序文
一般的なプラスチックの耐熱性と耐火性に関する詳細な説明
ABS
ABSの連続耐熱性は約80℃です。熱伝導率は0.17 W/m·Kで、優れた断熱性を備えています。非晶質プラスチックであるため、明確な融点は存在せず、ガラス転移温度(軟化点)は約105℃です。標準的なABSはUL 94 HB規格に適合しています。
ABS-94V0
UL 94 V-0の耐火性を有する難燃性ABSです。難燃性を実現するために、連続使用温度はわずかに75℃に下げられています。
PC(ポリカーボネート)
PCは優れた耐熱性を備え、120℃以下の環境でも長時間使用できます。熱伝導率は0.20 W/m·K、ガラス転移温度は約145~150℃です。
ABS+PC(複合材)
この複合材は、両方の材料の特性を兼ね備えており、連続使用温度は100℃まで、ガラス転移温度は105~150℃です。UL 94 HBの耐火性能を有しています。
PA6/PA66(ナイロン)
PA6とPA66は、それぞれ85℃と80~95℃の連続使用温度を持つ一般的なナイロン素材です。融点はそれぞれ220℃と255℃の結晶性プラスチックです。標準の耐火性能はUL 94 HBです。
ベークライト
熱硬化性プラスチックであるベークライトは、優れた耐熱性を有し、連続耐熱温度は130~155℃です。高温に加熱されても溶融せず、直接炭化します。
POM(可塑化金属)
POMの連続耐熱温度は100℃、融点は約162~165℃です。熱伝導率は0.31 W/m·K、難燃性はUL 94 HBです。
ガラス繊維強化プラスチック(例:PA6+30%GF、PC+30%GF)
ガラス繊維を添加することで、材料の耐熱性が大幅に向上します。例えば、PA6+30%GFは連続耐熱温度が135℃まで、PC+30%GFは130℃まで耐えられます。耐火性も向上し、PC+GFはV-1/V-2等級を達成しています。
PMMA(アクリル)
PMMAの連続耐熱温度は約80~85℃、ガラス転移温度は約100~105℃です。UL 94 HBの難燃性を有しています。
PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)
PEEKは、最高レベルの高性能エンジニアリングプラスチックで、240℃という非常に高い連続耐熱性と343℃の融点を備えています。また、UL 94 V-0の難燃性も有しています。
FR4(グラスファイバーエポキシ)
これは、回路基板の基板として一般的に使用される熱硬化性複合材料です。優れた耐熱性を備え、連続動作温度は約110~130℃です。「FR」は難燃性を意味し、UL 94 V-0の難燃性を満たす必要があります。
キーワード
- 連続耐熱性とは、材料が長時間熱に曝露された場合でも、その物理的特性と安定性を維持できる最高温度を指します。
- 熱伝導率(W/m·K):材料の熱伝導性を示す指標。値が低いほど、材料の断熱性は優れています。
- 融点(Tm)/ガラス転移温度(Tg):Tgは非晶質プラスチック(ABSやPCなど)が軟化し始める温度です。Tmは結晶性プラスチック(PA6やPOMなど)が溶融して液体状態になる温度です。
- 難燃性(UL 94):米国ULコーポレーションが策定したプラスチックの燃焼性試験規格。等級は、低いものから高いものの順に以下の通りです。
- HB:水平燃焼。燃焼速度が遅く、最も低い難燃性です。
- V-2:垂直燃焼。30秒以内に消火します。燃焼物の滴下は許容されます。
- V-1:垂直燃焼。 30秒以内に消火します。燃焼物の滴下は認められません。
- V-0:垂直燃焼。10秒以内に消火します。燃焼物の滴下は認められません。これは最も一般的に使用される高難燃性等級です。
結論
材料の熱特性を正しく理解することは、部品の安全性と信頼性を確保する上で不可欠です。例えば、電子機器の筐体に使用される材料には通常、V-0の難燃性が求められますが、高温環境で動作する部品には、PEEKやベークライトなど、より高い連続耐熱性を備えた材料が必要です。材料選定についてご質問がございましたら、お気軽に当社の専門チームまでお問い合わせください。

