的に適度な柔軟性があるため、洗浄時に少し曲げることで、キャビティ内に残った食品カスを取り除きやすくなります。

ただし、シリコン型に共通する一律の使用寿命はありません。実際の寿命は、次のような複数の要因によって変わります。

• シリコンの硬度と引裂強度。
• 型の肉厚と構造設計。
• 食品の配合と加工温度。
• 洗浄方法と使用頻度。
• 加熱、冷却、離型の繰り返し回数。

そのため、型取りシリコンを選ぶ際は、食品接触規制への適合性だけでなく、硬度、引裂強度、引張強度、破断伸びなどの機械的特性も確認する必要があります。

3. 用途

食品の種類によって、型材に求められる要件は異なります。食品接触への適合性を確認するだけでなく、食品の成分、加工温度、成形方法に応じて適切なシリコンを選ぶ必要があります。

3.1 チョコレート型・バター型

チョコレートとバターはいずれも脂肪分を含む食品です。そのため、これらの用途向けに型を製作する場合は、シリコンが脂肪分を含む食品との繰り返し接触に適しているかを確認することが重要です。

乾燥食品や水性食品との接触に関する適合性だけでは、そのシリコン製品がチョコレートやバターにも適していることの証明にはなりません。

また、チョコレート型には一般的に高い表面ディテールの再現性が求められます。ブランドロゴ、文字、装飾模様、複雑な質感を再現する場合は、適切な流動性を持ち、硬化後に滑らかで精密な表面を形成できるシリコン配合を選びましょう。

チョコレート用シリコン型

3.2 焼き菓子用型・ケーキ型

食品グレードシリコンは、一部のケーキ型、パン型、ベーキングトレー、その他の製菓用具の製造に使用できます。

食品接触規制への適合性に加えて、シリコンの耐熱性とオーブンでの使用適性を慎重に評価する必要があります。

柔軟なシリコン製焼き型の場合、製品の取扱説明書で認められていれば、充填前に型を平らな天板に置き、そのまま移動させることで、取り扱い時の安定性を高められます。

深いキャビティや複雑な形状の型では、焼成中に食品がどのように加熱されるかも考慮してください。初めて使用する前に少量でテストすることをおすすめします。シリコン型を使用しても食品が完全に均一に加熱されるとは限らないため、初回使用時には少量でのテストが推奨されます。

ケーキ用シリコン型

3.3 キャンディ・ハードキャンディ用型

キャンディ用型は、具体的な製造工程に合わせて選ぶ必要があります。

一般的なチョコレートの装飾や一部のキャンディ成形では、比較的穏やかな加工条件が用いられます。一方、ハードキャンディの製造では、高温の糖液を型に直接流し込む必要がある場合があります。

そのため、食品接触規制への適合性だけでは、シリコン型がハードキャンディの製造に適しているかどうかを判断できません。シリコンの実際の耐熱性、接触時間、熱サイクルに対する性能も確認する必要があります。

高温の糖液を流し込む場合は、少量でのテストをおすすめします。必ずシリコンサプライヤーが指定する温度制限に従ってください。

キャンディ用シリコン型

3.4 製氷・冷蔵食品用型

食品接触用シリコンは、製氷皿、氷の彫刻、冷菓、その他の低温用途向けの型の製造にも使用できます。

シリコン型の柔軟性により、凍った氷や食品を取り出しやすくなり、型を叩いたり無理に曲げたりすることで製品が破損するリスクを軽減できます。

ただし、製氷皿に適した材料が、チョコレートやバターのような脂肪分を含む食品との接触にも適しているとは限りません。想定する用途ごとに、食品接触要件を個別に確認する必要があります。

4. 選び方

食品グレードと表示されたシリコン製品が、すべて同じ食品や加工方法に適しているわけではありません。食品グレードシリコンを購入する際は、次の要素を考慮してください。

4.1 対象となる食品接触用途を確認する

これは、食品グレードシリコンを選ぶ際に最も重要なステップです。

まず、型の具体的な食品接触用途を明確にしてください。そのうえで、対象製品グレードの適合性宣言書や試験報告書を確認し、実際の使用条件が適用範囲に含まれているかを確かめます。

米国市場向けの製品については、21 CFR 177.2600など、適用されるFDA規制への適合性を確認してください。EU市場やその他の市場向けの場合は、現地の食品接触規制と想定用途に照らして評価する必要があります。

4.2 使用温度に応じてシリコンを選ぶ

食品の製造工程によって、必要とされる温度条件は異なります。

製氷皿用では、低温環境での柔軟性と離型性を考慮してください。焼き型用では、高温での使用適性を確認します。ハードキャンディ用では、高温の糖液との短時間の接触についても考慮する必要があります。

