ポリウレタンシートロッドは、耐摩耗性、弾性、耐衝撃性、機械的強度が高いため、産業用途で広く使用されています。ただし、注型ポリウレタン製品の内部に気泡や小さなボイドが見られる場合があります。これらの気泡がなぜ発生するのか、またどのように気泡を減らすことができるのかを理解することは、特にポリウレタンのシートやロッドが要求の厳しい機械的用途に使用される場合、製品の品質を向上させるために重要です。
その主な理由は、多くのポリウレタン製品の製造に使用される鋳造プロセスに関連しています。一般に加熱および成形によって加工される熱可塑性ポリウレタンとは異なり、注型ポリウレタン エラストマーは、液体成分を混合し、材料を型に流し込むことによって製造されます。混合、注入、成形中に、液体材料内に一定量の空気が閉じ込められることがあります。硬化中の化学反応も、小さな気泡の形成と移動に影響を与える可能性があります。
空気の閉じ込めにはいくつかの要因が考えられます。混合速度、材料の温度、粘度、金型の設計、および原材料の状態はすべて、最終結果に影響を与える可能性があります。材料の粘度が高い場合、ポリウレタンが硬化し始める前に、閉じ込められた空気が逃げるのが難しい場合があります。イソシアネートは水と反応して二酸化炭素ガスを発生する可能性があるため、ポリウレタン加工では水分も重要な要素となります。そのため、原材料、金型、設備、生産環境の水分管理が重要となります。
ポリウレタンのシートおよびロッドの場合、これらの製品は機械加工されて完成部品となることが多いため、内部の気泡の制御が特に重要です。大きなボイドまたは集中したボイドは、機械的強度、寸法安定性、および機械加工表面の外観に影響を与える可能性があります。継続的な負荷、衝撃、摩耗が伴う用途では、内部欠陥も最終コンポーネントの耐用年数に影響を与える可能性があります。
空気の閉じ込めを減らすために、メーカーは混合、注入、硬化条件をより適切に制御することで鋳造プロセスを改善できます。 1 つのアプローチは、適切なポリウレタン シート用途に遠心注型装置を使用することです。遠心成形では、ポリウレタン材料を注入した後、金型が高速回転します。遠心力は液体材料を金型壁に向かって移動させるのに役立ち、閉じ込められた空気の大部分が材料から逃げることを促進します。
この方法は、比較的均一な厚さと高い表面品質要件を持つポリウレタン シートを製造する場合に特に役立ちます。ただし、遠心注型はあらゆる製品形状に適しているわけではないため、ポリウレタン成分のサイズ、形状、配合に応じて製造方法を選択する必要があります。
必要に応じて、追加の熱処理も使用できます。制御された短時間の加熱または後硬化プロセスは、残っている小さな気泡を除去または削減し、材料の全体的な状態を改善するのに役立ちます。過度の加熱はポリウレタンの機械的特性や寸法安定性に影響を与える可能性があるため、温度と処理時間は慎重に制御する必要があります。
実際には、注型ポリウレタン製品から微細な空隙をすべて完全に除去することは困難な場合があり、許容レベルは意図する用途によって異なります。したがって、重要なコンポーネントについては、実際の動作要件に従って製造パラメータと検査基準を定義する必要があります。