家電産業における改質ポリプロピレン（PP）プラスチックの新しい用途 - COACE-プラスチック助剤、ポリマー添加剤、接着促進剤、強化剤-コアース化学工業株式会社

ポスト検索

家電産業における改質ポリプロピレン(PP)プラスチックの新しい用途

2023年7月6日

四大汎用プラスチック材料の一つであるPPは、化学的安定性が強く、成形性が良く、総合性能に優れ、価格も比較的リーズナブルである。しかし、強度、弾性率、硬度、耐低温衝撃性に劣る。強度が低い、成形時の収縮が大きい、老化が早いなどの欠点がある。

その結果、製品の要求に合わせて変更する必要がある。PPの材料は、鉱物を添加することによって、強靭性の向上、耐候性の改良、ガラス繊維による補強、難燃性の改良、超強靭性の改良などが行われることが多い。家電製品の世界では、それぞれの改質PPは目的を持っています。

家電の分野では、改質PPはいくつかの応用の可能性を提供している。今後、家電製品のヒューマニゼーションはより顕著になり、製品の種類はより多様化し、家電技術開発の観点からも従来の家電製品は小型化・大型化に向けて発展していくだろう。PPのニーズは、新商品が続々と登場する中で常に高まっている。改質PPには4つの大きな動きがある：

1.硬度と光沢に優れたPP。家庭用機器、特に小型の家電製品では、PSやABSの代わりに使用されることがある。

2.ハロゲンを含まないPP難燃剤。EUのRoHS指令が採択され、各国が環境保護を重要視する中、幅広い市場性を持つハロゲンフリー難燃PPの研究・生産が急務となっている。

3.ガラス繊維で強化された長いPP。一般的に使用されている短いガラス繊維で強化されたPPは、ガラス繊維が短く、反りやすく、衝撃強度が低く、加熱すると変形しやすい。したがって、前述の短いガラス繊維と製品表面の欠点は、長いガラス繊維によって解決することができる。冷凍庫や調理器具に使用することができ、良好な温度、高い衝撃強度、高い耐熱性を有する。

4.PP抗菌。殺菌・抗菌性を持つ全く新しい機能性高分子素材がこのタイプのプラスチックである。洗濯機の中容器や電気貯水槽のプラスチック部品に採用され、幅広い用途がある。

ミネラル充填変性PP

PPの改質で最もよく採用されるのは、ミネラルを添加した改質である。PPの基本成分に炭酸カルシウム、タルク、ウォラストナイト、ガラスビーズ、雲母粉などの鉱物を添加する。これらの鉱物は、PP材料の寸法安定性と衝撃靭性を高めると同時に、PP材料の成形収縮率を下げ、PPマトリックスに対する鉱物のコストを下げる。その結果、PP材料の価格は大幅に低下する。

現在、家庭用電化製品に使用されているミネラル充填改質PPの主な部品は、脈動洗濯機やドラム洗濯機の内槽、脈動装置や衣類開口部、電子レンジ、スピーカーのホーン、ホーンブラケットのシールストリップ、冷蔵庫の棚、炊飯器のシェルとベースなどである。

難燃性改質PP

現在多くの国で、家電製品の電子・電気部品に使用される材料は、火災を防止するために難燃性であることが義務付けられています。難燃性のPPに関しては、63%はUL94V-0、23%はUL94V-2、12%はDIN4102B1、1%はその他の難燃剤でなければなりません。

PPは結晶性が高く、燃えやすいため、電気産業などで要求される高い難燃性をPPで実現するのは難しく、コストアップにつながる。しかし、社会がプラスチック製品の最低難燃基準を改善すれば、難燃ポリプロピレンの割合は：増加に続いて、現在の難燃ポリプロピレンの年間成長率は8%である。

PPは可燃性ポリマーであるため、最近の市場では一般的にBr/Sb複合難燃剤で処理されている。難燃剤を添加することで、PP製品はUL94V-0指定を取得し、白熱電球のフィラメント温度650℃や750℃でも引火することなく使用することができます。一般的に、テレビの筐体、洗濯機の操作パネル、リモコンの筐体、水槽の蒸発トレイ、換気ダクトなど、燃焼の危険性がある部品は、この難燃性改質PP材料を使用して製造されます。

ガラス繊維強化改質PP

PPの引張強度は20M-30MPa、曲げ強度は25M-50MPa、曲げダイ強度は800M-1500MPaである。PPを構造部品工学に利用するには、ガラス繊維で強化する必要がある。ほとんどの状況において、また場合によってはそれ以上であっても、ガラス繊維で強化されたPP材料はその機械的性質を向上させることができる。

機械的強度はABSや強化ABS製品と同等で、耐熱性はさらに優れている。具体的には、引張強さが65MPaから90MPa、曲げ強さが70MPaから120MPa、曲げ弾性率が3000MPaから4500MPaである。

通常のABSおよび強化ABSは98℃までの熱に耐えることができるが、ガラス繊維強化PPは135℃までの熱に耐えることができる。価格はABS強化品よりかなり安く、冷蔵庫やエアコンなどの軸流ファンやクロスフローファンに利用されることもある。

炊飯器のベースやハンドル、電子レンジなどの機械的品質や耐高温性の厳しい要求を満たすために、高速洗濯機の内桶、パルセーター、プーリーの製造にも使用されることがある。

変性PP抗菌

抗菌PP素材は、バクテリア、カビ、イースト菌、藻、さらにはプラスチックにシミを残したウイルスを防いだり、除去したりすることができる。また、雑菌の繁殖を防ぐことで清潔さを保ちます。

抗菌PP素材の用途としては、家電製品の内装部品、ボタン、シールなど、カビが発生しやすい部分が挙げられる。冷蔵庫ではドアシール、ライナー、青果箱などの抗菌性が重視される。洗濯機ではボタンフィルムや汚水管に抗菌加工を施すことが肝要だ。小型家電は食品に触れる部品やボタンに重点を置き、エアコンは主にエアコンフィルターの抗菌に重点を置いている。厨房機器の多くは、フィルムの抗菌のために内槽のコーティングやボタン、取っ手に抗菌剤を使用している。抗菌フィルムの特長は、高強度、高靭性、細菌・カビの繁殖抑制などである。