エンジニアリングプラスチックは、どんな特性(とくせい)を持つプラスチック？

生活に必要な、たくさんのものに使われているプラスチック。その中でも、高い熱でも溶とけにくく、強い力がかかっても簡単かんたんに壊こわれない強さを持っているのが「エンジニアリングプラスチック」（エンプラ）です。

日常にちじょう生活で使われているプラスチックと、どんな点が違ちがうのでしょうか。そして、どんなところで使われているのでしょうか？

エンジニアリングプラスチックはたくさんの種類しゅるいがあって、全てを紹介しょうかいすることはできませんが、主な5種類の特性とくせいと、その用途ようとについて紹介しょうかいしましょう。

エンジニアリングプラスチック（エンプラ）は、プラスチックの種類しゅるいの一つです。

エンジニアリングとは、少し難むずかしい説明になりますが、数学や化学、物理学といった学問を、工業の分野に応用おうようすること。

エンジニアリングプラスチックは、その意味の通り、工業用に開発されたプラスチック樹脂じゅしをさしています。

エンジニアリングプラスチックと、食品容器ようきなどに使われている一般的なプラスチックとの大きな違いは、耐えられる熱の温度です。

プラスチックはその特性により、大きく2種類しゅるいに分けられます。

一つは「熱可塑性樹脂かそせいじゅし」という種類で、高温を加えると溶とけて、冷えると固まる特性とくせいがあります。

もう一つは、「熱硬化性樹脂こうかせいじゅし」という種類で、熱を加えると固まる特性を持っています。

エンジニアリングプラスチックは「熱可塑性樹脂」の中に含ふくまれるプラスチックで、常つねに100℃以上の熱に耐たえられることが目安とされています。

また、引っ張ひっぱる力に対して40MPa以上の強さを持つこともエンプラの特性と言えます。

1MPaは、10.2kg/㎠（平方センチメートル）の力と同じで、1㎠当たり10.2kgですから、その40倍以上の1㎠当たり408kgの力がかかっても、簡単かんたんには壊こわれないほどの強さを持っているということになります。

上の図は、エンプラで作った、断面だんめんの辺がそれぞれ1cmの四角形の棒ぼうです。

40MPa以上の強さがあるということは、この棒に体重40kgの人が10人ぶら下がってもこわれないくらいの強さがあるということです。

エンジニアリングプラスチックは、100℃以上の高温に耐たえられるとお話ししました。

なぜ、プラスチックなのに、そんなに高い熱に耐たえられる特徴とくちょうを持つようになったのでしょう？それは、私わたしたちの生活が工業製品せいひんに頼たよるようになったためです。

世界中で、鉄や金属きんぞく、繊維せんいなどの工業生産が活発になった1960年代から、日本でも住宅じゅうたくや車、衣類などが工業化されて、さまざまなものが工場で作られるようになりました。

大量に色々な種類のものを作るためには、「安く作れて、軽く、加工しやすい素材そざい」が必要です。

金属は硬かたくて丈夫ですが、加工に手間や時間がかかることが多く、重たいことや水分の多い場所では錆さびて丈夫さを失うことがデメリットでした。

そこで注目されたのがプラスチックです。そのうち、高温にも強く、強い力がかかってもこわれにくく、金属に近い丈夫じょうぶさを持つプラスチックがエンジニアリングプラスチックです。

高熱に耐えられる特性を持ちながら、熱を加えると溶とけて、自由な形を作ることができる点や、冷えて固まった後の強度がしっかりしている点、とても軽くて大量生産に向いている点などが、エンプラの全体的な特徴です。

