軟質ウレタンフォーム

項目内容
材料名軟質ウレタンフォーム
略記号FPUF、PUF、PUフォーム、軟質PUフォーム
IUPACポリウレタンは原料組成により構造が変わるため、単一のIUPAC名では表しにくい。代表的にはウレタン結合、すなわちカルバメート結合(-NH-CO-O-)を有する高分子発泡体である。
英語名Flexible Polyurethane Foam / Flexible PU Foam
日本語名軟質ポリウレタンフォーム、軟質PUフォーム、スポンジウレタン、ウレタンスポンジ、軟質発泡ウレタン
分類熱硬化性樹脂系発泡体、ポリウレタン系フォーム、発泡プラスチック
プラスチック分類一般にはプラスチック系発泡材料に分類される。エンプラ、スーパーエンプラではなく、クッション性、吸音性、断熱性、軽量性を利用するフォーム材料である。
化学式または代表構造代表構造:-R-NH-CO-O-R’-O-CO-NH-R-。実際にはポリオール、イソシアネート、発泡剤、水、触媒、整泡剤、添加剤により組成が変わる。
CAS No.ポリウレタンとしては 9009-54-5 が用いられることがある。ただし、軟質ウレタンフォームは配合物であり、製品ごとにCAS No.で一義的に表せない場合が多い。
構造・主成分ポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオールと、TDI、MDIなどのジイソシアネートを主原料とする。水との反応で発生するCO2や物理発泡剤によりセル構造を形成する。
主な用途家具・寝具用クッション、自動車シート、吸音材、緩衝材、包装材、フィルター材、スポンジ、シール材、建築内装材、医療・介護用クッション材など。

概要

軟質ウレタンフォームは、ポリウレタン樹脂を発泡させた柔軟な多孔質材料である。一般に低密度で、圧縮変形に対する回復性、クッション性、吸音性、断熱性に優れる。家具、寝具、自動車内装、包装、建築、医療・介護分野など、荷重を受けながら柔軟性を必要とする用途で広く使用される。

原料にはポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、TDI、MDI、水、アミン触媒、金属触媒、シリコーン系整泡剤、難燃剤、着色剤などが用いられる。一般的にはポリエーテル系は耐加水分解性や低温柔軟性に優れ、ポリエステル系は引張強さ、耐油性、耐摩耗性に優れる傾向がある。ただし、実際の性能はフォーム密度、セル構造、架橋密度、原料配合、発泡条件に大きく依存する。

軟質ウレタンフォームは、射出成形用の熱可塑性樹脂ペレットとは異なり、原料液を混合して発泡・硬化させる反応成形材料である。そのため、材料選定では引張強さや曲げ弾性率だけでなく、密度、硬さ、反発弾性、圧縮永久ひずみ、通気性、セルサイズ、燃焼性、VOC、耐加水分解性、耐熱老化性などを確認する必要がある。

特徴

項目内容
長所軽量で柔軟性、クッション性、衝撃吸収性、吸音性、断熱性、加工性に優れる。密度や硬さを広い範囲で調整でき、用途に応じて低反発、高反発、難燃、帯電防止、低VOCなどのグレード設計が可能である。
短所熱、紫外線、湿熱、酸化、加水分解により劣化する場合がある。強溶剤、芳香族炭化水素、ケトン、エステル、塩素系溶剤では膨潤、軟化、強度低下が起こりやすい。長期荷重ではへたり、圧縮永久ひずみが問題になることがある。
外観一般に白色、淡黄色、灰色、黒色、着色品などがある。連続気泡型が多く、スポンジ状の柔らかい外観を示す。黄変はポリウレタン系材料で比較的起こりやすく、光、熱、酸化、NOxなどの影響を受ける。
耐熱性連続使用温度は一般に70〜100℃程度が目安である。短時間では120℃前後まで使用される場合もあるが、圧縮応力、湿度、酸化雰囲気、難燃剤、密度により劣化速度が変わる。
耐薬品性水、希薄な中性洗剤、短時間の低級アルコールには比較的耐える場合がある。一方で、強酸、強アルカリ、ケトン、エステル、芳香族炭化水素、塩素系溶剤には弱い傾向がある。ポリエステル系は加水分解に注意が必要である。
加工性スラブ発泡、モールド発泡、注入発泡、裁断、打抜き、スリット、貼合、ラミネート、熱圧縮加工などに適する。熱可塑性樹脂のような再溶融成形は基本的に困難である。
分類上の注意軟質ウレタンフォームはポリウレタンの発泡体であるが、熱可塑性ポリウレタン(TPU)とは加工法、物性評価、耐熱性、耐溶剤性が異なる。また、硬質ウレタンフォームとは発泡構造、柔軟性、用途が大きく異なる。

