プラスチック物性
材料選定の手引き
製品樹脂化について樹脂化のメリット
１．プラスチックは金属に比べ軽量化が可能
２．プラスチックは複雑な形状でも成形が可能
３．プラスチックは後加工の削減が可能
４．プラスチックは熱時における剛性が高い（熱硬化性樹脂の場合）
５．プラスチックは熱時における寸法変化が少ない（熱硬化樹脂の場合）
樹脂選定のポイント
１．使用用途についてどのようなものに使われるのか
２．加工形状についてどのような構造にすれば目的に対して役立つか
３．使用される環境について（屋外・屋内・温度）どのような材料がてきしているか
４．要求される強度について（応力の種類、応力のレベル、寿命）どれくらいの強度がある材料にすればよいか
５．要求される精度について（要求精度、寸法公差）どれくらいの精度にすればよいか
６．要求される色調について（透明・着色等）どのような材料及び着色をすればよいか
７．要求される製造方法について（射出、押出、ブロー）どのような製作方法でつくるか
プラスチック材料を選定するときに注意すべき性質
プラスチック材料を選定するときに注意すべき性質としては下記のとおりです。
耐熱性、難燃性、耐候性、摩耗摩擦特性、疲労特性、寸法精度、温度依存性、時間依存性
| 試験方法 | 試験方法 |
| 力学的性質 | 引張特性、曲げ特性、衝撃特性、表面硬度、クリープ特性 |
| 熱的性質 | 荷重たわみ温度、ビカット軟化温度、熱劣化特性 |
| 耐薬品性 | 溶解、潤滑、劣化、ソルベントクラック |
| 電気的性質 | 絶縁抵抗、絶縁耐力、誘電特性、耐アーク性、耐トラッキング性 |
| 耐候性 | 人工光源によるサンシャインカーボンアーク促進試験、屋外暴露 |
| 燃焼性 | 難燃性評価、酸素指数濃度 |
| 物理的性質 | 吸水率、光沢度、色相、明度 |
| 流動性 | メルトフローレート |
代表的な樹脂の特徴
| 樹脂特性 | 成形性 | 収縮率 | 低温物性 | 強靱性 | 耐溶剤性 | 耐候性 | 難燃性 | 電気特性 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ＰＳ樹脂 | ◎ | ◎ | △ | △ | × | × | × | ○ |
| ＡＢＳ樹脂 | ◎ | ◎ | ○ | ○ | △ | × | ○ | ○ |
| ＰＯＭ樹脂 | ○ | ○ | ○ | ○ | ◎ | × | × | ○ |
| ＰＣ樹脂 | △ | ◎ | ◎ | ◎ | × | ○ | ◎ | ◎ |
| ＰＰ樹脂 | ◎ | ○ | × | ○ | ◎ | ○ | × | △ |
| ＰＥ樹脂 | ◎ | ○ | ○ | ○ | ◎ | ○ | × | △ |
| ６ＰＡ樹脂 | ○ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | △ | ○ | △ |
| ６６ＰＡ樹脂 | △ | ○ | ○ | ○ | ◎ | △ | ○ | △ |
| ＰＰＥ樹脂 | ○ | ◎ | △ | ○ | △ | ○ | ○ | ◎ |
| ＰＢＴ樹脂 | ○ | ◎ | ○ | ○ | ◎ | ○ | ○ | ◎ |
| ＰＥＴ樹脂 | △ | ○ | ○ | △ | ◎ | ◎ | ○ | ◎ |
| ＰＰＳ樹脂 | △ | ○ | × | △ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
代表的な樹脂の特性
| ABS樹脂 | LDPE樹脂 | HDPE樹脂 | PP樹脂 | AS樹脂 | ABS樹脂 | PMMA樹脂 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 無色透明 | × | × | × | ○ | ○ | × | ○ |
| 乳白色 | ○ | ○ | ○ | × | × | ○ | × |
| 着色可否 | 可 | 可 | 可 | 可 | 可 | 可 | 可 |
| 成形性 | ○良 | ○良 | ○良 | ○良 | ○良 | ○良 | ○良 |
