【メッキ技能士直伝】プラスチック（合成樹脂）の基礎知識｜種類・加工方法・環境対応まで
- コネクション
- 6月26日
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更新日：9月20日
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「樹脂材料」とは、もともとは松などの木から採れる樹液成分を指す言葉でした。しかし現在では、一般的に プラスチック材料を意味する言葉 として広く使われています。
現代社会において、樹脂材料は私たちの生活に欠かせない存在です。身の回りを見渡すと、包装材やレジ袋といった日用品、定規やファイルなどの文房具、バケツや掃除用品、おもちゃ、家電製品まで、さまざまな製品に樹脂が活用されています。さらに、産業分野でも自動車部品や建材、電子機器の筐体など、多くの工業製品に樹脂材料が利用されています。
「樹脂材料」と一口に言っても、その範囲は非常に広く、耐熱性・耐薬品性・透明性・柔軟性など、用途に応じて多様な性質を持つプラスチックが存在します。ポリエチレンやポリプロピレン、ABS樹脂、ポリカーボネートなど、代表的な種類はそれぞれ異なる特徴を備えており、適材適所で使い分けられています。
本記事では、樹脂材料の種類や特徴、用途についてできるだけわかりやすく解説します。これから プラスチック材料の導入や選定を検討している方 にとって、素材選びの参考となる内容をまとめていますので、ぜひ最後までご覧ください。
■ＩＮＤＥＸ■
1.1. 天然樹脂と合成樹脂
1.2. 熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂
1.3. 金属との違い
2.1. 汎用プラスチック
2.2. エンジニアリングプラスチック
2.3. スーパーエンジニアリングプラスチック
3.1. 射出成型
3.2. 押出成型
3.3. ブロー成型
3.4. 真空成型
3.5. 3Dプリンター
4.1. 軽量性
4.2. 加工性の高さ
4.3. 多様な機能性
4.4. コストパフォーマンス
5.1. 環境問題
5.2. 耐久性・耐熱性
1. 樹脂材料とは何か？
1.1. 天然樹脂と合成樹脂
「樹脂材料」と聞いて、どのようなものを思い浮かべるでしょうか。もともと「樹脂」とは、樹木から分泌される樹液が固まってできた天然物を指していました。しかし現在では、石油などを原料に人工的に合成された プラスチック材料（合成樹脂） を意味するのが一般的です。
樹脂は大きく 天然樹脂と合成樹脂 の2種類に分類されます。天然樹脂には、マツから得られる松脂や漆のほか、動物由来の膠（にかわ）、べっ甲、鉱物由来の琥珀などがあります。これらは古代から接着剤、塗料、香料、薬品などに幅広く利用されてきました。
一方で現代の主流である合成樹脂は、石油を原料とした化学合成によって作られる高分子化合物です。軽量で加工しやすく、耐久性や耐薬品性に優れるため、包装材や日用品、建材、自動車部品、電子機器などあらゆる分野で活用されています。
本記事では、特に現代社会で欠かせない 合成樹脂の特徴や用途、代表的な種類 についてわかりやすく解説します。プラスチック材料の導入や素材選びを検討している方にとって、役立つ情報をまとめていますのでぜひ参考にしてください。
1.2. 熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂
合成樹脂は、大きく 「熱可塑性樹脂」と「熱硬化性樹脂」 の2種類に分けられます。
熱可塑性樹脂とは
熱可塑性樹脂は、熱を加えると柔らかくなり、冷やすと再び固まる性質 を持つ樹脂です。加熱と冷却を繰り返しても成形が可能なため、リサイクル性にも優れています。代表的な種類には、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、アクリル樹脂などがあり、食品容器やビニール袋、ペットボトル、定規やおもちゃなど、私たちの生活のあらゆる場面で使用されています。
熱硬化性樹脂とは
一方の熱硬化性樹脂は、一度加熱すると化学反応によって硬化し、その後は再加熱しても柔らかくならない性質 を持っています。強度や耐熱性、耐薬品性に優れている反面、再成形やリサイクルは難しい点が特徴です。代表的なものとして、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタンなどが挙げられ、電子部品や自動車部品、接着剤、塗料、さらにFRP（繊維強化プラスチック）の基材など、主に工業製品に利用されています。
1.3. 金属との違い
