熱可塑性樹脂とは？種類・特徴・使用例を詳しく解説

近年、プラスチック材料の中でも「熱可塑性樹脂（ねつかそせいじゅし）」は、
製造業、包装材、電子機器、自動車、日用品など、さまざまな業界でその名を耳にする機会が増えています。
では、熱可塑性樹脂とはいったい何なのか、どのような種類があり、どのような特徴を持ち、
どのような用途で使われているのか──これらを体系的に理解している人は意外と少ないかもしれません。

本記事では、熱可塑性樹脂の定義から始め、主要な樹脂の種類とその特徴、加工方法、用途例、
さらには選定時の注意点や将来展望までを、わかりやすく、かつ専門性を備えた内容で詳しく解説します。
これを読めば、熱可塑性樹脂を扱う技術者、設計者、調達担当者、あるいは素材選定に悩む企業担当者まで、
幅広くご活用いただける知識が得られるはずです。

  

1、熱可塑性樹脂とは？

 

熱可塑性樹脂（Thermoplastic Resin）は、加熱によって軟化し、
冷却によって再度固化する性質を持つ合成樹脂の総称です。
具体的には、分子構造が比較的柔軟で、熱エネルギーを加えることで分子間の移動が可能となり成形でき、
冷却すると再び固体になる性質を備えています。

この「可塑性（plasticity）」という性質を持つ点が、熱可塑性樹脂の最大の特徴です。
たとえば、射出成形、押出成形、ブロー成形、熱成形などの加工手法が適用でき、
再加工性も比較的高いという利点があります。

熱可塑性樹脂は、汎用樹脂、エンプラ（エンジニアリングプラスチック）、
スーパーエンプラなどの分類で呼ばれることもあります。
特定の用途に対して機械的性質、耐熱性、耐薬品性、耐衝撃性などが調整されたバリエーションが存在します。

2、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の違い

 

熱可塑性樹脂と対比されるのが、熱硬化性樹脂（Thermosetting Resin）です。
両者の違いを押さえることは、材料選定において極めて重要です。

2-1. 加熱・硬化メカニズムの違い

• 熱可塑性樹脂：加熱で軟化し、冷却で再固化。加熱・冷却のサイクルを繰り返せる。

• 熱硬化性樹脂：初期に加熱・硬化反応（架橋反応）を起こし、一旦硬化すると再加熱しても再び流動しない。

2-2. 再加工性と修理性

• 熱可塑性樹脂：再加熱すれば形を変えられるため、リサイクルや修理が比較的容易。

• 熱硬化性樹脂：硬化後は可逆性がないため、再加工・修理が困難。

2-3. 耐熱性・耐薬品性

• 熱硬化性樹脂は構造が架橋構造（クロスリンク）を持つため、耐熱性・耐薬品性に優れる傾向が高い。

• 熱可塑性樹脂は高温環境下や化学薬品環境では性能が劣る可能性もある。

2-4. 使用分野の違い

• 熱可塑性樹脂は自動車部品、電機部品、日用品など広く使われる。

• 熱硬化性樹脂は電子基板、接着剤、塗料、複合材料マトリックス、構造部材などで使われることが多い。

このように、両樹脂は特性や用途が異なるため、目的に応じて適切な選定が求められます。

3、熱可塑性樹脂の長所と短所

 