構造式

代表的な反応と構造単位
項目内容
ウレタン結合の生成R-N=C=O + R’-OH → R-NH-CO-O-R’
水発泡反応R-N=C=O + H2O → R-NH2 + CO2
尿素結合の生成R-N=C=O + R’-NH2 → R-NH-CO-NH-R’
代表的な構造単位-R-NH-CO-O-R’-O-CO-NH-R-
化学式の表示軟質ウレタンフォームは配合物であり、単一の分子式では表しにくい。白黒の構造式画像を作成する場合は、ウレタン結合 -NH-CO-O- と尿素結合 -NH-CO-NH- を中心に表示するのが実用的である。
モノマーまたは構成単位ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、TDI、MDI、水、鎖延長剤、架橋剤、触媒、整泡剤など。
共重合体・変性グレードポリエーテル系、ポリエステル系、MDI系、TDI系、高反発、低反発、難燃、帯電防止、低VOC、抗菌、防カビ、耐加水分解、低臭気などのグレードがある。

軟質ウレタンフォームでは、ウレタン結合だけでなく、水発泡反応に由来する尿素結合や、架橋反応による三次元網目構造が性能に影響する。柔軟性は主にポリオール由来のソフトセグメントにより、強度や耐熱性はイソシアネート由来のハードセグメントや架橋密度により調整される。

種類

種類の名称主成分または特徴長所短所主な用途
汎用軟質ウレタンフォームポリエーテルポリオールとTDI系原料を用いることが多い一般グレード軽量、安価、クッション性が良い耐熱性、耐候性、耐溶剤性には限界がある家具、寝具、包装材、雑貨、クッション材
高反発ウレタンフォーム弾性回復性を高めたフォーム反発弾性、座り心地、耐へたり性に優れる配合や密度により価格が高くなる自動車シート、椅子、マットレス、介護用クッション
低反発ウレタンフォーム粘弾性を高め、ゆっくり回復するフォーム体圧分散性、フィット性、衝撃吸収性が良い温度依存性が大きく、低温で硬くなる場合がある枕、マットレス、医療・介護用パッド、保護材
ポリエステル系ウレタンフォームポリエステルポリオールを主成分とするフォーム引張強さ、耐摩耗性、耐油性が比較的良い湿熱条件で加水分解しやすい傾向があるフィルター、研磨パッド、工業用スポンジ、シール材
ポリエーテル系ウレタンフォームポリエーテルポリオールを主成分とするフォーム耐加水分解性、柔軟性、低温特性に優れる耐油性や耐摩耗性はポリエステル系に劣る場合がある家具、寝具、自動車内装、包装材、吸音材
難燃ウレタンフォーム難燃剤や難燃ポリオールを配合したグレード燃焼性を抑えやすい機械物性、圧縮永久ひずみ、VOC、コストに影響する場合がある自動車、鉄道、建築内装、電気機器周辺材
帯電防止・導電性ウレタンフォーム帯電防止剤、カーボン系材料などを配合したフォーム静電気対策が可能汚染性、導電安定性、湿度依存性を確認する必要がある電子部品包装、ESD対策材、緩衝材
低VOC・低臭気フォーム触媒、原料、添加剤を低揮発成分に調整したグレード車室内、寝具、室内用途に適する原料選定や硬化条件の管理が必要である自動車内装、家具、寝具、医療・介護用品
代表グレードの考え方
代表グレード主な設計項目選定時の注意点
汎用密度、硬さ、反発弾性、通気性長期荷重、へたり、黄変を確認する。
耐熱高架橋、耐熱原料、耐酸化処方高温圧縮下の永久ひずみ、熱老化後の強度を確認する。
難燃難燃剤、酸素指数、UL94、FMVSS、鉄道・建築規格燃焼規格は厚み、密度、表皮材、積層構成で変わる。
摺動・耐摩耗ポリエステル系、表面処理、含浸処理軟質フォーム単体では高荷重摺動部品には不向きである。
食品接触原料管理、添加剤管理、抽出物、臭気食品衛生法、FDA、EU規則など、用途地域ごとの適合確認が必要である。
GF強化・CF強化軟質フォームでは一般的ではないガラス繊維や炭素繊維で補強する用途は、通常は硬質PU、複合材、サンドイッチ材側で検討する。