エンプラは、目的に合わせて多くの種類が開発されました。その中から、主な5種類の特徴を見て行きましょう。

常用じょうよう耐熱たいねつ温度：120℃〜+130℃

衝撃しょうげきに強く、無色透明とうめいで透明度が高いことから、多くの製品に使用されています。

弱点は、アルカリなどの薬品に対する耐性たいせいが低いことです。

＜ナイロン＞

常用耐熱温度：80℃〜140℃

衝撃しょうげきやすり減へりに強く、薬品に対してもある程度ていどの強さを持っています。乳白色にゅうはくしょくをしていて、透明度は高くありません。

弱点は、酸さんに対して弱い、吸水性きゅうすいせいが高いこと。水を吸すうとふくらんでしまうので、正確せいかくな寸法すんぽうが求められる部品や部材には使えません。

常用耐熱温度：80℃〜120℃

すり減へりに強い、優すぐれた素材そざいです。白色をして透明性とうめいせいがないことから、多くは着色して使われます。

弱点は、酸さんに弱いものも一部あることです。

常用耐熱温度：60℃〜140℃

ポリブチレンテレフタレートは、衝撃に強く、電気を絶縁ぜつえんする性能に優れています。

加工がしやすい素材であり、ガラス繊維せんいと混まぜて使うことが多いです透明性はなく、白色をしています。

常用耐熱温度：260℃

ふっ素樹脂は活用しやすい素材で、複数ふくすうの種類が開発されました。

代表的なものは、ポリテトラフルオロエチレン（PTEE）で、高熱やすり減り、薬品に耐える力に優すぐれ、非粘着性ひねんちゃくせいを持ちます。透明性とうめいせいはありません。

非粘着性というのは、くっつく特性を持つものに対して、くっつかないか、くっつきにくい性質のことです。

シールを貼はってもすぐに剥はがれるものがありますね。そういうものに対して、「非粘着性が高い」と言います。

高熱に耐える力がとても高いためスーパーエンジニアリングプラスチックに分類されますが、強度面では、他のエンジニアプラスチックよりも低くなります。

エンジニアリングプラスチックは、40MPaメガパスカルの引っ張り力に耐えられる強さがあると説明しましたが、ふっ素樹脂の場合は、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）という種類で30MPaほどです。

ポリテトラフルオロエチレンは、アメリカのケマーズ社が開発したコーティング材が、テフロンという商品名でフライパンに多く使われていることで知られています。

強度や高熱への耐性に優すぐれているエンジニアリングプラスチックは、生活用品の一部から、金属きんぞくの代用品、半導体はんどうたい工業の分野などで広く使われています。

ほんの一部ですが、どんなものに使われているのかを見てみましょう。

ポリカーボネートの特性とくせいを生かして作られている製品せいひんは、小さなものから住宅じゅうたくの建築材けんちくざいのような大きなものまでさまざまです。例えば以下のようなものがあります。

・記録用ディスク…CDやDVDのディスク

・電子部品ハウジング（携帯けいたい電話など）…電子部品を守るための絶縁部品ぜつえんぶひん（導線どうせんなどを保護ほごする外装がいそうなど）

・自動車部品…ヘッドランプレンズ

・カメラ部品…カメラレンズ、ハウジング

・建築けんちく材…透明とうめい屋根材

ポリアミドは、ポリカーボネートと同じくらい多くの製品せいひんに使われているエンプラで、代表的なものにナイロン６とナイロン６６があります。

ナイロンは1935年にアメリカの化学製品メーカーのデュポン社が開発して、ストッキングに用いる繊維せんいとして使われ、工業化されました。その後も改良が続けられ、今では衣類以外のものにも広く使用されています。

