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| ・軟質ウレタンフォームとは? |
軟質ウレタンフォームはポリオール、ポリイソシアネートを主成分とし、発泡剤、整泡剤などを混合して10〜60倍に発泡した連続気泡のセル構造を有した石油化学製品です。ポリオールの構造により、ポリエステルフォームとポリエーテルフォームに分けられます。(後述)
ポリオールの種類や発泡剤量を変化させることで、密度や硬さなどの一般物性を変化させる事ができ、様々な特徴ある性能を付与する事も可能な発泡体です。
柔軟で感触がよく、椅子やマットレスなどのクッション材、スポンジタワシなど幅広く使われています。
また、加工方法も他の発泡体に比べても多種多様で、肩パットやマイクの風防、凹凸模様のプロファイル加工品など幅広い用途に使われています。 |
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| ・軟質ウレタンフォームの特徴は? |
1.要求に応じて、適切な性状、物性性能が広い範囲で発揮できます。
ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、整泡剤、着色剤、その他配合剤の組み合わせ、混合割合、製造条 件等を選択する事により、いろいろの用途に必要な性能が提供できます。
すなわち、軽くて、クッション性能、耐久性能、衝撃吸収性、断熱性、耐熱性、耐薬品性、吸音性が良く、着色自由 度が広い等の特長が発揮されます。
2.色々な形状の裁断、成形加工が出来ます。
軟質ウレタンフォームは直線や凹凸、局面裁断、くり貫き加工等が容易にでき、薄いシート状から定形品まで所定 形状に自在に加工できます。又、熱プレスによる成形も可能です。
自動車用シートの様に自由なデザインと寸法精度、大量生産が必要な場合には、型内で発泡させる「モールド品」 も選択できます。
3.用途に応じて色々な接着・一体加工方法が選択できます。
フォーム同士の他、金属類、布、レザー等との縫製や接着剤などによる一体化が容易にできます。 |
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| ・エステルフォームとエーテルフォームって? |
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ウレタンフォームには大きく分けてエステル系とエーテル系の2種類があります。これは、主原料のポリオールがエーテル結合かエステル結合かによるものですが、同じ様な軟質フォームでもその特性は大きく違い、用途によっての使い分けが必要とされます。それぞれの主な特徴は次の通りです。
エーテルフォーム
反発弾性が高くクッション性に優れています。また、耐水性、耐湿性、耐薬品性に優れ、硬度、密度など様々なタイプがあり、打ち抜きなどの二次加工性も良いため幅広い分野で使われています。主な用途として、家具等のクッション材、衣料用、梱包材などがあります。
エステルフォーム
エーテルフォームに比べ、摩耗性などの物理的強度が高く、機械特性に優れています。また耐油性、耐熱性、耐溶剤性、吸音性にも優れています。主な用途として、クリーナー用素材、スピーカーエッジ材、吸音材、断熱材、他工業用素材などがあります。
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| ・架橋ポリエチレンと無架橋ポリエチレンって? |
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ポリエチレンフォームのカタログなどを見ていると、架橋ポリエチレン、無架橋ポリエチレンなどと言った言葉を目にすることがあります。架橋とは原料であるポリエチレンのエチレン鎖を化学的に結びつける事で、耐熱性や引き裂き強度などの機械的特性が向上します。しかし、価格が上がったり、樹脂化してのリサイクルができなくなるなどのデメリットもあります。
架橋には電子線架橋と化学架橋があります。電子線架橋では長尺モノができますが、厚モノ(10o)以上ができません。反対に化学架橋では厚モノができますが、長尺モノができません。
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| ・単独(独立)気泡と連続気泡って? |
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単独(独立)気泡とはスポンジの気泡がひとつ一つ完全に樹脂膜で覆われているものを言い、連続気泡とは樹脂膜が破れており、一部または大部分が隣接する気泡とつながっているものを言います。簡単に見分けるには、指で挟さみ底づき感があるものが連続気泡、反発力があり底づきしないものが単独(独立)気泡です。
独立気泡のスポンジは浮力があり、断熱性に優れています。連続気泡のスポンジは吸水性があり、吸音性に優れています。
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| ・比重と発泡倍率について? |
