樹脂素材の種類と特長

私たちの生活に欠かせないプラスチック。これらは化学的には「樹脂」と呼ばれ、加熱すると軟化し流動体になる熱可塑性樹脂と、一度固まると再加工できない熱硬化性樹脂に大別されます。私たちの身の回りでよく使われている塩化ビニルやアクリルなどの汎用樹脂からポリカーボネートなどのエンジニアリングプラスチック、そして特殊な用途に使用されるフェノール樹脂まで、その種類と特性は多岐にわたり、それぞれの特徴を活かして産業機器から日用品まで、様々な製品の素材として活用されています。

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樹脂の分類

樹脂(プラスチック)は、熱を加えたときの性質によって2つのタイプに分けられます。

熱可塑性樹脂

何度でも温めたり冷やしたりして形を変えることができます。例えば、温めると柔らかくなって自由に形を変えられ、冷やすと再び硬くなります。

熱硬化性樹脂

一度温めて固まると、その後は熱を加えても形が変わりません。最初に熱を加えると柔らかくなりますが、化学反応により硬化して元に戻らなくなります。

主な樹脂素材の種類と特徴

種類 材質記号 特長 主な用途 分類
塩化ビニル PVC 加工性がかなり優れている。軟質なものと硬質なものどちらにも使え、対候性や強度に優れている。 衣類、バッグ、水道管のパイプ、ダクト、看板 熱可塑性樹脂 汎用樹脂
ポリエチレン PE 水より軽く、電気絶縁性、耐水性、耐薬品性、環境適性に優れるが耐熱性は乏しい。機械的に強靭だが柔らかく、低温でももろくならない。 包装材(袋、ラップフィルム、食品チューブ用途)、農業用フィルム、電線被覆 熱可塑性樹脂 汎用樹脂
ポリプロピレン PP ポリエチレンに似ている部分が多い。圧縮強度や耐摩耗性、耐熱性、耐薬性にも優れている。ただし耐候性は弱い。 家電部品、自動車用部品、医療機器、日用品(レンジ対応可の食品容器など) 熱可塑性樹脂 汎用樹脂
ポリスチレン PS 熱可塑性樹脂の中で最も安価な部類。加工性が高く、軽くて断熱性も高い。 包装材(発泡スチロール、保冷箱、魚箱)、透明食品容器、自動車部品、照明カバー 熱可塑性樹脂 汎用樹脂
アクリル PMMA 無色透明で光沢がある。ベンジン、シンナーに侵される。 自動車リアランプレンズ、食卓容器、照明板、水槽プレート、コンタクトレンズ 熱可塑性樹脂 汎用樹脂
塩化ビニリデン樹脂(ポリ塩化ビニリデン) PVDC 無色透明で、耐薬品性が良く、ガスバリア性に優れている。 食品用ラップフィルム、ハム・ソーセージケーシング、フィルムコート 熱可塑性樹脂 汎用樹脂
エチレンビニルアセタート EVA 透明で柔軟性があり、ゴム的弾性に優れ低温特性に富んでいる。接着性に優れるものもある。耐熱性は乏しい。 農業用フィルム、ストレッチフィルム、サンダル 熱可塑性樹脂 汎用樹脂
ポリカーボネート PC 無色透明で、酸には強いが、アルカリに弱い。特に耐衝撃性に優れ、耐熱性も優れている。 DVD・CDディスク、電子部品ハウジング(携帯電話他)、自動車ヘッドランプレンズ、カメラレンズ・ハウジング、透明屋根材 熱可塑性樹脂 エンジニアリングプラスチック
ポリエチレンテレフタラート PET 透明性に優れていて、ガスバリア性に優れている。 機械カバー、絶縁材料、光学用機能性フィルム、磁気テープ、写真フィルム、包装フィルム 熱可塑性樹脂 エンジニアリングプラスチック
アセタール樹脂(ポリアセタール) POM 白色、不透明で、耐衝撃性に優れ耐摩耗性が良い。 各種歯車、自動車部品、各種ファスナー・クリップ 熱可塑性樹脂 エンジニアリングプラスチック
MCナイロン(6ナイロン) PA6 耐摩耗性、耐寒冷性、耐衝撃性が良い。 自動車部品、食品フィルム、魚網・テグス、各種歯車、ファスナー 熱可塑性樹脂 エンジニアリングプラスチック
フェノール樹脂 PF 電気絶縁性、耐酸性、耐熱性、耐水性が良い。燃えにくい。 プリント配線基板、アイロンハンドル、配電盤ブレーカー、合板接着剤 熱硬化性樹脂

