秘密を明かします：なぜTPUフィルムはエアボート、ウォーターフォイル、ジャケットに広く使われているのか？

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この投稿は、2016年5月12日16時24分にljtjbxによって最終的に編集されました。2014年の世界全体のポリウレタンの生産量と販売量は合計で2150万トンに達し、そのうちエラストマーは約200万トンで、全体の9.3％を占めていました。2014年の中国におけるポリウレタンの総消費量は960万トンで、そのうちエラストマーの消費量は82万トンで、総消費量の8.6％を占めていた。一方、TPUの消費量は28万トンであった。中国のTPUに関する第13次五カ年計画の主な目標は、医療、自動車、フィルム向けの高機能TPU製品の開発です。 なぜTPUは、フィルム向けの高級TPU製品と比べて、徐々に人気を集めているのでしょうか？では、まずTPUについて理解しましょうか？ 1 TPUの構造と性能 TPUは、分子鎖にカルボアミド基（-NHCOO-）を含むポリマーであり、硬質部と軟質部を持つブロック共重合体です。プラスチックの可塑性と機械的強度を有すると同時に、ゴムの弾性も備えています。この独自の構造により、TPUは靴材、防水透湿フィルム、コーティングフィルム、押出し管材、耐加水分解コーティングフィルム、自動車、難燃ケーブルなど、幅広い分野で利用されています。 二 TPU素材ならではの利点 他の素材と比べて、TPUは力学的特性が調整可能であり、ショア硬度は30A～80Dの範囲にあります。また、耐摩耗性、引き裂き強度、引張強度、破断伸び率が高く、曲げに強く、油汚れに耐え、老化や耐候性に優れ、高い防水性と透湿性を持ち、加水分解にも強いといった優れた特性を有しています；また、環境汚染がなく、生物適合性に優れ、無毒で発がん性もないといった特徴があります。 したがって、現時点ではTPUがPVCに代わる最良の選択肢です。これは主に引張強度がPVCを上回るだけでなく、耐低温性もPVCとは比較にならないほど優れている；また、分解性、抗菌性、可塑剤不使用といった特性も、PVCより優れています。高級製品においては、TPUがPVCに代わる良い選択肢です。 現在、TPU素材は靴、衣類、医療用品、工業用品、ベビー用品などの分野で広く利用されており、特に医療分野でその活用が進んでいます。表 TPUの用途別分類
【靴類】スポーツシューズ、登山靴、スノーシュー、ゴルフシューズ、野戦用靴、スケート靴の生地や裏地材料
【服装類】雪用コート、レインコート、トレンチコート、防寒ジャケット、野戦服、オムツ、生理用パンツ、裏地、Tシャツやスポーツウェアなどの生地や内側の材料
【医療用品類】手術着（帽子、靴）、医療用マット、アイスパック、包帯、血漿バッグなどの生地や裏地材料
【国防用品類】兵器封入用フィルム、野戦テント、準備用アイスパック救命胴衣。エアボートなどの生地や裏地材料、スポーツ用品としてのエアパラシュート、エアバッグ、ダイビングスーツ、水着、エアチャンバー、スウェットシャツ、ダイエットウェアなどの生地や裏地材料、工業用品としての防火材、断熱板、防音板、防水シール、絶縁板、オイルバッグ、パイプ、下水道清掃用の作業服などの生地や裏地材料、ベビー用品やおもちゃなどのベビー用品の生地や裏地材料。3. 高性能TPUフィルムの特徴と製造技術の特徴：TPUフィルムは、低温に強く、柔軟性が高く、強度が高いこと、環境に優しく分解可能であること、「透気性」があることなどの利点があり、さまざまな分野でPVCやEVA、人工皮革などの材料に取って代わりつつあり、中国でもその消費量は継続的に増加している。社会全体の環境保護意識が高まるとともに、技術のさらなる発展により、TPUの利用範囲はますます拡大している。2010年から2014年までの全体的な市場成長率は、年平均で15％でした。1.TPUフィルムの特徴 TPUフィルムは、TPU原料粒子を溶融押出して成形されたもので、低温耐性、高い靭性、高強度、環境に優しく分解可能、そして「透気性」などの利点を持っています。