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- TPU is a flexible, abrasion-resistant thermoplastic elastomer processed at 180–230°C on standard injection molding machines.
- Shore A hardness spans 60A–98A, covering everything from soft grips to semi-rigid structural parts.
- Pre-drying at 80–100°C for 2–4 hours is mandatory — moisture above 0.02% causes splay and chain scission.
- TPU outperforms TPE in tensile strength (25–55 MPa) and abrasion resistance, making it ideal for demanding applications.
- Design for TPU requires generous draft angles (2–3° for soft grades) and gate diameters ≥1.5 mm.
What Is TPU Injection Molding?
TPU 射出成形1 は、溶融した熱可塑性ポリウレタンを鋼型に射出し、柔軟で耐摩耗性のある部品を製造するプロセスです。この材料はゴムのような弾性と熱可塑性の加工性を兼ね備えており、オーバーモールド、シール、摩耗部品に最適です。より広い視点については、当社の 射出成形 ガイドと 射出成形金型2 概要をご覧ください。
より広い視点では、当社の injection molding complete guide プロセスの基礎、材料挙動、生産判断について説明します。
For broader context, compare this topic with supplier sourcing guide.
当社の上海工場では90トンから1850トンまでの47台の射出成形機を稼働しており、全ての金型決定を単なる見積価格ではなくプロセスウィンドウの問題として扱っています。
TPU射出成形は、熱可塑性ポリウレタンペレットを溶融し、金型に射出して柔軟なゴム様部品を作る工程です。ABS、PP、ナイロンと同じ機械で実行されます。
In our factory, TPU has become one of the most requested elastomeric materials over the past five years. Customers come to us when they need parts that combine rubber-like flexibility with thermoplastic recyclability — think cable overmolds, wearable device skins, and industrial seals. The chemistry behind TPU consists of alternating hard segments (from diisocyanate and chain extender) and soft segments (from polyol), which create its signature combination of strength and elasticity at the molecular level.
TPU injection molding follows the same fundamental cycle as any thermoplastic: plasticizing, injection, packing, cooling, and ejection. However, TPU’s sensitivity to moisture and its unique flow behavior demand tighter process control than commodity plastics. The reward is a part with outstanding mechanical performance that no other thermoplastic fully replicates.
「TPUはABS、PP、ナイロンと同じ射出成形機で成形できます。」真
Standard reciprocating-screw injection molding machines process TPU effectively. The key differences are parameter settings (lower barrel temperatures of 180–230°C, slower injection speeds) and the mandatory pre-drying step — not the equipment itself.
「TPU部品を成形するには、特殊なゴム加工設備が必要です。」偽
TPU is a thermoplastic elastomer, not a thermoset rubber. It melts and flows like a thermoplastic, so it can be processed on any standard injection molding machine without special rubber-processing attachments or vulcanization ovens.
What Are the Key Material Properties of TPU?
TPUの主要特性は、ショアA硬度60A～98A、引張強度25～55 MPa、摩耗損失20～80 mm3です。これらは合成時にハード/ソフトセグメント比によって設定されます。
| プロパティ | Typical Value | Significance |
|---|---|---|
| Shore Hardness | 60A–98A / 40D–80D | Soft grips to semi-rigid housings |
| 引張強度 | 25–55 MPa | Higher than most TPEs |
| 破断伸度 | 300–700% | Excellent flexibility |
| Operating Temp. | –40°C to +100°C | Outdoor and refrigerated use |
| 耐摩耗性 | 20～80 mm3 DIN損失 | Superior to rubbers and TPEs |
| 吸水 | 0.5–2.0% (24 hr) | Mandatory pre-drying |
Polyester-based TPU grades offer superior oil resistance and abrasion performance, while polyether-based grades excel in hydrolysis resistance and low-temperature flexibility. For marine or humid-environment parts, we always specify polyether TPU. For automotive underhood components exposed to hydraulic fluid, polyester grades perform better.