成形加工

加工方法適性内容・注意点
スラブ発泡連続またはバッチで大きなブロック状フォームを発泡し、裁断して使用する代表的な方法である。
モールド発泡金型内で発泡・硬化させる方法で、自動車シート、成形クッション、複雑形状部品に適する。
注入発泡原料液を混合して型内や空間へ注入し、発泡硬化させる。混合比、液温、発泡倍率、硬化時間の管理が重要である。
射出成形×軟質ウレタンフォームは熱硬化性反応発泡材料であり、一般的な熱可塑性樹脂の射出成形には適さない。RIMやモールド発泡として扱う。
押出成形×再溶融押出による連続成形には基本的に不向きである。シート状品は発泡後にスライス、貼合、ラミネートして得ることが多い。
ブロー成形×中空成形用の熱可塑性樹脂ではないため適さない。
圧縮成形発泡体の熱圧縮、圧縮加工、加熱プレスによる厚み調整や形状付与は可能である。ただし、セル潰れや硬さ変化に注意する。
真空成形×熱可塑性シートのような真空成形には適さない。表皮材と一体化する場合は貼合やインモールド発泡を用いる。
切削加工低密度品は刃物加工、スライス、トリミング、CNCカットが可能である。寸法精度は密度、硬さ、セル構造に依存する。
打抜き加工ガスケット、パッド、緩衝材、フィルター材などの量産加工に適する。
接着・貼合布、フィルム、不織布、皮革、ゴム、樹脂シートとの貼合が可能である。接着剤の溶剤による膨潤やVOCに注意する。
代表的な成形・発泡条件
項目代表値・目安備考
原料液温20〜30℃ポリオール側、イソシアネート側の温度管理が発泡安定性に影響する。
金型温度35〜65℃モールド発泡の目安である。製品厚み、密度、反応速度により調整する。
混合比NCO指数 90〜110 程度フォーム硬さ、耐熱性、圧縮永久ひずみ、発泡安定性に影響する。
クリームタイム数秒〜数十秒配合、触媒、温度により変わる。
ライズタイム数十秒〜数分スラブ発泡、モールド発泡で管理項目となる。
脱型時間3〜10分程度モールド発泡の目安である。厚肉品や低反発品では長くなる場合がある。
後硬化・養生24〜72時間物性安定、臭気低減、VOC低減、寸法安定のために行うことがある。
乾燥温度ペレット材料ではないため通常該当しない原料ポリオール中の水分は発泡反応に関与するため、配合設計上の管理対象である。
シリンダー温度該当しない一般的な射出成形用熱可塑性樹脂とは異なる。
成形収縮率0.5〜3.0%程度密度、金型温度、発泡倍率、セル構造、養生条件により変わる。

