メーカーがポリウレタンへシフトする理由：より安全で、強く、コスト効率に優れるから

製造の世界では、ウレタンとポリウレタンがしばしば同義語のように語られますが、これらは異なる物質です。科学的観点では、化学式がわずかに異なります。化学式の違いにより、用途が異なり、ある用途に適していても別の用途には不適切な場合があります。毒性レベルも異なります。ポリウレタンは比較的安全ですが、ウレタンは一部の動物に毒性があり、ヒトが摂取すると吐き気を引き起こす可能性があります。

ウレタンとは

科学的には、ウレタンはエチルカルバメートまたはエチルウレタンと呼ばれます。ポリオールとイソシアネートを反応させて作られます。ポリオールは沸点、粘度、極性によって多様な機能を持ちます。イソシアネートは低分子量の高反応性化学物質で、フォーム、繊維、コーティングとして製造に広く使用されます。

ポリオールとイソシアネートを化学反応で結合させると、メーカーがプロジェクトに必要な形状に成形できるウレタンが得られます。

ポリウレタンとは

ポリウレタンも、ウレタン基によって結合されたポリオールとイソシアネートで構成されるポリマーです。ポリウレタンでは、ウレタン基が重合によって結合します——これは小さなモノマーが結合してポリマーと呼ばれる大きな分子を形成する現象です。モノマーは同一でも異なっていても構いません。通常、100個以上のモノマーが結合して、弾性、粘度、引張強度など必要な特性を持つ製品が作られます。

ポリウレタン製造では、1つの反応性イソシアネート基を持つイソシアネートのみが、2つの水酸基を持つアルコールと結合します。この組み合わせがポリウレタンの多様性を生み出します。

ウレタンとポリウレタンの違い

2つの単語を見れば、違いは明らかです。接頭辞「ポリ（poly）」は「多くの」を意味するため、ポリウレタンは多数のウレタン化合物を持ちます。一方、ウレタンは独自の化学基として単独で存在します。ポリウレタンは多様なウレタン基で構成され、それらはポリウレタンの特性と品質を調整するために修飾されます。

ウレタンを扱うと、柔軟でも剛性でもあり得るため、あらゆるポリウレタンとは全く異なる用途になります。例えば、ウレタンは殺虫剤・殺菌剤に一般的に使用されます。

ポリウレタンメーカーによれば、ポリウレタンはウレタンとは全く異なる用途で使用されます。例えば、ポリウレタンは硬く剛直にでき、靴材、自動車部品、工場部品など固形製品に最適です。柔軟なフォームとしても一般的です。ポリウレタンは毒性が低く、多くの場合無毒です。融点を持たないため、熱硬化性ポリマーとして幅広い温度に耐えられます。

ポリウレタンを使用するメリット

ポリウレタンは機械的特性により、多様な状況で問題を解決する汎用性の高い材料です。他の材料にはないメリット・利点を持つ、実質的に無限の用途があります。

ゴムとプラスチックより優れている

メーカーはポリウレタンを評価します。ゴムとプラスチックの長所を併せ持つからです。ゴムより耐久性が高く、かつゴムより硬い。しかしプラスチックより柔軟です。この柔軟性により、ポリウレタンはゴムとプラスチックの両方より強く、耐衝撃性に優れます。

耐衝撃性・耐摩耗性

摩耗に強い製品が必要なら、ポリウレタンが最適です。耐性は低温でも低下しません。ポリウレタンは、多様な環境で機能する耐摩耗材料が必要な場面で人気を博しています。プラスチック、金属、エラストマー製品と比較して、ポリウレタンは耐摩耗性と耐衝撃性がほぼ10倍です。

耐油性・耐薬品性

多くの材料は油や薬品に対して強度を維持できません。水と空気で簡単に錆びる鉄鋼を見てください。ポリウレタンは油、水、薬品に曝露されても安定しています。一部の薬品ではわずかに膨潤することがありますが、安定性は維持されます。化学プラント、海底、その他の湿潤条件で特性を維持するエラストマー材料が必要なメーカーには、ポリウレタンが最適です。

多様な製造用途

ポリウレタンは製造において手頃な材料です。柔軟性があるため、試作、ワンオフ部品、単発部品に使用されます。ポリウレタンは顔料添加で無限の色にできます。紫外線遮蔽剤を添加すれば色の安定性も確保可能です。数グラムから1トン超まで、幅広い重量で製造できます。

ポリウレタンのレジリエンス（復元力）

ポリウレタンは非常に高い復元力を持つため、衝撃吸収製品の製造に採用されます。この復元力により、速やかな回復と高振動耐性が必要な製品に最適です。復元力は硬度の産物であるため、ショアA 20からショアD 85までのショア硬度範囲で製造可能です。

形状維持性

ポリウレタンはメーカーと顧客が評価する他の特性も備えた耐久性のある材料です。一つは、圧縮後に形状を維持することです。圧縮中は変形しても、元の形状に戻ります。この回復性は材料の柔軟性と、高疲労屈曲用途への適性を示しています。また耐引裂性もあります。

接着特性

メーカーはポリウレタンの接着特性も評価します。この材料は自己接着します。またプラスチックや金属など他材料とも接着します。自動車製造やホイール・インサートなどの製品で有用です。

ポリウレタンはほぼあらゆる状況で有用な耐久性材料です。カビ・カビ菌・菌類にも耐性があるため、幅広い環境で使用できます。製造コストが手頃で、わずかな調整でフォーム、剛性製品、柔軟製品のいずれとしても使用可能です。