熱可塑性プラスチック例と種類・用途を徹底解説

熱可塑性プラスチックの例と種類・用途を徹底解説

熱可塑性プラスチックは”リサイクルしやすい素材”のはずが、実は日本の廃プラのマテリアルリサイクル率はわずか約21%に留まっています。

<% index %>

熱可塑性プラスチックの基本的な例と熱硬化性樹脂との違い

 

熱可塑性プラスチックとは、加熱すると軟化して成形でき、冷却すると再び硬化する性質（可逆性）を持つプラスチックの総称です。ペットボトル・ポリ袋・アクリル板・コンタクトレンズなど、日常の中で見かけるプラスチック製品の大部分が、この熱可塑性の素材で作られています。

この性質を理解する上でよく使われるのが”チョコレート”の例えです。チョコレートは温めると溶けて流れ、冷やすと固まる。これを何度繰り返しても、チョコレートはチョコレートのままです。熱可塑性プラスチックも、これと全く同じ原理で動いています。

対照的に存在するのが熱硬化性樹脂です。一度加熱して硬化させると、二度と元の状態に戻らない不可逆な変化を起こします。こちらは”パンケーキ”に例えられます。生地を焼いたら、いくら熱を加えてももとの生地には戻りませんよね。つまり、熱硬化性樹脂は再成形やリサイクルが難しいという根本的な違いがあります。

分子構造の面でも2種類は明確に異なります。熱可塑性プラスチックは鎖状の分子構造（線状高分子）を持っており、加熱によって分子同士の結合が緩んで流動化します。熱硬化性樹脂は、架橋構造（網目状の分子間結合）があるため、加熱しても分子が動けず、再溶融できません。この構造的な差が、成形のしやすさとリサイクル適性の大きな違いを生んでいます。

項目	熱可塑性プラスチック	熱硬化性樹脂
加熱時の変化	軟化・溶融（可逆）	硬化（不可逆）
分子構造	鎖状（線状高分子）	網目状（架橋構造）
再成形	可能	不可能
リサイクル	比較的容易	困難
代表例	PE・PP・PC・ABS・PEEK	エポキシ樹脂・フェノール樹脂

日本プラスチック工業連盟の統計によると、2021年度の日本のプラスチック生産量は熱可塑性樹脂が約936万トンに対し、熱硬化性樹脂は約89万トン。生産量では熱可塑性が圧倒的に大きな割合を占めています。つまり熱可塑性が基本です。

日常で見かけるプラスチック製品のほぼすべてが熱可塑性と考えて、まず大きくは間違いありません。

参考情報：日本のプラスチック生産量の内訳と推移を確認できる統計ページ

同じように見えても違う。リサイクルのためにも知っておきたいプラスチックの種類 – 三和スプリング工業

熱可塑性プラスチックの例一覧：汎用プラスチックの代表的な種類

汎用プラスチックは、熱可塑性プラスチックの中で最も生産量が多く、安価で加工がしやすいグループです。プラスチック全体の生産量の約8割を汎用プラスチックが占めており、私たちが毎日触れる製品の素材のほとんどがここに含まれます。

代表例は下記の5種類です。

略称	正式名称	主な用途例	特徴
PE	ポリエチレン	ポリ袋・洗剤ボトル・包装フィルム	軽量・柔軟・耐薬品性
PP	ポリプロピレン	食品容器・医療器具・自動車部品	汎用中で最軽量・耐熱性あり
PVC	ポリ塩化ビニル	水道管・電線被覆・ホース	難燃性・耐油性・安価
PS	ポリスチレン	発泡スチロール・食品容器・CDケース	耐水性・成形容易
ABS	ABS樹脂	家電筐体・玩具・電子機器	成分比調整で性能を柔軟に変更可能

ここで注意が必要なのがポリプロピレン（PP）の特性です。汎用プラスチックの中で最も比重が小さく（約0.91、水より軽い）、かつ耐熱性にも優れているため、電子レンジ対応容器にも使われます。これは使用者にとって選択のメリットが大きい知識です。

一方、PPは紫外線に弱いという弱点があります。屋外で長期使用する場合は、紫外線吸収剤を配合した製品や塗装が施されたものを選ぶ必要があります。PP素材の屋外用品（コンテナボックスなど）がひび割れやすいのは、このUV劣化が原因です。注意が必要な点です。

ABS樹脂は、アクリロニトリル（A）・ブタジエン（B）・スチレン（S）という3種類の化学物質を組み合わせた複合材料です。それぞれの成分比を変えることで、耐衝撃性・耐熱性・加工性を目的に合わせてチューニングできます。この柔軟性から、家電製品の外装から3Dプリンターのフィラメント材料まで幅広く使われています。これは使えそうです。

なお、ポリエチレン（PE）は低密度（LDPE）と高密度（HDPE）の2種類に分かれます。柔らかいポリ袋はLDPE、硬い洗剤ボトルやパイプはHDPEというように、同じPEでも用途が異なります。製品に貼られているリサイクルマークの表記を確認すると、どちらのPEかを見分けることができます。

