軟質ウレタンフォームについて
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軟質ウレタンフォームについて

軟質ウレタンフォームQ&A

Q 軟質ウレタンフォームとは?
A 軟質ウレタンフォームはポリオール、ポリイソシアネートを主成分として、発泡剤、整泡剤、触媒などを混合して発泡した、いわゆる石油化学製品です。
ポリオールの構造により、ポリエステルフォームとポリエーテルフォームに分かられますが、ポリウレタン樹脂を10~60倍程度に発泡した連続気泡のセル構造を有します。
ポリエステルフォームは耐油性や引張強さなどの機械的強度に優れ、ポリエーテルフォームは弾性が高く、クッション性に優れるなどの特徴を有します。
また、ポリオールの種類や発泡剤量を変化させて、密度や硬さなどの一般物性を変化させることができ、種々の特徴ある性能を付与することも可能な発泡体です。
柔軟で感触がよく、自動車座席シート、椅子やマットレスなどのクッション材として、一般家庭におけるスポンジタワシなどとして幅広く使われています。また、圧縮により自由に変形し、比較的簡単に裁断できるので、マイク風防や凹凸模様のプロファイル加工品など特殊形状に切り出すこともでき、他の発泡プラスチックにはない特徴を有すると共に、幅広い用途で皆様に使われています。
Q 軟質ウレタンフォームにはフロンが使用されていますか?
A フロンは使用していません。
フロンと呼ばれるものにはオゾン破壊性の高い特定フロン(CFC)と特定フロンよりもオゾン破壊性の低い代替フロン(HCFC)とが主としてあり、特定フロンは1995年末に全廃となりました。また代替フロンについては、2002年を目処に全廃となる予定です。
軟質ウレタンフォームは主として水とイソシアネートの反応により発生する炭酸ガスを利用して発泡させますが、低密度の軟質ウレタンフォームや柔らかい軟質ウレタンフォームを製造する際に、補助的に低沸点の化合物を併用します。
従来はこの補助的発泡剤としてフロン(主に特定フロンCFC-11)を使用しておりましたが、現在は他の補助的発泡剤を使用しており、特定フロン(CFC)、代替フロン(HCFC)は一切使用しておりません。
Q 軟質ウレタンフォームはリサイクルできますか?
A 現在、軟質ウレタンフォームは、粉砕機でチップ化したものを接着成形によって固めることにより、チップフォーム(リボンデットフォーム)と呼ばれる材料に再生され、自動車の部品や家具をはじめ、様々な分野で再利用されています。
しかし、その方法は軟質ウレタンフォ-ムの製造・加工の段階で発生する廃材を再利用するレベルに限られており、市場レベルでのリサイクルというところまでは至っておりません。
軟質ウレタンフォ-ムのリサイクル技術としては、チップフォームや熱プレス成形などでウレタン樹脂のまま再利用する方法や、化学的に分解し原料として回収する方法、燃焼して熱エネルギーとして回収する方法などが開発されており、今後これらの方法を中心に実用化されていくものと思われます。
Q 軟質ウレタンフォームは、臭気がすることがありますが、その臭いは何によるのですか?
A 軟質ウレタンフォームは、合成高分子(ポリウレタン樹脂)を炭酸ガス、あるいは低沸点化合物のガスによりフォーム化したものであり、樹脂自身は元来無色無臭のものです。
しかし、ウレタンフォームは製造時に少量の触媒、整泡剤、顔料、難燃剤などが添加され、これらの一部が臭いの原因となることもあります。また包装材、カバー地なども臭いの原因となっている場合もあります。
Q 軟質ウレタンフォームの臭いはいつまでも残るのですか?
A 臭いの主な原因となるアミン触媒は、製造時大半が揮発してしまいますが、フォーム中に一部残存する場合があります。
このものは裁断加工した後、ほとんど揮発するので軟質ウレタンフォームの裁断加工後、臭いが少なくなるよう裁断フォームをできるだけ放置するようにしています。
万が一臭いがする場合は、風通しのよい日陰にフォームを約1日放置しておくと、ほとんど臭いは感じられなくなります。
Q 軟質ウレタンフォームに臭いが残っている場合、人体に影響はありませんか?
A 軟質ウレタンフォームの臭いの主成分は触媒として使用されている第3級アミンです。
これはウレタンフォーム製造時0.05~0.5%の濃度で添加され、製造時の熱により大半は揮発しますが、一部フォーム中に残存し、これが軟質ウレタンフォームを開梱した時に臭いとして残っていることがあります。
しかし、その濃度は非常に低いので、人体への影響はほとんどないと言えるでしょう。
ただし、その臭いに違和感を感じ、気分が悪くなると判断された場合は、Q-5で示したように日影で風に曝してから御使用ください。
Q 軟質ウレタンフォームを口に入れたり、誤って飲み込んでしまった場合、人体に害がありませんか?
A 軟質ウレタンフォームを動物に食べさせた場合の生理的な影響について、WC.Hupper氏の研究報告(1)があります。これはウレタンフォームの小片に肉汁を含浸させたものをラットに飼料として与え、2年間飼育した経過を観察した研究です。
