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ポリエチレン樹脂は、熱いと溶けて冷えると固まる性質の（熱可塑性）樹脂で、樹脂の中でも分子構造がシンプルで加工性も高く、原料も安価です。また比重の違う物を自由に作ることが出来るうえ、密度の調整により、熱特性や機械特性を変化させることが出来ます。無臭で軽く、防湿性や電気絶縁性にも優れています。

ポリエチレン樹脂について

ポリエチレン樹脂は樹脂の中で最も目にする樹脂なのですが、その余りにも高い汎用性のため、形、物性が変わっていて気づきにくい処はあるかもしれません。

一般的に樹脂といえば、硬い形のある物というイメージですが、ポリエチレン樹脂の場合、フィルム、袋、ラップ、食品用チューブ、電線の被膜、ホース、漁網、ロープといった硬度の低い物へ素材が使われていることも多く、想像以上に用途は幅広く使われています。他樹脂と比べ、耐候性が優れています。特に屋外で長時間使用される用途には、耐候剤やカーボンブラックを添加することによって、数10年の寿命が要求される電線被覆、鋼管被覆にも使用することが可能になります。

ポリエチレン樹脂の耐熱温度は一般的には70度～90度となっています。ポリエチレン樹脂はその分子密度を調整することで、その特性を弱めたり、強めたりといった調整を行うことが可能です。主なポリエチレン樹脂の種類を挙げてみます。

• 低密度ポリエチレン（LDPE）俗称：ローデン　※Low Densityの略
• 高密度ポリエチレン（HDPE）俗称：ハイデン　※High Densityの略
• 直鎖状低密度ポリエチレン（L-LDPE）

材質表記上はこれら全てをポリエチレン樹脂と呼ぶため、実際どの様な密度のポリエチレン樹脂を使用しているかは表記上確認し難いです。そんな広く使われている汎用樹脂ポリエチレンですが、表面特性に於いては実は使い勝手が悪い部類になります。

どういった点が使い勝手が悪いとされているかですが、

1. 接着することが難しい
2. 印刷の載りが悪い

印刷をする場合、表面に特殊な加工が必要となり、工数が増えてコスト高となります。

ポリエチレン樹脂の主な特徴

メリット

• 安価
• 科学的に安定しているので、水や薬品に強い
• 電気特性に優れている
• 防湿性に優れている
• 吸水率が低く、耐薬品性能も優れている
• 密度を変えることで特性を変化させることが出来る
• 耐冷性能が比較的優れている（一般的には-20度）

デメリット

• 耐熱温度が低い（一般的には90度迄）
• 耐火性能が低い（火をつけると燃えるほど）

ポリエチレンの主な活用範囲

日用品から工業部品、電化製品、自動車部品等、加工方法も様々な方法が取れるので、使用用途、箇所は多岐にわたります。雑貨やそのパーツ、フィルム化することで袋やラップ、ラミネートといった薄い物、チューブや電線の被膜、洗剤容器、工業薬品缶、ガソリンタンクといった中空成形品、パイプ等、様々な加工方法に対応し、非常に沢山の場所に活用されています。

ポリエチレンの主な加工方法

射出成形（インジェクション成形）

金型と呼ばれる製品形状を作るために必要な型に、溶けた樹脂を流し込んで製品形状を作り出します。その後、金型の温度等により冷やし、樹脂を固めます。冷えて固まった樹脂は、金型を開いて取り出します。チョコレートを熱して溶かして、型へ流し込み、冷やして固める事に似ています。

押し出し成形

金型と呼ばれる形を作るために必要な型に、溶けた樹脂を押し当てて製品形状を作り出します。理論上無限に長い製品形状を作り出すことが出来ます。トコロテンをトコロテン突きで押し出して大きな塊から細長い形を作る事に似ています。

中空成形（ブロー成形）

ストロー状に溶かした樹脂を、上から下にぶら下げます。ぶら下げたストロー状の樹脂を囲む様にして製品形状を作るために必要な型で挟みます。ストロー状に溶かした樹脂を、風船を膨らませる様に内側へ空気を送り込んで膨らませます。型の中で膨らんだ樹脂は型に押し付けられて、製品形状を作り出します。

製品での活用事例

まな板（ポリエチレン樹脂製）

材料選定理由

製品要求事項、理由として主に下記内容が選定の際に挙がりました。

①耐薬品性能が必要

②厚肉成形が出来ること

③吸水率が低いこと

④耐冷性能が比較的必要

⑤適度な硬さが必要

材料選定においては、ポリプロピレンとポリエチレン樹脂の選択肢が挙がりました。

下記理由により、ポリエチレン樹脂を選定しました。

①の要求事項については、両材質とも耐薬品性能は問題なく大きな選定理由となりませんでした。②の要求事項に関しては、厚肉成形で無垢の形状の為、収縮率が大きく、ヒケ、反り、ウェルドといった外観に及ぼす影響が出る可能性が高い為、比較的厚肉成形のコントロールが出来るポリエチレン樹脂を選定する理由となりました。③に関しては、まな板の製品要求として「水に濡れて良いこと」、「洗えること」は必須事項であり、また形状的にも直線的なラインや、水平なラインが必要な商品であり、反りがポリプロピレン樹脂よりも起こりにくいポリエチレン樹脂を選定する必要がありました。④の要求事項については、凍ったままの食品を扱う可能性も考慮する必要があり、ポリプロピレン樹脂に比べてポリエチレン樹脂は耐冷性能が高い為、選定理由となりました。⑤の要求事項は、まな板という商品の要求事項であり、あまりにも柔らかい場合は、まな板として機能しない恐れがあること、また今回のL字形状のまな板の製品特徴として、L字の脚部分が下に来る場合に於いて、表面が水平なラインを保持する必要があるのですが、ポリプロピレン樹脂だと剛性が足りなくなる可能性があり、それによって下方向にしなる可能性がある為、剛性の高いポリエチレン樹脂を選定する必要がありました。