代表的な物性値又は機械的性質

項目単位軟質PUフォーム 汎用高反発フォーム低反発フォームポリエステル系フォーム備考
密度kg/m315〜4030〜7040〜9020〜60フォーム材料では最重要項目の一つである。
比重0.015〜0.0400.030〜0.0700.040〜0.0900.020〜0.060発泡倍率により大きく変わる。
引張強さkPa50〜200100〜30050〜180150〜500密度、セル構造、原料系に強く依存する。
伸び80〜250100〜25080〜200100〜300ポリエステル系は強度が高い傾向がある。
曲げ弾性率低い低い非常に低い低い軟質フォームでは曲げ弾性率よりも圧縮硬さ、反発弾性を評価することが多い。
25%圧縮硬さkPa1〜82〜120.5〜52〜12JIS、ISO、ASTMの試験条件により数値が変わる。
反発弾性30〜5550〜755〜2525〜55低反発フォームでは意図的に低く設計される。
アイゾット衝撃強さ該当しにくい該当しにくい該当しにくい該当しにくい硬質成形品向けの評価であり、軟質フォームでは衝撃吸収性、落下衝撃、圧縮応力で評価する。
荷重たわみ温度該当しにくい該当しにくい該当しにくい該当しにくい発泡体ではHDTよりも熱老化後の圧縮永久ひずみを確認する。
融点明確な融点なし明確な融点なし明確な融点なし明確な融点なし熱硬化性架橋構造を含むため、再溶融しにくい。
ガラス転移温度-60〜-20-60〜-20-30〜20-50〜0ソフトセグメントのTg目安である。低反発品は室温付近の粘弾性設計を行う場合がある。
連続使用温度70〜9080〜10060〜8070〜90荷重、湿度、酸素、難燃剤、圧縮率により変わる。
吸水率質量%1〜51〜51〜81〜5連続気泡体では水を保持しやすい。吸水率よりも吸水量、乾燥性、カビ、加水分解も確認する。
体積抵抗率Ω・cm109〜1014109〜1014109〜1014109〜1014帯電防止品、導電品では大きく低下する。
圧縮永久ひずみ5〜203〜155〜255〜20温度、圧縮率、時間により変わる。シート、寝具、シール材で重要である。
酸素指数18〜2218〜2218〜2218〜22難燃グレードでは23〜30%以上に設計される場合がある。
UL94規格外またはHB相当が多いグレードによるグレードによるグレードによるUL94は厚み、密度、試験片形状で結果が変わる。フォーム用燃焼規格を別途確認する。

上記物性値は代表値・目安であり、保証値ではない。軟質ウレタンフォームでは、密度、硬さ、圧縮永久ひずみ、反発弾性、通気性、燃焼性、VOC、臭気、耐湿熱性を個別に確認する必要がある。実使用では温度、湿度、荷重、圧縮率、応力、使用時間、薬品濃度、洗浄条件を考慮する。

耐薬品性

薬品分類代表薬品評価備考
酸類希塩酸、希硫酸、酢酸短時間接触では使用できる場合があるが、強酸、高温、長時間では劣化しやすい。
アルカリ類水酸化ナトリウム、KOH、アンモニア水△〜×強アルカリや高温ではウレタン結合、エステル結合の劣化に注意する。
低級アルコール類エタノール、IPA、メタノール○〜△短時間接触では比較的使用されるが、長時間浸漬では膨潤、硬さ変化、抽出に注意する。
高級アルコール類グリセリン、ベンジルアルコール、MMB薬品の極性、温度、接触時間により膨潤や軟化が生じる場合がある。
芳香族炭化水素類トルエン、キシレン、エチルベンゼン×膨潤、軟化、接着層の破壊が起こりやすい。
脂肪族炭化水素類ヘキサン、シクロヘキサン、ミネラルスピリット短時間では大きな変化が少ない場合もあるが、油分吸収や膨潤に注意する。
ケトンアセトン、MEK、MIBK×膨潤、軟化、溶解、接着不良が起こりやすく、洗浄溶剤としては不適な場合が多い。
エステル酢酸エチル、酢酸ブチル×ウレタンフォームを膨潤、軟化させやすい。
塩素系溶剤ジクロロメタン、トリクロロエチレン、クロロホルム×強い膨潤、軟化、劣化が生じやすい。
水・温水水、温水、湿熱○〜△ポリエーテル系は比較的良好である。ポリエステル系は加水分解に注意する。高温多湿では長期劣化が進む。
鉱物油、植物油、潤滑油ポリエステル系は比較的耐油性が良い傾向があるが、長期接触では膨潤、重量変化、硬さ変化を確認する。
燃料ガソリン、軽油、灯油×〜△燃料吸収、膨潤、臭気、可燃性の問題がある。燃料系シールには通常不向きである。
洗剤・界面活性剤中性洗剤、石けん水○〜△低濃度、短時間では使用されるが、洗浄後の乾燥性、残留成分、カビを確認する。
SP値(溶解度パラメータ)
項目内容
軟質ウレタンフォームの代表的なSP値約21〜24 MPa1/2
代表値としての設定本ページでは、SP値差の計算用代表値として22.5 MPa1/2を用いる。
注意点SP値は溶解・膨潤の目安であり、耐薬品性を単独で判断する指標ではない。軟質ウレタンフォームでは、セル構造、架橋密度、ポリエーテル系かポリエステル系か、添加剤、温度、薬品濃度、浸漬時間、圧縮応力が結果に大きく影響する。
溶解性の目安
SP値差溶解・膨潤の目安判定
0〜2膨潤・軟化しやすい×
2〜5条件により膨潤する
5〜8短時間接触では比較的安定
8以上溶解・膨潤しにくい
SP値から見た耐溶剤性
薬品名SP値 MPa1/2軟質PUとの差SP値上の目安実用上の評価
47.925.4○〜△。SP値差は大きいが、吸水、湿熱、加水分解に注意する。
エタノール26.03.5○〜△。短時間拭き取り程度では使える場合がある。
IPA23.51.0×△。長時間接触では膨潤、硬さ変化を確認する。
グリセリン36.213.7○〜△。高粘度液の保持、抽出、微生物汚染に注意する。
MMB約23約0.5×△〜×。条件により膨潤、軟化に注意する。
トルエン18.24.3×。芳香族溶剤は膨潤、軟化が起こりやすい。
キシレン18.04.5×。長時間接触には不適である。
n-ヘキサン14.97.6△。油分吸収、膨潤、可燃性に注意する。
シクロヘキサン16.85.7△。短時間接触の確認が必要である。
アセトン20.12.4×。ケトン類は膨潤、軟化、接着不良を起こしやすい。
MEK19.03.5×。洗浄用途では避けることが多い。
酢酸エチル18.24.3×。エステル類は膨潤、軟化が起こりやすい。
ジクロロメタン19.82.7×。塩素系溶剤は不適である。
鉱物油15〜175.5〜7.5△。油種、温度、時間により重量変化、膨潤を確認する。

