August 1, 2025
フォーム 製造
FPFの製造方法の背景を少し知ることで、フォームの特性をより深く理解することができます。柔軟性ポリウレタンフォームは、ポリオールとイソシアネートの2つの主要な化学物質と水との反応によって生成されます。これらは、他の成分とともに特定の量で混合され、フォーム反応がほぼ直ちに開始されます。気泡が形成され、混合物が膨張します。パンが膨らむことに例えられます。数分で反応は完了します。スラブフォームプロセス
|
クッション用のフォームを製造するには、2つの基本的な手順が使用されます。1つは、化学混合物を移動コンベアに注ぎ、そこで反応と膨張をさせます。コンベアの側面により、フォームは 2〜4フィートの高さのバンまたはスラブに上昇します。連続したスラブは、通常24時間（特殊グレードの場合はそれ以上）硬化させます。この製造手順は、スラブストック製造プロセスです。硬化したフォームは、その後、有用な形状に加工されます。家具や寝具に使用されるほとんどのフォームは、この方法で製造されています。 モールドフォームプロセス |
|
2番目の方法として、 フォーム成形は、化学物質を特殊な形状の金型に注ぎ、フォーム反応を起こすことで個々のアイテムを製造するプロセスです。使用例としては、自動車のシート、コントラクト家具、枕などがあります。原料混合物 |
|
フォーム製造プロセスは、フォーム原料混合物の変更によって制御できます。フォームを製造するために使用されるポリオール、イソシアネート、水に加えて、フォームの最終的な特性を変更するために、顧客の仕様に基づいてさまざまな他の化学物質や添加剤を含めることができます。これらには以下が含まれます： 補助発泡剤（二酸化炭素）を補強し、フォームを柔らかくまたは軽くすることができます。触媒反応速度を制御して生産性を向上させたり、フォームの特性を変更したりします。界面活性剤フォームセルの形成を助けます。難燃性添加剤フォームの着火や燃焼に対する抵抗性を向上させるために使用されます。（残念ながら、これらはフォームの快適性、サポート性、耐久性に悪影響を与える傾向があります。）充填剤フォームの重量を増加させますが、フォームの物理的特性に悪影響を与える可能性があります。フォームの化学混合物を調整することにより、フォームメーカーは文字通り数百種類の異なるグレードのフォームを製造でき、それぞれが独自の性能特性を持っています。フォーム性能に影響を与える特性さまざまな用途のFPFの選択をガイドする柔軟性ポリウレタンフォームの物理的特性がいくつかあります。以下は、フォームの主な物理的特性と、それぞれの重要性の簡単な説明です。フォームの物理的特性は、湿度と温度が厳密に管理された実験室で測定されます。物理的なサンプルをテストするときは、これらの条件を再現するように注意する必要があります。 |
| 密度 密度は、単位体積あたりの質量の測定値です。ポンド/立方フィート（pcf）またはキログラム/立方メートル（kg/m3）で測定および表現され、密度はすべてのフォーム特性の中で最も重要です。密度は、フォームの製造に使用される化学物質と、フォーム化学物質に含まれる添加剤の関数です。（添加剤は、フォームに特殊な特性を与えるために使用されることがあります。たとえば、マットレスに使用される粘弾性または「メモリー」フォームにゲル添加剤を使用して、ユーザーが涼しく眠れるようにすることができます。） 密度は、フォームの耐久性とサポートに影響します。一般的に、密度が高いほど、フォームは元の特性をよりよく保持し、もともと設計されたサポートと快適さを提供します。 |
|
| IFD インデンテーションフォースディフレクション（IFD）は、フォームの硬さの測定値です。硬さはフォームの密度とは独立していますが、高密度フォームの方が硬いと考えられることがよくあります。IFDによっては、柔らかい高密度フォームや、硬い低密度フォームも可能です。IFD仕様は快適さに関連しています。フォームの表面の感触の測定値です。フォームの元の高さの25％をへこませて測定します。フォームは通常、±10％のIFD範囲で提供されます。サポートファクター2番目のIFD測定は、フォームの元の高さの65％をへこませて行われることがあります。この2番目のIFD測定は、フォームが深部サポートを提供する能力を判断するために使用されます。一般的に、25％IFDと65％IFDの差が大きいほど、フォームは重量を支える能力が高くなります。65％IFDを25％IFDで割った比率は、フォームのサポートファクターと呼ばれます。フォームのサポートファクターは、約1.5から2.6の範囲です。数値が高いほど、フォームがサポートを提供する能力が高くなります。 高いサポートファクターを持つフォームには、多くの利点があります。高いサポートファクターを持つフォームの25％IFDが低いと、重量がかかってもフォームが「底打ち」することなく、余分な表面の柔らかさを生み出すことができます。一般的に、フォームの密度が高いほど、サポートファクターは高くなります。動的疲労 |