TPU process parameters are barrel temp 180–230°C, mold temp 20–50°C, slow injection speed, and 2–4 hour pre-drying at 80–100°C. Moisture below 0.02% is mandatory.
| パラメータ | Range | 備考 |
|---|---|---|
| Pre-drying Temp. | 80–100°C | 2–4 hours; dehumidifying dryer |
| Barrel Temp. (Rear) | 170–190°C | Prevents premature melting |
| Barrel Temp. (Front) | 190–230°C | 6〜12 MPa |
| 金型温度 | 20–50°C | Higher = better surface |
| 射出圧力 | 50–120 MPa | Softer grades need less |
| 保持圧力 | 60–80% of peak | Prevents sink marks |
| 冷却時間 | 15–60 seconds | Flexible parts need longer |
| スクリュースピード | 30–80 RPM | Slow prevents shear damage |
In our experience, TPU’s sensitivity to residence time is one of the trickiest parameters to manage. If TPU sits in the barrel at processing temperature for more than 5–10 minutes, it begins to degrade — you’ll see yellowing and a sharp drop in tensile properties. We always purge the machine between runs and minimize shot-to-cycle intervals during production startup.
What Are Common Defects in TPU Injection Molding and How Can You Prevent Them?
The most common TPU defects are splay marks (moisture), mold sticking (high tack), short shots (low pressure), and yellowing (thermal degradation). Each has a specific root cause and a practical fix.
| 欠陥 | Root Cause | エネルギー消費量： |
|---|---|---|
| Splay / Silver Streaks | Moisture in material | Dry at 90°C for 3–4 hours |
| Part Sticking | High elasticity, low draft | Increase draft to 2–3° |
| Bubbles / Voids | Thermal degradation | Reduce barrel temp; improve venting |
| ショートショット | Insufficient fill pressure | Raise injection pressure 10–20% |
| フラッシュ | Overpacking; worn parting line | Reduce holding pressure |
| Yellowing | Excessive temp or residence | Keep barrel below 240°C; purge |
We’ve found that part sticking is the single biggest production bottleneck for soft TPU grades. In one project for a wearable fitness device, we were running Shore 75A TPU with a complex undercut geometry. The fix wasn’t more release agent — it was increasing the draft angle from 1° to 2.5° on the sidewalls and redesigning the ejector pin locations. Cycle time dropped from 45 seconds to 28 seconds after the mold modification.
「TPUは、生産開始前に毎回80～100℃で2～4時間乾燥させる必要があります。」真
Pre-drying is non-negotiable. Moisture content above 0.02% causes hydrolytic chain scission during the melt phase, producing splay marks, surface bubbles, and significant reduction in tensile strength.
「TPUペレットを密封袋で保管する場合、乾燥は不要です。」偽
TPU is highly hygroscopic — it can absorb enough moisture in 30–60 minutes of open-air exposure to cause splay marks and chain scission. Pre-drying is mandatory regardless of storage conditions.
What Industries Rely on TPU Injection Molded Parts?
TPU is widely used across automotive, footwear, medical, consumer electronics, and industrial applications. Its combination of flexibility, abrasion resistance, and chemical tolerance makes it the go-to elastomer for demanding environments.
自動車： Door seals, gearshift boots, cable grommets, and vibration-damping mounts. Polyester-based TPU grades offer the fuel and oil resistance required for underhood applications. We’ve produced TPU cable harness guides for EV battery packs where dimensional stability at –30°C was a hard requirement.
Footwear: ミッドソール、アウトソール、トゥキャップには、優れた耐摩耗性（20～40 mm3 DIN損失）と曲げ疲労耐久性を持つTPUが使用されます。射出成形されたTPUアウトソールは、数百万回の曲げサイクルに耐え、割れません。
医療機器 Medical-grade TPU formulations are used for surgical tubing, catheter components, and wearable sensor housings. Polyether TPU’s hydrolysis resistance and biocompatibility (ISO 10993) make it suitable for body-contact applications. We produce flexible TPU housings for continuous glucose monitoring devices.
「TPUは、脱型時の屈曲により、わずかなアンダーカットに対応できます。」真
TPU’s elasticity allows it to stretch over minor undercuts without damage, reducing tooling complexity by eliminating sliders or lifters.
「TPU部品は大量消費財には高価すぎます。」偽
TPU costs more per kilogram than commodity TPE, but its longer mold life (300K+ shots), lower scrap rate, and runner recyclability often make it cheaper per-part in volumes above 10,000 units.