これらのラットの解剖結果からは、ウレタンフォームの経口による毒性および催腫瘍性はないとの結論が出されています。
人体に対する生理的な影響についても同様と考えられます。
万が一飲み込んでしまった場合は、念のため医師の診察を受けるようにしてください。
(1)W.C.Hupper “Cancer Induction By Polyurethane and Polysikicone Plastics” J. of National Cancer Institute 33 (6) 1005.1964
Q 軟質ウレタンフォームを台所用クリーナーおよび浴用スポンジなどとして使うとき、お湯に溶けでる成分はありませんか?
A 昭和薬科大学衛生学教室が行った軟質ウレタンフォームに関する研究(2)によると、水の入った容器の中へウレタンフォームを入れ、これを煮沸した時の熱湯には極く微量のアンモニアんどが溶け出てしまいますが、この水(湯)は洗う水として使用する場合、人体には障害はないと報告されています。軟質ウレタンフォームを台所用クリーナーとして使う場合は、使用する水が普通冷水または温水なので問題はないでしょう。
しかし、仮に使用する水が熱湯で土気出る成分があったとしても、それは洗剤と一緒にすすぎ水で充分に洗い流されることになるので、人体には害は起こらないでしょう。浴用スポンジとして使う場合も同様です。
(2)昭和薬科大学 衛生学教室 衛生管理研究所 「ポリエーテルおよびポリエステルフォームの毒性に関する試験報告」
Q 軟質ウレタンフォームを食品の梱包材や、おもちゃに使っていますが安全ですか?
A 食品梱包用の軟質ウレタンフォームには、食品衛生法容器包装(昭和57年厚生省告示第20号)、また、おもちゃの用途には、食品衛生法おもちゃ(昭和47年厚生省告示第257号)の規格基準に適合したものが使用されています。
Q 軟質ウレタンフォームを作物の苗床に用いても衛生上安全ですか?
A Q-7で示したように、人体への害はなく、またQ-8で示したように極めて厳しい煮沸条件下でも、ごく微量の物質しか溶け出ません。従って、作物の苗床にも使用されています。
Q 軟質ウレタンフォームが直接皮膚に接触した場合、皮膚に影響はありませんか?
A 軟質ウレタンフォームによる人体の障害について、C.U.Dernehe氏の研究レポート(3)があります。
この中でウレタンフォームはパッチテスト(ウレタンフォームの小片を皮膚に接触させて、その影響をチェックしたテスト)の結果、皮膚に何の作用も起こさなかった、と報告されています。
また、A.J.Freeman氏の軟質ウレタンフォームの正しい取扱いに関するレポート(4)にもウレタンフォームは皮膚に接触しても害をおこさないと述べられています。
(3)Carl. U.Dernehe “Health Hazards Associated with Polyurethane Foams” J.of Occupational Medicine 8 59 1966
(4)A.J.Freeman “Handling Urethane Property” Mill and Factory. 78 Mar. 1965
Q 軟質ウレタンフォームの引火点および発火点は何度ですか?
A 一般に有機材料の引火点は230~390℃、発火点は230~530℃位ですが、軟質ウレタンフォームの引火点は310℃、発火点は416℃です。低燃焼性ウレタンフォームについても一般のウレタンフォームとほぼ同程度とみてよいでしょう。
Q 低燃焼性ウレタンフォームとはどのようなものですか?
A 軟質ウレタンフォームは他のプラスチックと同様に有機物ですから本質的には燃えます。(消防法の可燃物に分類されます。)
低燃焼性ウレタンフォームといわれるものはいろいろな方法を使って燃えにくくしたもので、一般に次の性質があります。
・火がつきにくい
・火がついても燃え拡がりにくい(燃焼速度が遅い)
・マッチのような小さな火源(炎)を取り去ると、炎が自然に消える
すなわち、低燃焼性ウレタンフォームといわれるものは用途に応じた燃焼試験を行い、低燃焼性と判定されたウレタンフォームであることを意味しており、試験の種類によって、その評価は異なります。
Q 凸レンズを使って太陽の集中光線を軟質ウレタンフォームに当てるとフォームは燃えますか?
A 燃える危険性があります。
軟質ウレタンフォームに太陽の集中光線を当てると数秒で煙が出てきます。ウレタンフォームは蓄熱性があり、長時間連続して集中光線を当てていれば燃え出す可能性があります。子供がこのような遊び(いたずら)をしていたら直ちに止めさせてください。
Q コタツの下敷用として軟質ウレタンフォームの製品を使用しても、火災の危険性はないですか?
A 軟質ウレタンフォームの製品をコタツの下敷用として使用する場合、正常な使い方をしていただければ火災の危険性はありません。参考として種々の材料の引火、発火温度を示します。
 