評価基準は、◎非常に良好、○概ね良好、△注意が必要、×不適である。SP値差が大きくても、水や湿熱のように加水分解や吸水が問題になる場合がある。また、SP値差が中程度でも、ケトン、エステル、芳香族炭化水素、塩素系溶剤は実用上不適となることが多い。

製法

工程内容
原料ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、TDI、MDI、水、触媒、整泡剤、発泡剤、架橋剤、難燃剤、顔料、帯電防止剤、抗菌剤、防カビ剤などを用いる。
重合方法ポリオールとジイソシアネートの付加反応によりウレタン結合を形成する。水発泡ではイソシアネートと水が反応してCO2を発生し、同時に尿素結合が生成する。
発泡方法スラブ発泡、モールド発泡、注入発泡、連続発泡などがある。発泡倍率、セル構造、通気性、硬さは配合と発泡条件により調整する。
ペレット化やコンパウンド軟質ウレタンフォームは一般にペレット化して再溶融成形する材料ではない。原料液を混合して反応発泡させる。端材の再利用は粉砕、チップ化、再結合フォームなどで行われる場合がある。
添加剤・充填材難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、抗菌剤、防カビ剤、顔料、フィラー、低VOC触媒などが用いられる。添加剤は燃焼性、臭気、圧縮永久ひずみ、耐熱性に影響する。
代表的な反応式イソシアネート + ポリオール:n O=C=N-R-N=C=O + n HO-R’-OH → [-NH-CO-O-R’-O-CO-NH-R-]n
発泡反応式R-NCO + H2O → R-NH2 + CO2↑、R-NCO + R-NH2 → R-NH-CO-NH-R
後加工スライス、裁断、打抜き、熱圧縮、貼合、ラミネート、表面処理、含浸、洗浄、乾燥、養生などを行う。

軟質ウレタンフォームの製造では、発泡反応とゲル化反応のバランスが重要である。発泡が速すぎるとセル破れ、収縮、粗大セルが発生しやすく、ゲル化が速すぎると発泡不足や密度ムラが起こる。触媒、整泡剤、水量、NCO指数、原料温度、金型温度を適切に管理する必要がある。

