PETフォームクッション：特性、用途、および選択ガイド

PETフォームクッションとは何ですか?

PETフォームクッション は、ポリエチレン テレフタレート (PET) 樹脂を微細な独立気泡または半連続気泡の発泡構造に発泡させた、軽量で柔軟な緩衝材です。建築や海洋用途でサンドイッチパネルの構造コアとして使用される硬質で高密度の PET フォームとは異なり、クッショングレードの PET フォームは、柔らかさ、弾力性、衝撃エネルギー吸収を考慮して設計されており、壊れやすいコンポーネントを衝撃、振動、表面摩耗から繰り返し保護する必要がある場合に最適な素材です。

複合 PET フォームクッションは、PET フォーム層をアルミホイル、不織布、接着フィルムなどの補完的な素材でラミネートすることでこれをさらに一歩進め、単一のコンバーチブルシートに熱管理、耐湿性、または粘着機能を追加します。この複合構造がその理由です PET複合発泡体 家電製品アセンブリ、新エネルギー電池モジュール、自動車内装部品の標準仕様となっています。

クッション性の背後にある物理学: PET フォームが衝撃をどのように吸収するか

機械的衝撃や振動が PET フォームクッションに到達すると、保護されたコンポーネントにエネルギーが到達する前に、2 つの相補的なメカニズムによってエネルギーが消散します。 1つ目は セル圧縮 : フォームの独立気泡は負荷がかかると弾性的に変形し、運動エネルギーを熱に変換し、より大きな接触面積全体に力を分散させます。 2つ目は 粘弾性減衰 : PET フォームのポリマーマトリックスは時間に応じた変形を示します。つまり、衝撃がピークに達した後でもエネルギーを吸収し続け、回路基板やバッテリーセルに伝わる振動波形を滑らかにします。

両方のメカニズムの効率は、泡の密度とセルの均一性に依存します。低密度の PET フォーム (柔らかいグレード) は、ラップトップのシャーシ内でガタつくバッテリー パックなど、繰り返しの軽い衝撃に対して壊れやすい低質量のアイテムを緩衝するのに優れています。より高密度のグレードは、より高い落下高さの要件を持つより重いコンポーネントに適した、よりしっかりとした、より制御された圧縮を提供します。特定の用途に合わせて正しい密度を指定することは、クッション設計における最も重要なステップです。

PETフォームクッションの主な材料特性

PET フォームのいくつかの固有の特性により、EPE (発泡ポリエチレン) や EPS (発泡ポリスチレン) などの従来のフォーム材料と比較して、精密クッション用途に特に適しています。

• 軽量かつ高反発: PET フォームの低密度 (通常、クッション グレードで 25 ～ 80 kg/m3 の範囲) により、製品全体の重量が最小限に抑えられ、90% 以上の弾性回復率により、圧縮サイクルを繰り返した後にクッションが確実に元の厚さに戻り、製品の耐用年数を通じて一貫した保護が維持されます。
• 耐熱性： PET樹脂は、ポリエチレンやポリスチレンよりも高いガラス転移温度を持っています。クッショングレードの PET フォームは、最大約 100 °C の連続使用温度と最大 130 ～ 150 °C の短期処理温度に耐え、リフローはんだ付けの近接時や、EPE フォームが永久に変形してしまうような暖かい自動車のボンネット下の環境でも、フォームの寸法安定性を維持できます。
• 耐薬品性および耐湿性: PET フォームは、油、弱酸、アルカリ、およびエレクトロニクス製造や自動車の組み立てで遭遇するほとんどの洗浄溶剤に対して優れた耐性を示します。吸水率は 1 体積％未満にとどまり、湿気の多い環境での音響および機械的性能を低下させる寸法膨張を防ぎます。
• 耐摩耗性および耐摩耗性: PET フォームの滑らかな独立気泡表面は表面の磨耗に強く、敏感なコンポーネントを汚染する可能性のあるフォーム粒子の生成を防ぎます。これは、クリーンルームでの電子機器の組み立てや電池の製造における重要な要件です。
• 騒音と振動の減衰: PET フォームは機械的衝撃を超えて、50 ～ 5,000 Hz の周波数範囲の構造伝達振動を効果的に減衰し、組み立てられた製品のバズ音、きしみ音、ガタガタ音 (BSR) を軽減します。クッション性とノイズ低減という二重の機能が、このシューズが 騒音低減緩衝材 精密部品の製造に。
• リサイクル可能性: PET は、世界中で最も広くリサイクルされている熱可塑性プラスチックの 1 つです。 PET フォームクッションコンポーネントは、耐用年数が終了したときに PET リサイクルの流れに再投入することができ、エレクトロニクスおよび自動車のサプライチェーン全体にわたる持続可能性への取り組みをサポートします。

家庭用電化製品への応用

家庭用電化製品は、PET フォームクッションの最大の単一最終用途セグメントを表しており、薄型プロファイル、壊れやすいコンポーネント、および大量の自動組み立てという業界の要求の厳しい組み合わせによって推進されています。 PET 複合フォームは、エレクトロニクス部品表の複数のレベルで使用されています。

