エンジニアリングプラスチックの基礎知識

エンジニアリングプラスチックの基礎知識
 （Basic knowledge of engineering plastics）

 

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1. エンジニアリングプラスチック概論：基礎から種類、用途まで

 

1.1 プラスチックとは何か　　New:2025/05/07

　　　・ プラスチックの原料（石油、ナフサ、モノマー）と製造プロセス（重合、ポリマー）
　　　・ 熱硬化性プラスチックと熱可塑性プラスチックの違い
　　　・ プラスチックの基本的な性質（透明性、成形性など）

1.2 エンジニアリングプラスチック（エンプラ）の定義

　　　・ 汎用プラスチックとの違いとエンプラの特性
　　　・ 汎用エンプラとスーパーエンプラの分類

1.3 エンジニアリングプラスチックの主要な種類と特徴

　　　・ 汎用エンプラ（PC, PA, POM, PBTなど）の概要
　　　・ スーパーエンプラ（FR, PPS, PEEK, LCP, PARなど）の概要

1.4 エンジニアリングプラスチックの幅広い用途例

　　　・電気・電子機器部品
　　　・ 自動車・車両部品
　　　・ 精密機械部品
　　　・ 医療機器部品
　　　・ 建築材料、日用品、スポーツ・レジャー用品など

 

2. 主要エンジニアリングプラスチック詳解：特徴と用途、選定のポイント

2.1 ポリカーボネート（PC）：透明性と衝撃強度に優れる

　　　・ PCの基本的な特徴（耐熱性、寸法特性、自己消火性など）
　　　・ PCの用途例（OA機器ハウジング、光学メディア、医療機器など）

2.2 ポリアミド（PA／ナイロン）：機械的強度と耐摩耗性

　　　・ PAの種類と構造（PA6, PA66, PA9Tなど）
　　　・ PAの特徴と用途例（摺動部品、自動車部品など）

2.3 スーパーエンジニアリングプラスチックの各論

　　　・ フッ素樹脂（FR）：耐薬品性、耐熱性、摺動性
　　　・ ポリフェニレンスルフィド（PPS）：耐熱性、耐薬品性、電気特性
　　　・ ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）：高耐熱性、機械強度、耐薬品性
　　　・ 液晶ポリマー（LCP）：高流動性、寸法安定性、耐熱性
　　　・ ポリアリレート（PAR）：透明性、耐熱性、耐候性
　　　・ その他のスーパーエンプラ（PSU, PES, PEI, PAI, TPIなど）

2.4 その他の主要な汎用エンプラ（POM, PBTなど）

　　　・ 各材料の基本的な特徴と用途例

2.5 材料選定の基本的な流れと考慮ポイント

 

3. プラスチックの主要成形加工法：原理、装置、製品例

3.1 射出成形：最も一般的な加工法

　　　・ 射出成形の原理とプロセス
　　　・ 射出成形機の構成と機能
　　　・ 射出成形による製品例と注意点

3.2 その他の主要な成形加工法

　　　・ 押出成形、ブロー成形、圧縮成形などの概要
　　　・ ディップ成形など特殊な成形法

3.3 成形加工条件が製品品質に与える影響

3.4 成形加工における課題と対策

 

4. プラスチック材料の設計と複合化技術

4.1 求められる機能・特性に基づいた材料設計

　　　・ 強度、耐熱性、耐薬品性、摺動性などの要求特性
　　　・ コストと性能のバランス

4.2 複合化技術による材料の高機能化
　　　・ ガラス繊維、炭素繊維などによる強化
　　　・ フィラー添加による物性改善

4.3 ポリマーアロイ（ブレンド）による新材料の開発

　　　・ 複数のポリマーを混合する目的と効果
　　　・ 主要なポリマーアロイの例

4.4 機能性プラスチックの開発と応用

　　　・ 磁性、導電性、発泡性、抗菌性などの付与技術

4.5 新規エンジニアリングプラスチック開発の動向

　　　・ シンジオタクチックポリスチレン（SPS）などの事例

 

5. プラスチック製品の設計品質：寸法精度、成形不良、アニール処理

5.1 機械設計者が知っておくべきプラスチック製品の品質特性

5.2 プラスチックの寸法精度と影響要因

　　　・ 温度変化による熱膨張の影響
　　　・ 金型寸法と成形条件の影響
　　　・ 設計における寸法公差の考え方

5.3 主要な成形不良とその発生メカニズム

　　　・ ヒケ、ソリ、ウェルドライン、ボイドなどの不良事例
　　　・ 成形条件や金型構造との関係

5.4 成形不良の対策と品質改善

5.5 アニール処理による寸法精度向上と残留応力対策

　　　・ アニール処理の目的と方法

5.6 プラスチック製品の機械的特性評価

　　　・ 硬さ（ロックウェル、ショア）
　　　・ 引張強さ、曲げ強さ、衝撃強さ（アイゾット、シャルピー）
　　　・ スクラッチ特性とその評価方法（JIS K 7316準拠）

5.7 熱的特性、電気的特性、耐薬品性、耐候性などの評価

 

6. プラスチックの二次加工と表面処理

6.1 成形後のプラスチック製品への二次加工

　　　・ 切削、穴あけ、研磨などの加工方法
　　　・ 接着、溶着、ネジ締めなどの接合技術

6.2 プラスチック製品の表面処理技術
　　　・ 塗装、印刷、めっきなどの加飾技術
　　　・ コーティングによる機能性付与（硬度向上、撥水性など）

6.3 表面処理が材料特性や設計に与える影響

6.4 特定の機能付与のための二次加工・表面処理の事例

　　　・ 磁性粉混合と磁場中成形
　　　・ 発泡による防音材への応用

 

7. プラスチックと環境問題：廃棄、リサイクル、有害物質

7.1 プラスチック廃棄物の現状と課題

7.2 プラスチックのリサイクル技術

　　　・ マテリアルリサイクル：再び材料として利用
　　　・ フィードストックリサイクル（ケミカルリサイクル）：化学原料へ分解
　　　・ サーマルリサイクル：熱エネルギーとして利用

7.3 プラスチック製品に含まれる有害化学物質

　　　・ ダイオキシン類、臭素系難燃剤、POPs、環境ホルモン
　　　・ ビスフェノールA、フタル酸エステル類などの問題
　　　・ 特定の用途（医療、食品容器、おもちゃなど）におけるリスク

7.4 関連する規制と法規

　　　・ 有害物質の使用制限、リサイクル義務など

7.5 環境負荷低減への取り組み

　　　・ ハロゲンフリー材料、代替材料の開発・利用
　　　・ バイオマスプラスチック、生分解性プラスチック

7.6 製品設計における環境配慮のポイント

 

 

ORG:2025/05/06