「食品グレードシリコン」という表示だけに頼らず、対象製品グレードの耐熱データを確認してください。

4.3 型の設計に合わせて硬度を選ぶ

シリコンの硬度は、型の柔軟性と支持力の両方に影響します。

• 低硬度シリコン：柔軟性に優れ、複雑な曲面や細かな構造、離型時に大きな変形が必要な用途に適しています。
• 中硬度シリコン：柔軟性と支持力のバランスが良く、幅広い食品用型に適しています。
• 高硬度シリコン：一般的に形状保持性に優れており、比較的シンプルな型のキャビティや、より高い支持力が必要な用途に適しています。

硬度だけですべての機械的特性を判断することはできません。薄肉構造、細いエッジ、複雑なキャビティを持つ型では、引裂強度や破断伸びも考慮する必要があります。

4.4 粘度、可使時間、ディテール再現性を考慮する

液状シリコンの粘度は、混合、脱泡、注型の各工程に影響します。

細かなディテールや複雑な質感を持つ原型には、一般的に低粘度の配合が適しています。小さな部分まで流れ込みやすく、気泡の抜けも促進できます。

また、次の項目も確認してください。

• 混合後の粘度。
• 可使時間。
• 硬化時間。
• A剤とB剤の混合比。
• 真空脱泡に適しているか。
• 注型成形または刷毛塗り成形に適しているか。

製造時には、型のサイズや生産スケジュールに応じて、混合、脱泡、注型に十分な時間を確保してください。

4.5 試験報告書と加工手順を確認する

食品接触用シリコンを購入する際は、サプライヤーに次の書類を依頼することをおすすめします。

• 技術データシート（TDS）。
• 安全データシート（SDS）。
• 適用される食品接触規制への適合性宣言書。
• 関連する第三者試験報告書。
• 混合、硬化、二次加硫に関する具体的な手順書。

SDSは主に製品の安全性や取り扱いに関する情報を提供する書類であることに注意してください。SDSだけでは、食品接触規制への適合性を証明できません。

製品に二次加硫が必要な場合は、サプライヤーが指定する温度と時間に従ってください。他の食品グレードシリコン製品に二次加硫が不要だからといって、対象製品グレードで明確に要求されている工程を省略してはいけません。

さらに、顔料、離型剤、その他の添加剤を使用する場合は、最終製品の食品接触用途への適合性を損なわないことを確認してください。

5. 使用上の重要な注意点

適切な材料を選ぶことは、食品用型の製造における一つの要素にすぎません。製造工程と、その後のメンテナンスも同様に重要です。

5.1 原型とシリコンの相性を確認する

食品用型の製造にRTV-2の付加型シリコーンを使用する場合は、特に硬化阻害のリスクに注意してください。

硫黄を含む一部の材料、アミン化合物、スズ化合物、一部のコーティング剤や接着剤、適切に処理されていない3Dプリント材料などは、付加硬化型シリコンの硬化を妨げる可能性があります。

本格的な生産を始める前に、原型の材料、表面処理剤、その他シリコンと接触する材料を使用して、小規模な硬化テストを行うことをおすすめします。

シーリング材、顔料、離型剤などを使用する必要がある場合は、それらがシリコンの配合および想定する食品接触用途に適合しているかも確認してください。

5.2 指定された混合比を守り、シリコンを完全に硬化させる

2液型の食品接触用液状シリコンは、一般的に指定された比率でA剤とB剤を混合する必要があります。

混合比は製品グレードによって異なり、重量比または体積比で指定されます。必ず製品のTDSに従い、この2つの測定方法を混同しないでください。

混合不足、誤った混合比、不適切な硬化条件は、材料の硬化不良を引き起こし、完成した型の性能に影響を与える可能性があります。

5.3 指定された脱泡・二次加硫の手順に従う

食品用型では、表面の気泡は完成品の外観だけでなく、型のディテール再現性や洗浄性にも影響する可能性があります。

製品の取扱説明書で認められている場合は、混合時に混入した気泡を減らすために真空脱泡を行うことができます。

食品接触用シリコン製品の中には、特定の用途要件を満たすために、指定された二次加硫工程が必要なものもあります。ただし、二次加硫はすべての製品に共通する必須工程ではありません。必ず対象製品グレードの技術資料と適合性関連書類に従ってください。