| 成形収縮率％ | △1.0～2.5 | △1.5～5.0 | △1.5～5.0 | ○0.3～0.6 | ○0.2～0.5 | ○0.4～0.6 | ○0.2～0.5 |
| 線膨張係数 | 8.1～10.0 | – | 5.9～11.0 | 5.0～8.3 | 2.0～7.0 | 9.5～11.0 | 5.0～9.0 |
| 吸水性 | ○ | ○ | ○ | ○ | △ | △ | △ |
| 衝撃性 | ○2.7～10.9 | – | ○2.2～22.0 | ○1.9～2.4 | ○3.0～5.0 | ◎32～50 | 〇2.2 |
| 表面硬さ | 〇Ｒ90(Ｍ72） | ×Ｒ10（Ｍ7） | △Ｒ60（Ｍ48） | 〇Ｍ70 | 〇Ｍ90 | 〇Ｒ90（Ｍ72） | 〇Ｍ90 |
| 曲げ強度 | △41～55 | 〇69～101 | △37～76 | 〇73～131 | |||
| 耐熱性 | △50～120 | ×35～40 | ×40～55 | 〇70～90 | 〇85～95 | 〇70～90 | 〇84～100 |
透明性樹脂の特徴
| ＧＰＰＳ樹脂 | 透明レベル | 成形性 | 耐候性 | 耐熱性 | 衝撃強度 | 表面高度 | 比重 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 透明ＰＰ樹脂 | △ | ○ | ○ | ○ | ○ | △ | 0.90 |
| ＧＰＰＳ樹脂 | ○～◎ | ◎ | ○ | ○ | △ | ○ | 1.05 |
| ＰＭＭＡ樹脂 | ◎ | ○ | ◎ | ○ | △ | ◎ | 1.19 |
| 透明ＡＢＳ樹脂 | ○～◎ | ○ | △ | △ | ◎ | ○ | 1.10 |
| ＰＣ樹脂 | ○～◎ | △ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | 1.20 |
光学物性値の比較
| 光線透過率 | 屈折率nd | 耐熱性(℃) | 比重 | 硬度 | 成形収縮率 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PS樹脂 | 91% | 1.592 | 70～90 | 1.05 | M70 | 0.3～0.6 |
| PMMA樹脂 | 93% | 1.492 | 84～100 | 1.19 | M90 | 0.2～0.5 |
| PC樹脂 | 90% | 1.586 | 120～130 | 1.20 | M80 | 0.5～0.7 |
| 樹脂名 | 燃焼の 難易 | 離炎時 燃焼性 | 炎の性状 | 樹脂の状態 | 臭い |
|---|---|---|---|---|---|
| フェノール | 難 | 否 | 黄色・スパーク | ひび割れ色が濃くなる | 強いホルマリン臭 |
| ユリア | 難 | 否 | 黄色 | ふくれ、ひび割れ | 強いホルマリン臭 |
| メラミン | 難 | 否 | 淡黄色 | ふくれ、ひび割れ、 白化 | 強いホルマリン臭 |
| 不飽和ポリエステル | 易 | 燃 | 黄色、黒煙 | わずかにふくれ | スチレンモノマー臭 |
| エポキシ | 易 | 燃 | 黄色、黒煙 | ふくれ、ひび割れ | 特有の刺激臭 |
| ポリウレタン | 易 | 燃 | 橙黄色 | 軟化、一部溶融 | アミン臭 |
| ポリスチレン | 易 | 燃 | 橙黄色 | 軟化 | スチレンモノマー臭 |
| メタクリル樹脂 | 易 | 燃 | 黄色、端青色 | 軟化 | ＭＭＡ臭 |
| ポリエチレン | 易 | 燃 | 先端黄色、下端青色 | 溶融落下 | パラフィン臭 |
| ポリプロピレン | 易 | 燃 | 先端黄色、下端青色 | 溶融落下 | 石油臭 |
| ポリアミド | 徐燃 | 徐々に 消える | 先端黄色の青色 | 溶融落下 | 羊毛、爪などの焦臭 |
| 塩化ビニル | 難 | 否 | 黄色、下端緑色 | 軟化 | 酸の刺激臭 |
| ポリカーボネート | 易 | 徐々に 消える | 黄色、黒煙 | 軟化 | 特有臭あまい臭 |
| ポリアセタール | 易 | 燃 | 先端黄色、下端青色 | 溶融落下 | ホルマリン臭 |