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プラスチックの性質

プラスチックの性質

プラスチックの性質は、5項目に分類されます。
ここにあげる性質は、一応の選択条件にはなりますが、使用される温度や湿度などに左右されやすいため、環境条件の変化によって対応する必要があります。



・機械的性質

プラスチックに力（荷重）を加えて変形したり、破壊したりする機械的変化に対する性質を機械的性質といいます。
機械的性質は、温度変化や力（荷重）の大きさ、力（荷重）がかかっている時間に左右されます。また、屋外で使用されるときには、紫外線などによる劣化も起こります。



・熱的性質

耐熱性や燃焼性などの熱的変化に対する性質を熱的性質といいます。
金属などと比較すると、一般的に熱可塑性プラスチックは、熱膨張係数や燃焼性が大きく、熱伝導率や比熱が小さくなります。また、使用可能最高温度が低くなります。



・化学的性質

各種薬品などに対する耐化学薬品性、耐ストレスクラック性や屋外使用での環境変化に対する耐候性などを化学的性質といいます。
プラスチックは、化学薬品などに接触した場合、何らかの変化が起こりますが、このデータ（耐化学薬品性データ）は、応力がかからない状態で1週間程度、薬品に接触させた後のプラスチックの外観、質量、寸法などの変化を示します。



・電気的性質

電気的性質は、電磁気学的性質ともいわれ、絶縁性や誘電性、帯電性などの性質があります。
プラスチックは、絶縁性がよいため、電気分野での使用が多いですが、一方で帯電もしやすいという欠点もあります。



・物理的性質

比重や光学的性質（屈折率）、吸湿性などを物理的性質といいます。
プラスチックの比重は小さく、熱処理や加圧によって性質が変化します。

成形材料の加工特性

ここでは、代表的な成形材料の特徴や用途、注意点、成形条件、物性などをあげています。（ただし熱硬化性プラスチックは物性のみ。）
成形材料は、あらゆる要因によって、さまざまな状態に変化することが多いので、一般的な特徴、用途、注意点、成形条件を記します。



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ポリアミド（ナイロン）(PA)

特徴


耐衝撃性や耐薬品性に特に優れ、電気特性にも優れている。

低温でも物性が劣化しない。

融点が高く、耐熱性がよい。

自己潤滑性があるので、機械部品の軸受けなどに使用される。

用途


機械摺動部品（軸受け、ギヤ、カムなど）やボルトなどに多く使用される。

注意点


吸水性があるので、成形前に十分な乾燥をしておかないと、所定の性能が得られなくなり、寸法精度が悪くなったり、材質変化してしまったりする。

成形時、溶融粘度が低いので、バリが出やすい。

成形条件


樹脂温度は、一般的に高めに設定する。

金型温度をコントロールして、成形品の冷却が均一に行われるようにする。

物性-1（乾燥温度〜射出圧力）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	乾燥 温度 [℃]	乾燥 時間 [時間]	シリンダ温度 [℃]	金型温度 [℃]	射出圧力 [kgf/]
ポリアミド (ナイロン）	ナイロン6	-	PA6	80	8〜15	220〜300	20〜90	800〜1500
	ナイロン6-6	-	PA66	80	8〜15	250〜350	20〜90	1000〜1500
物性-2（伸び率〜比重）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	伸び率[%]	成形 収縮率[%]	連続耐熱 温度[℃]	熱変形 温度 [℃]	比重
ポリアミド (ナイロン）	ナイロン6	-	PA6	25〜320	0.5〜1.5	82〜121	60〜70	1.12〜1.14
	ナイロン6-6	-	PA66	60〜320	0.8〜2.0	82〜121	66〜105	1.13〜1.15
物性-3（引張り強さ〜衝撃強さ）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	引張り強さ [kgf/]	圧縮強さ [kgf/]	曲げ強さ [kgf/]	衝撃強さ [kgf/]
ポリアミド (ナイロン）	ナイロン6	-	PA6	490〜850	914	560〜1250	1.0〜20.0
	ナイロン6-6	-	PA66	630〜850	1050	430〜1200	1.0〜5.4

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ポリプロピレン(PP)

