真空成形の材料について
真空成形の材料について解説します。ここでは真空成形（圧空成形含む）の主な材料である熱可塑性樹脂のうち、ポリメチルメタクリレート樹脂（PMMA）、AES（アクリロニトリル－エチレン－プロピレン－ジエン－スチレン）、PVC（塩化ビニル樹脂、塩ビ）、ポリプロピレン（PP）、PC（ポリカーボネート）、PS（ポリスチレン）のそれぞれの特性について解説します。また、真空成形材料に求められる様々な機能や成形の際に使用する金型の種類、形状を紹介するとともに、主な真空成形材料の製品などもご案内します。あわせて真空成形材料と射出成形材料との違いも解説します。
目次
真空（圧空）成形の主な材料（熱可塑性樹脂）
真空（圧空）成形の主な材料となる熱可塑性樹脂をご紹介します。ここではPMMA（ポリメチルメタクリレート樹脂）、AES（アクリロニトリル－エチレン－プロピレン－ジエン－スチレン）、PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）、PP（ポリプロピレン）、PC（ポリカーボネート）、梱包材（発泡スチロール）としてよく使用されるPS（ポリスチレン、ゴムを配合して衝撃性を向上させたハイインパクトポリスチレン＝HIPS含む）のそれぞれの特性を解説します。なお、真空成形と圧空成形は、いずれも軟化させたプラスチックシートに空気の圧力を加える点で同じ成型方法です。ただし、 真空成形が真空吸引力、いわば「マイナスの空気圧」を使うのに対し、圧空成形は圧縮空気に当たる「プラスの空気圧」を樹脂に加えて成形する点で厳密にいえば異なります。
PMMA（メタクリル酸メチルエステル）
PMMA（メタクリル酸メチルエステル）は、アクリル樹脂とも呼ばれる通り、透明度が高い樹脂です。数あるプラスチックの中で、最も透過性が高い材質で、耐候性にも優れることから屋外でも問題なく使用できる点も利点です。安価であるため圧空真空成形でもしばしば使用されています。一方、強度にやや欠点があるため、成形時に割れが発生しやすいのが難点といえます。圧空真空成形で使用する際は割れに対応したノウハウが必要となります。
AES（ｱｸﾘﾛﾆﾄﾘﾙ-ｴﾁﾚﾝ-ﾌﾟﾛﾋﾟﾚﾝ-ｼﾞｴﾝ-ｽﾁﾚﾝ）
AESはエチレンプロピレンゴムにスチレンとアクリロニトリルをグラフト重合した三元共重合体です。物性は ABS 樹脂とほぼ同じですが、ABS樹脂よりも高い耐候性を有しています。また、AESは耐衝撃性、成形性にも優れており、圧空真空成形の材料としてもひんぱんに使用されています。AESの成型品は多岐に渡りますが、一例をあげると屋外用の機械カバーなどに使用されています。
PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）
ポリ塩化ビニル樹脂（PVC）は「塩ビ」や「ビニール」とも呼ばれ、もっとも身近な汎用プラスチックのひとつです。PVCは耐薬品性、耐水性、電気絶縁性、難燃性に優れており、圧空真空成形で使われる塩化ビニル樹脂は主に硬質塩化ビニル樹脂です。PVCは難燃性も高いため、洋服の繊維やソファー、椅子などの家具の合皮を含む身近な製品に幅広く使用されています。
PP（ポリプロピレン）
ポリプロピレン（PP）は軽量で割れにくいうえ、耐熱性・耐薬品性が高いといった特長があります。また、絶縁性も高く静電気の発生リスクが軽減されることから、電子部品用工業用トレーの材質として広く使用されています。ほかにもポリプロピレンの耐熱性は約110度と、汎用プラスチック素材の中でも高い耐熱性を有します。あわせて食品衛生基準を満たしているため、電子部品だけでなく食品の包装にも最適です。また、割れにくいにも関わらず、折り曲げに対して非常に強いため、開閉が行われる工業用トレーの材料にも適しています。
PC（ポリカーボネート）
ポリカーボネート（polycarbonate）は、熱可塑性プラスチックの一種で透明性・耐衝撃性・耐熱性・難燃性・寸法安定性などにおいて、高い物性を示します。耐衝撃性は一般的なガラスの250倍以上ともいわれます。自動車用ヘッドライトレンズ、照明レンズ、サングラス 、眼鏡、スイミングゴーグル、スキューバーダイビングマスク、ヘルメット、CDやDVDディスクなどが挙げられます。さらにPCにガラス（GF）を10～30％入れ強度を強化したものは、携帯電話、スマートフォンの筐体などに採用されています。
