会社のニュース 熱可塑性ポリウレタンの特性、用途、および選定ガイド

材料科学が急速に進化する中で、熱可塑性ポリウレタン（TPU）は、ゴムの弾性とプラスチックの靭性を兼ね備えた、非常に需要の高いポリマーとして登場しました。その優れた物理的および化学的特性に加え、加工とリサイクルにおける環境上の利点により、TPUは多様な業界で採用が拡大しています。しかし、TPU製品の種類が増加しているため、エンジニアや購入者は、特定の用途に適したグレードを選択するという課題に直面しています。

TPUは、ジイソシアネート、鎖延長剤、および低分子ポリオールの反応によって合成される線状ポリマーです。その分子構造には、軟質セグメントと硬質セグメントの両方が含まれています。軟質セグメントは弾性を提供し、硬質セグメントは強度に貢献します。これらのセグメントの比率と化学構造を調整することにより、メーカーはさまざまな用途の要件を満たすために、さまざまな特性を持つTPU製品を製造できます。

ゴムとプラスチックの両方の利点を兼ね備えたTPUは、次の主要な特性を持つ優れた熱可塑性エラストマーとして際立っています。

• 高い弾性と強度: TPUは優れた弾力性を示し、変形することなく繰り返し伸縮や圧縮に耐えます。また、大きな機械的応力に耐える高い引張強度と引裂強度も備えています。
• 耐摩耗性と耐候性: この材料は優れた耐摩耗性を示し、時間の経過とともに外観と性能を維持します。その耐候性は、紫外線、酸化、および加水分解から保護し、屋外での用途に適しています。
• 耐薬品性: TPUは、油、溶剤、酸、塩基など、さまざまな化学物質による腐食に耐え、過酷な産業環境での信頼性の高い性能を保証します。
• 加工とリサイクルの利点: この材料は、射出成形、押出成形、ブロー成形によって高い生産効率で加工できます。そのリサイクル可能性は、環境持続可能性をサポートします。

TPUの優れた特性により、複数の業界で幅広い使用が可能になります:

TPUは、アウトソール、アッパー、エアクッションなど、靴のコンポーネントに広く使用されています。TPUアウトソールは、耐摩耗性、滑り止め性、弾性を提供し、快適な履き心地を実現します。アッパーは、通気性、耐水性、および柔軟な耐久性を提供します。エアクッションは、動き中の足へのストレスを軽減するために衝撃吸収を提供します。

TPUケーブルシースは、耐摩耗性、耐油性、耐候性、および難燃性を提供し、環境からの損傷からケーブルを保護します。これらの特性により、TPUケーブルは、電力、電気通信、電子機器、および自動車用途で価値があります。

TPUは、内装部品、シール、ケーブル保護、およびタイヤに使用されています。内装部品は耐久性と環境安全性を提供し、シールは液体とガスの漏れを防ぎます。TPUタイヤは、耐摩耗性と転がり抵抗の低減により、燃費と運転の安全性を向上させます。

医療グレードのTPUは、カテーテル、IVバッグ、および外科用器具など、安全な人体接触を保証する生体適合性、耐薬品性、および滅菌能力を示します。

TPUフィルムは、防水通気性ファブリック、包装材料、および保護フィルムに強度、弾性、および耐久性を提供します。コーティングは、耐摩耗性と耐薬品性により、金属、プラスチック、および革の表面特性を向上させます。

TPUは、耐久性と耐荷重能力を活用して、ホース、シール、コンベアベルト、および産業用キャスターを通じて、要求の厳しい産業環境で使用されています。

靴以外にも、TPUは、耐久性と弾性が集中的な使用をサポートするスキーブーツ、インフレータブルボート、および保護ギアに使用されています。

この材料は、美的魅力を維持しながら、傷や衝撃に強いケースとケーブルシースを通じてデバイスを保護します。

TPUは、いくつかの分類システムを通じて分類できます:

ショアAまたはショアDスケールで測定され、TPU硬度は材料の用途を決定します:

• 軟質TPU（60A-85A）: 靴の中敷き、エアクッション、およびシール用の高い弾性
• 中硬質TPU（85A-95Aまたは40D-60D）: アウトソール、ケーブルシース、および自動車内装用のバランスの取れた特性
• 硬質TPU（60D+）: ギア、ベアリング、およびエンクロージャー用の構造強度

• ポリエステル系TPU: 優れた機械的特性と耐油性、ただし加水分解に対する耐性は限られています
• ポリエーテル系TPU: より優れた加水分解耐性、低温性能、および弾性、機械的強度はわずかに低下

特殊なTPU配合には、汎用、耐摩耗性、耐候性、難燃性、および特定の業界要件に合わせて調整された医療グレードのバリアントが含まれます。

適切なTPUを選択するには、複数の要素を評価する必要があります:

• 動作環境: ポリエステルとポリエーテルTPUまたは特殊配合のどちらを選択するかを検討する際に、水分、温度、および化学物質への暴露を考慮してください
• 機械的要件: 引張強度、耐衝撃性、および弾性を用途の要求に合わせます
• 加工方法: 意図された製造技術と互換性のある材料を選択します
• コスト効率: 性能要件と予算制約のバランスを取ります
• 規制遵守: 食品接触、医療、またはその他の規制対象用途の材料認証を確認します

TPU技術は、いくつかの主要な方向性で進化を続けています:

• 性能の向上: 優れた強度、耐久性、および環境耐性を持つTPUの開発
• 機能性の付加: 抗菌性、導電性、または自己修復特性の組み込み
• 持続可能性: バイオベース、生分解性、およびリサイクル技術の進歩
• スマートマテリアル: インテリジェントな用途のためのセンサーと電子機器との統合

高性能で多機能なエラストマーとして、TPUは多様な業界で大きな可能性を示しています。その特性、用途、および選択基準を理解することで、最適な材料利用が可能になります。継続的な技術革新により、TPUの将来の用途は、従来のセクターと新たなセクターの両方で拡大し続けるでしょう。