プラスチックのことならプラ博士(仮称)にお任せ!PS

プラ博世
こんにちは!プラスチックナビゲーターのプラ博士(仮称)です。

プラスチックが大規模生産されるようになったのは1950年代。その頃は200万トン程度だった生産量が2015年には4億トンにもなっているんだよ。この数字を見ても、いろいろなプラスチック製品が増えてきたってことがわかるよね。

そして、今もなお様々な研究開発が続けられているプラスチック素材。この先どんな製品が生まれるか、何だかワクワクしてくるね!さて、今回紹介するのはポリスチレン(PS)について。早速いってみよう!

ポリスチレン(PS)ってどんなもの?

ポリスチレン(PS)はスチロール樹脂とも呼ばれていて、スチレンを基本モノマーとしたプラスチックの総称だよ。安価で加工性が高く、いろいろな用途に対応できることから生産量もかなり高い。

ポリスチレン(PS)は梱包材によく使われているんだけど、発泡スチロールって言った方がなじみ深いかな?!よく目にするのは野菜や魚介類の輸送用梱包材。それから、家電などの緩衝材にも使われているね。

他には食品用の容器、家電製品の筐体なども。日常生活の中で一番身近にあるプラスチック素材はポリスチレン(PS)かもしれない。

プラスチック素材の中でも最も古い歴史を持つポリスチレン(PS)

ポリスチレン(PS)は、1839年にドイツのシモンによって発明されたプラスチック素材だ。工業化されたのは1930年というから発明から90年近くも経っているけど、存在そのものの歴史はプラスチック素材の中では最も古い。

1930年代の工業化で、中心になっていた国はアメリカとドイツ。第二次世界大戦中に、日本でもポリスチレンの製造加工の研究は行われていたけど工業化には至らなかった。1940年代後半から日本にポリスチレン(PS)が輸入されるようになり、1950年代後半に技術導入されるようになった。

だから、日本で本格的に生産されるようになったのは1950年代になってからのこと。1959年には発泡スチロールの生産も始まった。ポリスチレン(PS)はいろいろな用途に対応している柔軟性のある素材だから、今では生産量もぐんと増えてきている。

ポリスチレン(PS)はこうして作られる

ポリスチレン(PS)は、比較的簡単につくることができる素材。原油・ナフサを原料としたスチレンモノマーを重合させて作られるプラスチック樹脂なんだ。

これ以外に、合成ゴムを配合して耐衝撃性を強化したり、ガラス繊維などを配合して耐熱性や機械的強度を高めたりすることもできるんだ。

発泡スチロールは発泡成形で作られているだけで、素材の作り方が違うというわけではないよ。

ポリスチレン(PS)の種類と用途

ポリスチレン(PS)は、プラスチックの形状をした通常のもの、発泡成形で作り出された発泡ポリスチレンの2つに分類される。

通常のポリスチレン(PS)には、汎用ポリスチレン(GPPS)とポリスチレンにゴムを配合して耐衝撃性を大幅に強化した耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)の2つがある。

・汎用ポリスチレン(GPPS)

透明なコンビニ弁当の容器、総菜ケース、コップ、CDケースなど、安くて大量に消費されるような製品に使われている。

・耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)

汎用ポリスチレン(GPPS)にゴムを配合して耐衝撃性を強化したもの。使われるのはテレビや家電製品の内部パーツなど工業用パーツに多い。それから、乳酸菌飲料などの食品容器など。

一方の発泡ポリスチレンには、ビーズ法発泡スチロール(EPS)、ポリスチレンペーパー(PSP)、押出ポリスチレン(XPS)の3種類ある。

・ビーズ法発泡スチロール(EPS)

農産物、魚介類などを輸送するための箱など梱包材、建材や緩衝材にも使われている。その使用量は年間20万トンだって。

直径1ミリくらいの粒子状ポリスチレンに炭酸ガスを吸収させて加熱する発泡成形で作られているから、ビーズ法っていうんだよ。

・ポリスチレンレンペーパー(PSP)

食品トレーやカップラーメンの容器などに使われている。カップラーメンの容器に使う場合は耐熱性が低いので、表面にポリプロピレンやポリ塩化ビニルなどのシートを貼って強化している。ペーパーって呼ばれるのは、加熱したポリスチレン(PS)にガスと発泡剤を加えた液を伸ばしてシート状にしているから。

・押出ポリスチレン(XPS)

ほとんどは、住宅などの断熱材や建築資材として使われている。高温高圧力のもとで原料と難燃剤を混ぜ合わせ、温度と気圧の変化で発泡、硬化。それをボード上に押し出して成形している。

ポリスチレン(PS)の加工法

ポリスチレン(PS)は最も加工しやすい素材のひとつと言われているけど、加工法も射出成形、ブロー成形、真空成形、押出成形、発泡成形などほとんどに対応している。用途に合った加工法でいろいろな製品が作られているけど、ぼくが今注目しているのはプラモデル。

ポリスチレン(PS)はプラモデルの加工に適している素材。射出成形によって加工され、最近はその精度が上がってきていると言われている。本物に近い質感を持つプラモデルが増えているよね。

プラモデルの射出成形は、ポリスチレン(PS)のコントロールと精密な金型技術が求められる。金型にかかる圧力は150トン。金型自体がこの圧力に耐えうるような構造じゃないとダメなんだけど、それに加えて細かいパーツに至るまで綺麗に仕上げること、壊れない強さと硬さ、それから組み立てやすい柔らかさ…などを作り出す技術も必要だってこと。

加工しやすくて大量生産に向いているポリスチレン(PS)だけど、きっと技術の研究開発によってその特性も生かされていくんだよね。

今回のまとめ

・ポリスチレン(PS)はスチレンをモノマーとして付加重合で生成されている素材。安価で加工性、生産量が高い。

・ポリスチレン(PS)は、1839年にドイツのシモンによって発明された。工業化されたのは1930年。

・ポリスチレン(PS)は、プレスチックの形状をした通常のもの、発泡成形で作り出された発泡ポリスチレンの2つに分類される。

通常のポリスチレン(PS)には、汎用ポリスチレン(GPPS)と耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)の2つがある。発泡ポリスチレンは、ビーズ法発泡スチロール(EPS)、ポリスチレンレンペーパー(PSP)、押出ポリスチレン(XPS)の3種類。

・ポリスチレン(PS)は最も加工しやすい素材のひとつ。射出成形、ブロー成形、真空成形、押出成形、発泡成形などほとんどの加工法に対応している。

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PlaBase編集部
PlaBase[プラベース]

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