เกรด TPU Thermoplastic Polyurethane ที่ใช้ในอุตสาหกรรมแบ่งหลักออกเป็นสองกลุ่มตามโครงสร้างโมเลกุล คือ ester-based และ ether-based โดยเลือกใช้ตามความต้านทานไฮโดรไลซิส ความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำ และความต้านทานการสึกหรอที่งานนั้นต้องการ ตั้งแต่พื้นรองเท้า สายเคเบิล ฟิล์ม ไปจนถึงชิ้นส่วนทางการแพทย์
คุณสมบัติพื้นฐานของ Thermoplastic Polyurethane (TPU)
TPU เป็นอีลาสโตเมอร์เทอร์โมพลาสติกที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่าง diisocyanate, polyol (ester หรือ ether) และ chain extender ทำให้ได้วัสดุที่มีทั้งความยืดหยุ่นแบบยาง และขึ้นรูปซ้ำได้ด้วยความร้อนเหมือนพลาสติกทั่วไป คุณสมบัติเด่นคือ ความต้านทานการสึกหรอสูง ความใสระดับดี ความยืดหยุ่นในช่วงอุณหภูมิกว้าง และสามารถปรับความแข็งได้ตั้งแต่ระดับ Shore A ไปจนถึง Shore D ด้วยการปรับสัดส่วน hard segment และ soft segment ในระหว่างการสังเคราะห์
กลุ่ม ester-based TPU มีความต้านทานน้ำมันและการสึกหรอดีกว่า แต่ไวต่อความชื้นและไฮโดรไลซิสมากกว่า ส่วน ether-based TPU ทนไฮโดรไลซิสและเชื้อราได้ดีกว่า เหมาะกับงานที่สัมผัสความชื้นต่อเนื่องหรืออุณหภูมิต่ำ
เกรด TPU Thermoplastic Polyurethane และมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง
การกำหนดเกรดของ TPU มักอ้างอิงค่าความแข็ง Shore ตามมาตรฐาน ASTM D2240 ร่วมกับคุณสมบัติเฉพาะทาง เช่น การทนไฮโดรไลซิส หรือการผ่านเกณฑ์สัมผัสอาหารตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง ตารางด้านล่างสรุปเกรดที่พบได้ทั่วไปในตลาด
| เกรด / ความแข็ง | โครงสร้างหลัก | คุณสมบัติเด่น | การใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|---|
| Shore 85A (ether-based) | Polyether | ยืดหยุ่นสูง ทนไฮโดรไลซิส | ฟิล์ม สายรัด ชิ้นส่วนยืดหยุ่น |
| Shore 95A (ester-based) | Polyester | ทนน้ำมัน ทนการสึกหรอสูง | พื้นรองเท้า ล้อ สายพาน |
| Shore 60D (ester-based) | Polyester | แข็งแรง รับแรงกระแทกดี | ชิ้นส่วนเครื่องกล ท่อไฮดรอลิก |
| เกรดสัมผัสอาหาร/การแพทย์ | Polyether/Polyester | ผ่านเกณฑ์สัมผัสอาหารหรือชีวภาพตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง | ท่อสายยางทางการแพทย์ บรรจุภัณฑ์ |
นอกจาก ASTM D2240 สำหรับความแข็ง ผู้ซื้อมักอ้างอิง ASTM D412 สำหรับค่าความต้านแรงดึงและการยืดตัว รวมถึงการประเมินตาม REACH หรือ RoHS สำหรับงานที่ต้องควบคุมสารเคมีตกค้าง ซึ่งเป็นมาตรฐานที่กำหนดโดยทั่วไปในอุตสาหกรรม ไม่ใช่การรับรองเฉพาะของผู้จำหน่ายรายใดรายหนึ่ง
รูปแบบทางกายภาพและบรรจุภัณฑ์
