環境に優しいシリコンとポリウレタンのシーラント、どちらが環境に優しいのでしょうか?

ほとんどのアプリケーションでは、環境に優しいシリコンシーラントより環境に優しい選択です。シリコーンの環境的利点は、砂を原料としていることと優れた耐久性に由来します。一方、ポリウレタンは石油に依存しているため、環境負荷が大きくなります。どちらの素材も建設市場で大きなシェアを占めており、持続可能な建築においてはこの違いが非常に重要です。

両方のシーラントの世界市場は大きく、その広範な使用を背景に成長が見込まれています。

環境に優しいシリコンシーラントを選択すると、長期的な環境への影響が軽減されることが多いです。

ライフサイクルステージ1：原材料と製造

 

シーラントの環境への影響は、原材料から始まります。これらの原材料の起源が、シリコーンとポリウレタンの大きな違いを生み出します。シリコーンは地球上で最も一般的な元素から作られますが、ポリウレタンは有限の化石燃料に依存しています。

シリコン：豊富な砂から

シリコンシーラント砂は原材料段階で環境面で大きな優位性を持っています。その主成分はシリカ（砂の一種）から得られるケイ素です。地球上には砂が広大かつ豊富に存在しています。

製造工程により、この原材料は耐久性のあるシーラントに変化します。

·まず、製造業者は炉の中で珪砂を炭素とともに加熱して金属シリコンを生成します。

·次に、このシリコン金属は塩化メチルと反応してクロロシランを生成します。

·最後に、加水分解と呼ばれるプロセスにより、これらのクロロシランが最終的なシロキサンポリマーに変換され、シリコーンシーラントのバックボーンを形成します。

このプロセスはエネルギーを大量に消費します。しかし、豊富な非化石燃料資源に依存しているため、シリコーンはより環境に優しい素材として有望なスタートを切っています。

ポリウレタン：原油から

ポリウレタンシーラントは全く異なる道を辿ります。ポリウレタンは、再生不可能な資源である原油から完全に得られる合成ポリマーです。ポリウレタンの製造は、ポリオールとイソシアネートという2つの主要な化学成分に依存しており、どちらも石油化学産業の産物です。

ポリウレタンのライフサイクル全体は、化石燃料の採掘、精製、そして加工に結びついています。この依存により、砂を原料とする素材と比較して、環境への影響は大きくなります。

原油の採掘と精製には、生息地の破壊や温室効果ガスの排出など、十分に裏付けられた環境リスクが伴います。この有限資源への依存により、ポリウレタンの原料はシリコーンよりも持続可能性が低くなります。製造段階におけるこれらの材料の選択は、資源の豊富さと希少性の選択に他なりません。

ライフサイクルステージ2：塗布と硬化：健康と空気質への影響

シーラントの影響は、原材料にとどまらず、空気の質や施工者の健康にも及びます。施工および硬化の過程で、シーラントは大気中に化学物質を放出します。これらの放出物の種類と量によって、シリコーンとポリウレタンの間には大きな違いが生じます。

シリコーンの低VOCの利点

シリコーンシーラントは、一般的に室内外の空気質に関して大きな利点があります。多くの最新シリコーンは、揮発性有機化合物（VOC）の含有量が非常に低いように配合されています。これらの化合物は人体に有害であり、スモッグの形成に寄与する可能性があります。サウスコースト大気質管理地区（SCAQMD）などの規制機関は、規則1168などの規則に基づき、これらの排出物に対して厳しい基準を設けています。

多くの高品質シリコーン製品はこれらの基準を容易に満たしています。例えば、LEED v4.1基準に適合するシーラントは、VOC含有量が1リットルあたり50グラム（g/L）未満であることが多いです。一部の特殊なシリコンシーラント30 g/L未満のレベルも達成できます。100%低VOCシリコンシーラントを選択することで、有害化学物質の放出を最小限に抑え、施工者と建物居住者の両方にとってより安全な環境を実現します。

ポリウレタンのイソシアネートとVOCのリスク

ポリウレタンシーラントは、施工時に健康へのより深刻な懸念を引き起こします。その化学成分には、呼吸器系および皮膚に対する強力な感作物質であるイソシアネートが含まれています。NIOSH（米国労働安全衛生局）やOSHA（米国労働安全衛生局）などの保健機関は、これらの化合物に関連する深刻なリスクを特定しています。

イソシアネートは世界中で職業性喘息の主な原因物質です。曝露すると、眼、皮膚、呼吸器に重度の刺激を引き起こす可能性があります。

イソシアネートへの曝露による健康リスクは十分に文書化されています。

·吸入すると呼吸困難、吐き気、肺水腫を引き起こす可能性があります。

·皮膚に触れると接触性皮膚炎を起こす可能性があります。

·繰り返し曝露されると過敏症を引き起こし、わずかな接触でも喘息発作のような重度のアレルギー反応が引き起こされる可能性があります。

一部のポリウレタンシーラントはVOC含有量が低い処方となっていますが、イソシアネートの存在は依然として重大な健康・安全上の問題です。このリスクがあるため、塗布時には適切な換気と個人用保護具（PPE）の着用が不可欠であり、低VOCシリコーンシーラントには通常見られない危険性が加わります。