素材を選ぶ際には、メリット・デメリットを正しく理解しておくことが不可欠です。
ここでは、熱可塑性樹脂の長所と短所を整理しておきます。

3-1. 長所（メリット）

• 再加工性・熱可塑性
  　加熱で形状変更が可能で、再溶融・再成形できるため、成形加工が比較的容易です。

• 短いサイクル時間
  　冷却させて固める速度が速い材質もあり、生産スループットを上げやすい。

• コスト効率が高い
  　大量生産に向いており、金型成形技術が確立されているため、単価を抑えやすい。

• 付加機能添加が容易
  　フィラー、添加剤、ガラス繊維、炭素繊維、難燃剤等を混ぜ込んで物性を調整しやすい。

• 軽量性
  　金属に比して軽く、構造材料として使いやすい。

• 透明性・着色性
  　一部の樹脂は透明性を持ち、着色して色の自由度も高い。

3-2. 短所（デメリット）

• 耐熱性の限界
  　長時間高温にさらされると変形・軟化しやすい。

• 耐薬品・耐候性の劣化
  　特定の化学物質やUV、湿気、紫外線に弱い種類もある。

• 剛性・強度の限界
  　金属やセラミックスのような高強度は得にくい。また、長期荷重下でのクリープ変形が問題になることも。

• ガスバリア性・耐透過性
  　ガスや水蒸気の透過性が高い種類があり、密閉用途には適さない場合がある。

• 熱収縮・寸法変化
  　冷却時の収縮率や温度変化による膨張収縮を考慮しなければならない。

これらの長所・短所を理解し、用途や条件に即した適切な樹脂選定が不可欠です。

 

 

4、主要な熱可塑性樹脂の種類と特徴

 

