ポリエチレンとポリプロピレンの基本情報

（1）ポリエチレンとは？

ポリエチレン（PE）は世界で最も生産量の多いプラスチック素材であり、その特徴は原材料のコストが低いことです。無色透明のガスであるエチレンから作られ、エチレンは炭素と水素の二つの原子から成ります。

その構造が非常にシンプルであるため、さまざまな目的に利用できる加工しやすい材料です。耐久性があり、耐衝撃性を持ち、吸水率が低いため、化學薬品に対しても優れた耐性があります。実際、食品包裝や洗剤のボトル容器から、水道管やガス管まで幅広い用途に使用されています。

（2）ポリプロピレンとは？

ポリプロピレン（PP）もプラスチックで、ポリエチレンに次いで二番目に多く生産され、使用されている材料です。無色透明のガスであるプロピレンから作られ、プロピレンは炭素（C）と水素（H）から成る有機物のポリマーです。プロピレンは二重結合を持つオレフィンで、分子式はC3H6、構造式はCH2=CH-CH3であり、石油の熱分解時に生成されます。

ポリプロピレンは非常に軽く、他のプラスチックと比べて最も軽いです。また、優れた加工性能を持ち、日常用品から工場機械の部品までさまざまな製品に使用され、大量生産に適しています。さらに、近年では3Dプリンターの材料としても利用されています。