環境に優しいシリコンシーラントが耐久性で勝る理由

耐久性は持続可能性の礎です。より長持ちするシーラントは交換回数を減らし、資源を節約し、長期的に廃棄物を削減します。この重要なライフサイクル段階において、シリコーン固有の特性は明確な優位性をもたらします。

シリコン：紫外線や過酷な天候にも耐える

シリコーンシーラントは、環境ストレス、特に紫外線や極端な温度変化に対して優れた耐性を示します。この耐久性は、安定したケイ素-酸素の化学骨格に由来します。この材料の構造は、日光によって容易に分解されません。

·長寿命: プレミアムグレードの中性硬化型シリコーンは、屋外での使用において 20 年以上持続し、修理や交換の頻度を大幅に削減します。

·温度安定性：標準的なシリコーンゴムは、-60℃～+230℃（-76°F～+446°F）という幅広い温度範囲で効果的に機能します。氷点下でも柔軟性を維持し、高温でも安定性を保ちます。

·実証済みの性能：科学的研究により、シリコーンの耐久性が実証されています。1000時間のUV-A照射後も、シリコーンゴムは他の多くのポリマーよりもはるかに優れた機械的特性を維持します。

この強力なパフォーマンスは、環境に優しいシリコンシーラント建物のファサードから窓のシーリングまで、長期的な耐候性を確保する信頼できる選択肢です。数十年にわたる太陽光や天候への耐性により、環境に優しい素材としての地位を確固たるものにしています。

ポリウレタン：強いが日光に弱い

ポリウレタンシーラントは、優れた引裂強度と耐摩耗性で知られています。非常に強固で耐久性のある接着力を発揮します。しかし、この強度は太陽光に対して大きな脆弱性を伴います。ポリウレタンに含まれる有機化学結合は、紫外線による劣化を受けやすいのです。

日光にさらされると、ウレタン結合を切断する化学反応が始まります。この劣化により、黄ばみ、白亜化、表面のひび割れといった望ましくない影響が時間の経過とともに現れます。

この固有の弱点に対抗するために、製造業者はポリウレタンシーラントに特殊な添加剤を加えて強化する必要があります。

·紫外線安定剤と吸収剤が配合されています。

·これらの添加剤はポリマーを日光から保護するのに役立ちます。

·これらがなければ、屋外用途におけるシーラントの耐用年数は大幅に短くなります。

これらの添加剤は性能を向上させる一方で、根本的な弱点を浮き彫りにしています。ポリウレタンは、本来備わっている紫外線耐性ではなく、設計上紫外線耐性を付与する必要があるため、ほとんどの太陽光にさらされる用途において、シリコーンに比べて不利な立場にあります。

ライフサイクルステージ3：パフォーマンスと寿命

シーラントの真の環境コストは、その耐用年数を通じて発生します。早期に故障した製品は、より多くの廃棄物を排出し、交換のための資源消費量も増加します。したがって、耐用年数は持続可能性を測る重要な指標となります。

交換品の減少による環境へのメリット

交換品が少ないということは、環境への影響も小さくなるということです。環境に優しいシリコンシーラントこの分野では当社は非常に優れています。高品質のシリコンシーラントは、過酷な条件下でも20年以上の耐久性を発揮します。この卓越した耐久性により、除去と再塗布のサイクルを最小限に抑えることができます。交換を1回回避できれば、古いシーラントが埋め立て地に廃棄される量が少なくなり、新しい製品の製造に使用される原材料とエネルギーも削減できます。

この長期的な考え方は、持続可能なメンテナンスの実践と一致しています。最初から耐久性のある素材に投資することで、後々のコストと資源を大量に消費する緊急修理を回避できます。

高級コーキングと専門家による設置に 1 ドルを費やすごとに、不動産所有者は今後 10 年間でおよそ 4 ～ 6 ドルの潜在的な修理コストを節約できます。

耐久性の高いシーラントを選択することは、経済的にも環境的にも健全な投資です。長期的な運用コストを削減し、貴重な資源を節約します。

ポリウレタンの強靭性が必要な場合

シリコンは優れた耐候性を備えていますが、ポリウレタンは特定の厳しい用途において比類のない強靭性を備えています。高い引裂強度と耐摩耗性により、人通りの多い水平方向の接合部に最適です。こうした用途において、ポリウレタンの耐久性は環境面での重要な利点となります。

ポリウレタン シーラントは、継続的な物理的ストレスに耐える領域向けに設計されています。

·コンクリート床の伸縮目地と制御目地

·倉庫および工場の床

·駐車場と私道

耐久性の低いシーラントをこれらの高通行区域に使用すると、すぐに劣化し、頻繁に交換が必要になり、全体的な廃棄物の増加につながります。これらの特定の用途では、ポリウレタンは摩耗やへこみに対する耐性が高く、長寿命を保証します。そのため、機械的強度が最優先される用途では、ポリウレタンはより持続可能な選択肢となります。

