身の周りのプラスチック製品～各用途における要求特性や材料をご紹介

この記事では、身の周りのプラスチック製品について紹介していきます。プラスチック材料の大きな特徴は金属材料に比べて軽く、自由に形状を変えることができることです。また、耐熱性や、電気的特性などの特徴をもつ素材もあるため、各産業分野において、もはや必要不可欠な材料となっています。
今回は、以下のプラスチックが利用されている様々な分野の中から、家電製品分野、輸送分野と建築分野に注目して具体例とともにプラスチック製品が各分野でどのように使われているのかご紹介します。

プラスチックは、日常のあらゆる場所で使用されています。＜表1＞では、プラスチックの使用分野、要求特性、用途、材料をまとめました。

まずは、日々の生活に最も身近な家電製品分野から説明します。大型家電製品と言われているテレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコンのすべてにプラスチックが使われています。
例えば、テレビでは、現在主流となってきている液晶テレビでのプラスチックの割合が大きくなっています。プラスチックを使うことで、大型テレビの軽量化が可能になりました。
テレビ以外の大型家電では、プラスチックは主に以下の部品に使われています。

このように、家電製品分野では主にプラスチックの軽くて丈夫な性質や、電気絶縁特性を活かした利用法が用いられています。
次の段落では、輸送分野でのプラスチック利用について解説していきます。

今回は、輸送分野の中でも特に金属のプラスチック化が進んでいる、自動車と航空機のプラスチックについて解説します。

最近、自動車分野では様々な部品でプラスチック材料が金属材料に取って代わりつつあります。すでにプラスチックは自動車で、体積にすると約30%を占めてるほどになってきました。
当初は主に、バンパーやダッシュボード、ドアの内張り、天井等でしたが、最近ではガソリンタンクをはじめとして様々な部品で用いられています。例えば、プラスチックはガラスと比べて割れにくいので、ヘッドランプやリアランプのレンズ等にも使用されています。また、自動車ではいろいろな制御が電気で行われているので、ここでもプラスチックの電気的特性が活かされます。電気部品や配線、コネクター、バッテリーケース等にプラスチックは欠かせません。エンジンまわりでも、効率化のため、吸気管などにプラスチックが使われていて、最近では、自動車の燃費向上から、重量を軽くするために車体外板のフェンダーや後部ドア等、更なるプラスチック化が進展しています。

航空機でも自動車と同様に、様々な部分でプラスチックが使われています。航空機では、プラスチックの軽量、耐火性、絶縁性などを活かし内装だけでなく、機体にもプラスチックが使われています。 現代の航空機の内装材としては、以下のようにプラスチックが使われています。

また、機体に使用されるプラスチック材料は、各部位に使われる材料表を参考にしてください。

このように、自動車や航空機などの輸送分野でも様々な部位にプラスチックは利用されています。

次の段落では、建築分野で用いられるプラスチックを紹介します。

家電、自動車、飛行機同様に建築分野でも様々な個所でプラスチックは利用されています。以下は、使用箇所とその具体例および一般的に使用されるプラスチックの一覧です。

上記の一覧の各使用箇所に対し、具体例を1つずつご紹介していきます。

従来からのプラスチックを使用した合板としては、普通合板の表面に美観と耐久性を目的として、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、PVCシート、ポリオレフィン系シート等を貼ったものがあります。 また、芯材(ポリエチレン)をアルミ板でサンドイッチした構造のアルミ樹脂複合板(アルポリック等)も知られています。この複合板は、軽量性と高剛性、耐水性や防火性があるため、外装材、内装材、看板材等で使用されています。

プラスチックを用いる屋根用板としては、従来からのポリ塩化ビニル製と、最近ではポリカーボネートがあります。特に、ポリカーボネートは硬質板の中でも特に透明性、耐候性、耐衝撃性に優れていて、また難燃性であるため、これを波板として、屋根材料として用いられています。

樹脂サッシでは主に塩化ビニル樹脂が用いられています。塩ビ樹脂は長寿命、省資源型であり、生産コストや加工性にも優れていて、リサイクル性も期待できるので、樹脂サッシとしては現在の主流となっています。

建築用断熱材は「繊維系」と「天然素材系」、「発泡プラスチック系」に大きく分類されています。 「発泡プラスチック系断熱材」としては、押出し発泡ポリスチレン、ビーズ法ポリスチレン(発泡スチロール)、ウレタンフォーム、高発泡ポリエチレン、フェノールフォームがあります。
このうち、フェノールフォーム断熱材は、他の発泡材に比べて酸素指数が高く、また火炎を当てると表面に炭化層を形成して内部を保護するので耐燃焼性に優れた高性能断熱材なのです。
以下は、各発泡プラスチック系断熱材に用いられている樹脂の酸素指数の一覧です。酸素指数は、材料が燃えるのに必要な最小酸素量で、その値が高いほど燃え難くなっています。

水道用樹脂管としては、ポリ塩化ビニル管（PVC）とポリエチレン管(PE）が使用されています。
ポリ塩化ビニル管は、赤さびなどが出ないため、水道管をはじめ下水道管・電線管・土木用など広範囲に使用されています。ポリエチレン管の場合、水道水用途には耐候性の高い外層と耐塩素水性の高い内層の二層構造からなっている、水道用ポリエチレン二層管を使用します。

人工大理石は使用する樹脂で大きく次の３種類に分類されます。その特徴は以下のようになっています。

プラスチックは電気絶縁性、量産成形性、難燃性など様々な特徴を活かして、身近な家電製品から、輸送分野や建築分野まで幅広い分野で利用されています。この記事では、身の周りのプラスチック製品について紹介しました。身の周りのたくさんの製品に様々な種類のプラスチックが使われていること、お分かりいただけたかと思います。


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