PS（ポリスチレン）
ポリスチレン（PS）は絶縁性に優れるため工業用トレーなどの材料として、ポリプロピレンと並んでひんぱんに使用される素材です。ポリ・スチレンはスチロール樹脂とも呼ばれる汎用プラスチック素材です。このポリスチレンに気泡を含ませたものが発砲スチロールとなり、日常生活のあらゆる場面で活用されています。ポリ・スチレンは絶縁性のほかにも耐水・耐薬品性に優れており、工業用トレーとしてだけでなく食品包装材としても幅広く活用されています。また、ポリ・スチレンはリサイクルが可能な環境型のプラスチック材質です。
真空成形材料に求められる主な機能
真空成形材料に求められる主な機能を解説します。真空成形材料に求められる機能は、成形品の用途によって様々ですが、主な機能や素材的な特長としては難燃性、耐衝撃性、対候性、透明性、耐水性などがあります。ここでは難燃性、耐衝撃性、耐熱性、対候性、透明性、耐水性とはどのような機能、特長であるのかを解説するとともに、それぞれの機能が比較的高いとされる熱可塑性樹脂をご紹介します。
難燃性（耐熱性）
難燃性とは燃焼に対して抵抗する燃えにくい性質のことです。難燃性は、耐燃性とも呼ばれることがあり、両者はほぼ同じ機能と考えられます。難燃性は、燃焼する速さは遅いものの、ある程度の時間は燃え続ける性質であり、決して燃えない性質を指す言葉ではありません。 一方、不燃性は継続して燃焼しない性質のことで、遅燃性は燃焼する速さが遅い性質を指します。真空成形材料のうち難燃性（耐熱性）が高い素材としてはPVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）、PP（ポリプロピレン）、PC（ポリカーボネート）などが挙げられます。
耐衝撃性
耐衝撃性は外部から加えられる瞬間的な大きな力に対して、どの程度耐えられるかを示す性能です。 硬い材料の場合、ゆっくりと負荷をかければ非常に大きな耐久力を発揮しますが、ハンマーでたたくなど、瞬間的に強い力が加わると、いとも簡単に割れてしまう材料がほとんどです。 言い換えると、硬い＝脆い、すなわち耐衝撃性が小さいと言えます。真空成形材料のうち耐衝撃性が高い素材としてはAES（アクリロニトリル－エチレン－プロピレン－ジエン－スチレン）やPC（ポリカーボネート）などが挙げられます。
対候性
対候性は太陽光や風雨に晒される野外での使用に耐えることができる性質を指すものです。真空成形品によっては常時、屋外での使用となる製品もあり、そうした製品の材料には対候性が求められます。真空成形材料のうち、対候性に優れた素材としてはPMMA（メタクリル酸メチルエステル）やAES（アクリロニトリル－エチレン－プロピレン－ジエン－スチレン）などが挙げられます。
透明性
透明性はその名のとおり、素材の透過性を示す性能です。透明性は工業用プラスチックトレーなどにひんぱんに求められる機能のひとつで、透明性の高いトレーを使用することで内容物が把握しやすくなるといったメリットがあります。また、透明性の高いプラスチックトレーは検品や在庫管理にかかる作業を効率化するなどのメリットがあります。真空成形材料のうち、透明性に優れた素材としてはPMMA（メタクリル酸メチルエステル）やPC（ポリカーボネート）などが挙げられます。ペットボトルの材料として知られるPET（ポリエチレンテレフタラート）も透明性の高い素材のひとつです。
耐水性
耐水性とは雨や水の通過または浸透を防ぐ性能です。プラスチック製品のほか、繊維製品や生地なども耐水性が求められます。耐水性は防水性とも言い換えることができ、絶対に水分の透過が許されない製品、たとえば電子機器や精密機器などは耐水性の高い工業用プラスチックトレーに収納される傾向があります。 真空成形材料のうち、耐水性に優れた素材としてはPVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）やPET（ポリエチレンテレフタラート）などがあります。
真空成形材料の成形に使用する金型