熱可塑性プラスチックの例：エンジニアリングプラスチック（エンプラ）とは

エンジニアリングプラスチック（エンプラ）は、汎用プラスチックの弱点（耐熱性の低さ・機械的強度の不足）を改善した、工業用途向けの熱可塑性樹脂群です。一般に連続使用温度が100℃以上、かつ高い機械的強度を持つことが目安となっています。

「5大エンプラ」と呼ばれる主要5種が特に広く使われています。

• ✅ PA（ポリアミド／ナイロン）：高い靭性と耐摩耗性を持ち、自動車のエンジン周辺部品やギアに使用。繊維用途のイメージが強いですが、実は全使用量の半分以上が自動車・電子機器向けです。
• ✅ PC（ポリカーボネート）：合成樹脂の中でトップクラスの耐衝撃性を誇り、防弾ガラス・光ディスク（CD/DVD）・自動車のヘッドランプカバーに採用。透明度が高く、ガラスの代替素材としても優れています。
• ✅ POM（ポリアセタール）：耐摩耗性と耐疲労性に優れ、スライドドアのレールやギア、精密機器の摺動部品に最適。金属の代わりとして使われることが多い素材です。
• ✅ PBT（ポリブチレンテレフタレート）：電気特性と耐薬品性が高く、自動車の電装部品・コネクタ・家電部品などに使われます。
• ✅ m-PPE（変性ポリフェニレンエーテル）：エンプラの中で最も軽量。複写機のシャーシや電源アダプターに使われており、耐加水分解性も優れています。

これが5大エンプラの基本です。エンプラを選ぶ際の出発点になります。

エンプラの大きなメリットは、金属代替としての活用です。従来は鉄やアルミニウムが使われていた機構部品をエンプラに置き換えることで、大幅な軽量化とコスト削減が実現します。例えば自動車1台をエンプラで部分的に金属代替するだけで、10〜15%程度の軽量化効果が見込めるというデータもあります。燃費向上への直結という、コスト面での実利は大きいですね。

ただし、エンプラを選ぶ際には「吸水性」に注意が必要です。特にPA（ナイロン）は吸水性が高く、水分を吸うと寸法が変化したり強度が低下したりする場合があります。精密な寸法精度が要求される部品への使用には、事前の湿度条件の確認が必須です。

参考情報：5大エンプラの種類と特徴の詳細比較

エンプラとは？今更聞けない産業資材用語を解説！【田村駒用語集】

熱可塑性プラスチックの例：スーパーエンプラの代表的な種類と特性

スーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）は、熱可塑性樹脂の頂点に位置する高機能素材群です。明確な定義はないものの、連続使用温度が150℃以上に耐えられるものを指すことが多く、金属をも代替できる性能を持ちます。

代表的なスーパーエンプラには次のものがあります。

• 🏆 PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）：熱可塑性樹脂の中で最高クラスの性能を持つ素材。融点は343℃、連続使用温度260℃まで対応。航空機・宇宙機器の構造部品、医療用インプラントにも使用されます。
• 🏆 PPS（ポリフェニレンサルファイド）：220〜240℃の高耐熱性と優れた流動性を持ち、薄肉成形が可能。自動車のバルブ・ギア・ピストンリング、電子部品に採用されています。
• 🏆 PEI（ポリエーテルイミド）：耐熱水性と電気絶縁性が特に高い。高圧蒸気に強く繰り返し滅菌できるため、再使用型の医療機器部品に使われます。
• 🏆 PAI（ポリアミドイミド）：275℃という高温でも強度と剛性を維持。無潤滑ベアリングや航空宇宙産業向けの機械部品に採用されています。
• 🏆 PSU（ポリサルホン）：琥珀色が特徴で、金属を上回るほどの耐薬品性と耐加水分解性を発揮。医療機器のガラス代替素材として使われています。

中でもPEEKは、産総研（国立研究開発法人産業技術総合研究所）も「スーパーエンジニアリングプラスチックの代表格」として紹介するほど注目の素材です。医療分野では体内埋め込み用インプラントにも使われており、MRI検査に磁気的干渉を起こさない（非磁性）という特性が大きな利点となっています。金属製インプラントでは起きてしまうMRI画像へのアーティファクト（画像乱れ）を回避できるわけです。これは医療現場にとって非常に重要な特性です。

スーパーエンプラは性能は群を抜いていますが、価格が非常に高いという現実もあります。例えばPEEKは汎用プラスチックのPPと比較すると、素材コストが100倍以上になることもあります。そのため、スーパーエンプラが求められるケースは「金属代替・過酷環境・軽量化の3条件が同時に必要な場合」に限られることが多いです。コストと性能のトレードオフが条件です。