【各種材料の引火・発火点】 小西光、平尾正一「難燃剤」より

材料 引火点℃ 発火点℃
ウレタンフォーム 310 416
木綿 230~260 254
新聞用紙 230 230
まつ 220~230
ポリエチレン 341 349
ポリ塩化ビニール 391 454
ポリスチレン発泡体 346 491
アクリル繊維 560
酢酸セルローズ 305 475
ナイロン66繊維 532
Q 温水パイプのパイプカバーとして軟質ウレタンフォームを使う場合、火災の危険性はありませんか?
A 温水の温度は普通100℃を超えることはなく、その温度は軟質ウレタンフォームの発火温度(416℃)よりはるかに低い温度ですから、燃え出す危険性はありません。
Q 軟質ウレタンフォームにたまる静電気の火花によりウレタンフォームが発火することはないのでしょうか?
A 軟質ウレタンフォームは電気伝導性が低く、摩擦により容易に静電気がたまりますが、静電気のエネルギーは非常に小さいのでフォームを発火させる可能性は少ないです。
しかし、軟質ウレタンフォームを可燃性溶剤を含む接着剤で接着作業をする場合には、溶剤の蒸気が静電気の火花により発火し、これがフォームに燃え移ることもありますので、このような作業には注意が必要です。
Q 軟質ウレタンフォームに火がついた場合、どのようにして処置したらよいのですか?
A 消火には水が最も効果的なので、フォームの火災には直ちに多量の水をかけてください。
もちろん初期消火の時点では粉末消火器を使用することも効果的です。
ただし、この場合内部に火種が残っていることもありますので、更に多量の水をかけておいてください。
なお、発生した煙で火点を見失わないように注意すると同時に、煙にまかれないように注意してください。
また、軟質ウレタンフォームを大量に扱っている場合、火がついた際には直ちに消防署に連絡してください。
Q 軟質ウレタンフォームが燃えると、どのようなガスを発生しますか?
A 有機材料が燃えると煙や各種ガスが発生します。
これらは、それぞれの材料共通に発生する炭酸ガス、一酸化炭素、水蒸気などの他に、それぞれの材料に特有の塩化水素、シアン、アンモニア等のガスです。
燃焼ガスの成分、発生量は材料の組成・形態・燃焼・温度・酸素濃度・周囲の条件等によってかなり違ってきます。高分子材料の燃焼生成ガス濃度測定例を示します。
 
【有機材料の燃焼ガス】 プラスチックマテリアル Vol.18 Jan.1977.より
(燃焼条件 700℃ 空気量 100 l/hr)