特徴


一般的に使用されるプラスチックの中で最も比重が軽い。

流動性にも優れている。

ピンポイントゲートやダイレクトゲート、特殊ゲートなどさまざまなゲートに適用できる。

吸水性がほとんどないので、成形前の乾燥の必要がない。

金型温度により成形収縮率が変化する。

耐疲労性がよい。

折り曲げ強度が強い。

ひっぱり強度が強い。

用途


超大型成形品や超薄肉成形品に多く使用されている。

耐疲労性がよいので、ヒンジ（繰り返し曲げられる部分）などを取付ける部品に多く使用される。

注意点


成形収縮が大きいので、金型の冷却を十分に行わないと成形ひずみが生じる。

寸法精度が要求される成形品などの成形は、温度調節を行う。

ヒケや空洞など不良が出やすいので、射出圧力を若干高めに設定する。

成形条件


金型温度は、一般的には40〜60℃です。

射出圧力は、800〜1200kgf/が標準といわれているが、バリが発生しない程度の最高圧力がよい。

成形温度は、200〜300℃の範囲での成形がよく、若干高めに設定する。

物性-1（乾燥温度〜射出圧力）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	乾燥 温度 [℃]	乾燥 時間 [時間]	シリンダ温度 [℃]	金型温度 [℃]	射出圧力 [kgf/]
ポリプロピレン	一般	-	PP	-	-	180〜300	20〜90	600〜1410
	-	ガラス繊維 40％	PP	-	-	200〜300	20〜90	703〜1410
物性-2（伸び率〜比重）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	伸び率[%]	成形 収縮率[%]	連続耐熱 温度[℃]	熱変形 温度 [℃]	比重
ポリプロピレン	一般	-	PP	100〜800	1.0〜2.5	88〜115	103〜130	0.90〜0.91
	-	ガラス繊維 40％	PP	2.0〜4.0	0.2〜1.8	121〜138	110〜161	1.22〜1.23
物性-3（引張り強さ〜衝撃強さ）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	引張り強さ [kgf/]	圧縮強さ [kgf/]	曲げ強さ [kgf/]	衝撃強さ [kgf/]
ポリプロピレン	一般	-	PP	210〜400	260〜562	352〜492	1.5〜110
	-	ガラス繊維 40％	PP	560〜1000	387〜492	492〜1000	6〜11

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ポリエチレン(PE)

特徴


ポリエチレンには、2つの種類があり、低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンに分けられる。

低密度ポリエチレンは、高密度ポリエチレンと比較して柔らかく、成形性に優れている。

高密度ポリエチレンは、剛性、耐衝撃性に優れている。

耐薬品性に優れている。

吸水性がほとんどないので、成形前の乾燥の必要がない。

用途


低密度ポリエチレンは、柔軟性や成形品の形状が複雑なものや包装材料として多く利用されている。

低密度ポリエチレンは、成形材料の流動性をよくするための材料としても使用されている。

高密度ポリエチレンは、円筒容器やコンテナなどの大型成形品に使用されている。

注意点


金型温度を高めに設定すると、成形サイクルが長くなる、衝撃強度が低下する、成形収縮が大きくなる、比重が大きくなる。

金型温度を低めに設定すると、成形品の表面がはがれたり、変形したりする。

成形条件


金型温度を高めに設定すると、成形品の光沢が増し、外観がよくなる。

射出圧力を高くすると、金型内の溶融プラスチック温度が均一になり、成形品の密度や強度もよくなる。

溶融プラスチック充填後は、低い保圧をかけるとよい。

物性-1（乾燥温度〜射出圧力）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	乾燥 温度 [℃]	乾燥 時間 [時間]	シリンダ温度 [℃]	金型温度 [℃]	射出圧力 [kgf/]
ポリエチレン	低密度	-	LDPE	-	-	150〜270	20〜60	500〜2110
	中密度	-	MDPE	-	-	200〜300	10〜60	562〜2110
	高密度	-	HDPE	-	-	200〜300	10〜80	600〜1410
物性-2（伸び率〜比重）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	伸び率[%]	成形 収縮率[%]	連続耐熱 温度[℃]	熱変形 温度 [℃]	比重
ポリエチレン	低密度	-	LDPE	90〜800	1.5〜5.0	80〜100	37.6〜49.2	0.91〜0.925
	中密度	-	MDPE	50〜600	1.5〜5.0	48.7〜121	48.7〜73.7	0.926〜0.940
	高密度	-	HDPE	20〜130	2.0〜6.0	78〜124	59.8〜88	0.941〜0.965
物性-3（引張り強さ〜衝撃強さ）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	引張り強さ [kgf/]	圧縮強さ [kgf/]	曲げ強さ [kgf/]	衝撃強さ [kgf/]
ポリエチレン	低密度	-	LDPE	42〜161	-	-	破壊しにくい
	中密度	-	MDPE	84〜246	-	337〜492	2.7〜87
	高密度	-	HDPE	218〜387	190〜253	-	2.7〜87