製造時の注意点

樹脂製のまな板は、押し出し成形にて加工して、かなり大きなサイズの板状で出し、それをサイズごとにカットし、場合によってはカット面へ最終処理を行い完成。という工程が最も効率が良く、価格も抑えられます。しかし今回の形状は通常の板物ではなく、L字型の異形まな板でした。その為、上記の様な押し出し成形での製造が出来ず、インジェクション成形で製造する必要があります。

形状が樹脂成形ではコントロールが難しいとされる厚肉成形で、かつ、まな板という製品上の特性からみても、反りや表面の凸凹は絶対にあってはならないという、シンプルな形状からは想像出来ない様なシビアな条件でした。板状でしたので、樹脂を流すスピードが遅くなるとウェルドとなり、表面に波打ちが出る原因となります。成形時にはしっかりとした冷却時間をかけて成形しないと、ヒケや反りの原因となります。更に今回は強度を上げるため、炭酸カルシウムを添加しましたが、その含有率もかなり細かい設定をし、最低限の剛性を持たせながらも、硬くなりすぎて包丁が与える表面への影響を極力減らせるような粘りが残るように調整をしました。

しかし弊害もあります。

調整を行う際に、1つのパーツの調整を行うと少なからず他のパーツへも影響が出るからです。ポリプロピレンの場合、その調整がポリエチレン樹脂と比べて難しい為、共取りをする際は注意が必要です。金型設計時にどこまで落とし込めるかが重要になってきます。また、単体パーツで調整が難航しそうな物と、調整がし易い物とを分けておく必要があります。

今年8月にリニューアルしてリリースされた製造業における課題をオープンイノベーションで解決するモノづくり支援サービスMONOCOTO。そのMONOCOTOも、昔は会社の窮地を凌ぐために弊社代表が編み出したモノづくりにおける秘策とも言えるものでした。（当時はTMS　Total Manufactureing Solution　と呼んでいた）

その誕生秘話について取材を受けた2012年1月の新聞記事です。

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2012年1月17日新聞記事

日本を支えるKANSAIモノづくり企業

コシオカ産業は、自動車業界や弱電業界向けバネの生産や線材加工といっ下請け加工からスタートし、今はハンガーやフックなどの日用雑貨商品をはじめとする最終製品のウエイトが高まっている。「お客さんの海外移転が進みこのままでは国内市場が縮小し、過当競争になって行く」（越岡晃司社長）と危機感を覚え、2003年ごろから事業転換を本格化してきた。

現在は日用雑貨商品など完成品が売上高の約7割を占め、従来の金属部品など部品加工が約3割となっている。同社の生産拠点は本社工場（奈良県香芝市）と中国の100％出資子会社（江蘇省連雲港市）の2拠点。生産比率国内が約4割、中国が約6割と海外生産比率が高い。中国には子会社のほかにも協力企業が約10社あり、多種多様な加工に対応できる体制整えている。

多種多様な完成品や部品加工を手がける中で蓄積してきた生産ノウハウを生かして、デザイン、設計、試作、生産、出荷という一連の流れで顧客のモノづくりをフルサポートする「TMSシステム」という仕組みを提供している。

一般的には中小製造業は製造工程の一部を外注する際、各工程ごとに別の企業に発注することが多い。同社はこれらの工程を一括で受託することで顧客の開発コストを減らすほか、開発時間や管理の手間を削減し、製造業における利益改善への貢献を目指す。量産工程も依頼がある顧客企業には、開発工程でかかる費用は不要といった対応もしている。越岡社長は「顧客が不得意とする分野をフォローしたい」と話す。

2010年は約20社へTMSを通じでモノづくり支援を行った。2011年も約20社への支援を目指す。

開発費を軽減したい製造業が利用するほか、オリジナル商品が欲しい小売業者や通販業者からプライベートブランド（PB）商品の生産依頼が増えているという。小売業向けには全国各地の店舗にタイムリーに納品できるよう、バーコードで商品を管理するなど物流体制も整えている。
またTMSシステムの中でも試作工程は「ソクモック工房」として特に力を入れる。試作品は米社の「インクジェット式フルカラー3Ｄプリンター」で生産。原料のセラミックパウダーに接着剤とカラーインクを噴射しながら、積層して製作する仕組み。早ければ1時間、長くても1日といった短時間で試作でき、低価格な点が特徴だ。

「手軽に試作できるため、試作品が営業ツールとして利用されている」（同）など好評という。

こうした独自のシステムを整え、顧客利便性の高い製造業として活躍を目指す。
「作るだけでなく、顧客の多様な要望に応えていく」（同）姿を模索しながら歩んで行く。