熱可塑性樹脂には多くの種類があります。ただし、特に以下の樹脂が産業界で頻出します。
各樹脂の特徴や強み・弱みを把握しましょう。

4-1. ポリエチレン（PE）

• 特徴：軽量、耐薬品性に優れ、電気絶縁性が高い。

• 種類：低密度ポリエチレン（LDPE）、高密度ポリエチレン（HDPE）、線状低密度ポリエチレン（LLDPE）など。

• 長所：柔軟性があり、成形性・耐衝撃性良好。コストも低め。

• 短所：耐熱性は低く、高温用途には不向き。構造部材としては剛性が弱い。

• 使用例：フィルム、パイプ、容器、包装材、絶縁被覆など。

4-2. ポリプロピレン（PP）

• 特徴：耐熱性、剛性、化学耐性に優れ、成形加工性も良好。

• 長所：耐熱性（100℃前後まで）、耐薬品性、成形強度、疲労強度が比較的高い。

• 短所：紫外線劣化、耐候性は改善が必要。衝撃強度は低温で劣ることがある。

• 使用例：自動車部品、成形部品、家庭用品、キャップ、ヒンジ部材、繊維など。

4-3. ポリスチレン（PS）

• 特徴：透明性があり、成形性に優れるが耐衝撃性に劣る。

• 長所：加工が容易、低コスト、優れた透明性。

• 短所：衝撃強度が低い。耐熱性・耐薬品性も限定的。

• 使用例：発泡スチロール、食品トレイ、ディスプレイ部品など。

4-4. ポリ塩化ビニル（PVC）

• 特徴：広く使われており、耐薬品性・耐候性・加工性を調整可能。

• 長所：耐薬品性、耐候性、難燃性などが良く、剛性タイプと可塑タイプがある。

• 短所：可塑剤使用の場合に可塑剤移行や付加剤の影響、環境・健康面への配慮も必要。

• 使用例：配管、窓枠、電線被覆、床材、シートなど。

4-5. ポリエチレンテレフタレート（PET／PBT）

• 特徴：耐熱性、機械強度、剛性、耐摩耗性に優れるエンプラの一種。

• 長所：機械的強度、耐熱性（高温環境に強い）、透明性（PET）もある。

• 短所：吸水性があり、湿度変化で物性が変わる場合がある。

• 使用例：飲料ボトル（PET）、電子部品、ギア、コネクタ、ファイバー、フィルムなど。

4-6. ポリカーボネート（PC）

• 特徴：高衝撃強度、耐熱性、透明性を兼ね備える高性能樹脂。

• 長所：優れた耐衝撃性、光学透明性、耐熱性、寸法安定性。

• 短所：紫外線劣化、スクラッチ性（傷つきやすさ）、吸水性がある。

• 使用例：メガネレンズ、電子部品筐体、光学部品、電気絶縁部品など。

4-7. アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ABS）

• 特徴：剛性・靭性・成形性のバランスが良い汎用エンプラ。

• 長所：強度、靭性、表面光沢、加工性が良好。

• 短所：耐候性、耐薬品性は限定的で、光劣化に注意。

• 使用例：家電筐体、自動車部品、玩具、事務機器など。

4-8. ポリアミド（ナイロン：PA）

• 特徴：耐摩耗性、耐疲労性、剛性・強度、耐薬品性に優れたエンプラ。

• 長所：機械的強度、耐摩耗性、耐熱・耐薬品性、疲労強度。

• 短所：吸水性が高く、湿度の影響で寸法変化・物性変化が起こる。

• 使用例：ギア、ベアリング、ファスナー、電気部品、機構部材。

4-9. ポリオキシメチレン（POM／ポリアセタール）

• 特徴：優れた剛性、耐摩耗性、低摩擦性を持つエンプラ。

• 長所：寸法安定性、摩擦特性、耐疲労性、良好な機械的性質。

• 短所：耐熱性の限界、耐薬品性では強アルカリに弱い。

• 使用例：ギア、歯車、ベアリング部品、機構部材、精密部品。

4-10. ポリフェニレンサルファイド（PPS）、ポリフェニレーテレフタレート（PPT）、PEEK 等

これらはスーパーエンプラ（スーパーエンジニアリングプラスチック）に近い高性能樹脂です。

• PPS：耐熱性・耐薬品性・耐火性に優れ、電気特性も良好。

• PEEK：高温環境（200℃前後）でも使用でき、機械特性・耐薬品性に優れる。

• PPO／PPE、液晶ポリマー（LCP）など：高強度・高剛性・高耐熱用途で使われる。

これらは価格が高いため、用途が厳しい条件の環境下や部品で使用されます。

 

 

5、加工方法（成形技術）と条件

 

熱可塑性樹脂を工業的に成形するためには、さまざまな加工方法があります。
以下では代表的な方法を挙げ、それぞれの特徴と注意点を解説します。

5-1. 射出成形（インジェクションモールド）

最も広く使われる方法。溶融した樹脂を金型に射出して冷却・固化させる。

利点

• 高速成形が可能、複雑形状に対応

• 表面仕上げ性が高い

• 量産に向く

注意点・条件

• 金型設計が重要（肉厚、流動性、冷却、ゲート位置など）

• 結晶化樹脂では保圧、冷却条件の最適化が必要

• 収縮や反り、残留応力などの現象に留意する

5-2. 押出成形（エクストルージョン）

樹脂を溶融してノズルから押し出し、連続的に形状を作る。パイプ、フィルム、板材、シートなどに利用。

利点

• 連続生産に有利

• 形状変更が容易（ノズル変更）

• 費用効率が高い

注意点

• 冷却制御が重要

• 寸法精度管理に工夫が必要

• 複雑な断面形状では金型設計が難しい

5-3. ブロー成形

押出したチューブやパリソン（中空体）を金型内で吹き付けて膨らませて成形する方法。
ペットボトルや中空容器、チューブ製品に使われる。

利点

• 中空形状が得やすい

• 薄肉製品の成形が可能

注意点

• 壁厚むらの制御が重要

• 冷却条件、吹き込み圧、ゲート形状などが影響

5-4. 熱成形（熱型成形、ドロップ成形、圧空成形など）

シート状材料を加熱して軟化させ、金型または空気圧や真空で成形する。

利点

• 大型・薄肉部品の成形に適す

• 金型コストが比較的低め

注意点

• 加熱ムラ、均一加熱がカギ

• しわや厚みムラの発生に注意

5-5. その他の手法（押出ブロー、回転成形、インフレーション成形など）

• 押出ブロー：押出 → ブロー成形の組み合わせ

• 回転成形：金型ごと加熱・回転させて内部に樹脂を付着させる

• インフレーション成形：薄膜を吹き膨らませて成形

これらの加工方法を適切に選び、金型設計、成形条件、冷却制御等を最適化することが、
高品質部品を得るための鍵となります。

 