|
| フォームの耐久性、つまりフォームが元の硬さの特性と高さをどの程度保持しているかを判断するために使用されるテストがいくつかあります。一部は標準的な実験室テストであり、他はさまざまなメーカーが開発したカスタマイズされたテストです。しかし、それらのほぼすべては、特定の回数、設定されたたわみまたは重量負荷でフォームを曲げたり圧縮したりし、テスト前後のフォームの硬さと高さを測定することに基づいています。 違いは疲労と呼ばれます。疲労試験では、フォームサンプルを数千回または数万回圧縮することがあります。次に、IFDの損失の割合が測定されます。短いテストでは、フォームが初期使用でどの程度の硬さを失うかを知ることができ、長いテストでは、フォームの全体的な耐久性に関するデータが得られます。ローラーせん断特に過酷な曲げ疲労試験はローラーせん断であり、転がる重量をフォームサンプル上で2つの方向から、通常約25,000サイクル実行します。このローラーせん断試験は、圧縮と摩耗を組み合わせたもので、商業用家具やカーペットクッションなど、特に困難な用途にフォームがどのように耐えるかを特定するのに役立ちます。繰り返しになりますが、IFDの損失が測定され、フォームが「回復」する機会を得た後、さまざまな期間にわたって複数の測定が行われる場合があります。 |
|
| 引裂強度 柔軟性ポリウレタンフォームは、引き裂き、破損、または伸びに対する抵抗力も測定されます。これは、フォームを頻繁に扱う必要がある用途（例：室内装飾）で重要です。これらの特性を決定するためのテストは、引張強度、引裂抵抗、および伸びです。これらは、引き裂くことなくフォームを伸ばしたり曲げたりする能力を決定します。これらの耐久性測定は、大量の充填剤（燃焼修正フォームなど）を含むフォームにとって特に重要です。これらの添加剤は、フォームが引き裂かれたり細断されたりする傾向を強める可能性があるためです。添加剤を含むフォームを指定する場合は、引張強度、引裂、および伸びのテストを確認して、フォームが特別な取り扱いを必要とするかどうかを確認する必要があります。反発性（ボール反発） 反発性は、フォームの表面弾性または「弾力性」の指標です。反発性は快適さに関連する可能性があります。反発性は、スチールボールをフォームクッションに落とし、ボールがどの程度高く跳ね返るかを測定することによって通常測定されます。フォームの反発性は、約20％のボール反発から80％の反発まであります。フォームの反発性が高いほど、たとえばソファのシートクッションの「手触り」または表面の感触が良くなることがよくあります。特定の用途向けに、非常に低い反発性を持つようにフォームを作成することもできます。たとえば、粘弾性（メモリーフォーム）製品は、通常、非常に低い反発性を示します。ヒステリシス ヒステリシスは、フォームが元の硬さの特性を保持する能力を判断するために使用される別の実験室テストです。 |
|
| ヒステリシスは、最初にフォームサンプルを25％へこませて硬さを測定し、次に65％へこませて再び硬さを測定し、最後にへこみを25％レベルまで解放し、フォームを完全にリラックスさせないことによって測定されます。完全にへこみを解放しないと、フォームは元の25％の硬さをすべてすぐに回復することはありませんが、回復する硬さの割合は、クッション全体の耐久性の良い指標であると考えられています。 他の耐久性テストとは異なり、ヒステリシスはさまざまなフォームサンプルで迅速に実行できます。試験方法 柔軟性ポリウレタンフォームの試験の詳細については、ASTM Internationalの試験方法D3574、柔軟性セルラー材料の標準試験方法—スラブ、接着、および成形ウレタンフォームを参照してください。これは、試験手順と用語を詳しく説明しています。 空気の流れ |
|
| 空気の流れは重要な診断テストです。空気の流れが最大化されると、フォームの性能が最適化されます。これは、セルが開いていて、あるべきほど柔軟であることを示しています。柔軟性ポリウレタンフォームの空気の流れに関する良い経験則は、毎分2.0立方フィート（cfm）以上です。（注：粘弾性またはメモリーフォームは、その化学的性質により空気の流れが少ないですが、それでも意図したとおりに機能します。） |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
