プラスチックとは？その定義は？

プラスチック材料の定義

プラスチックの特徴

1．加工しやすく形状を作りやすい

射出成形、ブロー成型、押出成形、真空成形などが可能。

2．柔らかく傷つきやすい

表面硬さ（鉛筆硬度）が、最大硬度のアクリルでB～2B程度。

3．自由に着色でき、透明品も製作可能

光学レンズとして使用される非晶性樹脂は透明度が高く、成形によるひずみが少ない樹脂が使われます。代表的なものはPMMA、PC、COPなどです。
（PMMA：アクリル　　PC：ポリカーボネイト　　COP：シクロオレフィンポリマー　）

4．電気、水、熱を通さない

5．腐らない

自然環境保護の観点から、紫外線劣化が少ないPVCなどは問題視され、生分解性プラスチック^※に注目が集まっている。

※生分解性プラスチック：自然界の微生物による分解性を持たせ，環境負荷を抑えたプラスチック。大きく分けると（1）微生物が生産するもの、（2）植物や動物などを原料としたもの、（3）化学合成したもの、（4）デンプンなどを混ぜて分解しやすくしたものに分けられる。ただし、（4）には細かくなるだけで完全には分解しないものもあり、これらは別に自然崩壊性プラスチックと呼ぶこともある。

プラスチック材料の価格

プラスチック材料の分類

射出成形用の樹脂材料はいろいろな分類があります。以下にその代表的な分類を記します。

分類1：熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂

熱可塑性樹脂：温度上昇で流動可能になり、冷えると固まり、この挙動の繰返しが可能。
（例）ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ナイロン、PETなど

熱硬化性樹脂：化学反応などにより固化し、その後の再加熱では流動しない
（例）フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂など

分類2：結晶性樹脂と非結晶性（非晶性）樹脂

100％ではないが結晶化する結晶性樹脂と、100%結晶化しない非晶性樹脂に分けられます。

大きな違いは射出成形などでの成形収縮で、結晶性樹脂は結晶化による収縮が大きく10～30/1,000程度であるのに対して、非晶性樹脂は4～7/1,000程度と数倍の違いが見られます。
一般的に、結晶化によって高温に耐えられ、薬品にも侵され難い性質となっています。

左のPVTグラフ（温度、圧力と比容積の関係）は結晶性樹脂のもので、右は非晶性樹脂のものです。グラフの形（比容積の変化）が違うのは結晶化の有無で、非晶性樹脂の方が比容積変化が小さいことがわかります。

※比容積、温度の値は同一レンジ

分類3：汎用樹脂、エンジニアリングプラスチック（エンプラ）、特殊エンプラ（スーパーエンプラ）

こちらの分類は連続使用温度の違いによるものですが、材料単価も比例して高くなります。

分類4：強化材料と非強化材料

ガラス繊維（GF）や炭素繊維（CF）などを配合することで、連続使用温度が上がり、強度・剛性全般も高くなります。ただし、GFは棒状の繊維のため、繊維の向き（配向）により下記の図のような収縮の異方性が発現します。繊維配向は樹脂の流動の影響が大きく、樹脂流動解析による検討が有効です。また、GFの量により密度は大きくなります。流動の末端でGFの量がやや多くなるという報告もあります。

強化材料以外では、収縮率を抑えるためにタルク^※を配合したり、材料に配合して増量させるために炭酸カルシウムを配合したりすることもあります。 単価としては、CF＞GF＞タルク＞炭カルですが、汎用材PPではタルクの方が高価となります。

※タルク：フィラーの一種。樹脂と混ぜ合わせることで剛性・耐熱性・寸法安定性を高める。

異方性収縮の変形例