5.4 初回使用前に十分に洗浄する

食品に初めて接触させる前に、食品接触用シリコン型は、適用される規制や製品の取扱説明書に従って十分に洗浄する必要があります。

例えば、21 CFR 177.2600(g)では、食品と繰り返し接触するゴム製品について、初回使用前に十分に洗浄することが求められています。

日常的なメンテナンスでは、サプライヤーが推奨する適切な洗浄剤、ぬるま湯、柔らかい洗浄用具を使用してください。十分にすすいだ後、型を完全に乾燥させます。

すべてのシリコン型が食器洗い機、強酸性・強アルカリ性の洗浄剤、高温滅菌に対応していると考えてはいけません。適切な洗浄方法は、対象製品の取扱説明書によって異なります。

5.5 食品用型と非食品用途の型を分けて管理する

食品加工に使用するシリコン型は、樹脂、石膏、工業用ワックス、その他の非食品用途に使用する型と分けて管理してください。

非食品グレードの樹脂、工業用顔料、食品接触用ではない離型剤などに接触した型は、適切な検証を行わない限り、食品加工に使用しないでください。残留物が食品接触時の安全性を損なう可能性があります。

食品接触用の型には明確なラベルを付け、裂け、変形、表面の損傷、除去しにくい残留物がないか定期的に点検することをおすすめします。

6. よくある質問

Q1：食品グレードシリコンと一般的なシリコンの違いは何ですか？

主な違いは、配合設計、原材料の組成、食品接触用途への適合性にあります。

一般的なシリコンは、必ずしも食品接触要件を満たしているとは限りません。食品接触用シリコンは、対象市場の規制と具体的な使用条件に照らして評価され、必要に応じて関連する技術資料や試験報告書が提供される必要があります。

Q2：食品グレードシリコンは、あらゆる食品加工に使用できますか？

いいえ。食品接触への適合性は、製品固有の配合、試験結果、指定された使用条件によって異なります。購入前に、製品の書類が実際の対象食品や加工方法をカバーしているか確認してください。食品グレードという表示だけで使用適性を判断しないでください。

Q3：食品グレードシリコン製品はすべてオーブンで使用できますか？

いいえ。食品接触規制への適合性と高温耐性は、それぞれ別の評価基準です。

焼き型を製造する場合は、対象製品グレードがオーブンでの使用に適しているかを確認してください。最高使用温度、加熱時間、ブロイラーやグリル機能での使用が禁止されていないかも確認する必要があります。

Q4：食品グレードシリコンは、型を製作した後に二次加硫が必要ですか？

二次加硫が必要かどうかは、製品固有の配合と適合性要件によって異なります。

サプライヤーの技術資料に二次加硫の温度と時間が指定されている場合は、その指示に従ってください。ある製品グレードの二次加硫手順を、別の製品にそのまま適用してはいけません。

Q5：食品グレードシリコンはすべて付加型シリコーンですか？

いいえ。食品接触への適合性は、硬化システムだけで決まるものではありません。

食品用型向けに設計されたシリコン製品の中には、白金触媒を使用した付加硬化システムを採用しているものがあります。ただし、食品接触用途への適合性は、製品固有の配合、原材料の組成、硬化工程、適用される規制要件によって判断する必要があります。

Q6：食品グレードシリコン型には離型剤が必要ですか？

必ずしも必要ではありません。シリコンはもともと離型性に優れているため、適切な冷却条件と取り扱いのもとでは、離型剤を使わずに取り出せる食品用型も多くあります。

ただし、離型剤が必要な場合は、食品接触用途に適しており、関連する規制や製品要件を満たしていることを確認してください。一般的な工業用離型剤を、食品接触用として設計された製品の代わりに使用してはいけません。

Q7：食品グレードシリコン型は、どのくらい繰り返し使用できますか？

すべての食品グレードシリコン型に共通する一律の使用寿命はありません。

実際の寿命は、シリコンの配合、硬度、耐引裂性、型の設計、食品の加工温度、日常の洗浄方法によって異なります。食品接触時の安全性や成形性能に影響を与える可能性があるため、ひび割れ、損傷、変形、その他の問題がないか定期的に点検してください。

7. まとめ

食品グレードシリコンは、優れた柔軟性、離型性、ディテール再現性、カスタマイズ性を備えており、焼き型、チョコレート型、キャンディ型、その他の食品成形用具に適した重要な材料です。

ただし、食品グレードであることは、すべてのシリコン製品があらゆる食品や加工環境に適していることを意味するものではありません。食品接触への適合性、温度要件、硬度、粘度、機械的特性、硬化手順などは、いずれも完成した型の性能に影響します。

食品グレードシリコンを選ぶ際は、まず対象となる食品の種類と加工条件を明確にしてください。そのうえで、対象製品グレードの適合性関連書類、試験報告書、技術データを確認します。想定する食品接触用途に適した型を製造するには、シリコンの配合と型の設計を用途に合わせることが重要です。