6、使用例・応用分野

 

熱可塑性樹脂はその可塑性と柔軟性を活かし、さまざまな分野で利用されています。
ここでは代表的な応用例を用途別に紹介します。

6-1. 自動車部品

軽量化・コスト低減・耐環境性の観点から、熱可塑性樹脂は多数の自動車部品で採用されています。

• バンパー、グリル、フェンダー

• 内装パネル、コンソール、インパネ

• ドアトリム、カップホルダー、シート部品

• エアダクト、ケーブル被覆、コネクタ部材

特にPP、ABS、PC、POM、PBT、PAなどが多用されます。

6-2. 電子機器・電気部品

熱可塑性樹脂は電気絶縁性や寸法安定性を生かして、電子機器や電気部品の筐体や内部構造部材として使われます。

• スマートフォン・PC筐体、リモコン、スイッチ

• コネクタ・端子ホルダー、コイルボビン、ハウジング

• ギア・ファンブレード、小型モーター部品

• 電線被覆、絶縁部材

高性能樹脂（PPS、PEEK、LCPなど）は高温動作、耐薬品性求められる部位に使われます。

6-3. 家電・生活用品

日用品・家電分野でも熱可塑性樹脂は広く使われています：

• 冷蔵庫、洗濯機、掃除機などの外装・内部パーツ

• キッチン用品、容器・蓋、キャップ、ストロー

• 玩具、文具、日用雑貨など

廉価で加工性が良い樹脂（PP、PS、ABS等）が多用されます。

6-4. 包装・シート用途

透明性、強度、成形性を活かして包装・シート分野での採用も盛んです：

• ペットボトル（PET）、飲料容器、化粧品ボトル

• 工業用フィルム、ラミネートフィルム、ストレッチフィルム

• シート材、保護膜、包装材

高透明性やバリア性を付与した樹脂や複合材料が活用されます。

6-5. 医療・ヘルスケア機器

安全性や滅菌性、清浄性、耐薬品性が重要になる分野でも熱可塑性樹脂が使われています：

• 注射器、点滴容器、医療器具の部品

• バイオセンサー、試験管、チューブ類

• 医療機器筐体

バイオ適合性や滅菌耐性を持つ樹脂・改質材が選ばれます。

6-6. 産業用途・機械構造部材

強度、剛性、耐摩耗性を求められる部材にも使われます：

• ギア、歯車、ベアリング、滑り機構部品

• 直動案内、軸受、リニアガイド、ローラ

• 配管継手、バルブ、流体制御機器

高性能樹脂（POM、PA、PEEK、PPSなど）が用いられるケースが多いです。

6-7. 建築・インフラ用途

耐候性、耐久性が重要な分野でも熱可塑性樹脂が使われています：

• 建築用パイプ、配管材、板材、壁材

• サッシ、窓枠、外装材、シート材

• 防水フィルム、シート防水、遮水シート

耐候性、難燃性、強度調整などが考慮されます。

このように、熱可塑性樹脂は非常に応用範囲が広く、用途に応じた樹脂選定と設計・加工技術が鍵になります。

 

7、選定上のポイントと留意点

 

