PE（ポリエチレン）の切削加工

レジ袋やラップ、ポリタンクなど、日常のあらゆる場面で活躍する「PE（ポリエチレン）」は、汎用プラスチックの代表格ともいえる素材です。そのシンプルな構造からは想像できないほど、用途や性能に幅広いバリエーションがあり、工業製品から医療・食品分野に至るまで、現代社会を支える存在となっています。

本記事では、PEの基礎知識から種類ごとの特性、さらには切削加工時の注意点までをわかりやすく解説します。

PE（ポリエチレン）とは

PEは「ポリエチレン」という汎用プラスチックを指し、ポリ袋やプラスチックボトルなど、安価で広く使われているため、一般的に認知されています。

PEはメチレン（-CH2-）の繰り返しで構成される最も単純な構造のプラスチック素材ですが、重合方法によりメチレンの繋がり方や数が異なり、その違いがPEの種類に影響します。この違いについては後で詳しく説明します。

PEは1898年に偶然発見され、1930年代から合成方法が開発され、1950年代には高性能のPEの量産化に成功し、その後需要が増加、現在では生活に欠かせない素材となっています。

PE（ポリエチレン）の種類

PEは合成方法によって性能や性質が異なります。代表的なPEの種類は以下の通りです。

・HDPE（高密度ポリエチレン）：剛性が高く、白っぽい色をして半透明。

・LDPE、LLDPE（低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン）：柔軟性があり、透明度が高く、耐熱性が低い。

・VLDPE（超低密度ポリエチレン）：融点が低く、低温でも強度が維持できる。

・UHMW-PE（超高分子量ポリエチレン）：耐摩耗性、自己潤滑性、耐衝撃性に優れる。

合成時の圧力や触媒の違いにより、これらの異なる構造が形成されます。

PEは汎用プラスチックに分類されますが、UHMW-PEのみはスーパーエンジニアリングプラスチックとして特別な性能を持っています。他のPEが2〜30万程度の分子量であるのに対し、UHMW-PEは100〜700万程度の分子量を持ち、性能において大きな違いがあります。

PE（ポリエチレン）の特徴

PEにはいくつかの種類がありますが、基本的な特性は同じです。以下にメリットとデメリットを挙げます。

メリット

・価格が安い
・成形性が高い
・耐薬品性が高い
・吸水性が低い
・電気絶縁性に優れる
・耐寒性が高い

デメリット

・耐熱性が低い
・紫外線に弱い
・接着性が低い

PEはその安価さと成形性の高さから、量産加工に非常に適した素材です。特に成形性が高く、薄肉でも材料がしっかりと流れるため、フィルム素材としても最適です。また、耐薬品性が高く、酸やアルカリに対して優れた耐性を持ち、吸水性が低いため、水や水溶液の保管にも適しています。

更に、PEは-20℃程度までは機械的強度が低下しません。他のプラスチックでは耐えられないような低温環境下でも強度を保つことができます。

一方で、熱に弱く、100℃程度で強度が大幅に低下します。また、燃えやすいため、発火の危険がある場所では使用しない方が良いです。紫外線にも弱く、太陽光にさらされると急速に劣化し、強度が低下します。

また、PEは接着性がほとんどないため、部品同士を接着したり、印刷や塗装を施したりする表面処理には適しません。

PE（ポリエチレン）の利用用途

HDPE（高密度ポリエチレン）

・白色レジ袋
・ポリタンク
・洗面器

LDPE、LLDPE（低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン）

・ラップやフィルム
・透明レジ袋
・電線の被覆材
・包装材

PE（ポリエチレン）の切削の注意点

PEを切削加工する場合、LDPEは柔らかく切削しにくいため、主にHDPEが使用されます。しかしHDPEも、柔軟性が高いため、精度の高い切削が難しくなります。切削時にはバリが発生しやすいため、仕上げ加工には鋭い刃物を使用し、すくい角の大きな刃物を選びます。

当社のPE（ポリエチレン）切削加工における特長

１．コスト上昇を抑えるための最適なVE提案を実施！

PEは、他の樹脂素材と比べて加工が難しく、反りや歪みが発生しやすい素材です。また、精度が求められない場合が多いものの、図面に記載された高い精度要求が、不要なコストの増加を引き起こすことがあります。当社では、このようなコスト上昇を抑えるため、最適なVE（バリュー・エンジニアリング）提案を行っております。

２．豊富な設備群を用いて、試作から量産まで柔軟に対応！

当社では、CNC自動旋盤や複合旋盤、各種マシニングセンタなどの設備を活用し、樹脂の切削加工を行っています。様々なサイズの丸物・角物の加工を試作から量産まで柔軟に対応できます。

３．ご要望に応じて、PE以外の最適な樹脂材料をご提案！

PEは、食品や医療業界で多く使用される樹脂素材ですが、用途によってはその特性が要求に合わない場合もあります。当社では、お客様のご要望を伺い、PE以外の最適な樹脂素材をご提案することができます。