参考情報：PEEKの特徴と医療・航空宇宙分野での用途を詳しく解説

スーパーエンジニアリングプラスチックとは？ – 産業技術総合研究所（産総研）

熱可塑性プラスチックの例から見る結晶性・非結晶性の違いと選び方

熱可塑性プラスチックの種類を正しく理解するには、「結晶性」か「非結晶性」かという分類が非常に重要です。同じ熱可塑性樹脂であっても、この区別によって透明性・寸法精度・耐熱性・成形特性が大きく異なります。

結晶性プラスチックは、分子が規則正しく整列した結晶構造を持ちます。PP・PE・PA・POM・PET・PBT・PPSなどが代表例です。結晶構造を持つことで硬く丈夫になり、耐薬品性や耐熱性が高まります。一方、収縮率は1〜4%と大きいため、精密な寸法管理が難しいという面があります。つまり精密部品には注意が必要です。

非結晶性プラスチックは、分子がランダムに配列しており、結晶部分を持ちません。PC・ABS・PVC・PS・PEI・PSUなどが該当します。透明性が高く、成形収縮率が0.2〜0.7%と低いため寸法精度に優れます。光学部品や精密部品に適しているのはこのためです。

少し意外なのが、ペットボトルに使われるPET（ポリエチレンテレフタレート）の話です。PETは本来結晶性プラスチックですが、ペットボトルに使われるPETは透明ですよね。これは成形時に急冷処理を行い、意図的に結晶化を抑制しているためです。通常の結晶性PETは不透明ですが、急冷すると非結晶性と同じような透明な状態で硬化します。この性質を巧みに利用した製造技術がペットボトルを実現しているわけです。意外ですね。

項目	結晶性プラスチック	非結晶性プラスチック
代表例	PE・PP・PA・POM・PET・PPS	PC・ABS・PVC・PS・PEI
透明性	基本的に不透明	透明（または半透明）
成形収縮率	1〜4%（大きい）	0.2〜0.7%（小さい）
耐熱性	高い傾向	やや低い傾向
耐薬品性	高い傾向	やや低い傾向
向いている用途	機械部品・容器・繊維	光学部品・精密部品・筐体

製品設計の場面では、この分類を知っているかどうかで、材料選定ミスによる「寸法がずれる」「溶けた」「割れた」といったトラブルを防ぐことができます。結晶性と非結晶性の違いだけ覚えておけばOKです。

参考情報：結晶性・非結晶性プラスチックの特性と寸法精度についての解説

熱可塑性とは？熱可塑性樹脂の特徴、種類、活用法を解説 – 吉田SKT

熱可塑性プラスチックの例から考えるリサイクルと環境負荷の実態

熱可塑性プラスチックの大きなメリットとして「リサイクルが容易」という点がよく挙げられます。加熱すれば再び溶かして成形できるため、理論上は何度でも再利用が可能です。これは熱硬化性樹脂にはない重要な利点です。

ただし、現実には大きな課題があります。日本でのプラスチックリサイクルの実態を見ると、最も多く行われているのは「サーマルリサイクル」（焼却時の熱エネルギー活用）であり、材料として直接再利用する「マテリアルリサイクル」の割合は全体の約21%程度にとどまっています。これは厳しいところですね。

マテリアルリサイクルが進まない背景には、複数の素材が混合・積層された製品の分別困難さや、リサイクルにかかるコストの高さがあります。例えば、食品用の包装材は多くの場合、異なる熱可塑性樹脂が何層にも積み重ねられた複合構造になっており、素材ごとの分離が事実上困難です。

一方で明るい話題もあります。ポリエチレン（PE）のリサイクル率は6割以上、ポリプロピレン（PP）は約8割と比較的高い水準を達成しています。単一素材で作られた製品（PPのみのトレー、PEのみのボトルなど）はリサイクルしやすく、有効利用率が高い傾向があります。これは知っておくとメリットがある知識です。

消費者の立場からできることとしては、製品の底面などに記載されているプラスチック識別マーク（樹脂識別コード）を確認して分別することが重要です。また、近年は3Dプリンター向けにリサイクルされたPETや、植物由来のバイオPLAフィラメントも流通しており、製造業でも環境に配慮した素材選択の選択肢が広がっています。

• ♻️ PPのリサイクル率は約8割：単一素材のPP製品を優先的に分別するだけで、資源の有効活用につながります。
• ♻️ PETボトルのリサイクル：飲料用PETボトルは業界全体でのリサイクルシステムが整っており、回収後に繊維や新ボトルに再生されています。
• ♻️ バイオプラスチックの台頭：2024年のバイオプラスチック製造能力は世界で約247万トンに達し、石油由来プラスチックの代替として需要が急増しています。

結論は「単一素材の熱可塑性プラスチックほどリサイクルしやすい」です。製品購入時にマテリアルリサイクルの観点でも素材を意識する習慣が、長期的な環境負荷とコストの削減につながります。

参考情報：プラスチックのマテリアルリサイクルの現状と課題

プラスチックリサイクルの基礎知識｜推進に向けた問題点と解決策は – 大日本印刷（DNP）

成形可能なプラスチック多形プラスチック熱可塑性ストリップモデリング 工芸品樹脂芸術彫刻のための熱湯に溶ける