![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
フッ素樹脂のテープを
使っているんですが、
他に滑り性がいいもの
ありますか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
なにか問題ありました?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
頻繁に使用するので
少しでもコストを
下げたいんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
使用している温度は
高いんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
常温です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
じゃあ、フッ素樹脂に次ぐ
滑り性をもった
『超高分子量ポリエチレン』
のテープはどうですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
滑るんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
家の引き戸やふすまを
滑りやすくするテープが
この材質でできています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
あぁ!
敷居に貼るテープの
ことですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
一度試してみたいので
そのテープを下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
分かりました。
という、やりとりがありました。
今回は、『超高分子量ポリエチレン』
について、簡単にわかりやすく
紹介していきたいと思います。
UHMW-PEとPEの違い
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
『超高分子量ポリエチレン』
と『ポリエチレン』は、
なにが違うんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
私の分かる範囲での
説明になりますが
大丈夫ですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
よろしくお願いします。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
まず、
『超高分子量ポリエチレン』
はJIS規格で、
PE-UHMW
ポリエチレン、超高分子量
注記 UHMWPEより望ましい。
polyethylene、
ultra high molecular weight
引用:JIS K 6899-1:2015
プラスチック−記号及び略語−
第1部:基本ポリマー及びその特性
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
と、略語が
規定されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
『PE』がポリエチレンの
略語になるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ちなみに、
molecular weight
(モレキュラーウェイト)
が、『分子量』という
意味です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そして、
PE-UHMWは、
分子量が2万~30万程度の
PE-LD (ポリエチレン、低密度)や
PE-HD(ポリエチレン、高密度 )
といった、一般的なポリエチレンに
対し、100万以上まで分子量を
高めたポリエチレンの事です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
すみません。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
どうしました?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
一般的に、UHMW-PEや
LDPE・HDPEと
表記されていることが
多いので、こちらで話を
進めさせてください。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
いいですよ。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ありがとうございます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
しかし、
超高分子量ポリエチレン
と一般的なポリエチレン
では、分子量の桁が
全然違うんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ちなみにLDPEとHDPE
って、どんな用途で
使われているんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
LDPEは
透明度が高く、透明なゴミ袋・
ラップ・マヨネーズ容器といった
生活用品や、電線の被覆材などに
使用されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
透明な袋やラップって
LDPEで出来て
いるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
一般的に『プチプチ』と
いわれる緩衝材も
LDPEで出来ています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
あれも、
LDPEで作られて
いるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
では、HDPEについても
教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
HDPEは
透明度が低く、シャンプーや
ボディソープなどの容器や
運搬用コンテナ・ブルーシート・
配管材・不透明なレジ袋などに
使用されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
HDPEの方が
硬い感じですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
HDPEの方が、
若干硬いです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ただ、どちらも
レジ袋に使用されて
いるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
もともとレジ袋は、
LDPEで作られていましたが、
ポリエチレンの原料である
ナフサの価格が高騰したため
LDPEより薄くても丈夫な
HDPEが多く使われるように
なったそうです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
そんな事情が
あったんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
では、UHMW-PEは、
どう違うんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
UHMW-PEは、
LDPEやHDPEといった
一般的な汎用ポリエチレンより、
物理的・化学的な特性がはるかに
優れているので、エンジニアリング
プラスチックに分類されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
エンジニアリング
プラスチックって
なんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
エンジニアリング
プラスチックとは、
工業用の過酷な条件でも
使用できるように、耐熱温度や
機械的強度を向上させた
プラスチックのことです。
エンプラとは
参考:エンプラ技術連合会
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
工業用の過酷な条件下でも
使用できるように開発された
ポリエチレンが、
UHMW-PEなんですね。
-
UHMW-PEは、LDPE や
HDPEなどと違い、
100万以上まで分子量を
高めた樹脂のこと。 -
LDPEは透明度が高く、透明な
ゴミ袋・ラップ・マヨネーズ容器
といった生活用品や、電線の
被覆材などに使用されている。 -
HDPEは透明度が低く、
シャンプーやボディソープなどの
容器や運搬用コンテナ・
ブルーシート・配管材・不透明な
レジ袋などに使用されている。 -
UHMW-PEは、一般的な
汎用PEより、物理的・化学的な
特性がはるかに優れているため、
エンジニアリングプラスチックに
分類される。 -
エンジニアリングプラスチック
とは、工業用の過酷な条件でも
使用できるよう、耐熱温度や
機械的強度を向上させた
プラスチックのこと。
UHMW-PEと他エンプラとの比較
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
一般的なポリエチレンと
UHMW-PEが違うことは
分かりました。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
次は、
UHMW-PEの特徴に
ついて教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
分かりました。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
『超高分子量ポリエチレン』
UHMW-PEは、
- 比重が小さい。
- 滑り性が良い。
- 耐衝撃性に優れている。
- 耐摩耗性に優れている。
- 耐薬品性に優れている。
- 吸水性が低い。
- 食品衛生法に適合している。
といった特徴があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
色んな特徴がありますね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
では、UHMW-PEは
他のエンプラと比べて
どこが優れてますか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
他材質と比較すると
UHMW-PE 他材料との比較
参考:三井化学株式会社
UHMW-PE
超高分子量ポリエチレン
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
このようになります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
軽量で滑り性や
耐摩耗性に優れた
材質なんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そのうえ、
ポリカーボネートを上回る
高い耐衝撃性をもっています。
耐衝撃性
参考:三井化学株式会社
ハイゼックスミリオン®
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ポリカーボネートって
たしか、防弾シールドに
使われている材質ですよね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
そんな材質より、
耐衝撃性が高いんですか!