真空成形ではあらかじめ押出し成形した樹脂シート・フィルムを成形材料として用います。その成形に使用する金型は、凹型（ストレートフォーミング）もしくは凸型（ドレープフォーミング）のいずれかです。射出成形は必ず凹凸両面の型が必要ですが、真空成形は凹型または凸型のどちらか片側のみの型で軟化させた樹脂シートを成形できるため、射出成形と比べ型の製作期間が短いうえ、型費用が安価となるといったメリットがあります。ここでは凹型（ストレートフォーミング）と凸型（ドレープフォーミング）それぞれの型の形状の特長などを解説します。
凹型（ストレートフォーミング）
真空成形金型の凹型（ストレートフォーミング）は、メス型とも呼ばれ、製品の形状にへこんだ金型に合わせて加熱した材料を吸引する成形方法です。凹型は内側に意匠面がある場合や外側の面に精度が求められるケースなどに使用されます。また、冷却後に縮むと凸型のように型を締め付けることが無く、抜き勾配が少なくても離型可能な場合が多くなるため、抜き勾配を減らしたい場合に凹型が使用されます。さらに凸型よりも偏肉が緩和されるので、もっとも厚みが薄くなる部分でも凸型よりも厚みが増します。そうした特性を生かし、偏肉が発生しやすい高さのある形状の場合、凹型が使用されるのが一般的です。
凸型（ドレープフォーミング）
真空成形金型の凸型（ドレープフォーミング）は、オス型とも呼ばれ真空成形で作りたい形状が突き出た形の型です。凸型成形は、成形方法の特性から金型があたらない面に「ブリッジ」と呼ばれる素材と素材が重なり合ってシワを形成してしまう現象や「ダブリ」と呼ばれる素材と金型が密着せずに隙間ができてしまう現象、「偏肉」と呼ばれ（素材の厚みに偏りがあり成形品全体の厚みが一定でない現象などを含む不具合が発生しやすいのが難点です。ブリッジを解消するにはプラグアシストをするタイミングやプラグ形状の工夫などプラグの調整が必要なほか、ブリッジが出にくい設計や金型の加工といった対応が求められます。なお、プラグアシスト真空成形のほかに、エアスリップ真空成形があります。
真空成形材料製品の一例
真空成形材料製品の一例をご紹介します。ここでは住友ベークライト製の「カイダック」、積水成型工業製「タフビロン」「カイデックス」、レゾナック製「ラミスタック」の製品特長をご案内します。「カイダック」「タフビロン」「ラミスタック」「カイデックス」はいずれも高い機能と品質を誇り、市場で極めて高い評価を得ています。
カイダック
カイダックは住友ベークライトが製造する優れた耐衝撃性・耐薬品性・成形性を兼ね備えたアクリル変性高衝撃塩化ビニル板です。カイダックはシート成形の特長を活かすことができる成形材料品で、極めて成形性が良く（成形倍率6倍）、複雑な深絞り成形曲面形状の意匠性が大幅に向上します。 小ロット、多品種による射出成形品からのコスト低減も可能です。
タフビロン
タフビロンは積水成型工業が製造する様々な機能特性と優れた熱成形性をあわせもつ、ハイスペックなアクリル変性高衝撃プレートです。真空・圧空成形をはじめ、深絞り成形にも対応します。また、難燃性、耐衝撃性、耐薬品性にも優れており、車両、医療機器、各種ハウジング内装部材、産業資材など、様々な分野で使用されています。
ラミスタック
ラミスタックは株式会社レゾナックが製造する高輝度メッキ調シートです。光沢、色調、外観に優れており、塗装した製品に近い外観に仕上がります。ラミスタックは塗装・メッキと同様の仕上げが可能であるため、コストパフォーマンスに優れた材料として市場で高い評価を得ています。ラミスタックは小ロットにも対応するほか、インモールド成形も可能です。また、熱成形可能な多層シートでリサイクル可能な素材を使用しています。ラミスタックの用途は極めて広く、一例を挙げるとゲーム機カバー、ルーフボックス、キャリア、医療機器カバー、農機カバー、什器などに使用されています。
カイデックス
KYDEX（カイデックス）は積水成型工業が製造する抜群の成形性と難燃、低発煙を兼ね備えた高機能製品です。航空機、車輌、医療機器、各種ハウジングなど幅広い分野で用途に対応したグレードをラインアップしています。カイデックスは深絞り成形が容易であるのに加え、高水準の抜群の加工性などが市場で極めて高く評価されています。
真空成形材料を使った主な製品