現在、特にフィルム分野において、PVCやEVA、人工皮革などの材料に徐々に取って代わりつつあります。例えば、靴類は使用されるTPUフィルムの厚みが比較的厚い（0.5～2ミリメートル）ため、各種スポーツシューやアウトドア用登山靴が大量に使用され、最も多く消費されている；スポーツ機器は主に水上スキューバボート、エアボート、水上凧で、主にポリエーテル系TPUフィルムが使用されている；家庭用繊維、アウトドアウェア、アウトドア用品、医療用品（手術着）向けの防水透湿TPUフィルム。 図 TPUのアウトドア衣料への応用 2.TPUフィルムの加工工程と特徴 TPUはブロー成形やコーティングなどの成形方法によって、TPUフィルムが製造される。ブロー成形法：原料を熱押出機で溶融・可塑化し、ノズルから金型内に送り込み、圧縮空気によって膨らませて引き伸ばし、その後巻き取って切断する；流延法：原料を熱押出機で溶融・可塑化し、ノズルからスリット型金型を通して押し出して冷却ローラー上に流し込み、原料を急速に冷却した後、引き伸ばし、切断し、巻き取る。表 TPU押出工程：ブロー成形とコーティング成形の比較
ブロー成形　コーティング成形
厚み範囲　10～100μm　50～2000μm
力学的性能　縦方向・横方向の強度差が少ない　縦方向・横方向の強度差が大きい
不融化物の制御　不融化物の含有量が低い　不融化物の含有量が高い
生産量　少ない　多い
表面特性　両面が光沢または曇りになる　片面のみを光沢/曇りにできる
結晶性　適切な結晶化により、フィルムの外観が良く、力学的性能も優れている。 図 TPUフィルムの結晶性は適度である。結晶性が過度に高くなると溶融破壊が起こり、押出し時に凝集が生じる。図に示すように、フィルムの凝集部分が多く、外観も粗く、力学的性能も悪くなる。 図 TPUフィルムの結晶性が過度に高い場合 3.TPUフィルムの押出し速度がフィルムに与える影響 TPUフィルムでは、押出し速度が臨界速度に達すると、すべてのサンプルで押出し変形が生じる。変形の主な表れは、表面変形と全体的変形に分けられる。したがって、フィルムの外観性能を良好に保つ条件のもとで、適切な押出し速度を選定することは、生産性の向上に一定の役立ちがある。 4. 高透湿性能TPUフィルムの特徴　微孔膜：一般的にはポリテトラフルオロエチレンを原料とし、膨張伸長処理を施して微孔を持つフィルムが作られる。このフィルム自体が多孔質構造を持ち、孔径は0.2～10μmで、水蒸気のみを通過させる。これにより、体内から発生する水蒸気は孔径を通って効果的に外側に拡散できるが、水滴は浸透できないため、防水かつ透視の効果が得られる；親水性無孔膜：ポリウレタン（TPU）を主材料とし、親水基を導入することで、表面および内部が均一で密な構造となります。表面には一定量の親水基団が存在し、水素結合によって人体から放出される水蒸気分子を「捕捉」します。そして、分子鎖や膜の内外の圧力差によって水蒸気が「伝達」され、優れた防水透湿性能が実現されます。 分子透湿膜と微孔透湿膜の比較
TPU分子透湿膜は、従来の微孔膜と比べて、界面活性剤に対する耐性があり、水の浸透圧が高く、選択的に水分を透過させることができ、引き裂きに強く、細菌や臭いを完全に遮断でき、コストも低いという利点がある。

分子透湿膜と微孔透湿膜の比較
分子透湿膜　微孔透湿膜
界面活性剤に対する耐性　界面活性剤が漏れる
水の浸透圧　高い　低い
選択的な透過性　ある　ない
水の膨張　大きい　小さい
引き裂きに対する強度　高い　低い
細菌や臭いの遮断性　完全に遮断できる　あまり良くない
コスト　低い　高い

防風性、防水性　防風性、防水性
透湿性　高い
TPU製の防水透湿膜は、現在、レーシングウェア、バイク用装備、ゴルフウェア、防水服、登山靴、シャワーカーテン、テーブルクロス、レインコート、ベビー用エプロン、航海服、釣り用パンツ、雪合羽、コート、防寒ジャケット、スキー服、スキーグローブ、登山服、狩猟用服、サーフィンウェア、馬用の装備、アウトドアウェア、戦闘服、照明器具の部品、携帯電話用の防水アクセサリーなどに使用されている。