ポリカーボネート樹脂（PC)の物性・用途・特性
ポリカーボネート(PC)の名称
ポリカーボネートは、熱を加えるとやわらかくなる「熱可塑性樹脂」に分類される樹脂です。
一般的には、ポリカと呼ばれています。
- 分類：熱可塑性樹脂
- 名称：ポリカーボネート
- JIS記号：PC
- 英語名：polycarbonate
- 呼び方：通常は、「ポリカ」と呼ぶことが多い
- 結晶性/非晶性：非晶性樹脂
ポリカーボネートとは
ポリカーボネートは、エンプラに分類される機械的特性に優れた透明な樹脂です。
強度や耐衝撃性に非常に優れ、熱にも強い樹脂です。色は透明です。
一方、非晶性プラスチックであるため、有機溶剤に侵されやすく、油やグリースなどによってソルベントクラックを起こしやすいといった短所があります。
ポリカーボネートの長所
- 強度が高い
- 耐衝撃性に非常に優れる
- 軽い
- 吸水率が低く寸法安定性に優れる
- 耐熱性に優れる
- 耐候性は良いが黄色く変色する
- 電気絶縁性に優れ電気を通さない
- 着色しやすい
ポリカーボネートの短所
- 耐薬品性が低い
- 高温で加水分解を起こす
ポリカーボネートの種類
ポリカーボネートの種類には、「非強化グレード」、「ガラス繊維やカーボン繊維による強化グレード」、「ポリカーボネートと他の樹脂（ABS、AS、PET、PMMA)の共重合樹脂であるアロイグレード」があります。
ポリカーボネートの物理的特性
ポリカーボネートは、比重が１.2と軽い材料です。吸水性があるので、成形前に十分に乾燥しておく必要があります。酸素指数は２５程度であり、燃えにくい特性があります。
- 比重：1.1〜1.6
- 密度：1.18〜1.63 g/cm3
- 吸水率（非強化)： Min 0.07% Max0.3%
- 吸水率（PC/ABS)： Min 0.1% Max0.23%
- 吸水率（PC/PET)： 0.25%
- 吸水率（PC/PMMA)： 0.2%
- 燃焼性(UL94) ：
- 燃焼性(酸素指数) ：25
機械的特性
ポリカーボネートは、極めて高い耐衝撃性を有しており、ガラスの約200倍、アクリルの30倍以上と言われています。
このためバイク用のヘルメットの風防や機動隊が使う透明な盾としての応用があります。また透明性が高いのでCDやDVD の基板や屋外にある透明屋根としての用途もあります。
非強化グレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| 引張降伏応力 (MPa) | 30 |
163 |
84.87 |
27.17 |
| 引張強さ (MPa) | 65 |
136 |
107.45 |
25.63 |
| 引張弾性率（ヤング率） (MPa) | 2000 |
18200 |
4819.10 |
3676.58 |
| 降伏ひずみ | 3.5 |
8 |
5.92 |
0.72 |
| ポアソン比 | - |
- |
- |
- |
| 曲げ強度 (MPa) | 72 |
210 |
114.57 |
33.46 |
| 曲げ弾性率 (MPa) | 1900 |
16200 |
4255.43 |
3159.30 |
| 圧縮永久歪（％） | - |
- |
- |
- |
| シャルピー衝撃強度（kJ/m2） | 3 |
95 |
40.51 |
25.01 |
| アイゾット衝撃強度（kJ/m2） | - |
- |
- |
- |
| 表面硬度 | 40 |
121 |
83.94 |
7.74 |
PC/ABS アロイグレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| 引張降伏応力 (MPa) | 40 |
105 |
55.96 |
16.90 |
| 引張強さ (MPa) | - |
- |
- |
- |
| 引張弾性率（ヤング率） (MPa) | 1760 |
11000 |
3584.63 |
1952.32 |
| 降伏ひずみ | 2 |
5.1 |
3.22 |
0.84 |
| ポアソン比 | - |
- |
- |
- |
| 曲げ強度 (MPa) | 60 |
155 |
93.36 |
17.44 |
| 曲げ弾性率 (MPa) | 1700 |
11000 |
3273 |
1754 |
| 圧縮永久歪（％） | - |
- |
- |
- |
| シャルピー衝撃強度（kJ/m2） | 3 |
150 |
35.63 |
23.95 |
| アイゾット衝撃強度（kJ/m2） | - |
- |
- |
- |
| 表面硬度 | 95 |
122 |
111.57 |
9.27 |
PC/AS アロイグレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| 引張降伏応力 (MPa) | - |
- |
- |
- |
| 引張強さ (MPa) | 74 |
74 |
74 |
0 |
| 引張弾性率（ヤング率） (MPa) | - |
- |
- |
- |
| ポアソン比 | - |
- |
- |
- |
| 曲げ強度 (MPa) | 113 |
113 |
113 |
0 |
| 曲げ弾性率 (MPa) | 9000 |
9000 |
9000 |
0 |
| 圧縮永久歪（％） | - |
- |
- |
- |
| シャルピー衝撃強度（kJ/m2） | 3 |
3 |
3 |
0 |
| アイゾット衝撃強度（kJ/m2） | - |
- |
- |
- |
| 表面硬度 | - |
- |
- |
- |
PC/PET アロイグレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| 引張降伏応力 (MPa) | - |
- |
- |
- |
| 引張強さ (MPa) | - |
- |
- |
- |
| 引張弾性率（ヤング率） (MPa) | - |
- |
- |
- |
| ポアソン比 | - |
- |
- |
- |
| 曲げ強度 (MPa) | 90 |
90 |
90 |
0 |
| 曲げ弾性率 (MPa) | 2200 |
2200 |
2200 |
0 |
| 圧縮永久歪（％） | - |
- |
- |
- |
| シャルピー衝撃強度（kJ/m2） | 74 |
74 |
74 |
0 |
| アイゾット衝撃強度（kJ/m2） | - |
