『化学⑨』汎用樹脂②PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）

PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）は、ビニールや塩ビという名前で馴染み深い素材だ。プラスチック素材の中においても特に加工性に優れ、ポリエチレン（PE）やポリプロピレン（PP）、ポリスチレン（PS）、などとともに五大汎用樹脂として最も多用される素材の一つでもある。

ちなみに、五大汎用樹脂には、他にABS樹脂を加える場合やポリエチレンテレフタレート（PET）を加える場合もある。とりわけビニールが軟質プラスチックの総称であるように、PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）は衣類やバッグ類といった柔らかい製品の素材として馴染み深い。

またその一方で硬質な製品にも使用される。硬質な製品の素材としてのPVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）は、強度や耐候性に優れるという特性から、看板やダクト、水道管などのパイプとして使用される。ちなみに軟質プラスチックとして使用された場合も高い耐候性と強度を持つことから、ゴルフで使用するキャディバックやボストンバッグの生地としても多用される素材だ。

このようにPVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）は、こうした硬軟両方の形状をとれるという点から、幅広い用途に使用され、また広く一般的に目にする素材とも言えるだろう。こうした幅広い用途の背景には、PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）の加工性の高さが挙げられる。PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）は加熱すると柔らかくなり成形することができる熱可塑性樹脂に分類されるが、対応している加工方法は多岐に渡っており、金型の代表的な加工方法でもある射出成形やブロー成形、真空成形や押出成形などにも対応している。

更には、切削加工や溶接、曲げ加工といった加工方法にも対応している素材で、製品や用途に応じて柔軟に加工することができる。また、着色性に優れていることや型押しなどの表面加工にも最適な素材で、外面の印象にこだわったプロダクトの素材としても多用される。

例えば上記で述べたバッグ類などにPVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）が多用されるのも加工性が高いという特性からである。本日はそんな一般的に幅広く使用され、さまざまなプロダクトの素材として活躍するプラスチック素材、PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）についてご紹介しよう。

PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）の長所

• 耐候性：耐候性に優れ、紫外線など外部の環境での使用にも耐えうる。

• 耐薬品性：耐薬品性に優れる。

• 耐酸性・耐アルカリ性：酸やアルカリに強い。強酸には僅かに侵される。

• 耐水性：耐水性に優れ水を通さない。

• 難燃性：難燃性が高く燃えにくい。

• 強度：高い強度を持つ。

• 電気絶縁性：電気絶縁性に優れ電気を通さない。

• 加工性：加工性に優れ硬質から軟質まで対応。型押し、エンボス加工にも最適

• 着色性：着色性にも優れる。印刷性も高くプリントできる。

• 価格：安価。

PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）の短所

• 耐熱性：耐熱性に弱く加熱すると65℃から85℃で軟化する。

• 耐薬品性：有機溶剤などに弱く侵される。

• 耐衝撃性：耐衝撃性は低い。

PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）の製法と種類

五大汎用樹脂の一つとして三番目に多いPVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）だが、どのように開発されたのだろうか。PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）の歴史の項でもご紹介したが、もともとPVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）は塩化ビニルをベースに開発が行われた。

塩化ビニルは硬くて脆く、紫外線などに弱く塩素原子が外れ劣化しやすいといった弱点を持つが、こうした弱点を克服し広く工業用途に使用できるようにしたものがPVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）になる。PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）の製法は、単体の塩化ビニルモノマーを付加重合させることで合成される。

また、柔らかい繊維素材などの変わりとして使用される場合には柔らかくする成分、可塑材を加えて配合する。この可塑材はフタル酸エステルが用いられていたが、環境の影響から代替材料として熱可塑性エラストマーも用いられる。尚2003年における環境省の発表ではフタル酸エステルは環境ホルモン作用は確認されないとの報告を上げている。

ちなみに、PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）は基本的に塩化ビニルモノマーの重合によって作り出されるため1種類だが、可塑財の分量をコントロールすることによって硬質にも軟質にも形を変えることができる。可塑財の分量を多くすれば軟質のビニールとなり、ビニールハウスやバッグなどの繊維の代替材料として使用される。

この軟質の場合もPVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）の性能は基本的に変わらず、耐候性に優れ耐水性に優れた機能を発揮する。以下のPVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）の加工の部分で詳しくご紹介するが、ポリ塩化ビニルはこの可塑財の配合によって、形を変えありとあらゆるものに使用されているのだ。まさに五大汎用樹脂にふさわしい加工性の高さだといえよう。

PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）の加工

PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）は前述した通り、さまざまな加工方法に対応している。金型を使った成形方法では射出成形や真空成形、ブロー成形、押出成形など代表的な量産加工方法全般に対応しており、更には切削や溶接などにも対応している。また、加熱して柔らかくする可塑財の配合によって硬質、軟質さまざまな形状に対応できることから溶液状にしたPVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）に別の素材を浸してコーティングしたりディッピングしたりする加工方法にも対応している。一般的にプラスチックの加工方法では射出成形など加熱した樹脂を金型に注入して冷却して固形化する成形方法が多用されるが、ここではそんなポリPVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）ならではの加工と代表するプロダクトをご紹介しよう。

PVC　Joji Kawahigashi

PVC (polyvinyl chloride, PVC) is a familiar material under the name of vinyl or PVC. Among plastic materials, it has particularly excellent workability and is one of the five most commonly used general-purpose resins, along with polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polystyrene (PS).

