エンジニアリングプラスチックの基礎的知識～「汎用」と「特殊」、代表的材料の性質と用途と成形法

この記事では、工業用に使用されるプラスチック、エンジニアリングプラスチック（エンプラ）の種類・性質・用途をはじめ、それらのメーカーや成形法を紹介します。
これまでの記事で、プラスチックについての基礎知識や材料選定のポイントなど、分かりやすく紹介していますので、そちらも合わせてご参考ください。

プラスチックが登場した当初は「プラスチックはもろくて割れやすい」というイメージがありましたが、その後の研究開発により飛躍的に性能が高められ、現在では工業用の過酷な条件下でも使用可能になるような製品が数多く存在します。このような様々な機能を強化した合成樹脂の総称を「エンジニアリングプラスチック（エンプラ）」と呼んでいます。

熱に弱いプラスチックの性質を改善した耐熱性の高い合成樹脂が開発され、高耐熱性と同時に機械的強度も向上しています。中でもエンプラは、使用温度や強度の点で、金属部品と汎用プラスチック部品の中間的／補完的な位置にあり、軽量化や低コスト化を実現しています。そのため、多くの種類が開発され、用途に応じて使い分けられています。

ポリアセタール（POM）、ポリアミド（PA）、ポリカーボネート（PC）、変性ポリフェニレンエーテル（m-PPE）、ポリブチレンテレフタレート（PBT）が5大汎用エンプラと称され、エンプラ全体の約9割を占めると言われています。また、エンプラのさらに上を行く「特殊エンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）」と称されるものもあります。

これらについて、以下で詳しく解説していきます。

主な汎用エンジニアリングプラスチックの特徴や用途およびメーカーと商品名を＜表1＞にまとめました。

特殊エンジニアリングプラスチック(スーパーエンプラ)は、エンプラの中でも特に性能の高いものを指し、高い耐熱温度や耐溶剤性をはじめとした優れた特徴があります。主なスーパーエンプラの特徴と用途およびメーカーと商品名を＜表2＞にまとめました。

現在、汎用エンプラや特殊エンプラには分類されていない、次のようなエンプラもあります。

超高分子量ポリエチレン（UHPE or HMWPE）は、通常2～30万の分子量を100～700万まで高めたポリエチレンです。一般的なポリエチレンとは加工法も特性も大きく異なるので、汎用のポリエチレンとは区別され、特殊エンプラの１つともみなされています。
熱可塑性ポリエステルエラストマー（TPC）は、加硫ゴムと同様のゴム弾性がありますが、加熱によって溶融・流動するので、他の熱可塑性プラスチックと同様の成形加工が可能です。また、従来からの熱可塑性エラストマーと比較して使用可能な温度領域が広く、耐久性に優れることから、幅広い分野での用途展開が行われています。

エンジニアリングプラスチック（エンプラ）の成形法では、熱可塑性樹脂の成形方法が利用できます。 しかしエンプラは、耐熱性が100℃以上の樹脂であるため、従来のプラスチックの成形加工温度よりも高温となるものが多く、その融点に応じた加工温度や樹脂の流動性について、より適切な条件設定が必要となります。
以下、適用できる成形方法と成形加工時に特に留意する点を汎用エンプラ＜表4＞と、スーパーエンプラ＜表5＞別にまとめました。

ここでは、代表的なエンジニアリングプラスチック（エンプラ）について解説しました。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。