TPU เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่อยู่ในรูปเม็ด (pellet) สีขาวขุ่นถึงใส บรรจุในถุง PE หรือถุงกันความชื้นขนาด 25 กิโลกรัม หรือบรรจุแบบ octabin/supersack 500-1,000 กิโลกรัมสำหรับสายการผลิตขนาดใหญ่ เนื่องจาก TPU ดูดความชื้นได้ง่าย การบรรจุมักมีชั้นกันความชื้นและอาจรวม desiccant เพื่อรักษาความแห้งก่อนการขึ้นรูป
การใช้งานหลักตามอุตสาหกรรม
ในอุตสาหกรรมรองเท้าและเครื่องหนัง ใช้ทำพื้นรองเท้าและฟิล์มเคลือบที่ทนการสึกหรอ อุตสาหกรรมสายไฟและเคเบิลใช้ TPU เป็นฉนวนหุ้มที่ทนการบิดงอและสารเคมี อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์และฟิล์มยืดหยุ่นใช้ TPU สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความใสและความทนทาน ส่วนอุตสาหกรรมยานยนต์ใช้ในซีล ท่ออ่อน และชิ้นส่วนกันกระแทก นอกจากนี้ TPU เกรดพิเศษยังใช้เป็นเส้นใยพิมพ์สามมิติ (3D printing filament) เนื่องจากยืดหยุ่นและพิมพ์ซ้ำได้ดี
ข้อควรพิจารณาด้านการแปรรูปและการจัดเก็บ
ก่อนขึ้นรูปด้วยการฉีดหรือเป่าฟิล์ม ควรอบเม็ด TPU ให้ความชื้นต่ำกว่าเกณฑ์ที่ผู้ผลิตกำหนด โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 80-100 องศาเซลเซียส เป็นเวลาหลายชั่วโมง เพื่อป้องกันฟองอากาศและการสลายตัวของโซ่โมเลกุลระหว่างการหลอม การจัดเก็บควรอยู่ในที่แห้ง อุณหภูมิห้องที่ควบคุมความชื้นสัมพัทธ์ และหลีกเลี่ยงแสงแดดโดยตรงซึ่งอาจทำให้สีเหลืองขึ้นในบางเกรด โดยเฉพาะเกรดใสหรือเกรดสีขาว
เอกสารที่ผู้ซื้อควรขอจากซัพพลายเออร์ ได้แก่ Certificate of Analysis (COA) ระบุค่าความแข็ง ความถ่วงจำเพาะ และดัชนีการไหล (MFI) เอกสาร Spec Sheet ที่ระบุช่วงคุณสมบัติเชิงกล และข้อมูลการตรวจสอบย้อนกลับของล็อตการผลิต (lot traceability) เพื่อรองรับการตรวจสอบคุณภาพภายในโรงงาน
คำถามที่พบบ่อย
TPU ester-based กับ ether-based ต่างกันอย่างไร
ester-based ทนน้ำมันและการสึกหรอดีกว่าแต่ไวต่อความชื้น ส่วน ether-based ทนไฮโดรไลซิสและอุณหภูมิต่ำได้ดีกว่า การเลือกขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการใช้งานจริง
เกรด TPU Thermoplastic Polyurethane สำหรับงานสัมผัสอาหารต้องดูอะไรบ้าง
ควรตรวจสอบว่าเกรดนั้นผ่านเกณฑ์สัมผัสอาหารตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องในตลาดปลายทาง และขอเอกสาร COA พร้อมข้อมูลการตรวจสอบย้อนกลับจากผู้จำหน่าย
ก่อนขึ้นรูปต้องอบเม็ด TPU หรือไม่
ควรอบเพื่อลดความชื้นก่อนฉีดขึ้นรูปเสมอ เนื่องจาก TPU ดูดความชื้นได้ง่ายและความชื้นที่ตกค้างอาจทำให้เกิดฟองอากาศหรือคุณสมบัติเชิงกลลดลง
DIC สนับสนุนการจัดหา TPU อย่างไร
DIC สำรองสต๊อก Thermoplastic Polyurethane (TPU) หลายเกรดในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ครอบคลุมทั้งกลุ่ม ester-based และ ether-based พร้อมตัวเลือกความแข็งหลายระดับเพื่อรองรับความต้องการเฉพาะของแต่ละสายการผลิต ทีมเทคนิคพร้อมให้คำปรึกษาด้านการเลือกเกรดและการจัดการคลังสินค้าแบบ VMI เพื่อความต่อเนื่องของการผลิต