樹脂材料と金属材料の違い は、まず外観に現れます。金属は一般的に光沢があり不透明ですが、樹脂は光沢を抑えたものや、光を透過する透明なタイプも多く存在します。
次に大きな違いは密度と重量です。金属材料は密度が高く重量がありますが、樹脂材料は軽量で取り扱いやすいため、輸送や製品設計において大きな利点となります。
強度の面では金属が優れている場合が多いものの、樹脂の中にも「エンジニアリングプラスチック」と呼ばれる高強度タイプがあり、自動車部品や機械部品などで金属の代替として使用されることもあります。
さらに、伝導性の違いも重要です。金属は熱伝導性や電気伝導性に優れますが、樹脂は伝導性が低く絶縁性に優れているため、電子部品や電気機器の筐体に多く利用されています。
また、樹脂は加工のしやすさも大きな特徴です。射出成形などの方法により、複雑な形状を低コストで大量生産できるため、幅広い産業分野で採用されています。
このように、樹脂と金属には特性の違いが明確にあり、用途や目的に応じて使い分けることが重要 です。
2. 主要な樹脂材料の種類
2.1. 汎用プラスチック
樹脂材料は数多くの種類がありますが、大きく分けると以下の3つのカテゴリに分類されます。
汎用プラスチック
エンジニアリングプラスチック
スーパーエンジニアリングプラスチック
汎用プラスチックとは
汎用プラスチックは、私たちの日常生活で最も多く利用されるプラスチックです。価格が安く、大量生産に適しており、食品包装や日用品、建材など幅広い製品に活用されています。
代表的な種類と用途は以下の通りです
ポリエチレン（PE）：レジ袋、食品用ラップ、容器
ポリプロピレン（PP）：食品容器、自動車部品、家電製品
ポリスチレン（PS）：食品トレイ、発泡スチロール製品
ポリ塩化ビニル（PVC）：配管、床材、電線被覆
PET（ポリエチレンテレフタレート）：ペットボトル、衣料用繊維
このように、汎用プラスチックは 低コストで加工しやすく、生活に密着した樹脂材料 といえます。
2.2. エンジニアリングプラスチック
エンジニアリングプラスチックとは
エンジニアリングプラスチック（略してエンプラ）とは、汎用プラスチックに比べて 耐熱性・強度・剛性・耐衝撃性・耐摩耗性・耐薬品性 といった性能が大幅に向上した高機能プラスチックの総称です。
これらの特性により、エンプラは主に 工業用途 で使用され、自動車部品、電気・電子部品、精密機械、医療機器など幅広い分野で活躍しています。
代表的なエンジニアリングプラスチックの種類と用途
ナイロン（PA）：ギア、コネクタ、繊維
POM（ポリアセタール）：歯車、ファスナー、精密機械部品
ポリカーボネート（PC）：CD・DVD、車のヘッドライト、防弾ガラス
アクリル（PMMA）：看板、レンズ、水槽、ディスプレイカバー
PBT（ポリブチレンテレフタレート）：電気部品、自動車部品
エンジニアリングプラスチックの特徴
高強度で金属代替が可能
耐熱性・耐薬品性に優れる
精密部品や高機能製品に適している
2.3. スーパーエンジニアリングプラスチック
スーパーエンジニアリングプラスチックとは
スーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）は、エンジニアリングプラスチックの中でも 最高レベルの性能を持つ高機能材料 です。150℃以上の高耐熱性に加え、高強度・耐薬品性・耐クリープ性（長期間荷重がかかっても変形しにくい性質）を兼ね備えており、過酷な環境下での使用にも耐えることができます。
主な用途
その優れた特性から、スーパーエンプラは以下のような分野で広く採用されています。
航空宇宙産業
自動車（特にエンジン周辺部品）
医療機器（人工関節やインプラントなど）
電子部品・半導体製造装置
高精度が求められる産業機械
代表的なスーパーエンジニアリングプラスチックの種類と用途
ポリフェニレンスルフィド（PPS）：自動車エンジン周辺部品、電気絶縁部品
ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）：航空宇宙部品、医療用インプラント、半導体製造装置部品
液晶ポリマー（LCP）：小型コネクタ、薄型電子部品、光ファイバーケーブル
スーパーエンジニアリングプラスチックの特徴まとめ
耐熱性は150℃以上と非常に高い
耐摩耗性・耐薬品性に優れる
長期間の使用でも変形しにくい
過酷環境での使用に適している
3. 樹脂材料の加工方法
3.1. 射出成型
樹脂材料の大きな魅力のひとつは 加工方法の豊富さ にあります。製品の用途や形状に応じて最適な加工法を選択できるため、幅広い製品づくりに対応可能です。