適切な熱可塑性樹脂を選定するには、用途・環境・加工方法・コストなど、
多面的な観点から検討する必要があります。
ここでは代表的な検討項目と注意点を紹介します。

7-1. 使用温度範囲・耐熱性

最大使用温度や繰返し温度変化、熱サイクル耐性を確認すべきです。
高温側で強度を維持できるか、軟化・変形しないかを評価。

7-2. 機械的強度・靭性・剛性

曲げ強度、引張強さ、衝撃強度、疲労強度など、用途に応じた強度性能が要求されます。
特に衝撃、振動、繰返し応力に対する耐性を重視する設計が重要。

7-3. 寸法安定性・クリープ性

長期荷重下での変形（クリープ）、温度・湿度変化による寸法変化の影響を考慮する必要があります。
特に長尺部材や荷重支持部材ではクリープ耐性が重視されます。

7-4. 耐薬品性・耐腐食性

使用環境中に曝される化学物質（酸、アルカリ、溶剤、油液など）に対する耐性を確認する必要があります。
特定物質に弱い樹脂があるため、化学耐性データを参照。

7-5. 熱膨張特性

温度変化に伴う膨張・収縮を評価し、接合部やクリアランス設計に反映する必要があります。
金属部材と併用する場合は線膨張係数差に注意。

7-6. 吸水性・湿度影響

特に吸水性を持つ樹脂（例えばナイロン、PBTなど）は吸湿によって寸法・機械特性が変化することがあります。
環境条件を十分考慮して設計。

7-7. 表面性・外観性・着色性

外装用途や意匠要求がある場合、表面光沢、耐擦傷性、塗装適性、着色顔料との適合性なども重要な検討項目。

7-8. 加工性・成形性

狭肉部や複雑形状、肉厚変化、ゲート位置、流動性、冷却性、残留応力、金型寿命など、
加工条件に耐える設計・選定が必要です。フィラー添加や強化材の影響も考慮。

7-9. 成本・材料供給性

材料単価、調達性、在庫性、価格変動リスクなどを含めたコスト判断も重要。
特に高機能樹脂はコストが高いため、コスト対性能比を見極める。

7-10. 環境性・リサイクル性・安全性

環境規制、リサイクル性、排出性、副生成物、安全性も現代の素材選定で無視できない観点です。

これらのポイントを総合的に評価し、最適な熱可塑性樹脂と製造方法を選ぶことが、
設計品質やコスト競争力を確保する鍵となります。

8、リサイクル性・環境対応と課題

 

現代の社会では、環境配慮・サステナビリティが非常に重要なテーマであり、
熱可塑性樹脂のリサイクル性や環境適合性は重大な検討事項です。

8-1. 熱可塑性樹脂のリサイクル性の強み

• 再溶融可能性
  　熱可塑性樹脂は加熱すれば再度流動させて再利用できるため、機械的リサイクルが容易です。

• 混合リサイクル可能性
  　ある程度異なる樹脂をブレンドすることも可能で、リサイクル材の汎用化がしやすい。

• エネルギー回収
  　燃焼利用や発熱利用など、エネルギー資源としての二次利用も検討される。

8-2. リサイクル時の課題・制約

• 劣化・分解
  　何度も加熱・冷却を繰り返すと分子鎖が切れて分子量低下、物性低下が起こる可能性がある。

• 混入物・不純物
  　汚染物、添加剤、異物、異なる樹脂混入などが品質低下を招く。

• 用途制限
  　リサイクル材は原材料と同等の物性を持たないことが多く、用途が限定されることがある。

• 識別分離と分別
  　樹脂形状・色・添加剤・汚れなどからリサイクル可能材料を識別・分離する技術が必要。

• コストと物流
  　回収コスト、洗浄コスト、輸送コストが課題となる場合がある。

8-3. 環境規制・規格対応

• 法令・基準
  　各国でプラスチック使用規制、難燃基準、有害化学物質規制（RoHS、REACHなど）が存在。

• 生分解性樹脂・バイオプラスチック
  　IDL（PLA、PHB、PBS など）などの開発が進んでおり、従来の熱可塑性樹脂と併用されるケースもある。

• リサイクル設計（Design for Recycling）
  　初期設計段階からリサイクルを見据えた設計や添加材制限、樹脂統一化が求められる。

• 炭素排出／ライフサイクルアセスメント（LCA）
  　製造時、輸送時、使用時、廃棄時までを含むCO₂排出評価が重要視される。

こうした観点を踏まえ、環境負荷低減と性能確保を両立させた材料開発・使用が、今後重要になってきます。

 