- |
- |
- |
| 表面硬度 | 120 |
120 |
120 |
0 |
PC/PMMA アロイグレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| 引張降伏応力 (MPa) | - |
- |
- |
- |
| 引張強さ (MPa) | - |
- |
- |
- |
| 引張弾性率（ヤング率） (MPa) | 2700 |
2800 |
2750 |
50 |
| 降伏ひずみ | 5.7 |
5.8 |
5.75 |
0.05 |
| ポアソン比 | - |
- |
- |
- |
| 曲げ強度 (MPa) | 110 |
115 |
112.5 |
2.5 |
| 曲げ弾性率 (MPa) | 2700 |
2800 |
2750 |
50 |
| 圧縮永久歪（％） | - |
- |
- |
- |
| シャルピー衝撃強度（kJ/m2） | 2 |
104 |
38 |
15 |
| アイゾット衝撃強度（kJ/m2） | - |
- |
- |
- |
| 表面硬度 | - |
- |
- |
- |
熱的特性
ポリカーボネートは熱に強い樹脂です。
非強化グレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| ビカット軟化温度 (℃) | 100 |
153 |
145.30 |
9.08 |
| 荷重たわみ温度 (℃) | 78 |
152 |
132.61 |
11.01 |
| 線膨張係数：流動（×10-5/℃） | 0.6 |
8 |
5.07 |
2.08 |
| 線膨張係数：直角（×10-5/℃） | 2.6 |
9.6 |
6.44 |
0.87 |
PC/ABS アロイグレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| ビカット軟化温度 (℃) | 94 |
133 |
109.89 |
13.07 |
| 荷重たわみ温度 (℃) | 77 |
138 |
99.72 |
13.62 |
| 線膨張係数：流動（×10-5/℃） | 2 |
8 |
6.35 |
1.95 |
| 線膨張係数：直角（×10-5/℃） | 3.2 |
8 |
6.94 |
1.31 |
PC/AS アロイグレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| ビカット軟化温度 (℃) | - |
- |
- |
- |
| 荷重たわみ温度 (℃) | 100 |
100 |
100 |
0 |
| 線膨張係数：流動（×10-5/℃） | 2.3 |
2.3 |
2.3 |
0 |
| 線膨張係数：直角（×10-5/℃） | 4.5 |
4.5 |
4.5 |
0 |
PC/PET アロイグレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| ビカット軟化温度 (℃) | - |
- |
- |
- |
| 荷重たわみ温度 (℃) | 114 |
114 |
114 |
0 |
| 線膨張係数：流動（×10-5/℃） | - |
- |
- |
- |
| 線膨張係数：直角（×10-5/℃） | - |
- |
- |
- |
PC/PMMA アロイグレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| ビカット軟化温度 (℃) | - |
- |
- |
- |
| 荷重たわみ温度 (℃) | 101 |
117 |
109 |
1.5 |
| 線膨張係数：流動（×10-5/℃） | 6.1 |
6.1 |
6.1 |
0 |
| 線膨張係数：直角（×10-5/℃） | 6.5 |
6.5 |
6.5 |
0 |
電気的特性
非強化グレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| 誘電率 | 2.85 |
4.4 |
3.12 |
0.20 |
| 誘電正接 | 0.0006 |
0.0233 |
0.0060 |
0.0019 |
| 絶縁耐力 (MV/m） | 17 |
35 |
28.84 |
4.69 |
| 耐アーク性（sec） | 6 |
6 |
6 |
0 |
PC/ABS アロイグレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| 誘電率 | - |
- |
- |
- |
| 誘電正接 | - |
- |
- |
- |
| 絶縁耐力 (MV/m） | 36.3 | 36.3 |
36.3 |
0 |
| 耐アーク性（sec） | - |
- |
- |
- |
成形性
ポリカーボネートの成形温度(シリンダー温度）は250から300℃、金型温度は、70から110℃で、樹脂の流動性はあまりよくありません。また、非晶性プラスチックであるため成形収縮率が小さく、0.2%から0.6%（非強化グレード）と小さいです。
非強化グレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| 成形収縮率MD % | 0.07 |
0.4 |
0.21 |
0.12 |
| 成形収縮率TD % | 0.26 |
0.6 |
0.49 |
0.14 |
PC/ABS アロイグレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| 成形収縮率MD % | 0.4 |
0.4 |
0.4 |
0 |
| 成形収縮率TD % | 0.4 |
0.4 |
0.4 |
0 |
PC/AS アロイグレード
最小値 |
最大値 |
平均値 |
標準偏差 |
|
|---|---|---|---|---|
| 成形収縮率MD % | 0.17 |
0.17 |
0.17 |
0 |
| 成形収縮率TD % | 0.19 |
0.19 |
0.19 |
0 |
[出典]
「PlaBase」：https://plabase.com
ポリカーボネートの価格
価格は変動しますが、ｋｇあたり350円から400円程度を推移しています。
ポリカーボネートの用途
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