詳細な利用用途

分野用途例選定ポイント
自動車シートクッション、ヘッドレスト、アームレスト、天井材、吸音材、制振材、内装パッド耐へたり性、難燃性、低VOC、低臭気、耐熱老化、耐湿熱性が重要である。
電気・電子電子部品包装、緩衝材、帯電防止フォーム、シールパッド、吸音材帯電防止性、アウトガス、イオン性不純物、難燃性、圧縮永久ひずみを確認する。
機械部品防振材、吸音材、パッキン、シール材、フィルター材、ワイピング材圧縮応力、復元性、耐油性、耐摩耗性、寸法安定性を確認する。
医療・介護体圧分散マット、車椅子クッション、ポジショニング材、保護パッド低反発性、体圧分散、通気性、洗浄性、皮膚刺激性、抗菌・防カビ性を確認する。
食品機械・食品周辺包装用緩衝材、搬送時保護材、軽接触パッド食品に直接接触する場合は、食品衛生法、FDA、EU規則などへの適合確認が必要である。
建築・設備吸音材、断熱補助材、目地材、気密材、内装クッション材難燃性、煙、有害ガス、耐湿性、カビ、長期圧縮変形を確認する。
家具・寝具ソファ、椅子、マットレス、枕、座布団、クッション密度、硬さ、反発弾性、通気性、耐へたり性、臭気、黄変を確認する。
包装・物流緩衝材、保護パッド、ケース内装材、精密機器包装衝撃吸収性、発塵、帯電防止性、耐久性、寸法加工性を確認する。
フィルター空調フィルター、水処理用粗フィルター、吸液材、スポンジセルサイズ、通気性、耐水性、耐薬品性、洗浄性を確認する。

関連材料との比較

比較材料特徴軟質ウレタンフォームとの違い
硬質ウレタンフォーム高発泡、独立気泡性が高く、断熱性に優れる。硬質PUは断熱材や構造補助材向けで、軟質PUはクッション性、吸音性、柔軟性を重視する。
熱可塑性ポリウレタン(TPU)射出成形、押出成形が可能な熱可塑性エラストマーである。TPUは再溶融成形可能な固体樹脂であり、軟質PUフォームは反応発泡体である。
ポリエチレンフォーム軽量で耐水性、耐薬品性に優れる発泡ポリエチレンである。PEフォームは耐水・耐薬品性に優れるが、PUフォームは柔軟性、反発弾性、体圧分散性の設計幅が広い。
EVAフォーム柔軟性、耐水性、弾性に優れる発泡材料である。EVAはスポーツ用品、靴底、緩衝材に多く、PUフォームは寝具、家具、自動車シートに多い。
ゴムスポンジEPDM、CR、NBRなどの発泡ゴムで、シール性や耐候性に優れるものがある。ゴムスポンジはシール、耐候、耐油用途に適する場合が多く、PUフォームはクッション、吸音、体圧分散に適する。
シリコーンスポンジ耐熱性、耐寒性、電気絶縁性に優れる発泡シリコーンである。シリコーンスポンジは高温・低温用途に適するが、コストは高い。PUフォームは一般クッション用途でコストバランスに優れる。
軟質PVCフォーム柔軟性、耐候性、加工性を持つ発泡塩ビである。軟質PVCフォームは耐候性やシート加工性に特徴があるが、可塑剤、燃焼時ガス、環境規制に注意する。
EPDMフォーム耐候性、耐オゾン性、耐水性に優れる発泡ゴムである。屋外シール、建築目地にはEPDMが有利な場合が多い。軟質PUフォームは屋外長期用途では紫外線劣化に注意する。

代表的なメーカー

メーカー代表製品・ブランド概要
株式会社イノアックコーポレーションモルトプレン、カラーフォームなどの代表例日本のポリウレタンフォーム大手であり、軟質フォーム、発泡体、車両、家具、産業資材向け製品を扱う。
株式会社ブリヂストンウレタンフォーム関連製品の代表例自動車、寝具、産業資材向けのポリウレタンフォーム製品を扱ってきた実績がある。用途別の採用可否は現行製品情報を確認する必要がある。
Rogers CorporationPORONマイクロセルラーウレタンフォームで知られ、電子機器、シール、クッション、衝撃吸収用途に使用される。
RecticelPolyurethane foam solutions欧州を中心とするポリウレタンフォームメーカーで、寝具、工業材、断熱、クッション用途のフォームを扱う。
BASFElastoflex、ポリウレタンシステムの代表例ポリウレタン原料、システム、フォーム技術を提供する大手化学メーカーである。
CovestroDesmodur、Desmophen、ポリウレタン原料の代表例イソシアネート、ポリオール、ポリウレタン原料を提供する大手化学メーカーである。
DowVORANOL、VORANATE などの代表例ポリオール、イソシアネート、ポリウレタンシステム原料を提供する大手化学メーカーである。
Huntsmanポリウレタンシステム、MDI系原料の代表例ポリウレタン原料、システム、フォーム用途向け技術を扱う大手化学メーカーである。