コンシューマー・エレクトロニクス Phone cases, cable overmolds, earphone tips, and smartwatch bands. TPU’s chemical resistance to sweat, cleaning solvents, and UV light makes it durable in daily consumer environments.
Industrial: Hydraulic hose couplings, conveyor components, roll covers, and protective boots from harder TPU grades (Shore 90A–60D). Abrasion and tear resistance exceeds natural rubber by 3–5× in high-speed conveyor applications.
How Does TPU Compare to TPE, Silicone, and Rubber?
TPUは標準的な熱可塑性エラストマー（TPE）よりも強度と耐摩耗性に優れており、引張強度はTPEの8～20 MPaに対し25～55 MPaです。また、加硫ゴムやLSRにはないリサイクル性も備えています。
| プロパティ | TPU | ティーピーイー | シリコーン | Rubber |
|---|---|---|---|---|
| 引張強度 | 25–55 MPa | 8–20 MPa | 6–12 MPa | TPU射出成形：エンジニア向け完全ガイド |
| Abrasion | 素晴らしい | グッド | 貧しい | Very Good |
| Temp. Range | –40 to +100°C | –50 to +80°C | –60 to +200°C | –40 to +100°C |
| Recyclable | Yes | Yes | いいえ | いいえ |
| Pre-drying | Mandatory | Sometimes | いいえ | N/A |
We’ve run direct comparison projects for clients choosing between TPU and TPE for phone case applications. TPE (SEBS-based) costs 20–30% less per kilogram and processes more easily, but drop test results were consistently 15–25% worse with TPE versus a comparable Shore 85A TPU grade. When mechanical performance under repeated impact is critical, TPU wins.
What Design Guidelines Should You Follow for TPU Parts?
TPU parts are best designed with 1.5–4.0 mm walls, 2–3° draft for soft grades, gate diameter ≥1.5 mm, and gradual transitions. TPU flexes enough to demold 3–5% undercuts without sliders.
壁の厚さ： Very thin walls (6 mm) produce long cooling times and potential voids. Uniform wall thickness is especially important with TPU — sudden changes cause differential shrinkage that creates warpage.
ドラフトの角度 This is where we see the most design revisions. Shore 60A–75A grades need 2–3° minimum, and 3–5° for textured surfaces. TPU grips the mold core during cooling, so generous draft is essential for reliable ejection.
アンダーカット： Unlike rigid plastics, TPU can accommodate minor undercuts (3–5% of part diameter) by flexing during demolding. This reduces tooling complexity — many features that would require sliders in ABS can be directly demolded with TPU.
ゲートデザイン： Submarine gates are popular for TPU because they self-degate. Gate diameter must be 1.5–2.5 mm minimum — undersized gates cause excessive shear. Avoid pin gates smaller than 1.0 mm with soft grades.
| チェックポイント1エリア | チェックポイント1検証 |
|---|---|
| Tooling | 金型設計がTPU射出成形に与える影響を確認する：エンジニアのための完全な加工ガイド。 |
| 素材 | Check resin behavior, shrinkage, heat, and cosmetic risks. |
| 品質 | Ask for inspection evidence before production approval. |
オーバーモールディング： TPUは、硬質基材（ABS、PC、PC/ABS、ナイロン）へのオーバーモールディングに最も適した材料の一つです。当社では、ショア85AのTPUをPC/ABSハウジングにオーバーモールディングし、剥離試験で5 MPaを超える接着強度を達成しています。詳細については、 射出成形金型設計 design principles, see our complete guide.
RFQ前の主要な確認事項は、樹脂グレード、公差、外観領域、年間数量の確認です。金型寿命、キャビティ数、自動化レベルも単価を変えます。
The RFQ should also ask for manufacturing assumptions. Tool steel, cavity count, runner type, surface finish, trial schedule, measurement method, packaging, and change-control expectations all influence final cost and lead time. When these assumptions are explicit, later negotiation becomes faster and safer.