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アクリロニトリルブタジェンスチレン(ABS)

特徴


弾力性があり、割れにくいという性質を持っている。

非晶性プラスチックなので、耐候性に乏しい。

寸法安定性がよい、バランスのとれた材料である。

2次加工（機械加工やメッキ加工、溶剤接着など）が比較的容易にできる。

用途


家電製品や内装品などに多く使用されている。

注意点


吸湿性があるので、成形前には必ず乾燥をしておかないと、表面に気泡を生じたり、クラック（割れ）などが起こりやすくなる。

成形品設計の面でも、溶融プラスチックが充填しにくい薄肉部の形状をさける。

成形条件


金型温度は、60〜80℃と比較的高温にして温度を安定させる。

射出圧力は、流動性がかなり悪いため、やや高めに設定する。

物性-1（乾燥温度〜射出圧力）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	乾燥 温度 [℃]	乾燥 時間 [時間]	シリンダ温度 [℃]	金型温度 [℃]	射出圧力 [kgf/]
ABS (アクリロ ニトリル ブタジェン スチレン）	高剛性	-	ABS	70〜80	2	180〜260	40〜80	560〜1760
	耐熱性	-	ABS	70〜80	2	250〜300	40〜80	560〜1760
	-	ガラス繊維 20％〜40％	ABS	70〜80	2	200〜260	40〜80	1050〜2810
物性-2（伸び率〜比重）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	伸び率[%]	成形 収縮率[%]	連続耐熱 温度[℃]	熱変形 温度 [℃]	比重
ABS (アクリロ ニトリル ブタジェン スチレン)	高剛性	-	ABS	3.0〜20.0	0.2〜0.9	60〜93	82〜108	1.02〜1.07
	耐熱性	-	ABS	5.0〜25.0	0.2〜0.9	88〜165	93〜122	1.05〜1.08
	-	ガラス繊維 20％〜40％	ABS	2.5〜3.0	0.1〜0.2	93〜110	93〜118	1.22〜1.36
物性-3（引張り強さ〜衝撃強さ）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	引張り強さ [kgf/]	圧縮強さ [kgf/]	曲げ強さ [kgf/]	衝撃強さ [kgf/]
ABS (アクリロ ニトリル ブタジェン スチレン)	高剛性	-	ABS	400〜610	127〜879	773〜1000	6〜33.7
	耐熱性	-	ABS	400〜560	506〜702	703〜1050	10.9〜35.4
	-	ガラス繊維 20％〜40％	ABS	570〜740	600〜1550	1120〜1900	5.4〜13.1

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ポリカーボネート(PC)

