ポリウレタンスポンジ – metoree本番管理

ポリウレタンスポンジとは

ポリウレタンスポンジ

ポリウレとは、ウレタン結合を含む高分子化合物です。ポリウレタンスポンジは、ポリイソシアネートとポリオールを反応させて得られ、多孔質状に成形されるスポンジのことを指します。このスポンジは液体を長時間含むことができるだけでなく、吸収することと放出することも可能です。

ポリウレタンスポンジは優れた断熱性と成形のしやすさが特長であり、軟質と硬質の2つのタイプに分類されます。かつては海綿を加工してスポンジとして使用されていましたが、現在ではポリウレタンから直接製造されるようになりました。

ポリウレタンスポンジは泡の密度によって柔らかさを調整できる素材であり、低密度のものは柔らかくてクッション性に富んでいます。そのため、吸音材やクッション、衣類や家具などの製造に利用されます。特に洗浄用途にはよく使われるスポンジが代表的な例です。

一方、高密度のポリウレタンスポンジは優れた断熱性を持ち、断熱材や浮力剤として使用されます。また、半硬質のポリウレタンスポンジは高反発性と高い弾性を備えており、家具や寝具のマットレス、車両の部品などに適しています。

そのほか、フィルターやバクテリアを繁殖させる培地も用途の1つです。

原料のポリイソシアネートとポリオールがウレタン結合によって高分子となり、目的によってその種類と添加剤を選択し生成します。ポリウレタンスポンジは触媒、発泡剤、整泡剤、難燃剤などを添加することによって製造可能です。

イソシアネートとポリオールの反応熱により発泡剤が気化し、1つ1つ独立した小さな泡が形成されます。気泡の膜をなくすことで無膜フォームとなり、通気性と乾燥性にすぐれたスポンジが完成します。

軟質フォームの発泡剤は主に水です。水とイソシアネートが反応する際に、発生する炭酸ガスを発泡に利用しています。硬質フォームではオゾン層破壊の懸念がないHFC化合物類、シクロペンタンなどの炭化水素系発泡剤や炭酸ガスが使用されています。

連続的に発泡させて大きなブロック状にし、切断加工して成形したり、鋳型などに注入して型どおりに成形するのも方法の1つです。紙や板の上に発泡させて一体に接着した状態に成形する方法もあり、目的によって容易に成形が可能です。

発泡ポリウレタンスポンジは、軽量で柔軟なスポンジ状の素材で、ポリウレタン樹脂に発泡剤を添加して発泡させたものです。発泡剤によって多数の微細な気泡 (セル) が生成され、これらのセルが均等に分散されることで、スポンジの軽さと柔軟性を生み出します。

クッション性に優れ、衝撃を吸収することが可能です。そのため、クッション材やパッキング材、座布団などの用途で幅広く使用されます。また、断熱性にも優れており、建築や工業分野でも利用されます。

高密度ポリウレタンスポンジは、より密度の高い素材を使用して作られたスポンジです。スポンジの内部がより堅牢になり、強度が高く、押しつぶされにくい特性を持っています。

高密度ポリウレタンスポンジは、優れた防音効果や振動吸収性を発揮し、音響室や機械の振動制御などに幅広く活用されています。また、高密度な構造により耐久性が向上し、長期間の使用にも耐えることが可能です。建築や自動車部品、航空機などの分野で、衝撃吸収性が求められる場所や耐久性が必要な製品に適します。

構造用ポリウレタンスポンジは、特殊なセル構造を持っています。通常、セルと呼ばれる多数の細かい空気孔が連続して配置され、軽量かつ高い耐衝撃性を実現する特性を持っています。建築や自動車部品、航空機などの分野で使用されることが一般的です。

建築では、耐震性や断熱性を向上させるために、壁や床の間に充填されます。自動車部品では、衝撃吸収材として使用されることで、安全性を高めます。航空機では、軽量ながら頑丈な素材として使用され、構造の強化や振動吸収に効果的です。

吸水性ポリウレタンスポンジは、特殊な加工により水を効率的に吸収するように設計されたスポンジです。キッチン用スポンジや洗車用スポンジなどによく使われます。

汚れや油脂を効果的に除去するのに便利であり、吸水性が高いためにしっかりと水を含むことができます。さらに、浸水した場合にも速乾性があるため、再利用が可能です。吸水性ポリウレタンスポンジは、家庭用品や清掃用具として広く利用されています。

参考文献
https://www.fujigomu.co.jp/whats_urethane/
https://www.wakog.com/material/m_foaming/polyurethane
http://www.urethane-jp.org/manual/doc/anzentebiki_2015520.pdf