  CO2 CO HCN NH3 HCI その他の炭化水素類
ポリエチレン 738 210       291
ポリスチレン 619 178       97.5
塩化ビニール 657 177     268 11
ナイロン66 590 205 31 9.8   149
ポリアクリル酸アミド 796 157 18 17   34.5
ポリアクリロニトリル 556 108 56     13.3
エポキシ樹脂 1,138 153 2.2     25.7
1,573 16        
ウレタンフォーム
(エステル)
666 173 3.3     78
Q 軟質ウレタンフォームの燃焼ガスの中に、有害ガスは含まれていますか?
A 天然材料・合成材料を問わず、すべての可燃物が燃えるとある種の有害ガスを発生します。
その主なものはCO(一酸化炭素)、NOx(窒素酸化物)ですが、それぞれの材料に特有の有害ガスが発生します。
軟質ウレタンフォームは窒素を含むので燃焼条件によっては燃焼した時にシアンガスを発生することもあります。
しかし、そのシアンガスの量は下表の測定例に示すように、多いものではありません。
なおダイオキシンの発生はありません。
 
【窒素含有物質のシアン発生量】
温度500℃ 空気中で燃焼 通産省工業品検査所(現、通産省産業検査所)にて測定
通産省工業品検査所(現、通産省産業検査所) 測定報告書(昭和47年7月7日)

品名 シアンガス発生量(mg/g) 窒素含有量(%)
羊毛糸(手編糸) 33.2 16.8
アクリル糸(手編糸) 37.1 26.5
合板(1.4t 3枚合せ) 3.3
エステル系ウレタンフォーム 2.0 5.4
エーテル系ウレタンフォーム 0.4 5.7
難燃性ウレタンフォーム(低燃焼性) 2.6 5.3
Q 軟質ウレタンフォームを燃焼させたとき、煙の発生量は他のプラスチックと比較してどうですか?
A 煙の発生量は、材料の組成・形態・燃焼・温度・酸素濃度・周囲の条件等によってかなり違ってきます。
550℃、850℃における燃焼時の発煙量を下表に示しますが、ウレタンフォームの発煙量は他のプラスチックに比較して多いとは言えません。
 