特徴


融点が高く、また溶融粘度も高い。

成形収縮率は、0.5〜0.8%と比較的小さく、ゲートの位置にも左右されない。

150℃以下では軟化しない。

衝撃強さが優れている。

成形収縮率が小さく、寸法安定性がよい。

用途


強度を必要とする部分や、動的な厳しい荷重を受ける部分に使用される。

注意点


吸水性があるので、成形前に乾燥しておかないと、成形品の外観や品質に大きく影響する。

金型温度を高くすると、成形サイクルが長くなる。

金型温度を低くすると、成形品にひずみを生じやすくなる。

射出圧力が高すぎると、成形品内部にひずみを生じ、割れやすくなる。

成形条件


金型温度は、85〜110℃の範囲がよく、高くすると流動性がよくなり、光沢もよく、ひずみの少ない成形品が得られる。

射出圧力は、高く設定する。

成形温度は、260〜300℃の範囲で成形する。

物性-1（乾燥温度〜射出圧力）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	乾燥 温度 [℃]	乾燥 時間 [時間]	シリンダ温度 [℃]	金型温度 [℃]	射出圧力 [kgf/]
ポリカーボ ネート	一般	-	PC	120	24	250〜380	80〜120	700〜1500
	-	ガラス繊維 10％以下	PC	120	24	270〜380	80〜120	700〜1410
	-	ガラス繊維 10％〜40％	PC	120	24	270〜380	80〜120	1050〜2810
物性-2（伸び率〜比重）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	伸び率[%]	成形 収縮率[%]	連続耐熱 温度[℃]	熱変形 温度 [℃]	比重
ポリカーボ ネート	一般	-	PC	100〜130	0.5〜0.7	121〜133	132〜143	1.19〜1.20
	-	ガラス繊維 10％以下	PC	5〜10	0.2〜0.5	135	146	1.27〜1.28
	-	ガラス繊維 10％〜40％	PC	0.9〜5.0	0.1〜0.3	135	149〜154	1.24〜1.52
物性-3（引張り圧力〜衝撃強さ）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	引張り強さ [kgf/]	圧縮強さ [kgf/]	曲げ強さ [kgf/]	衝撃強さ [kgf/]
ポリカーボ ネート	一般	-	PC	550〜735	844	950	66〜100
	-	ガラス繊維 10％以下	PC	630〜675	984	1050	6.5
	-	ガラス繊維 10％〜40％	PC	840〜1760	914〜1480	1200〜2250	11

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ポリスチレン(PS)

特徴


流動性がきわめてよい。

成形収縮が少なく、吸水性もない。

熱安定性がよいので成形温度を上げすぎても熱分解したりしない。

電気絶縁性、耐薬品性に優れている。

注意点


成形条件を誤ると成形品の内部にひずみが残り、離型するときにクラック（割れ）を生じる。

射出圧力は、高すぎると離型が悪くなったり、バリを発生してしまう。

成形条件


金型温度は、一般的には40℃以下がよいが、成形品の表面光沢をよくするには60〜70℃程度にするとよい。

物性-1（乾燥温度〜射出圧力）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	乾燥 温度 [℃]	乾燥 時間 [時間]	シリンダ温度 [℃]	金型温度 [℃]	射出圧力 [kgf/]
ポリスチレン	一般	-	GPPS	-	-	120〜310	20〜70	700〜2110
	高衝撃性	-	HIPS	-	-	190〜280	10〜80	703〜2110
	耐熱性	-	PS	-	-	190〜280	20〜80	703〜2110
	-	ガラス繊維 20％〜30％	PS	-	-	170〜280	20〜80	1050〜2810
物性-2（伸び率〜比重）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	伸び率[%]	成形 収縮率[%]	連続耐熱 温度[℃]	熱変形 温度 [℃]	比重
ポリスチレン	一般	-	GPPS	1.6〜4.0	0.2〜0.7	60〜80	74〜110	1.03〜1.09
	高衝撃性	-	HIPS	13.0〜50.0	0.2〜0.8	59.8〜82	72〜104	1.03〜1.06
	耐熱性	-	PS	2.0〜60.0	0.2〜0.6	-	-	1.05〜1.09
	-	ガラス繊維 20％〜30％	PS	1.0〜2.0	0.1〜0.3	82〜93	97〜110	1.20〜1.33
物性-3（引張り強さ〜衝撃強さ）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	引張り強さ [kgf/]	圧縮強さ [kgf/]	曲げ強さ [kgf/]	衝撃強さ [kgf/]
ポリスチレン	一般	-	GPPS	350〜840	809〜1120	550〜1000	1.1〜2.2
	高衝撃性	-	HIPS	200〜476	281〜633	211〜844	2.6〜20.0
	耐熱性	-	PS	350〜530	-	-	2.2〜19.0
	-	ガラス繊維 20％〜30％	PS	630〜1050	949〜1270	738〜1410	1.4〜2.2

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塩化ビニル(PVC)