9、将来動向と技術革新

 

熱可塑性樹脂の分野は、素材技術・加工技術・環境対応技術の進展により、今後も革新的な発展が期待されます。
以下、その主要な動向を紹介します。

9-1. 高性能（スーパーエンプラ・高機能）分野の拡張

PEEK、PPS、LCP、PI、PEI、PES などの耐熱・耐薬品性能に優れた高機能樹脂や、
それらの複合化（ガラス繊維、カーボン繊維）による高強度・高剛性材料の普及が進みます。

9-2. 高充填・複合材料化

ナノフィラー、CNT（カーボンナノチューブ）、グラフェン、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック微粒子などを、
高比率で複合化することで、導電性、熱伝導性、強度、剛性、耐熱性などを高度に制御する技術が進展中です。

9-3. 3Dプリンティング（積層造形）との融合

熱可塑性樹脂を用いたFDM／FFF方式の3Dプリンティング材料が普及しており、
特に高機能樹脂の造形性向上やファイバー強化プリント技術が進んでいます。
これにより、試作品・短納期部品から実用部品まで用途が拡大する可能性があります。

9-4. 新規バイオ由来素材・バイオ混合材

化石資源由来原料に代わる、バイオマス由来樹脂やバイオ混合素材の研究が活発です。
たとえば、セルロース系フィラーとの複合、植物油から誘導されるモノマー樹脂、ポリ乳酸（PLA）などとの、
ハイブリッド樹脂が注目されています。

9-5. 改質技術・界面設計技術の進化

界面制御、界面接着改質、表面処理、ナノ構造設計、界面剥離防止技術などの進展により、
複合材料の信頼性や耐久性が強化されます。

9-6. スマート素材・機能性樹脂

形状記憶樹脂、導電性・センサー機能を持つ樹脂、自己修復性樹脂、発光性や温度応答性を持つ樹脂など、
機能性を付与した「スマート材料」としての展開が期待されます。

9-7. デジタル設計・シミュレーション技術の高度化

CAE（流動解析、応力解析、温度解析など）、AI／機械学習を用いた最適設計、トポロジー最適化、
予測モデルなどを活用した素材設計・成形条件の最適化が進むでしょう。

9-8. サーキュラーエコノミー対応素材・リサイクル技術の高度化

化学的リサイクル技術（モノマー分解、 depolymerization）、自動識別・分別技術、
再生ポリマーの性能改善などの研究が進展し、真の環境循環型素材利用が進むと予想されます。

これらの技術革新は、熱可塑性樹脂の適用範囲をさらに広げ、環境配慮を強化する方向に向かうと考えられます。

 

10、まとめ

 

本記事では、熱可塑性樹脂の定義、熱硬化性樹脂との違い、長所・短所、主要な樹脂の種類と特徴、
成形技術、使用例、選定ポイント、リサイクル・環境対応、将来動向までを幅広く解説しました。
これらの知見を踏まえることで、素材選定や設計、加工プロセス改善、
環境対応などにおいてより合理的な判断が可能になるでしょう。

熱可塑性樹脂は、その可塑性と再加工性を活かして、製造業や各種応用分野で欠かせない素材です。
一方で、温度・湿度・化学剤・応力条件などの制約を正しく理解し、適材適所で用いることが重要です。
さらに、リサイクル性や環境影響も無視できない要素であり、未来志向で素材選定を行う必要があります。

木成ゴム株式会社では、熱可塑性樹脂の成形・改質技術のコンサルティングおよび製造サポートを承っております。
幅広い技術ノウハウを活用して御社の製品開発を強力にご支援します。
もし熱可塑性樹脂の適用に関してお悩みがあれば、どうぞお気軽にお問い合わせください。