熱可塑性樹脂の基礎知識~特徴と物性と成形法、用途などを一覧で紹介 (3/3)

熱可塑性樹脂の成形法

熱可塑性樹脂の成形法

可塑性樹脂の成形方法は大きく分けると次のようなものがあります。

A) 溶融物を流して形を作り、冷却固化して成形品とする方法
B) 樹脂シートを作り、これを軟化して成形品とする方法
C) 粒状の樹脂を使用して成形品とする方法
D) 金型の中で重合して成形品とする方法

具体的には<表1>に示すような成形法が用いられています。

<表1>:主な熱可塑性樹脂の成形法

成形方法 概要
射出成形 溶融物を成形機の細孔から金型中に流し込み冷却固化する
押出成形 溶融物を成形機の押出口(ダイ)から押し出し、目的形状の成形品とする
注型成形(キャスティング) 液状の成形材料を目的とする形状の型に流し込み、硬化させる
※熱硬化性樹脂でも用いられる
カレンダー成形 樹脂を熱ロールで圧延して、フィルム、シート等を成形する
スラッシュ成形法 ペースト状の樹脂を金型に注入し、外部から加熱して型に直接触れている部分のみをゲル化させる中空品の成形法
ブロー成形 溶融物を成形機から押し出してパリソンを形成、これを目的形状の金型に移動して成形品とする。「中空成形」とも言われ、ボトル等の容器を形成する
真空成形 樹脂シートを金型にセットして加熱軟化させて、シートと型の間にある空気を真空で引き、シートを型に密着させる
※同様の方法として、圧縮空気でシートを金型に押し付けて成形する圧空成形がある
粉末成形 金型の中に樹脂粉末を入れて加熱し、溶融樹脂が付着した金型を再度加熱し均一に溶融して冷却固化する
発泡成形 樹脂に空気その他のガスを細かく分散させた発泡成形品の成形法。押出発泡成形、注型発泡成形、等がある

代表的な熱可塑性樹脂の種類・性質について

代表的な熱可塑性樹脂の種類とその性質、更にそのメーカーを<表2>にまとめています。

<表2>:主な熱可塑性樹脂

名称 記号 主な特徴 主なメーカー
ポリエチレン PE
  • 低比重、低吸水性、耐薬品性、電気特性や耐寒性に優れる
  • 低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状ポリエチレン(L-LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、超高分子量ポリエチレン(UHMW-PE/エンプラの一種)、変性ポリエチレン等がある
日本ポリエチレン、住友化学、東ソー、旭化成ケミカルズ、等
ポリプロピレン PP
  • PEに比べて低比重、耐熱性や機械的強度は優れるが、低温下での耐衝撃性に劣る
  • 分子鎖のメチル基の配置に応じて、アイソタクチック、シンジオタクチツク、アタクチックの3種類の立体構造がある
  • PPの物性はこの立体規則性によるところが大きいので、アイソタクチックの割合(タクティシティ)が重要となる
日本ポリプロ、プライムポリマー、サンアロマー、住友化学、等
ポリスチレン PS
  • 無色透明で屈折率が高い
  • 低比重、耐熱性や電気絶縁性がよい
  • 汎用のポリスチレンはGP-PS(General purpose PS)と呼ばれる。これは耐衝撃性に劣るので、ゴム成分を添加して改良したのが、HI-PS(High Impact PS)である
東洋スチレン、PSジャパ ン、D I C
AS樹脂 SAN
  • PSとアクリロニトリルの共重合体
  • PSの特徴に加えて、-CN基の導入により強度特性、耐熱性、耐薬品性を有する
旭化成、デンカ、東レ、日本エイアンドエル、等
ABS樹脂 ABS
  • アクリロニトリル(A)、ブタジエン(B)、スチレン(S)のから成る非晶性樹脂
  • 物性は、3成分の比率等によって変化する
旭化成、デンカ、東レ、日本エイアンドエル、等
ポリ塩化ビニル PVC
  • 可塑剤を加えると軟質製品となり、無添加あるいは少量では硬質製品となる
  • PVCは単独で用いられることは稀で、ほとんどが安定剤、可塑剤、顔料、充填剤などの補助材料と共に用いられる
  • 熱可塑性樹脂の中でいち早く工業生産が行われた
大洋塩ビ、信越化学工業、カネカ、等
ポリ塩化ビニリデン PVDC
  • PVCよりも塩素原子が一つ多い
  • 最大の特徴は、気体透過性が他の樹脂に比べて優れること。このため、ラップフィルムやコーティング材として用いられる
クレハ、旭化成、ユニチカ、三井化学東セロ、等
メタクリル樹脂 PMMA
  • メタクリル酸エステルのポリマーの総称
  • 一般的にメタクリル酸メチル(MMA)を主成分とする非晶性樹脂
  • 透明性樹脂の中では最も透明度がよい
  • 耐候性に優れ、硬度も大きい
三菱レイヨン、旭化成ケミカルズ、住友化学、等
ポリエチレンテレフタレート PET
  • 耐熱性、耐薬品性、機械的性質、電気的性質に優れるので、繊維、フィルム、ボトルの分野で広く用いられる
  • 加水分解性が欠点であり、他の樹脂との組合わせた改質材もある
  • 同様のポリエステル樹脂として、PBTやPENもある
東洋紡績、ユニチカ、帝人、三井化学、等

 

まとめ

ここでは熱可塑性樹脂の特徴や構造・物性、それらに基づいた成形法、そして代表的なものの種類や特徴についてご紹介しました。他の記事では、プラスチック材料の物性測定についても分かりやすくまとめていますので、そちらもあわせてご参考ください。

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