By the way, there are cases where ABS resin and polyethylene terephthalate (PET) are added to the five major general-purpose resins. Just as vinyl is a general term for soft plastics, PVC (polyvinyl chloride) is a familiar material for soft products such as clothing and bags.

On the other hand, it is also used for hard products. PVC (polyvinyl chloride, PVC) as a material for hard products is used for pipes such as billboards, ducts, and water pipes due to its excellent strength and weather resistance. By the way, even when used as a soft plastic, it has high weather resistance and strength, so it is often used as a material for caddy bags and Boston bags used in golf.

In this way, PVC (polyvinyl chloride) can be used in a wide range of applications and can be said to be a material that is widely seen in general because it can take both hard and soft shapes. The high workability of PVC (polyvinyl chloride) is one of the reasons behind this wide range of applications. PVC (polyvinyl chloride, polyvinyl chloride) is classified as a thermoplastic resin that softens when heated and can be molded. We also handle injection molding, blow molding, vacuum molding, and extrusion molding.

Furthermore, it is a material that can be processed flexibly according to the product and application, as it is also compatible with processing methods such as cutting, welding, and bending. In addition, it is an excellent material for surface processing such as embossing due to its excellent colorability and is often used as a material for products that focus on the impression of the exterior.

For example, PVC (polyvinyl chloride) is often used for the bags mentioned above because of its high workability. Today, I would like to introduce PVC (Polyvinyl Chloride), a plastic material that is commonly used and widely used as a material for various products.

Advantages of PVC (polyvinyl chloride, vinyl chloride)

Weather resistance: It has excellent weather resistance and can withstand use in external environments such as ultraviolet rays.

Chemical resistance: Excellent chemical resistance.

Acid and alkali resistance: Resistant to acids and alkalis. Slightly attacked by strong acids.

Water resistance: Excellent water resistance and impervious to water.

Flame-retardant: Highly flame-retardant and difficult to burn.

Strength: Has high strength.

Electrical insulation: It has excellent electrical insulation and does not conduct electricity.

Workability: It has excellent workability and can be used from hard to soft materials. Also ideal for embossing and embossing

Colorability: Also excellent in colorability. It is highly printable and can be printed.

Price: Inexpensive.

Disadvantages of PVC (polyvinyl chloride, vinyl chloride)

Heat resistance: It is weak in heat resistance and softens at 65°C to 85°C when heated.

Chemical resistance: Weakly affected by organic solvents.

Impact resistance: Low impact resistance.

Manufacturing methods and types of PVC (polyvinyl chloride)

As one of the five major general-purpose resins, PVC (polyvinyl chloride) is the third most popular, but how was it developed? As introduced in the section on the history of PVC (polyvinyl chloride, vinyl chloride), originally PVC (polyvinyl chloride, vinyl chloride) was developed based on vinyl chloride.

Vinyl chloride is hard and brittle, weak against UV rays, and easily degraded due to the detachment of chlorine atoms. PVC (polyvinyl chloride) is a material that overcomes these weaknesses and can be used in a wide range of industrial applications. . PVC (polyvinyl chloride, vinyl chloride) is synthesized by additional polymerization of a single vinyl chloride monomer.

In addition, when used as an alternative to soft fiber materials, softening components and plasticizers are added and blended. Phthalic acid esters have been used as plasticizers, but thermoplastic elastomers are also used as alternatives due to environmental concerns. In 2003, the Ministry of the Environment reported that phthalate esters were not confirmed to have an endocrine-disrupting effect.

By the way, PVC (polyvinyl chloride, polyvinyl chloride) is basically one type because it is produced by polymerization of vinyl chloride monomer, but by controlling the amount of plasticizer, it can be changed to hard or soft. If the amount of plasticizer is increased, it becomes soft vinyl, and it is used as a substitute material for fibers such as vinyl houses and bags.

Even in this soft case, the performance of PVC (polyvinyl chloride, polyvinyl chloride) is basically unchanged, and it exhibits excellent weather resistance and water resistance. I will introduce it in detail in the processing of PVC (polyvinyl chloride, PVC) below, but polyvinyl chloride is used in all kinds of things by mixing this plasticizer. It can be said that it has high workability suitable for the five major general-purpose resins.

Processing of PVC (polyvinyl chloride, vinyl chloride)

As mentioned above, PVC (polyvinyl chloride) can be processed in a variety of ways. Molding methods that use molds are compatible with typical mass production processing methods such as injection molding, vacuum molding, blow molding, and extrusion molding, as well as cutting and welding. In addition, it can be made into a variety of hard and soft shapes by blending plasticizers that are softened by heating. It also supports In general, plastic processing methods such as injection molding, in which heated resin is injected into a mold and cooled to solidify, are often used. Let's introduce the products that represent this.