法規制・規格上の注意

項目確認内容
RoHS電気・電子機器用途では、鉛、カドミウム、水銀、六価クロム、PBB、PBDE、フタル酸エステル類などの規制対象物質を確認する。
REACH欧州向けではSVHC、制限物質、難燃剤、触媒、残留モノマー、添加剤の情報を確認する。
食品衛生食品接触用途では、日本の食品衛生法、ポジティブリスト、FDA、EU規則など、地域ごとの適合性を確認する。
医療用途皮膚接触、長期接触、滅菌、抽出物、細胞毒性、感作性、刺激性などを用途別に確認する。
難燃性UL94、酸素指数、FMVSS 302、鉄道・航空・建築関連規格など、用途に応じた燃焼規格を確認する。
VOC・臭気自動車内装、寝具、室内用途では、ホルムアルデヒド、アミン臭、VOC、FOG、アウトガスを確認する。
リサイクル熱硬化性フォームであるため、熱可塑性樹脂のような単純な再溶融リサイクルは困難である。粉砕再利用、再結合フォーム、ケミカルリサイクルなどを検討する。

用途別選定と注意点

用途推奨される確認項目注意点
ギア・軸受通常は不向き軟質フォームは高荷重摺動部品には適さない。摺動部品にはPOMPA66PTFEなどを検討する。
チューブ柔軟性、耐薬品性、圧縮復元性連続気泡フォームは液体搬送チューブには不向きである。チューブ用途ではTPU、PVC、シリコーンゴムなどを検討する。
筐体難燃性、クッション性、吸音性構造筐体には不向きであるが、内部緩衝材、吸音材、シール材として使用される。
フィルム該当しにくいフィルム用途ではTPUフィルム、PUコーティング、不織布ラミネートなどを検討する。
コネクタ周辺圧縮永久ひずみ、難燃性、アウトガス、発塵電子部品周辺では帯電防止性、イオン汚染、接点腐食、低VOCを確認する。
シール・パッキン圧縮永久ひずみ、気密性、耐水性、耐薬品性高い気密・水密が必要な場合は、独立気泡フォームやゴムスポンジを検討する。
クッション・緩衝材密度、硬さ、反発弾性、衝撃吸収、へたり長期荷重では圧縮永久ひずみと熱老化後の硬さ変化を確認する。

取り扱い上の注意点

  • 加水分解:ポリエステル系ウレタンフォームは湿熱環境で加水分解しやすい傾向がある。高温多湿用途ではポリエーテル系や耐加水分解グレードを検討する。
  • 応力割れ:硬質成形品のような応力割れよりも、フォームでは圧縮永久ひずみ、セル破壊、へたりが問題になりやすい。
  • 吸湿・吸水:連続気泡フォームは水を保持しやすく、乾燥不良、カビ、臭気、重量増加が発生する場合がある。
  • 熱劣化:高温、酸素、圧縮応力が重なると、黄変、硬化、脆化、圧縮永久ひずみ増加が起こりやすい。
  • アウトガス:電子部品、自動車内装、寝具、医療用途ではVOC、アミン臭、低分子成分、フォギングを確認する。
  • 紫外線劣化:屋外や窓際では黄変、粉化、強度低下が起こる場合がある。屋外用途では表皮材、遮光、耐候グレードを検討する。
  • 難燃性:汎用品は燃えやすい場合がある。火気周辺、電気機器、車両、建築用途では必ず燃焼規格を確認する。
  • 薬品接触:接着剤、洗浄剤、塗料、溶剤、油との接触では、膨潤、軟化、接着不良、臭気を確認する。

関連キーワード

ポリウレタン  軟質ポリウレタンフォーム  ウレタンスポンジ  低反発ウレタン  高反発ウレタン  硬質ウレタンフォーム  熱可塑性ポリウレタン  発泡プラスチック  ポリエーテルポリオール  ポリエステルポリオール  TDI  MDI  クッション材  吸音材  緩衝材  断熱材  難燃フォーム  帯電防止フォーム

タイトルとURLをコピーしました