汎用樹脂

汎用樹脂とは、私たちが日常的に使う家庭用品、雑貨、包装材料などで使われているプラスチックのことで、汎用プラスチックとも言われます。汎用樹脂にはいくつか種類があり、塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)などがあります。これらは4大汎用樹脂と呼ばれており、いずれも加熱によって軟化するという性質があります。4大汎用樹脂は熱可塑性合成樹脂のなかでも、価格が安価なため性能はそれほど高くなく、大量生産されています。また、耳にすることの多いアクリル(PMMA)も汎用樹脂の一つです。

塩化ビニル(PVC)について

塩化ビニル樹脂はポリ塩化ビニルと同義語で、一般的な合成樹脂(プラスチック)のことをいいます。一般的にはビニールや塩ビとも呼ばれています。プラスチックの素材の中でも加工性がかなり優れているという特徴があります。ビニールは軟質プラスチックの総称であり、柔らかい素材である衣類やバッグなど日常品の素材として使われています。また、一方では軟質だけでなく硬質な素材の製品としても使われることがあります。硬質な製品素材としてのポリ塩化ビニルは、耐候性や強度に優れていることから、水道管などのパイプや、ダクトや看板など様々な用途に使われています。また、軟質プラスチックの素材として使用された場合も、耐候性や強度に優れていることには変わりがないことから、ゴルフのキャディーバッグの素材としても用いられています。

ポリエチレン(PE)について

ポリエチレンはプラスチックの素材の中で最も多くの生産量を誇ります。性質は無味無臭で絶縁性、防湿性に優れていて、軽く加工がしやすいという特徴があります。ポリエチレンは密度によって性質や用途が異なります。種類としては低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンがあります。国内で生産されているポリエチレンうち50%以上が低密度ポリエチレンです。特徴は添加剤を使用せずに成型できますが、耐熱性に弱くなります。用途としてポリ袋や密閉容器などのフタに使われています。高密度ポリエチレンの特徴は、防湿性や耐熱性、また衝撃にも強くなっています。用途としては、ポリバケツや漬物容器などに使われています。

直鎖状低密度ポリエチレンの特徴は、形加工性には劣りますが、薄い割に強度があります。用途としては、ラップや食品用包装の袋、フィルムなどに用いられています。

ポリプロピレン(PP)について

ポリプロピレンは、一般家庭の日常生活においても広く使われているプラスチックです。性質はポリエチレンに似ている部分が多くありますが、引っ張る強さやストレスクラッキング性、透明性などにおいてポリプロピレンが優れています。さらに、圧縮強度や耐摩耗性、耐熱性にも優れています。そのため、電子レンジで使う食品容器などでも使われています。耐薬品性にも優れていることで、酸やアルカリだけでなく沸騰水や鉱物油など、様々な薬品に耐えることが可能です。柔軟性も優れていることから、利用範囲も幅広くなっており、家電部品や自動車用部品、また医療機器や日用品など、多種多様な日常のまわりの製品に使用されています。長所が多いポリプロピレンですが、耐候性には弱く、日光に長期間あたると白く変色してしまったり、接着が難しいなどの短所もあります。

ポリスチレン(PS)について

ポリスチレンは、プラスチックの加工では最も多く使用されている素材の一つです。熱可塑性樹脂の中でも、最も安価な部類に入ります。高い加工性があることから、様々な成形方法があります。また、ポリスチレンは発泡成形によって、発泡スチロールとなります。発泡スチロールは非常に軽く、また断熱性もあるため、梱包用の資材や緩衝材として幅広く使用されています。

アクリル(メタクリル樹脂:PMMA)について

アクリルは、プラスチック材料の中でも特に優れた光学特性を持つ素材です。透明プラスチックの中で最高レベルの透明度を持ち、厚み3mmで約93%という高い光線透過率を実現します。ガラスを超える透明度からコンタクトレンズや水族館の水槽にも利用されています。また、耐候性に優れており、屋外での使用でも変色や透明度の低下が少なく、力学的性質の劣化もプラスチックとしては非常に少ないため、屋外の看板にも採用されています。それに加えて硬度も高く、表面処理によってはガラスに近い表面硬度まで向上させることができます。

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