よく使われるプラスチック材料

プラスチック成形で用いられる材料について、分類と、使用用途が多く、一般的な材料についてご紹介したいと思います。

熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂

プラスチック材料は、大きく分けて「熱可塑性樹脂」「熱硬化性樹脂」の2つに分類されます。

 

プラスチック材料は熱を加えることで溶けて柔らかくなり、冷やすことで固まりますが、再び、熱を加えてることで、溶けて柔らかくなり、変形・成形させることができる樹脂材料を「熱可塑性樹脂」と言います。熱可塑性樹脂は何度も変形・成形を繰り返すことができるため、プラスチックのリサイクルにも役立てることができます。

 一方、一度成形した後に、再度、熱を加えても変形させることができない樹脂材料を「熱硬化性樹脂」と言います。そのため、リサイクルして再利用することはできませんが、熱可塑性樹脂より機械的強度に優れているといった長所があります。

汎用プラスチックとエンジニアプラスチック

熱可塑性樹脂には、「汎用プラスチック」「エンジニアプラスチック」と呼ばれる分類があります。プラスチックの「耐熱温度」によって、以下のように分類分けされます。

汎用プラスチック

 耐熱温度が100℃程度のプラスチック材料です。
成形などの加工がしやすい一般的なプラスチックです。材料費も安く、家電などの日用品に幅広く使用されており、最もなじみのあるプラスチックです。

エンジニアプラスチック(エンプラ)

 耐熱温度が100℃以上で長時間さらされも、規定の機械的強度の保てるプラスチック材料です。
耐熱性に優れているのはもちろん、機械的強度なども汎用プラスチックより優れており、信頼性が要求される自動車部品などの工業用部品として利用されることが多いプラスチックです。

スーパーエンジニアプラスチック(スーパーエンプラ)

 耐熱温度が150℃以上で長時間さらされも、規定の機械的強度の保てるプラスチック材料です。
エンプラ以上の性能を要するプラスチックです。材料自体が高性能であるため、費用も高価です。特別に性能を要する場面で使用する以外は、使用頻度の少ないプラスチックです。

よく使われるプラスチック材料と特長

プラスチックには数多くの材料が存在しますが、ものづくりにおいてよく使われる材用について、その特長を踏まえてご紹介します。

ABS

 プラスチック成形で最もよく使用される材料です。
機械的強度のバランスが良く、成形などの加工のしやすさや、加工後の寸法も安定するため、幅広いジャンルに用いられます。また、2次処理(塗装・メッキなど)も可能であり、製品の外観部分にも使用されます。
ものづくりの現場においては、プラスチック製品のボディ部分にこの材料が使用されることが多いです。

PP

 ポリプロピレンと呼ばれるプラスチック材料の中でも比重が小さく、軽量な材料です。
繰り返し折り曲げるなどの物理的な外力や、薬品などにも強く破壊されにくい特長を有しています。
ものづくりの現場においては、ヒンジ部分や、変形・たわみが発生する部分に使用されることが多いです。

PC

 ポリカーボネートと呼ばれる透明なプラスチック部品によく使用される材料です。
材料自体が硬く、衝撃に対しても強いですが、曲げるなどの変形に対してはあまり強くありません成形後の仕上がりが美しく、高強度であることから、スマホのボディなどにも使用されます。
絶縁抵抗にも優れており、また、自己消化性を兼ね備えているため、製品の電源回りの高電圧部分など、感電や燃焼を防止する安全部品として使用されることもあります。

POM

 機械的強度に優れ、摩擦が発生する部分によく使用される材料です。
潤滑油や溶剤に対しても耐久性があり、製品内部のギヤや軸受けに用いられることが多いです。ただ、塗装や接着剤との密着性が悪く、製品のボディ部分などの外観部品より、内部部品として多く使用されます。

PMMA

 一般的に”アクリル”と呼ばれている材料です。透明度がよく、一般的なガラスより透過率が良いです。費用は安いですが、耐衝撃性・耐熱性は悪いデメリットがあります。

PET

 名前のとおりペットボトルで代表的に使用されいている材料です。
透明度が高く、耐熱性に優れ(フィルム状で使用する場合)、強靭であることから、主に容器、包装材、フィルム製品に使用されることが多く、塊のプラスチック部品としてはあまり使用頻度は高くありません。
それ以外にも、繊維状にして衣類などにも使用され、幅広い分野で様々な形態で用されています。

PVC

一般的に塩化ビニルと呼ばれている材料です。耐水性、耐薬品性に優れており、配管の材料として多く使用されています。また、電源コードの被覆やビニルプールなど、硬さが色々ありますが、”可塑剤“と呼ばれるものを量を調整して混ぜ込むことで、硬さを調整することができます。その可塑剤にはフタル酸エステルが使用されているのですが、この物質は乳がんのリスクを高めるなど、人体へ悪影響を及ぼすことがあり、ものづくりの現場においても、必要とされない限り積極的に使用されることはありません。

 この他にもプラスチック材料は数多く存在し、世の中の多くの場面でしようされていて、生活には欠かせないものとなっています。
上に挙げた材料はものづくりにおいてよく使用される材料です。材料の特長を生かした製品設計にぜひお役立てください。