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ウレタンフォームでは、よく16(いちろく)とか20(にいまる)などと表現しますが、これは比重を表しており16の場合比重0.016の商品をさします。これを発泡倍率に置き換えますと約60倍になります。また、発泡スチロールや発泡ポリエチレンの場合は50倍とか30倍といった倍率での表現をします。30倍のポリエチレンを比重で表すと原料のポリエチレンの比重が約0.92ですから比重は約0.03(0.92÷30≒0.03)となります。 一般に比重が重く(発泡倍率が低く)なればそのスポンジは硬くなり、へたりにくくなり、比重が軽く(発泡倍率が高く)なれば、柔らかく、へたりやすくなります。
ただし、ウレタンフォームの場合は低比重でも硬いものや、高比重でも非常に柔らかいものもありますので、一概には言えないところがあります。本当にウレタンフォームは、色々なスポンジの中でも奥が深い商品です。
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| ・スポンジ製品の二次加工について? |
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発泡製品の二次加工は非常に多彩です。以下に代表的なものの一部をご紹介しますが、そのスポンジの種類によっては、できない加工もありますので、その都度ご相談いただければ幸いです。
| ・裁断加工 |
:断裁機等でカットする加工で、もっとも基本的な加工です。 |
| ・打ち抜き加工 |
:プレス機に抜き型を設置し、任意の形状にする加工です。 |
| ・接着加工 |
:接着剤等を使い張り合わせる加工です。 |
| ・熱プレス加工 |
:熱成型によりプレスした商品で任意の厚み、硬さ、形状を形成できます。 |
| ・ラミネート加工 |
:スポンジの表面を溶融しフィルムや布地と張り合わせる加工でソフトな仕上がりと接着強度が高いことが特徴です。 |
| ・プロファイル加工 |
:波割り加工商品で数種類の波状のカットができます。 |
| ・CF加工 |
:柱状の複雑な形状にカットしたり、滑らかな曲面くりぬきカットができます。 |
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| ・ウレタンフォームのリサイクルについて |
軟質ウレタンフォームは、粉砕機でチップ化したものを接着成形により固める事によってチップフォームと呼ばれる材料に再生され、自動車部品や家具をはじめとした様々な分野で再利用されています。
チップフォームの歴史は古く、およそ50年の歴史があり、金型を使って自由な形に成形するチップモールドなど広く使われています。ただし、化学的に分解して原料として再利用しているわけではありませんので、回収材料のバラツキによる硬度などの品質にバラツキが出ます。 |
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| ・ウレタンフォームの引火点、発火点について |
コタツの下敷きやホットカーペットの下敷き断熱材としてウレタンフォームを使用することが出来るか?とのご質問を頂く事がございますが、軟質ウレタンフォームの引火点は約310℃、発火点は約415℃となっております。
従いまして、正常な使い方をする限りコタツの下敷き用クッションやホットカーペットの下敷き断熱材として使用しても火災の心配はありません。
参考までに以下に各種材料の引火点、発火点を掲載します。
参考(各種材料の引火点・発火点)
| 材料 |
引火点℃ |
発火点℃ |
ウレタンフォーム
木 綿
新 聞 用 紙
木材(まつ)
ポリエチレン
塩化ビニール
発泡スチロール
アクリル繊維
セルローズ
ナイロン繊維 |
310
230〜260
230
220〜230
340
390
345
−
305
− |
415
255
230
−
350
455
490
560
475
530 |
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| ・軟質ウレタンフォームの臭いについて | 軟質ウレタンフォーム自体は本来臭いは少ないもので、通常では気になることは殆どありません。 一方、軟質ウレタンフォームを使用した製品の場合、マットレスを例にとると、ウレタンフォームのほかにカバー材、接着剤、包装材等の他材料が組み合わさっており、これらの臭いが気になるケースが稀に有るようです。軟質ウレタンフォームは連通した微細セル構造(気泡)であり、樹脂の表面積が極めて大きいために、接している他の材料や直接さらされている雰囲気等に異臭気があればこれらが容易に「吸着」され、使用場所に開放した時この臭いが「放散」される性質があります。 従って、複合材料のほか、保管場所にも相応の低臭気条件を選択することが必要です。 もし、臭いで違和感がある場合、風通しの良い日陰に2〜3日放置しますと、臭いはかなり低減します。 |
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| ・ウレタンフォームの変色について |