ライフサイクルステージ4：廃棄

シーラントのライフサイクルの最終段階は廃棄です。シリコーンもポリウレタンも生分解性ではないため、埋立地における挙動は環境にとって重要な考慮事項です。これらの材料の化学的安定性とリサイクルの可能性は、様々な廃棄シナリオを生み出します。

埋め立て地のシリコン

シリコーンシーラントは化学的に不活性です。この安定性により、有害物質に分解したり、土壌や地下水に毒素を浸出させたりすることはありません。しかし、この安定性ゆえに、環境中では非常に残留性が高いという問題があります。シリコーンポリマーは、埋め立て地で分解されるまでに50年から500年かかる場合があり、長期的な廃棄物蓄積につながります。

シリコン廃棄物は残留性が強いものの、その不活性な性質により、他のプラスチックに比べると埋め立て地では比較的無害な存在となります。

使用済みシリコーンのリサイクルは困難ではあるものの、勢いを増しています。新たなソリューションは、より循環型経済への道筋を示しています。

・専門企業や一部のメーカーでは使用済みシリコーン製品の回収を始めています。

·ドイツのような先進的なロボット選別システムでは、現在ではシリコンカートリッジを混合プラスチック廃棄物から識別し、分別することができます。

·断熱ガラスなどの製品の化学センシングと分解コンセプトの革新は、シリコンを回収して再利用またはリサイクルすることを目的としています。

埋め立て地のポリウレタン

ポリウレタンは、その使用済み製品において、より大きな環境リスクをもたらします。ポリウレタンの強度を高める強固な架橋ポリマーネットワークは、従来の方法でのリサイクルを非常に困難にします。ポリウレタンは埋立地でゆっくりと分解し、有毒化学物質を放出する可能性があります。研究によると、この分解によって、発がん性物質である2,4-ジアミノトルエンなどの有害な前駆物質が放出される可能性があります。

リサイクルの難しさは、素材の品質と価値が失われるダウンサイクルにつながることがよくあります。しかし、研究者たちはこの問題に対処するために、高度なリサイクル手法の開発に積極的に取り組んでいます。

·化学リサイクル: 酸分解などのプロセスにより、ポリウレタンを元のモノマーに分解し、新しい高品質の材料として再利用することができます。

·熱化学リサイクル：熱分解は、無酸素環境で熱を使用してポリウレタン廃棄物を有用なガス、液体、固体に変換します。

これらの革新的な技術は、ポリウレタンを直線的な「使用して廃棄する」製品から循環型の製品へと変える可能性を秘めています。

一般的なプロジェクトでは、環境に優しいシリコンシーラントが最も環境に優しい選択肢です。砂を原料とし、VOC排出量が少なく、優れた耐用年数を誇るため、環境への影響も少なくなります。シリコンの長寿命は、長期的な廃棄物と資源消費を直接的に削減し、環境への配慮の重要な要素となっています。低VOCの環境に優しいシリコンシーラントを使用することで、主要なグリーンビルディング認証の取得にも貢献します。

·LEED

·ブリーム

·グリーングローブ

一般的なシーリングにおける環境への影響を最小限に抑えるには、100%低VOCのシーリング材を選択してください。シリコンシーラントダウ、シーカ、ワッカーなどの大手メーカーから

よくある質問

より環境に優しいシーラントはどれですか?

シリコーン一般的に、より環境に優しい選択肢です。砂を原料としていること、VOC排出量が少ないこと、そして優れた耐久性といった利点があります。長寿命であることから廃棄物や交換の必要性が減り、石油由来のポリウレタンに比べて全体的な環境への影響を低減します。

ポリウレタンはより環境に優しい選択肢なのでしょうか?

はい、特に通行量の多い用途に適しています。ポリウレタンの比類なき強靭性は、倉庫の床や私道に最適です。これらの環境における耐久性により、頻繁な修理が不要になり、極めて高い耐摩耗性が求められる用途において、より持続可能な選択肢となります。

 

シーラントに関する健康上の懸念は VOC だけですか?

いいえ、他の化学物質はリスクをもたらします。ポリウレタンシーラントには、呼吸器感作物質として知られるイソシアネートが含まれています。これらの化合物は、塗布時に重大な健康被害を引き起こしますが、ほとんどの低VOCシリコーン製品にはそのような危険性はありません。そのため、シリコーンは塗布者にとってより安全な選択肢となります。

古いシーラントチューブをリサイクルできますか?

使用済みシーラントのリサイクル方法はまだ発展途上です。一部の専門施設やメーカーでは、使用済みシリコーンの受け入れを開始しています。ユーザーは、お住まいの地域の最新の廃棄ガイドラインについて、必ず地域の廃棄物管理当局に問い合わせてください。