プラスチックのことならプラ博世にお任せ!PESの巻

プラ博世
こんにちは。プラスチックを愛してやまない研究員、プラ博世です。今では自動車や電子部品には欠かせないスーパーエンジニアリングプラスチック。本当にいろいろなものがあるんだよね

プラベくん
エンジニアリングプラスチックの中でも、特に耐熱性や耐薬品性などに優れているものをスーパーエンジニアリングプラスチックっていうんだよね
プラ博世
そう、そのスーパーエンジニアリングプラスチックにもいろいろな種類があるから、プラスチックの世界は本当に奥が深い
プラベくん
で、今日は何を紹介するの?
プラ博世
そうだな…じゃあ、ポリエーテルスルホン(PES)から行ってみようかな!
プラベくん
OK

ポリエーテルスルホン(以下、PES)ってどんなもの?


PESは、黄褐色で透明な超高耐熱非晶性スーパーエンジニアリングプラスチック。1970年代にイギリスのICI社(今のビクトレックス社)によって開発されたもの。エーテル基(-O-)とスルホン基(-SO2-)を含んでいて、4,4’-ジクロロジフェニルスルホン(DCDPS)とビスフェノール-S(Bis-S)を脱塩縮重合反応させて合成するんだ。主鎖に脂肪族単位を含まず、フェニレン基単位の比率が高いので、耐熱性、剛性に優れている。また、耐薬品性や難燃性、そして成形加工性にも優れていることから、自動車、航空機、電機・電子、医療、食品など幅広い分野で使われている。

 

PESの特性を教えて!


PESの機械的強度はバツグン。耐熱性、耐薬品性、耐加水分解性、電気特性など、様々な優れた特徴を持っていて、それが高温下であっても維持されるんだ。難燃性樹脂でもあり、発煙量はものすごく少ない。ガラス転移温度は225℃。そして、荷重たわみ温度は200~220℃、長期連続使用温度(UL温度インデックス)で180~190℃。高温時の耐クリープ性は、ガラス繊維30%充填品に180℃、20MPaの荷重をかけた場合、4ヶ月後の歪みは0.005%以下という優れものだ。逆に-150℃の極低温環境下にあっても、脆化したり壊れたりもしない。

ただ、耐紫外線性には劣っているので変色することもある。屋外で使う時には、紫外線吸収剤やカーボンブラックなどの添加が必要となってくる。吸水性のあるPESは160~180℃で一定時間乾燥させる必要があるんだけど、一般的な射出成形で造ることが可能で、成形性もよいと言われている。

 

PESはどんなものに使われているの?


PESの用途は、本当に幅広い。自動車分野では、ベアリングリテーナー、スラストワッシャー、ブレーキシャフト用ブッシュ、ギアボックスのベアリングリテーナー、ヘッドランプリフレクタなどに使用されている。例えば、ヘッドランプの光源は高温になることから、PESが持つ優れた耐熱性、寸法精度の高さなどの特性が生かされているんだね。PESを使うことで薄肉軽量化や蒸着処理をすることができるんだ。

電気・電子分野では、コイルボビン、コネクタ、LCDベースフィルム、リレー、スイッチ、ヒューズケース、センサケース、バーンインソケットなどにPESが使われている。バーンインソケットというのは、電子機器の初期不良を事前に取り除くためのバーンイン試験使用するソケットのこと。PESの耐熱性や寸法精度、寸法安定性を生かして検体するものには、半導体やLCD、メモリモジュールなどがある。その他、歯科用器具、コンタクトレンズ用殺菌容器、注射器シリンジなどの医療機器や、食品工業用のバルブ、航空機部品や航空機の機内食用トレイ、複写機・カメラ部品、ベアリングリテーナーなどにもPESは使われている。

近年、航空機は燃料削減のための軽量化が進められていて、炭素繊維複合材料が使われるようになってきているね。PESはその炭素繊維複合材に配合して、炭素繊維の補強効果を飛躍的に向上させる材料にもなっているんだ。今では、航空機1機当たりのPES使用量はこれまでの3~4倍にまで増加し、需要も急激に伸びてきている。

 

こんなところにもPESが使われている!


耐久性、耐熱性の高い素材は他にもいろいろあるけど、その中でもPESは発色がいいというのも特徴の一つ。そこで使われるようになったのが、メガネのフレーム。株式会社ジンズが運営しているブランド「JINS」って知っているかな?その「JINS」が製造・販売している女性と子供向けの軽量メガネには、PESが使われているんだ。「JINS」は、メガネの軽量化、耐久性だけではなく見た目の美しさも重視しているから、カラーバリエーションも豊富。おしゃれなメガネがたくさんあるよ。鮮やかな色合いで透明感を出すことができるPESは、「JINS」が求めているもの…メガネの軽量化、耐久性、おしゃれ感のある薄いシルエット、そして透明感のある発色を保持するというニーズの全てを満たしてくれる素材なんだね。

 

今回のまとめ


・PESは、黄褐色で透明な超高耐熱非晶性スーパーエンジニアリングプラスチック。

・PESは、エーテル基(-O-)とスルホン基(-SO2-)を含んでいて、4,4’-ジクロロジフェニルスルホン(DCDPS)とビスフェノール-S(Bis-S)を脱塩縮重合反応させて合成する。

・主鎖に脂肪族単位を含まず、フェニレン基単位の比率が高いので、耐熱性、剛性に優れている。

・PESは耐熱性、耐薬品性、耐加水分解性、電気特性、耐薬品性や難燃性などに優れている。

・PESは成形加工性にも優れているので、動車、航空機、電機・電子、医療、食品など幅広い分野で使われている。

・PESは耐紫外線性には劣るので、変色することもある。屋外で使う時には紫外線吸収剤、カーボンブラックなどの添加が必要となってくる。

・自動車分野では、ベアリングリテーナー、スラストワッシャー、ブレーキシャフト用ブッシュ、ギアボックスのベアリングリテーナ、ヘッドランプリフレクタなどにPESを使用。

・電気・電子分野では、コイルボビン、コネクタ、LCDベースフィルム、リレー、スイッチ、ヒューズケース、センサケース、バーンインソケットなどにPESを使用。

・歯科用器具、コンタクトレンズ用殺菌容器、注射器シリンジなどの医療機器や、食品工業用のバルブ、航空機部品や航空機の機内食用トレイ、複写機・カメラ部品、ベアリングリテーナーなどにもPESは使われている。

・航空機は燃料削減のための軽量化が進められていて、炭素繊維複合材料が使われるようになってきた。PESは炭素繊維複合材に配合して、炭素繊維の補強効果を飛躍的に向上させる材料として使われている。

・航空機1機当たりのPES使用量は従来の3~4倍にまで増加。需要も急激に伸びてきている。

・耐久性、耐熱性に加え、発色性にも優れているPESは、メガネのフレームに使われている。

 

 


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PlaBase編集部
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