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
すごいですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
UHMW-PEの長所は
分かりましたが、
短所はありますか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ありますよ。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
UHMW-PEは、
滑り性・耐薬品性に優れている反面
接着性が非常に悪いです。
そのため、接着剤で接着するには
下地処理が必要になります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
長所が短所に
なってしまうんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
他にも、
エンジニアリングプラスチックの
中では、「温度による寸法変化が
一番大きい材質」といわれています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なるほど。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
UHMW-PEは、
精密加工に向かない
材質なんですね。
UHMW-PEの構造
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なぜUHMW-PEは、
比重が、0.93g/ccと
小さいんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ちなみに、
比重が1.0g/cc以下なので
水に浮きますよ。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
たしか、水の比重が
1.0g/ccですもんね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そもそも、
高分子といわれるプラスチックの
ほとんどは、炭素(C)・
水素(H)・酸素(O)・窒素(N)
の原子からできています。
高分子の特徴って?
~金属・セラミックスとのちがい②~
参考:高分子未来塾
公益社団法人 高分子学会
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
「水兵リーベ」
とかいうやつですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
実は、この元素の
周期表の順番は、原子の
重さ順に並んでいます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ということは、
「水素原子が一番軽い」
ということですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そして、
UHMW-PEは、(-CH2-CH2-)の
繰り返しで構成されているので
軽いんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
周期表1番目の「水素」と
周期表6番目の「炭素」で
できているから、
比重が小さいんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
しかも、
この(-CH2-CH2-)という結合は、
化学的に安定しているため、
耐薬品性に優れ、
吸水性が低い材質になります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
「化学的に安定」とは
どういうことですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
「化学的に安定」
というのは、
不対電子を持っていないので
他の物質と出会っても
化学反応を起こしにくい
ということです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
「不対電子」って
なんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
不対電子は、
JIS規格で
2-1-9 不対電子
電子対を作っていない電子。
奇電子ともいう。
引用: JIS C 5600:2006
電子技術基本用語
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
と定義されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
つまり、
不対電子とは、ペアになっていない
一人ぼっちの電子のことで、
不対電子を持っていると
化学反応しやすくなってしまいます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
良く分かりませんが、
一人ぼっちの電子が
いないと、水にも
薬品にも反応しにくい
材質になるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そういうことです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
UHMW-PEが、
化学的に強い理由は
分かりました。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
では次は
「機械的な強度」特に、
耐衝撃性が優れている
理由を教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
基本的に
限界はありますが、分子量が
大きくなると衝撃強度が
強くなります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なぜ、分子量が
大きくなると衝撃に
強くなるんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
UHMW-PEは、
ラメラ構造といわれる
結晶層と非晶層が積み重なった
層状の構造になっています。
結晶性と非晶性
参考:エンプラ技術連合会
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そして、
この結晶間を結ぶ非晶層に
タイ分子(タイモレキュール)が
多くなるほど耐衝撃性が上がります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
UHMW-PEは、
分子量が大きいので
結晶間を結びつける
タイ分子の数が
多くなり、耐衝撃性が
高くなるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
しかもラメラ構造は、
結晶層と非晶層との境界部分で
ズレをおこしやすいため、
滑り性が良くなります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
表面の分子が
移動しやすいので
滑りやすいんですね。
-
高分子といわれるプラスチックの
ほとんどは、炭素(C)・
水素(H)・酸素(O)・窒素(N)
の原子からできている。 -
UHMW-PEは、(-CH2-CH2-)の
繰り返しで構成されているので
軽い。 -
UHMW-PEの(-CH2-CH2-)
という結合は、化学的に安定
しているため、耐薬品性に優れ、
吸水性が低い材質になる。 -
「化学的に安定」というのは、
不対電子を持っていないので
他の物質と出会っても
化学反応が起きにくいこと。 -
ラメラ構造間を結ぶ
タイ分子(タイモレキュール)が
多くなるほど耐衝撃性が上がる。 -
ラメラ構造は、結晶層と
非晶層との境界部分でズレを
おこしやすいため、
滑り性が良くなる。
UHMW-PEのメーカーさんと商品名
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
UHMW-PEを
製造している、
メーカーさんを
教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
UHMW-PEを
製造している
メーカーさんは
色々あります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
代表的なメーカーさんと
商品名は、
UHMW-PEのメーカーと商品名 | |
材料メーカー | 商品名 |
作新工業株式会社 | ニューライト |
三菱ケミカルアドバンスド マテリアルズ株式会社 |
タイバー (旧ソリジュール・旧U-PE) |
住友ベークライト株式会社 | サンモラー |
タキロンポリマー株式会社 | ウルモラー |
エス・ケー・エス エンジニアリング株式会社 |
ハイモラー |
三ツ星ベルト株式会社 | UHMW |
ナック・ケイ・エス株式会社 | RU-PE |
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
などがあります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
同じUHMW-PEでも
メーカーさんによって
色んな商品名が
あるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
これを覚えておくと
材料の入手が困難な時、
代替が可能ですね。
まとめ
超高分子量ポリエチレンは、
分子量2万~30万程度の一般的な
ポリエチレンと違い、平均分子量を
100万以上に高めたポリエチレンの
ことで、軽量・無毒性で、滑り性・
高強度・耐衝撃性に優れています。
また、連続使用温度は80℃以下と
高くはありませんが、化学的に
安定しており、吸水性・
耐薬品性にも優れています。
激しい衝撃や摩擦による摩耗で
困っている箇所に、一度
検討してみてはいかがでしょうか?
ありがとうございました。