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軟質ウレタンフォームの表面が変色していると判断できるまでの時間は、夏の直射日光下で数時間、直射日光の入らない倉庫等では数週間から数ヶ月、また暗い所で梱包された状態では1年以上というように、太陽光線の影響によって著しく違ってきます。なお蛍光灯によっても変色は起こります。
この太陽光線による変色は、ウレタンフォーム中の高分子鎖の一部が、発色しやすい高分子鎖に変化するためと考えられます。従って、高分子鎖の切断とは異なるので、変色が直ちに物性上の劣化にはつながりません。
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| ・軟質ウレタンフォームのヘタリについて |
軟質ウレタンフォームに荷重をかけた時、厚みが減じる現象を「ヘタリ」といい、この大小は一般にはJIS K
6400-4の圧縮残留ひずみ・繰返し圧縮残留ひずみと言う試験方法で測定します。 ヘタリが小さい事は「圧縮残留ひずみ」が小さく、復元しやすい事を意味しています。
繊維綿や金属ばねに比し ウレタンフォームは低密度の(重量が軽い)割にはヘタリは小さい事が特長ですが、実際に使用する条件は非常に異なりますので、「何年使うと何%の厚みの減少がある」とは一概には言えません。しかし、一般には重い荷重が長期にかかるほど、又、荷重に対してフォーム密度が低いほど、ヘタリが大きくなります。長期にわたり大きな圧縮荷重がかかる場合には相応のヘタリの少ない良質の軟質ウレタンフォームをお求め下さい。
また、改正JIS K 6401ではヘタリにくさをクラス分け( X , V , S , A , L )で分類できるようになりました。Xは超過酷用途で使用可能なほどヘタリにくく、Lに近づくほどヘタリやすくなります。 |
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| ・ゴムの歴史について |
ゴムをはじめて紹介したのはあの有名なコロンブスと言われており、1493年の2回目の航海の時に発見されました。ただ当時は、文字消しやおもちゃ程度しか用途はなく、200年あまり科学的研究もされませんでした。その後1839年、アメリカ人のチャールズ・グッドイヤーが偶然、硫黄によりゴムが硬く弾性が増大することに気が付き、加硫ゴムが発見されました。この事で、ゴム靴、防水衣料、緩衝材、防振吸収剤など徐々に需要が増え、1887年の空気入りタイヤの発明で一気に工業用材料として需要が拡大しました。
20世紀に入ると、天然ゴムの入手に苦労したアメリカやドイツを中心に合成ゴムが開発され、現在では、様々な特徴を持つものが生まれています。 |
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| ・RoHs(危険物質に関する制限)について |
RoHsとは、EU全域で2006年7月に施工が決まった、環境保全が目的の有害物質規制指令のことをいいます。電気電子機器を対象に、下記6つの有害物質の使用が規制されました。つまり、これらの有害物質が基準値以上含まれた製品は、EU全域で販売出来なくなりました。当然、EU諸国に輸出する日本メーカーもこれに従い、そこに部品等を納入する業者もこれに従わなければなりません。
| 規 制 物 質 |
規 制 値 |
予 備 知 識 |
| 鉛(Pb) |
1000ppm以下 |
金属などに含有させれば化工し易くなる。塗料やハンダ、レントゲン室のガラス等に含まれる。毒性は高く、神経障害や痙攣、早産等を引き起こす。 |
| カドミウム(cd) |
100ppm以下 |
ニッケルカドミウム蓄電池(ニッカド)等に含まれる。イタイイタイ病の原因物質で骨や関節を脆弱にする他腎臓の機能障害を引き起こす。 |
| 水銀(Hg) |
1000ppm以下 |
農薬や薬品の保存剤に使用された事がある。水俣病の原因物質で中枢神経疾患を引き起こし。感覚障害、運動失調、言語障害等の症状があらわれる。 |
| 六価クロム(Cr6) |
1000ppm以下 |
酸化剤やメッキに使用される。クロムメッキが劣化すると6価クロムや、比較的毒性の少ない3価クロムになる。皮膚に付着すると皮膚炎や腫瘍になり、体内に入ると肝障害や貧血、肺がんになる。 |
| ポリ臭化ビフェニール(PBB) |
1000ppm以下 |
樹脂の難燃剤や自動車用の塗料に使用される。アメリカで誤って飼料に混入し、数百万羽の鶏が死亡する事件があった為、段階的に生産が中止されている。毒性に関する報告は少ないが、甲状腺機能の低下が報告されている。 |
| ポリ臭化ジフェニルエーテル(PBDE) |
1000ppm以下 |
建材や繊維等の難燃剤として使用される。甲状腺ホルモンや精子形成等への影響が示唆されている。 |
| ※但し、適性な代替手段が無い場合には一定の範囲で適用が免除される場合があります。 例えば、蛍光ランプの中の水銀やブラウン管のガラスの中の鉛、高温溶接タイプの鉛ハンダ、等 |
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