＜ナイロンが使用されている製品＞

・ファッション製品…ストッキング、ファスナー、バッグ

・自動車部品…吸気きゅうき管、ラジエタータンク、冷却れいきゃくファン

・食品用品…食品フィルム

・漁業・釣つり用品…魚網ぎょもう、テグス

・工具…各種歯車

プラスチックの中で、すり減りに対して非常に高い耐性を持つとされているアセタール樹脂は、金属きんぞくの代用として使われることが多い素材そざいです。

・各種機械部品…歯車、ベアリング

・楽器…ギターのピック、リコーダー等の楽器の可動かどう部品

・自動車部品…燃料ねんりょうポンプ

・雑貨ざっか等…クリップ、各種ファスナー

絶縁性ぜつえんせいに優れているポリブチレンテレフタレートは、電子部品や自動車部品に多く使われています。

・電気部品、OA機器部品…コネクタ（絶縁のための部品）、キーボードのキーキャップ、等

・自動車部品…排気はいきバルブ、エアバッグの制御装置せいぎょそうち

エンジニアリングプラスチックに、より強度を持たせた「スーパーエンジニアリングプラスチック」と呼ばれるものもあります。

スーパーエンジニアリングプラスチックは、エンプラと同じ熱可塑性樹脂かそせいじゅしですが、エンプラよりも高温に強い特性とくせいを持ちます。

スーパーエンジニアリングプラスチックの常用耐熱じょうようたいねつ温度は150℃以上。高温の中で溶とけることなく長時間使い続けることができるほどの強さを持ちます。

ガラス繊維せんいなどの補強ほきょう繊維などと複合化ふくごうか（複数の素材を組み合わせること）して、衝撃に耐える力も強化されていることから、自動車や建築けんちくの部品、産業機器や食品機器、医療用いりょうよう機器など非常に広い範囲で使われています。

熱にも薬品にも強く、非粘着性ひねんちゃくせいを持つことから、食品関連から化学製品せいひん、半導体はんどうたい製品など社会の広い場所で使われているふっ素樹脂は、高熱に耐える力の高さからスーパーエンジニアリングプラスチックの部類に入ります。

・食品関連…フライパン内面コーティングなどの調理器具の一部

・絶縁ぜつえん材料…電線・ケーブルを包む被膜ひまく

・部品や配管の接続せつぞく部品、その他部品…ガスケット、軸受じくうけ、各種パッキン、フィルター

・半導体はんどうたい部品…パイプ、チューブ類、バルブ、ポンプ、保管ほかん・輸送ゆそうコンテナ

プラスチックの弱点をカバーする強さを持つエンジニアリングプラスチックのメリットは、熱や衝撃しょうげき、すり減りや疲労ひろうに強いことです。

プラスチックの疲労とは、強い力や重さが何度も加わると、少しずつ影響えいきょうを受けて素材そざいの強度が弱くなっていく状態じょうたいです。

バランスの良い強さを持つエンプラが次々と開発されたことで、産業や工業の発展はってんそのものにも大きく貢献こうけんしてきました。

半導体はんどうたい不足で自動車や家電などの製品せいひんが作れず、販売はんばいする商品が品切れになったりしている今、日本国内で半導体生産工場を増ふやす動きが高まっています。

新たな工場の建設けんせつが全国で進められる中、エンプラの需要じゅようが高まっていくことでしょう。

エンプラのデメリットは、価格かかくが高いこと、金属きんぞくに比べると強度や熱耐性ねつたいせいが劣おとることです。

すでにスーパーエンジニアリングプラスチックが登場していることで、一部のデメリットはカバーされつつありますが、価格かかくはこれからの課題でもあります。

中には酸さんや紫外線しがいせん、水に弱いものもあり、これらの弱点をカバーする素材そざいの開発はこれからも進められていくことでしょう。

エンジニアリングプラスチックは、プラスチックの弱点である熱への耐性たいせいの低さを克服こくふくし、工業製品せいひんにも使えるように開発されたプラスチックです。

100℃以上の高温に長時間耐たえることができ、改良がしやすいことから、非常ひじょうに多くの種類が開発されました。

高熱・衝撃・すり減りなどに耐える力のバランスが良く、製品化した時の安定性あんていせいも高いことから、自動車部品、電子機器部品や半導体はんどうたい工場内などで、金属きんぞく部品の代用として、また絶縁ぜつえん体としても多く用いられています。

社会のさまざま場所で、たくさんの種類のプラスチックが使われるため、プラスチックのリサイクルについて、細かな法律ほうりつが作られました。

エンジニアリングプラスチックが使われている製品も、それぞれの法律に従ってリサイクルされます。

家庭で使ったプラスチックは一般廃棄物いっぱんはいきぶつとして、産業で出るプラスチックごみは産業廃棄物として、それぞれが責任せきにんをもって処理しょりしなければなりません。

プラスチックごみは、3つの手法で処理されます。

1つ目は、プラスチックを熱で溶とかして原料として再利用さいりようする「マテリアルリサイクル」。2つ目は、化学工場や製鉄所せいてつしょで原料として利用する「ケミカルリサイクル」。3つ目は、焼却しょうきゃくして熱エネルギーを利用する「サーマルリサイクル」です。

私わたしたちの生活を支ささえるために強く作られているエンプラも、リサイクルされることで、最後まで人々の暮くらしに役立っているのです。