ポリエチレン 特徴

ポリエチレン（PE）はエチレン単體を重合して作られた熱可塑性プラスチックであり、以下の特性を持ちます：

物理的性質

- 無色、無味、無臭

- 觸感が滑らか

- 密度が低く、0.9-0.98g/cm3

- 融點範囲は90-135℃

- 優れた耐寒性があり、-80℃以下でも使用可能

- 優れた電気絶縁性

- 優れた化學的安定性があり、酸、アルカリ、塩および他の化學物質に耐性

- 防水性、防ガス性

機械的性質

- 優れた柔軟性と延展性

- 低い引張強度と衝撃強度

- 耐摩耗性が低い

- 様々な形狀に加工が容易

化學的性質

- 一般的な條件下で酸、アルカリ、塩および他の化學物質に対して優れた耐腐食性

- 強い酸化剤（例えば濃硝酸や濃硫酸）には耐性がない

- 紫外線照射下で容易に老化

ポリプロピレン 特徴

ポリプロピレン（PP）はプロピレン単體を重合して作られた熱可塑性プラスチックであり、以下の特性を持ちます：

物理的性質

- 密度が小さく、0.905 g/cm3とすべての汎用プラスチックの中で最も軽い

- 高い強度と剛性：優れた引張、圧縮および曲げ強度

- 高い硬度：高い表面硬度と耐摩耗性

- 良好な耐熱性：100℃前後で長期間使用可能

- 低溫脆性：-20℃以下で脆くなる

- 優れた透明性

- 優れた電気絶縁性

- 低吸濕性：吸水せず、優れた耐化學腐食性

- 紫外線照射に弱い

加工性能

- 良好な流動性：様々な形狀に加工が容易

- 多様な加工方法：射出成形、ブロー成形、押出成形、カレンダー成形などの多様な加工方法が可能

- 著色可能：各種顔料や助剤を加えることにより著色が可能

- リサイクル可能：リサイクル可能なプラスチック

ポリエチレン ポリプロピレン 違いと共通點

共通點

- どちらも炭素と水素から成るポリマー

- 比重が1.0未満であるため非常に軽い

- 吸水率が0.01％以下であり、材料として安定している

- 熱で容易に融解するため、高い成形性を持ち、低コストで大量生産可能

- 注射成形、押出成形、気動成形、真空成形などの様々な成形方法が可能

- 絶縁體であるため、高周波材料としても適している

- 無味、無毒、扱いやすく、安全

- 接著性能が低く、接著剤を使用する場合はプライマーが必要

- ポリエチレンとポリプロピレンは共に強力かつ低コストの材料であり、多様な用途に使用される

違い

- ポリエチレンの耐熱溫度はポリプロピレンより低い。ポリエチレンとポリプロピレンの融點はそれぞれ92℃、157℃

- ポリエチレンは半透明の乳白色、ポリプロピレンはほぼ無色透明

- ポリエチレンは柔らかく、ポリプロピレンは硬い

- ポリエチレンは高耐候性を持ち、ポリプロピレンは低耐候性

ポリエチレンとポリプロピレンの安全性

（1）ポリエチレン

ポリエチレンは様々な消費財（例えば包裝材）に使用されているため、一般の人々や原料粒子を製品に加工する作業者がポリエチレンに接觸する機會が多いです。ポリエチレンは規制當局によって広く審査されており、皮膚接觸、吸入、摂取などの通常の接觸経路で無害であると確認されています。ポリエチレンを生産または加工する作業者は、プラスチックの研磨時に樹脂粉塵に、熱加工時には刺激性ガスに接觸する可能性があります。

ポリエチレンの人體毒性データの総合的な評価は、この製品が予期される使用條件下でリスクが低いことを示しています。ポリエチレン加工の作業場では、細かい粉塵や熱煙への接觸が目や皮膚、呼吸器系に刺激を與える可能性があります。熱融解材料への接觸は深刻な熱傷を引き起こし、永久的な障害や失明を引き起こすこともあります。火災時の煙の吸入は危険です。

（2）ポリプロピレン

ポリプロピレンは現代市場で最も安全なプラスチックの一つとされています。食品接觸用途にFDAの承認を得ており、ヨーグルトやクリームチーズ、バター製品の容器などで使用されています。高い耐熱性があり、電子レンジ加熱可能な食品包裝にも使用されます。ポリプロピレンは石油から抽出され、EPAによって他のタイプのプラスチックより安全であるとされています。発がん性はなく、繊維として使用される際の引火性も羊毛より低いです。しかし、最近の研究で特定のポリプロピレン製品に毒性があることが指摘されています。

2019年の研究では、製品ごとの製造プロセスの違いにより、特定のプラスチックの毒性が異なることが示されました。この研究で、研究者は特定のポリプロピレン製品がアンドロゲンに影響を與え、細胞の毒性またはストレス反応を引き起こすことを発見しました。プラスチックの化學的性質が複雑で、製品ごとに効果が異なるため、さらなる研究が必要です。この研究はFDAやEPAのポリプロピレン使用に関する推奨を変更するものではありません。

ポリエチレンとポリプロピレン、どちらを選ぶべきか？

ポリエチレンとポリプロピレンの特性の違いは、材料の耐熱性と透明度です。材料の特性を活用して適切に使用します。工業シーンで使用する場合、內容物の確認や消毒が必要かどうかに応じて材料を選びます。もう一つの違いは、ポリプロピレンはポリエチレンよりブロー成形が難しく、成形技術を持つ工場が少ないことです。そのため、ブロー成形で作られる容器は通常ポリエチレン製です。環境條件（例えば紫外線照射）を考慮します。PEはこれらの條件に対してより優れた耐性を持ちます。また、コストも考慮します。PEは若干安価です。

結論

総じて、ポリエチレンとポリプロピレンは現代の産業と日常生活において欠かせない役割を果たしています。それぞれの獨特な物理的特性と化學的特性が、異なる用途での利點と制限を決定します。包裝、建築材料、醫療機器などの分野で、適切なプラスチックの選択が製品の品質向上、コスト削減、持続可能な発展の目標達成に役立ちます。技術の進歩と環境意識の向上に伴い、將來のプラスチック産業は、より環境に優しく、効率的な材料への需要がポリエチレンとポリプロピレンの進化と革新を促進し続けるでしょう。

參考：

[1]https://www.novachem.com/wp-content/uploads/

[2]https://www.healthline.com/health/is-polypropylene-safe

[3]https://www.news-medical.net/news/20230117/Study-Exposure-to-high-doses-of-micro-sized-polyethylene-has-adverse-effects-on-cells.aspx

[4]https://www.y-skt.co.jp/magazine/knowledge/guide-pp/

[5]https://iremono.sanplatec.co.jp/report/319/

[6]https://www.polycompo.co.jp/blog/material/121/