ポリ塩化ビニル（PVC）プラスチックについて知っておくべきことすべて

ポリ塩化ビニル（PVC）は、世界中で最も汎用性が高く、広く使用されている熱可塑性材料の一つです。耐久性、手頃な価格、そして環境要因への耐性で知られるPVCは、建設から医療まで、様々な業界で活用されています。この記事では、PVCとは何か、その特性、用途などについて詳しく解説します。

ポリ塩化ビニル（PVC）とは何ですか？

ポリ塩化ビニル（PVC）は、塩化ビニルの重合反応によって作られる合成ポリマーです。1872年に初めて合成され、1920年代にBFグッドリッチ社によって商業生産が開始されました。PVCは建設業界で最も広く使用されていますが、その用途は標識、医療、繊維など多岐にわたります。

PVCには主に2つの形態がある:

1. 硬質PVC（uPVC）– 非可塑性 PVC は、配管、窓枠、その他の構造用途に使用される、強度と耐久性に優れた素材です。
2. 軟質PVC– 可塑剤で改質された柔軟な PVC は柔らかく、曲げやすく、電線絶縁材、床材、フレキシブルチューブなどの製品に広く使用されています。

ポリ塩化ビニル（PVC）の特性

PVC は次のような特性を備えているため、多くの用途に適した素材です。

• 密度PVC は他の多くのプラスチックよりも密度が高く、比重は約 1.4 です。
• 耐久性PVC は環境要因、化学物質、紫外線による劣化に耐性があり、長持ちする製品に最適です。
• 強さ: 硬質PVCは優れた引張強度と硬度を誇り、軟質PVCは柔軟性と強度を維持します。
• リサイクル性PVC は簡単にリサイクルでき、持続可能性を促進する樹脂コード「3」で識別されます。

PVCの主な特性

• 融点: 添加剤に応じて 100°C ～ 260°C (212°F ～ 500°F)。
• 抗張力軟質 PVC の強度は 6.9 ～ 25 MPa ですが、硬質 PVC は 34 ～ 62 MPa とさらに強力です。
• 熱変形: PVC は変形する前に 92°C (198°F) までの温度に耐えることができます。
• 耐食性PVC は化学薬品やアルカリに対して非常に耐性があり、さまざまな業界で耐久性のある選択肢となります。

PVCの種類：硬質と軟質

PVC は主に次の 2 つの形式で提供されます。

1. 硬質PVC（uPVC）：この形状は硬く、配管や外壁材などの建設用途でよく使用されます。一般的に「vin」と呼ばれます。
2. 軟質PVC: 可塑剤を加えることで実現される軟質 PVC は、電気ケーブル、医療機器、床材の絶縁材など、曲げや柔軟性が必要な用途に使用されます。

PVC がなぜ頻繁に使用されるのでしょうか?

PVCの人気は、低コスト, 可用性、 そして幅広い特性硬質 PVC は強度と耐久性に優れているため、特に構造用途に適しています。一方、軟質 PVC は柔らかさと柔軟性に優れているため、医療用チューブや床材など、曲げを必要とする製品に最適です。

PVC はどのように製造されるのですか?

PVC は通常、次の 3 つの重合方法のいずれかによって製造されます。

• 懸濁重合
• 乳化重合
• 塊状重合

これらのプロセスでは、塩化ビニルモノマーを重合して固体のポリ塩化ビニルを生成し、その後さまざまな製品に加工することができます。

プロトタイプ開発におけるPVC：CNC加工、3Dプリント、射出成形

PVC はさまざまな業界で人気の素材ですが、試作や製造に関してはいくつかの課題があります。

• CNC加工: PVC は CNC マシンを使用して切断できますが、研磨性と腐食性があるため、摩耗を防ぐために特殊な装置 (ステンレス製カッターなど) が必要です。
• 3DプリントPVCは腐食性があるため、3Dプリントにはあまり使用されません。さらに、加熱すると有毒ガスを放出するため、この用途には適していません。
• 射出成形: PVCは射出成形しかし、このプロセスでは塩化水素 (HCl) などの有害ガスが排出されるため、適切な換気と耐腐食性のツールが必要になります。

PVCは有毒ですか?

PVCは放出できる有毒ガス特に3Dプリント、CNC加工、射出成形などの産業用途では、燃焼または加熱されると、次のような有害ガスを放出する可能性があります。クロロベンゼンそして塩化水素健康リスクをもたらす可能性があります。加工中は適切な換気と保護具の使用が不可欠です。

PVCの利点

• 費用対効果が高いPVC は入手可能なプラスチックの中で最も手頃な価格のものの 1 つです。
• 耐久性: 衝撃、化学物質、環境劣化に耐性があります。
• 強さPVC は、特に硬質形態において優れた引張強度を発揮します。
• 汎用性PVCは、幅広い製品に成形、切断、加工することができ、さまざまな用途に適応できます。

PVCの欠点

• 熱過敏症PVC は熱安定性が低いため、製造時に安定剤を添加しないと高温で変形したり劣化したりする可能性があります。
• 有毒物質の排出: PVC は燃焼または溶融すると有害な煙を放出するため、慎重な取り扱いと安全プロトコルが必要です。
• 腐食性: PVC は、適切に取り扱われないと、金属製の工具や機器に対して腐食性を持つ可能性があります。

結論

ポリ塩化ビニル（PVC）は、価格、強度、そして環境要因への耐性において優れたバランスを誇る、非常に汎用性の高い素材です。硬質から軟質まで様々な形状があり、建設業から医療まで、様々な産業で使用されています。しかし、PVCの加工においては、特に排出物や腐食性といった潜在的な健康リスクや課題を理解することが重要です。適切に取り扱われれば、PVCは現代の製造業や建設業において重要な役割を果たし続ける貴重な素材です。