特徴


溶融したときの粘度が高い。

溶融プラスチックの流動性が悪い。

耐酸性や耐アルカリ性などの化学的性質に優れている。

耐気候性が悪く、温度差に弱い。

接着剤が使用可能。

注意点


温度管理を十分に行わないと、成形品が熱分解により、焼けを発生したり、金型を腐食してしまう原因となる。

射出圧力の伝達をよくするためにスプルー、ランナー、ゲートは太く、短くして、成形品の肉厚を可能な限り厚くする。

射出速度が速いと、金型ゲート部で摩擦熱を発生させ、焼けの原因となる。

成形条件


射出圧力は、800〜1200kgf/の範囲で成形するが、若干高めに設定する。

成形温度は、低めの設定がよいが、一般的には180〜190℃で成形する。

物性-1（乾燥温度〜射出圧力）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	乾燥 温度 [℃]	乾燥 時間 [時間]	シリンダ温度 [℃]	金型温度 [℃]	射出圧力 [kgf/]
ポリ塩化 ビニル	軟質	-	SPVC	-	-	140〜190	10〜60	562〜1760
	硬質	-	HPVC	-	-	170〜210	10〜60	703〜2810
物性-2（伸び率〜比重）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	伸び率[%]	成形 収縮率[%]	連続耐熱 温度[℃]	熱変形 温度 [℃]	比重
ポリ塩化 ビニル	軟質	-	SPVC	200〜450	1.0〜5.0	-	-	1.35〜1.6
	硬質	-	HPVC	40〜80	0.1〜0.5	54.2〜105	57.0〜82	1.30〜1.58
物性-3（引張り強さ〜衝撃強さ）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	引張り強さ [kgf/]	圧縮強さ [kgf/]	曲げ強さ [kgf/]	衝撃強さ [kgf/]
ポリ塩化 ビニル	軟質	-	SPVC	100〜240	63〜120	-	2.2〜100
	硬質	-	HPVC	385〜630	562〜914	703〜1120	大きく変わる

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エポキシ樹脂(EP)

物性-1（乾燥温度〜射出圧力）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	乾燥 温度 [℃]	乾燥 時間 [時間]	シリンダ温度 [℃]	金型温度 [℃]	射出圧力 [kgf/]
エポキシ樹脂	-	ガラス繊維	EP	-	-	-	-	-
	低比重	ガラス玉	EP	-	-	121〜149	-	703〜1050
物性-2（伸び率〜比重）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	伸び率[%]	成形 収縮率[%]	連続耐熱 温度[℃]	熱変形 温度 [℃]	比重
エポキシ樹脂	-	ガラス繊維	EP	4	0.1〜0.5	149〜260	-	1.6〜2.0
	低比重	ガラス玉	EP	-	0.6〜1.0	-	-	0.75〜1.0
物性-3（引張り強さ〜衝撃強さ）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	引張り強さ [kgf/]	圧縮強さ [kgf/]	曲げ強さ [kgf/]	衝撃強さ [kgf/]
エポキシ樹脂	-	ガラス繊維	EP	703〜1410	1760〜2810	703〜4220	10.9〜163
	低比重	ガラス玉	EP	176〜281	703〜1050	352〜492	0.82〜1.36

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フェノール樹脂(PF)

物性-1（乾燥温度〜射出圧力）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	乾燥 温度 [℃]	乾燥 時間 [時間]	シリンダ温度 [℃]	金型温度 [℃]	射出圧力 [kgf/]
フェノール樹脂	-	-	PF	-	-	-	-	-
	高衝撃	木粉、綿	PF	-	-	183〜222	-	703〜1410
	高強度	ガラス繊維	PF	-	-	165〜199	-	352〜1410
物性-2（伸び率〜比重）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	伸び率[%]	成形 収縮率[%]	連続耐熱 温度[℃]	熱変形 温度 [℃]	比重
フェノール樹脂	-	-	PF	1.0〜1.5	1.0〜1.2	121	-	1.21〜1.30
	高衝撃	木粉、綿	PF	0.4〜0.8	0.4〜0.9	149〜176	-	1.34〜1.45
	高強度	ガラス繊維	PF	0.2	0.1〜0.4	176〜288	-	1.69〜2.0
物性-3（引張り強さ〜衝撃強さ）
樹脂名	グレード	充てん材	略号	引張り強さ [kgf/]	圧縮強さ [kgf/]	曲げ強さ [kgf/]	衝撃強さ [kgf/]
フェノール樹脂	-	-	PF	492〜562	703〜2190	844〜1050	1.09〜1.96
	高衝撃	木粉、綿	PF	352〜633	155〜253	492〜984	1.31〜3.27
	高強度	ガラス繊維	PF	352〜1270	1120〜4920	703〜422	1.63〜100