その中でも代表的な加工法が 射出成型（インジェクションモールディング） です。射出成型では、プラスチックの原料（ペレット）を加熱して溶かし、高圧で金型に注入します。注入された樹脂は金型内で冷却・固化され、精密な成型品として取り出されます。
この方法は、複雑な形状の製品でも高い精度で 大量生産 が可能である点が大きな特徴です。そのため、家電製品、自動車部品、日用品、医療機器など、幅広い分野で利用されています。
3.2. 押出成型
押出成型は、断面形状が一定の製品を連続的に製造 するのに適した樹脂加工法です。この方法では、プラスチック原料を加熱して溶かし、目的の断面形状をもつ金型（ダイ）から連続的に押し出します。その後、押し出された材料を冷却し、必要な長さにカットして製品化します。
工程が比較的シンプルであるうえ、大量生産に向いているため、パイプ、シート、フィルム、ケーブル被覆 などの製造によく用いられます。
3.3. ブロー成型
ブロー成型は、中空構造の製品を効率的に製造 するのに適した樹脂加工法です。この方法では、加熱して柔らかくした筒状のプラスチック（パリソン）を金型に挿入し、内部に空気を吹き込んで膨らませます。プラスチックが金型の内壁に密着した状態で冷却・固化させることで、目的の形状を得られます。
代表的な製品には ペットボトル があり、その他にもタンク、洗剤ボトル、燃料容器など、中空で軽量かつ強度が求められる容器類 の製造に広く活用されています。
3.4. 真空成型
真空成型は、シート状のプラスチックを立体的な形状に加工 する樹脂加工法です。この方法では、プラスチックシートを加熱して柔らかくし、金型の上に置きます。その後、金型とシートの間の空気を真空状態にして吸引することで、シートが金型の形状に密着し、冷却後に目的の形状を得られます。
比較的薄肉で軽量な製品に適しており、食品トレイ、弁当容器、ブリスターパック（透明パッケージ） などの製造に広く活用されています。
3.5. 3Dプリンター
積層造形、一般には 3Dプリンティング（3Dプリンタによる造形） とも呼ばれるこの加工法は、比較的最近確立された樹脂加工技術です。デジタルデータに基づいて材料を一層ずつ積み重ねることで、立体物を直接成形できるのが特徴です。従来の加工法では難しかった複雑な形状や中空構造も、一体で高精度に造形可能です。
また、金型を使用しないため、試作、少量生産、カスタマイズ品の製造に非常に適している ほか、設計から完成までのリードタイムを大幅に短縮できる点も大きな利点です。
4. 樹脂材料のメリット
4.1. 軽量性
樹脂材料が広く普及している背景には、多くの使用上のメリットがあります。その代表的な特徴が 軽量性 です。樹脂は同じ形状の製品でも金属に比べて格段に軽く作ることができるため、輸送コストの削減に大きく貢献します。
特に自動車部品に樹脂を使用することで、車両の軽量化による燃費向上 が実現できます。これにより、二酸化炭素排出量の削減など、環境負荷の低減 にもつながるため、エコカーや次世代輸送機器の開発においても重要な材料となっています。
4.2. 加工性の高さ
樹脂材料の大きな魅力のひとつが 加工性の高さ です。前章で紹介したように、射出成型、押出成型、ブロー成型、真空成型、3Dプリンティングなど、多彩な成型方法を選択できるため、製品の形状や用途に応じた柔軟な対応が可能です。
特に 射出成型（インジェクションモールディング） は、ひとつの金型があれば複雑な形状の製品でも安定して成形でき、大量生産にも非常に適しています。そのため、家電、自動車部品、日用品、医療機器など、幅広い分野で活用されています。
4.3. 多様な機能性
樹脂材料は、機能面でも多くのメリット を持っています。
まず、電気絶縁性に優れている ため、電気を通したくない部品や製品に広く使用されています。特に家電や電子機器の内部部品では、この特性が重要です。
また、耐薬品性が高い ことも大きな利点です。薬品や溶剤を扱う装置、容器、配管部材など、化学的に厳しい環境下でも安定した性能を発揮します。
さらに、透明性の高い樹脂 は視認性やデザイン性にも優れており、中身が見える容器やカバー、照明カバーなど、見た目と機能の両立が求められる製品にも最適です。
4.4. コストパフォーマンス
樹脂材料は、コストパフォーマンスの高さ も大きな魅力です。
特に汎用プラスチックは、金属材料に比べて強度は劣るものの、日常用途の多くの製品では十分な性能を発揮します。材料費や加工費を含めた総コストを大幅に抑えられるため、経済的にも優れています。また、成形性に優れて大量生産に適している ことから、さらなるコスト削減も可能です。