【各種プラスチックの発煙量】 Modern Plastics 119 July 1963

品名 燃焼温度 550℃ 850℃
発煙量 発煙量(m3 発煙係数
(Cm3/g)
発煙量(m3 発煙係数
(Cm3/g)
ウレタンフォーム 0.284 0.710 0.182 0.173
ポリ塩化ビニール 2.025 0.854 2.062 0.793
ポリカーボネート 0.746 0.386 1.362 0.605
ポリスチレン(発泡体) 0.131 0.815 0.450 0.461
ABS樹脂 1.640 0.811 1.225 0.569
ポリエチレン 0.607 0.331 0.550 0.289
ポリプロピレン 0.595 0.457 0.532 0.360
Q 軟質ウレタンフォームが燃焼し、ガスや煙を吸ったとき、人体への影響と処置はどのようにすればよいのですか?
A 軟質ウレタンフォームが燃焼して発生したガスや、煙を吸った時初めにノドを刺激します。多量に吸うと、頭痛を起こし、一酸化炭素中毒のような減少の運動知覚思考障害を起こすものと考えられます。
ガスや煙を吸った時の処置は、まず新鮮な空気を吸い、安静にすることです。症状が重い場合は速やかに医師の処置を受けてください。
Q 軟質ウレタンフォームは、一般に家庭で使用されているどのような薬品に侵されますか?
A ベンジン・ガソリン・灯油…付着すると少し膨潤しますが、乾燥すれば元に戻ります。
石鹸水・洗剤…普通の使い方では問題ありませんが、長期間つけておくと徐々に劣化を起こします。その中でもトイレ用・タイル用洗剤には、強酸性・アルカリ性のものがありますので、使用後は充分に水洗いしてください。
Q 軟質ウレタンフォームを使った寝具を洗濯するには、どのような方法が適切でしょうか?
A 通常軟質ウレタンフォームを使った寝具には布カバーがついています。出来るだけ布カバーだけをはずして洗濯することが必要です。この場合、中身のウレタンフォームを直射日光に当てると、長い間にはボロボロになってくることがありますので、風通しのよい日陰においてください。
万一クッションなど全体を洗う場合には、カバーの材質や製造方法により、洗濯方法が異なります。製造メーカーの指示に基づいて洗濯してください。
一般的には布カバーと一体になっているものは中性洗剤で洗った後、できるだけ押しつけるように水を切り、風通しのよい日陰で乾かすのが好ましいですが、短時間で乾燥したい場合は、布団乾燥機を使うのもよいでしょう。
また「ドライクリーニング」が必要なときには、石油系溶剤を使用することをおすすめします。
Q 寝具類では長い間使用していますと端の方はらボロボロになることがありますが、この間に人体に害のあるガスが発生することがありますか?
A 特に直射日光が当たるような場所に置いたり、カバー類を使わずに裸の軟質ウレタンフォームを使用する場合、長い間には表面からボロボロしてくることがあります。この過程での有害ガスの発生はありません。
Q 軟質ウレタンフォームは、長い間使っていますと「ヘタリ」を生じますか?
A 軟質ウレタンフォームが実際に使用される場合、厚みの減少は避けられません。
この現象を「ヘタリ」といっています。
しかし実際に使用される条件は非常に異なりますので、「何年使うと何%の厚みの減少がある」と一概には言えません。
JIS K6401では、圧縮残留ひずみ試験・繰り返し圧縮残留ひずみ試験という試験方法で測定することになっています。
なお使用していると多少のヘタリは生じます。
Q 軟質ウレタンフォームの耐熱性、耐寒性はどの程度でしょうか?
A 軟質ウレタンフォームは熱硬化性樹脂の範疇に入るものですので、熱可塑性樹脂に比べて耐熱性、耐寒性は優れており、-20℃~80℃の範囲で使用可能です。
ウレタンフォームの種類によって異なりますが、一般的には80℃連続使用で強度が半減する期間は約500日~700日です。
なお、エステルタイプのウレタンフォーム(=ポリエステルフォーム、A-1参照)は、エーテルタイプのウレタンフォーム(=ポリエーテルフォーム、A-1参照)に比べて耐湿熱性(高温・高湿条件下での耐久性)が劣りますので注意してください。
Q 寝具・インテリア類や家具等には、軟質ウレタンフォームが多く使用されていますが、購入に際して何を基準にして選択すればよいのでしょうか?
A ウレタンフォーム業界では「優良ウレタンフォーム表示制度」を実施しております。
この制度は寝具・インテリア類の製品には、
   みかけ密度 20±2kg/m3以上
   圧縮残留ひずみ     6%以下
のフォームを、また家具類の座部クッションについては、
   みかけ密度 25±2kg/m3以上
   圧縮残留ひずみ     6%以下
のフォームをそれぞれ用いることをすすめています。
更に、これらのフォームを用いた寝具・インテリア類および家具類等については、所定の手続きを経て「優良ウレタンマーク」が表示できることになっています。
購入に際しては、まずこのマークの付いた製品をおすすめします。
Q マットレスにはいろいろな硬さの製品が販売されていますが、購入に際して何を基準にして選択すればよいのでしょうか?
A ウレタンフォーム業界では、フォームマットレスについては「家庭用品品質表示法」で定められた様式の品質表示の下げ札を製品毎に取り付けるようにすすめています。
購入に際しては、まずこの品質表示札の有無を確認してください。
 
【家庭用品品質表示法に基づく表示様式】(タテ:8cm以上×ヨコ:10cm以上)

材 料
構 造
寸 法 厚さ×幅×長さ(ミリメートル)
硬 さ キログラム(      )
復元率 パーセント
外装生地の組成
使用上の注意
表示した者の氏名もしくは名称または承認番号および住所