真空成型はその名のとおり真空状態にまで樹脂シートを密着、接着させて吸引し固化させるため、複雑な形状の製品をシャープに作ることができます。単発成形の場合、サイクル・タイムが長くなるデメリットはありますが、メリットが上回るため様々な製品に応用されており、身近なところでは卵のパックや食品トレイなど薄肉のプラスチック容器があります。また、各種プラスチックトレイやブリスターパックなども真空成形によるものです。また、真空成形は大型、広面積の製品の成型にも適しているため、自動車バンパー、ダッシュボード、バスタブ、ゲーム機・アミューズメント機器なども真空成形によって製造されています。ここでは真空成形材料を使った主な製品としてトレイやブリスターパック、大型製品（自動車バンパー・ダッシュボード、バスタブ、ゲーム機・アミューズメント機器など）をご紹介します。
トレー
真空成形材料を使った主な製品であるプラスチックトレーは、様々な現場で活用されるため連日大量生産（量産）されています。トレーの用途は幅広く、保管用、管理用、収納用、出荷用、運搬用、輸送用、品質管理など様々な目的で流通しています。
ブリスターパック
ブリスターパックもプラスチックトレーと同様、真空成形材料による主な成型品のひとつです。ブリスターパックは、製品と製品の仕様などを明示する印刷物である台紙とのパッケージ方法により、「曲げ加工タイプ」「シールタイプ」「シェルパックタイプ」の3つのタイプがあります。「曲げ加工タイプ」は熱曲げ加工をしたブリスターパックに、台紙をスライドさせてパックするもので、台紙とブリスターパックが簡単に取り外しができるのが特長です。「シールタイプ」は台紙とブリスターパックを熱圧着によってシーリングするタイプです。「シェルパックタイプ」は製品を前後のブリスターパックで覆う形となっています。
大型製品
自動車バンパー・ダッシュボード、バスタブ、ゲーム機・アミューズメント機器などに使用される製品です。真空成形は卵のパックや食品トレーなど薄肉の樹脂容器の成形が容易です。こうした薄肉製品は連日大量生産（量産）され広く流通しています。また真空成形は大型製品や広面積の製品を成型するのに適しています。そのため、バンパーやダッシュボードといった自動車関連製品などにも使用されています。また、バスタブやゲーム機、アミューズメント機器、看板、ディスプレイ、インパネなども真空成形で製造されることが多々あります。
真空成形材料と射出成形材料、ブロー成型材料の違い
真空成形材料と射出成形材料の違いですが、真空成形がポリプロピレン（PP）、塩化ビニール（PVC）、ポリスチレン（PS）、ポリエチレンテフタレート（PET）など熱可塑性樹脂の成型に適しているのに対し、射出成形は塩ビ系との相性が良くはありません。また、ブロー成形（中空成形）には、ポリエチレンテレフタレート （PET）、高密度ポリエチレン（HDPE）、低密度ポリエ チレン（LDPE）、ポリプロピレン（PP）、ポリ塩化ビニ ル（PVC）の5 種類の樹脂が主に使用されます。
真空成形材料のことなら三光ライト工業へ
三光ライト工業は、真空成形による成型品はもとより、真空成形材料についても軟質と硬質、結晶性樹脂と非晶性樹脂、厚板と薄板を問わず幅広い知見を有していますので、何でもご相談ください。また、真空成形では使用しない材料、たとえば着色が容易なABS樹脂（アクリロニトリルーブタジエンースチレン複合樹脂）や変性ポリフェニレンエーテル（変性PPE樹脂）、ROA（PC／ABS）、ポリエステルなどでも豊富な実績があります。弊社は最新鋭の設備を整えており、近年トリミング機能付きの高速真空成形機を導入しました。同設備は成形機とトリミング装置を同じフレーム上に設置し、全自動でトリミングが可能で、設定量を搬出可能な最新の真空成型機です。トリミングについてはNCルーターを用いて、製品の輪郭をカットするNC加工法などもあります。NC加工機でのトリミングはすべての工程をプログラミングし、専用機械で行うため均一に加工できるメリットがあります。弊社は金型製作を含む全工程を自社工場で完結（真空成形金型と木型を除く）させるため低コスト、短納期に加え、試作後の部分的な変更にも柔軟に対応いたします。試作品もご要望に応じてご提供可能です。弊社は単色成形だけでなく2色成形を得意としています。加えてシリコーンLIM成形、インサート成形など多様な特殊成形品も全て自社設備で生産しています。加飾については、塗装、印刷などの二次加工をはじめ、アッセンブリ（組立加工）の工程を内製化して同じ工場内で生産しており、高品質でリーズナブルな価格でお客様のご要望にお応えします。打ち抜き加工やプレス、大量生産（量産）、多品種少量生産もお申し付けください。