一方で、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックは、高い性能を有する分、材料費が高額になる傾向があります。使用環境や構造要件によっては、金属材料の方が適しているケースもあります。
そのため、樹脂材料を選定する際は、用途や求められる性能に応じて最適な材料を選ぶこと が重要です。
5. 樹脂材料の課題
5.1. 環境問題
樹脂材料は多くの利点を持つ一方で、環境問題 という課題も抱えています。特に近年注目されているのが、廃棄されたプラスチックが適切に処理されずに海洋に流出する「海洋プラスチック問題」です。これは地球規模で早急な対策が求められる深刻な課題となっています。
海に流出したプラスチックは、紫外線や波の影響で劣化・破砕され、微細な粒子である「マイクロプラスチック」へと変化します。マイクロプラスチックは、海水中の有害化学物質（PCB、DDT、ダイオキシンなど）を吸着する性質があり、それを海洋生物が体内に取り込むことで、食物連鎖を通じて最終的には人間の体内にも影響を及ぼす可能性があります。
つまり、プラスチックの環境問題は単なる廃棄物の課題に留まらず、私たちの健康や生活に直結する深刻な課題 であると言えます。
5.2. 耐久性・耐熱性
樹脂材料は多くの利点を持つ一方で、金属材料と比較した際の課題 も存在します。その代表例が、耐久性や耐熱性において劣る場合がある点です。
特にプラスチックの耐久性に影響を与える要因として、紫外線 と 熱 が挙げられます。屋外に放置されたプラスチック製品が時間の経過とともに劣化してボロボロになるのは、紫外線によってプラスチックの分子結合が破壊されることが原因です。そのため、屋外で使用するプラスチック製品には、耐候性 を考慮することが重要です。
ただし、アクリル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル（PVC）などは、比較的耐候性に優れたプラスチックとして広く利用されています。また、エンジニアリングプラスチック や スーパーエンジニアリングプラスチック は、高い耐熱性を備えており、自動車部品や電気電子部品など、高温環境下で使用される製品にも適しています。
6. 環境への取り組みと未来の樹脂材料
樹脂材料は多用途で便利な素材ですが、前述のとおり環境負荷の課題も指摘されています。そのため、近年ではリサイクル技術や環境配慮型プラスチック素材の開発が進められています。
代表的な取り組みの一つが、使用済みペットボトルを再資源化し、衣類やカバンなどに再利用するリサイクル技術です。これは、循環型社会の実現に向けた具体的な例として注目されています。
さらに、植物由来の原料を用いたバイオマスプラスチックや、自然環境下で分解される生分解性プラスチックの研究も進んでおり、持続可能な素材として期待されています。これらの取り組みにより、樹脂材料は利便性を保ちながらも、環境負荷を抑える方向へと進化しています。
7. まとめ
本記事では、樹脂材料について、その基本的な性質から種類、加工方法、利点、課題まで幅広く解説しました。
もともと「樹脂」とは、樹木から分泌される天然の樹液成分を指していましたが、現在では主に石油由来の合成樹脂（プラスチック）を意味します。
樹脂材料は用途や性能に応じて、汎用プラスチック、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックの3種類に大別されます。これらは射出成型や押出成型など多様な加工方法に対応しており、金型を用いることで複雑な形状の製品も安定的に大量生産が可能です。そのため、日用品から自動車部品、電子機器まで幅広い分野で利用されています。
また、軽量性、加工性の高さ、コストパフォーマンスの良さは、金属材料に対する大きな利点です。一方で、海洋プラスチック問題などの環境負荷や耐久性・耐熱性の課題も存在します。そのため、リサイクル技術の活用やバイオマスプラスチック・生分解性プラスチックなど環境に配慮した素材の開発が進められています。
このように、樹脂材料は私たちの生活や産業に欠かせない一方で、持続可能な利用に向けた社会的責任も求められる素材です。
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1996年、福井工業大学附属福井高等学校を卒業後、地元のメッキ専門業者に入社、製造部門を4年経験後に技術部門へ異動になり、携帯電話の部品へのメッキ処理の試作から量産立ち上げに携わる。
30歳を目前に転職し別のメッキ専門業者に首席研究員して入社。メッキ処理の新規開発や量産化、生産ラインの管理、ISO9001管理責任者などを担当。
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