強力で詳細な技術回答は、不確実性を隠すのではなく、不足している入力を特定します。サプライヤーが公差累積、ゲート痕跡の限界、樹脂証明、色合わせ、年間需要変動について質問する場合、それは通常、エンジニアリングチームが盲目的に見積もるのではなく、生産レベルでプロジェクトを評価していることを意味します。
ZetarMoldスタイルのプロジェクトでは、最良の結果は明確な製造工程です：DFMレビュー、金型設計確認、金型製作、サンプリング、検査、是正処置、生産リリース。この順序は実用的な権限を提供し、バイヤーが次のサプライヤーとの会話で役立つチェックリストを提供します。
TPUサプライヤーを承認する前に確認すべき生産実績は何ですか？
主要な生産証拠記録は、成形トライアル、寸法報告書、樹脂証明書です。TPUサプライヤーを生産承認する前に、初品データには合格/不合格のスタンプだけでなく、すべての重要寸法の測定値を記載すべきです。
プロジェクトが外観や厳しい公差を含む場合、 プラスチック3 部品の場合、証拠には量産開始前に合意されたサンプル承認ルールも含めるべきです。境界サンプル、測定治具、色基準、欠陥分類ボードは、生産リリース前に確立し、明確に文書化して、後日の主観的な受入紛争を防ぐ必要があります。
TPU射出成形に関するよくある質問
TPU射出成形部品の最小注文数量はいくつですか？
普遍的な最低数量は存在しません——それは工具の償却に依存します。$3,000～5,000円のシンプルな金型の場合、500～2,000個の生産量で経済的になることがあります。高容量のTPU部品（年間100,000個以上）の場合、4～8キャビティの多キャビティ金型が標準的です。
リサイクルTPU（rTPU）は射出成形に使用できますか？
はい、ただし制限があります。リサイクルTPUは通常、引張強度が10〜20％低く、伸びも減少しています。非構造用途では、rTPUは良好に機能します。荷重部品の場合、10〜20％のrTPUをバージン樹脂と混合することが一般的な妥協策です。
TPU射出成形金型は通常どのくらい持続しますか？
TPU用の生産グレードP20鋼型は通常30万～50万ショットの寿命があります。TPUは研磨剤入り材料よりも金型鋼に対して優しいため、金型寿命は主にショット数によって決まります。
なぜ成形後にTPU部品が黄色くなるのですか？
黄変はほぼ常に熱分解によって引き起こされます。これは、バレル温度が高すぎる（240°C以上）、滞留時間が過剰、または水分による加水分解が原因です。まずバレルの温度プロファイルを確認し、生産前に機械をパージしてください。
TPUの典型的な収縮率はどれくらいですか？
TPUの収縮率は硬度によって0.8～2.0%の範囲です。柔らかいグレード（ショア60A～75A）は1.5～2.0%収縮し、硬いグレード（ショア90A～60D）は0.8～1.2%収縮します。金型寸法を決定する前に、必ず材料データシートを参照し、テストショットを実施してください。
TPUは食品接触用途に安全ですか？
一部のTPUグレードは21 CFR規制に基づく食品接触用途でFDA準拠ですが、特定のグレードは確認が必要です。全ての配合が食品用に安全とは限らず、着色剤や添加剤によってグレードの適格性が失われる場合があります。
ポリエステルTPUとポリエステルTPUの違いは何ですか？
Polyester TPU offers better oil resistance and abrasion performance; polyether TPU provides superior hydrolysis resistance and low-temperature flexibility. For marine or humid environments, specify polyether. For automotive underhood applications, choose polyester.
Get Expert TPU Injection Molding Support
TPU成形における最大のコスト要因は材料価格ではなく、乾燥、抜き勾配、ゲート設計を最初から正しく行うことです。ZetarMoldで20年間TPU金型を運用してきた当社の8人のシニアエンジニアは、鋼材加工前にすべてのTPUプロジェクトで金型流動シミュレーションを使用し、充填の不均衡や溶接ラインのリスクを早期に発見しています。
47台の射出成形機（90T～1850T）、400種類以上の材料オプション、ISO 9001/13485認証の品質システムを備え、試作から量産までのTPUプロジェクトに対応する設備と経験を有しています。TPUプロジェクトについてご相談ください。英語対応のエンジニアリングチームが24時間以内に回答いたします。
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