ポリスチレン(PS)とは？

ポリスチレン(PS)は、原油・ナフサ(粗製ガソリン、直留ガソリン)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で、スチロール樹脂とも呼ばれています。

熱可塑性樹脂はチョコレート、熱硬化性樹脂はクッキー

ポリスチレンの説明を見ると、度々「熱可塑性樹脂」であることが記述されているかと思います。

熱可塑性樹脂とは、熱をかけていくと溶けるタイプの樹脂のことです。一方、熱可塑性樹脂の対極にある熱硬化性樹脂は、熱をかけていくと硬くなっていくタイプの樹脂です。

「耐衝撃性ポリスチレン」と「発砲スチロール」

耐衝撃性ポリスチレンは、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ポリスチレンです。

発泡スチロールは、発泡成形によって作り出される発泡ポリスチレンで、発泡スチロールと呼ばれています。発泡スチロールは私たちの生活に非常に馴染み深い素材ですよね。

発泡成形とは、樹脂に発泡剤を混入させ、気泡を混ぜた柔らかい樹脂を成形する方法です。材料に気泡を混入させることで、体積を2～50倍くらいにするこができます。

発泡成形は、同じ大きさの製品に比べて軽量で、成形サイクルも短く、軽くて強い製品が作ることができます。ただし、金型構造が特殊になり、成形機の付帯設備が必要になる為、製造コストが高額になたり、樹脂に発泡剤が入っていることで、デザイン性の高い製品を作る際に向いてないという特徴もあります。

ポリスチレン(PS)の用途

ポリスチレンは、食品用の容器、CD・DVDケース、自動車用のランプレンズやカバーなどあらゆるプロダクト、家電製品の緩衝材や、魚などの輸送用の梱包材、ユニットバス部材、洗面化粧台、液晶拡散版(画面の輝度を均一にするために使用される)、冷蔵庫棚、トナーカートリッジ、ヨーグルト容器、乳酸菌飲料容器、カップラーメン容器などに使われています。

ポリスチレン(PS)の長所

ポリスチレンは、安価で大量に物量を要する生活用品に最適だと言われています。

・光透過率に優れ透明性が高い
・軽量性が高い
・電気絶縁性が高い
・溶融時における熱の安定性が高い
・成形時における寸法安定性に優れてい
・着色も容易である
・耐候性に優れている
・無味無臭である

発泡スチロールでイメージが付くと思いますが、ポリスチレンは、比重はプラスチック素材の中でポリプロピレン(PP)の比重(0.9～0.91)、ポリエチレン(PE)の比重(0.94)の次に軽いと言われています。

ポリスチレン(PS)の短所

ポリスチレンの短所は、

・耐熱性が低い
・耐衝撃性が低い
・耐油性が低い
・耐薬性が低い

という要素があります。熱に弱く、耐熱温度は60℃から80℃となっており、衝撃に弱く脆いです。また、油にも弱く、薬品に溶けやすい性質もあります。

耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)の特徴

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の長所は、文字通り耐衝撃性が高いことが挙げられます。

一方、ゴムを配合した分、耐熱性が低下し、剛性(弾性)も低下し、透明性もなくなるという短所があります。なので、耐衝撃性ポリスチレンで作られた容器は、乳白色で半透明になります。

発泡ポリスチレン(発泡スチロール)の特徴

発泡成形によって作り出される発泡ポリスチレンで、通称「発泡スチロール」の長所は、

・98パーセントが空気で軽い
・98パーセントが空気で断熱性に優れている。
・弾力があり衝撃吸収性に優れている
・極めて加工性が高い
・耐水性が高く

点があり、保温や保冷に適した衝撃性の強い素材ができ、成形や切削に適しているため、いろんな加工が実現できます。水に強く、軽量な為水に浮くというのも特長です。

一方、発泡ポリスチレンの短所は、

・耐熱性が低い
・燃えやすい
・耐油性が低い
・耐薬性が低い

という点があります。90℃で溶解する。非常に燃えやすい素材で、油や薬で軟化して溶けやすいことが短所となっています。

＜参考資料＞
・「ポリスチレン（ＰＳ）とは｜日本スチレン工業会」
・「ポリスチレン（スチロール樹脂）の特性と用途　安価な大量生産品に最適 | ものづくり情報サイト「i‐maker news（アイメーカーニュース）」」
・「発泡成形とは｜機械用語集」
・「発泡成形｜伸栄プラスチックス」
・「ポリエチレンの特性と用途｜J-STAGE」
・「HIPS（耐衝撃性ポリスチレン）容器 | プラトレネット」

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