この品質表示の硬さの欄には次のような硬さの区分に基づいて数値と文字による表示がなされていますので、これを硬さ選択の基準にするのがよいと思います。
 
【硬さの区分】

区分 文字
10kg以上 硬め
6kg以上~10kg未満 普通
6kg未満 やわらかめ

尚、硬さはマットレスの厚さ等によって感じ方が異なってきます。
例えば、体重の重い人は硬めのものを選ぶとよいでしょう。
従来から比較的硬めの綿ふとんやマットレスになれている人にとっては、柔らかめのマットレスは肩になじまないでしょう。
またマットレスの上に綿ふとんを重ねて使用される場合には、綿ふとんの硬さや厚み等によってかなり感じ方が異なってきます。
即ち、やわらかめの綿ふとんを併用する場合には、マットレスは少し硬めの方が快適な寝心地が得られるでしょう。
マットレスの上にシーツだけを敷いて使用する場合は、かたすぎてもやわらかすぎても良い寝心地は得られないでしょう。
幼児用には厚みは薄めで、しかも硬めのマットレスが適当といえます。

Q マットレスの硬さ、復元率はどのような方法で測定されているのですか?
A マットレスの家庭用品品質表示法が制定された初期は、誰でもが測定できることを目的として簡易な試験法が定められていましたが、測定精度に難点があるために昭和48年改正され、現在ではJIS K6401による「硬さ試験」および「繰り返し圧縮残留ひずみ試験」の方法で測定することになっています。試験法の概略は次の通りです。
硬さ…マットレス中身のフォームを平らに置き、直径200mmの円形加圧板を乗せ、一旦フォームの元の厚さの75%の距離まで押し込んだ後、元に戻して、再び元の厚さの25%の距離まで押し込み、20秒間静止させた時の加圧に要する荷重値をN{kgf}単位で測定し、マットレスの硬さとします。試験機はJIS K6401に規定されたものを使用します。
復元率…一辺が50mm以上の正方形で厚さが20mm以上のフォームを試験片とし、厚さの50%の距離を1分間に60回の速さで繰り返し圧縮を8万回行った後、30分間室温に放置して試験片の厚さを測定し、繰り返し圧縮残留ひずみ率(%)を算出します。この数値を100から差し引いた数値(%)をもって復元率とします。
従って、マットレスの硬さは数値の大きい程かたいことを示します。
また、復元率は数値の大きい程、繰り返し使用に対して厚さの減少が少ないことを示します。
Q 軟質ウレタンフォームは、変色しても性能は変わりませんか?
A 経験的に、一見して表面が変色していると判断できるまでの時間は、夏の直射日光の下で数時間、直射日光の入らない倉庫等では数週間から数ヶ月、また暗い所で梱包された状態では1年以上というように、紫外線の影響によって著しく違ってきます。
尚、蛍光灯によっても変色は起こります。この紫外線による変色について文献によると、ウレタンフォーム中の高分子鎖の一部が、紫外線によって非常に発色しやすい高分子鎖に変化することによるものと説明されています。
従って、高分子鎖の切断とは違いますので、変色が直ちに物性上の劣化にはつながらないといわれています。
(9)K.Frisch “Fundmental Chemistry of Polyurethane Technology Seminar” Jan.1968
Q 軟質ウレタンフォームを殺菌するとき、品質に影響はありませんか?
A 一概に殺菌といっても非常に多くの方法があります。
フォームマットレスや寝具の一般的殺菌方法には、高温の水蒸気に数分から数十分間さらす方法や、アルコール蒸気に数時間さらす方法などがありますが、ウレタンフォームはこのような条件下では短期間のうちに急激に劣化することはありません。
Q 抗菌性ウレタンフォームとはどのようなものですか?
A ウレタンフォームを生活用品として使用する場合、様々な汚れが付着します。
細菌はこのような汚れ等を栄養源にして増殖していきます。この細菌が臭いの原因になったり、変色の原因になる場合があります。
抗菌性ウレタンフォームはウレタンフォームに抗菌剤を付加し、ウレタンフォームに接触した細菌の増殖を抑えるものです。
従って、全ての一般ウレタンフォームが該当するものではなく、対象となる細菌やその効果・期間も限られたものです。
また、周囲の環境を積極的に殺菌するものでもありません。
安全性については、Q-7、Q-8、Q-9、Q-10、Q-11に準じたウレタンフォームであり、問題はないでしょう。
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