で コンポーネントレベル 薄い PET フォーム パッド (多くの場合、剥がして貼り付けて取り付けるための裏面に感圧接着剤が付いています) は、PCB アセンブリと金属シャーシの間に配置され、振動が伝わり、はんだ接合部がクラックする危険性がある金属間の直接接触を防ぎます。ラップトップおよびスマートフォンのバッテリー パック内のバッテリー セルは、機械的衝撃を緩和し、ある程度の熱分離を提供する PET フォームのセル間パッドの恩恵を受けています。 ノートパソコンのバッテリーノイズ低減ラベルステッカー PET フォームと印刷されたラベルの機能を組み合わせた例は、この素材が 1 つのダイカット部品で 2 つの役割を果たす実際の例です。

で 製品の梱包レベル 、小売および物流パッケージの PET フォームインサートとトレイは、落下イベントの際に完成した電子機器を保護します。スマートフォンやタブレットの一般的なクッション システムは、デバイスの角（統計的には 1 メートルの落下時に最も応力がかかるゾーン）に PET フォーム パッドを配置し、ピークの減速力を吸収し、ディスプレイ アセンブリに伝わる G 荷重を破壊閾値以下に制限します。

PET フォームのクッション性と競合素材の比較

クッション材を選択する製品設計者は、日常的に PET フォームと EPE (発泡ポリエチレン)、EPS (発泡ポリスチレン)、およびポリウレタン (PU) フォームを比較します。各材料にはそれぞれの得意分野がありますが、PET フォームは、要求の厳しい用途での仕様を正当化する特性の明確な組み合わせを提供します。

と比較して EPEフォーム PET フォームは優れた耐熱性と粒子の脱落を防ぐより滑らかで硬い表面を備えており、エレクトロニクスやバッテリーの製造環境において非常に重要な利点があります。 EPE フォームは安価ですが、60 °C を超える温度にさらされると永久に変形し、コンポーネントの表面を汚染する可能性がある微細なポリエチレン粒子を生成します。

と比較して EPSフォーム PET フォームは弾力性がはるかに高く、圧縮サイクルを繰り返しても破損しません。 EPS は脆く、主に使い捨ての輸送用包装に適していますが、PET フォームは性能を損なうことなく数千回の圧縮サイクルに耐えることができます。これは、製品の寿命全体にわたって持続するように設計された再利用可能な包装システムや製品内のクッションに不可欠です。

と比較して PUフォーム PET フォームは高温での寸法安定性が優れており、紫外線や弱溶剤にさらされても黄変したり劣化したりしません。 PU フォームは、非常に低い密度で優れたエネルギー吸収を示しますが、持続的な負荷の下ではより高いクリープを示すため、長寿命製品では時間の経過とともに部品の動きが発生する可能性があります。

適切な PET フォームのクッション仕様を選択する方法

アプリケーション要件を PET フォーム仕様に変換するには、最終使用環境と性能目標に関するいくつかの実際的な質問に答える必要があります。

1. 厚みと圧縮率： フォームの厚さは、最悪の衝撃によるピーク圧縮がフォームの底に達しないように（元の厚さの 50 ～ 60% を超えないように）選択する必要があります。パッドを厚くするとストロークが増えるため、伝達される減速度は低くなりますが、アセンブリの高さが高くなります。
2. 密度の選択: 密度を保護コンポーネントの質量および脆弱性に合わせます。軽くて壊れやすいアイテム (薄いディスプレイ パネル、セラミック コンデンサ) には、低密度で柔軟性のあるフォームが必要です。頑丈なハウジングを備えた重量物は、過圧縮に耐える高密度フォームの恩恵を受けます。
3. 複合ラミネートの要件: アプリケーションに追加機能が必要かどうかを判断します。EMI シールドや熱反射のためのアルミ箔層、傷防止のための不織布表面、または設置効率のための感圧接着剤 (PSA) の裏地などです。これらを材料レベルで指定すると、製造時の二次ラミネート手順が不要になります。
4. 温度と化学物質への曝露: クッションが遭遇する最大連続温度とピーク温度を確認し、フォームの定格性能ウィンドウと照合します。また、使用中にフォームと接触する可能性のある洗浄剤、潤滑剤、または電解質を特定します。
5. 寸法公差: PET フォームは、公差 ±0.2 mm まで精密にダイカットまたはウォータージェットカットできるため、マウント内でのコンポーネントの動きを防ぐタイトフィット設計が可能になります。利用可能な変換プロセスが必要なジオメトリの複雑さと一致していることを確認します。

精密フォーム変換に経験のある材料サプライヤーと緊密に連携することで、最終的な PET フォームクッション部品が機械的性能目標と、大量生産のエレクトロニクスや自動車の組立ラインの生産効率要件の両方を確実に満たすことができます。