塩化ビニル・PVCの特性と用途、硬質・軟質の違いを徹底解説

塩化ビニル（PVC）の基礎知識と特性を徹底解説

塩化ビニルとは？PVCとの違いや製造方法

 

塩化ビニルは、一般的に「塩ビ」や「ビニール」とも呼ばれ、正式名称をポリ塩化ビニル（Polyvinyl Chloride）と言います 。そのため、「塩化ビニル」と「PVC」は基本的に同じものを指す言葉です 。この素材は、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリスチレン（PS）などと並び、「五大汎用プラスチック」の一つに数えられるほど、私たちの生活に広く浸透しています 。
その製造方法は、他の多くのプラスチックとは少し異なります。一般的なプラスチックが石油を主原料とするのに対し、塩化ビニルは石油から作られるエチレンと、食塩水を電気分解して得られる塩素を反応させて作られる「塩化ビニルモノマー」を重合（付加重合）させることで製造されます 。つまり、原料の約6割が地球上に豊富に存在する塩（食塩）であるため、石油資源への依存度が低い、環境負荷の少ないプラスチックと言うことができます 。
この製造プロセスから生まれる塩化ビニルは、本来は硬い素材ですが、後述する「可塑剤」という添加剤を加える量によって、その硬さを自由自在に調整できるという大きな特徴を持っています 。これにより、非常に硬い製品から、消しゴムのように柔らかい製品まで、多種多様なものを作り出すことが可能になるのです。

塩化ビニルの長所と短所｜耐薬品性と耐熱性の詳細

塩化ビニル（PVC）は多くの優れた特性を持つ一方で、いくつかの弱点も存在します。用途に合わせて適切に使い分けるために、その長所と短所を正しく理解しておくことが重要です。

長所 👍

• 優れた耐薬品性: 酸やアルカリ、多くの無機薬品に対して高い耐性を示します 。そのため、薬品を扱う工場の配管やタンクなどにも使用されます 。
• 高い難燃性: 樹脂そのものに塩素原子が含まれているため、自己消火性があり、燃えにくい性質を持っています 。着火温度も455℃と高く、火災のリスクが低い素材です 。
• 高い耐久性と耐候性: 非常に丈夫で長持ちし、紫外線にも強いため、屋外での長期使用に適しています 。例えば、建物の窓枠や雨どい、水道管などに利用されています 。
• 優れた加工性: 加熱することで容易に軟化し、様々な形状に加工できます 。また、接着や塗装、印刷もしやすいため、デザイン性の高い製品にも向いています 。
• コストパフォーマンス: 汎用性が高く、比較的安価に製造できるため、コストを抑えたい製品に広く採用されています 。

短所 👎

• 低い耐熱性: 最も注意すべき点の一つが耐熱性の低さです 。一般的に耐熱温度は60℃～80℃程度とされており、この温度を超えると軟化・変形してしまいます 。高温になる場所での使用には適していません。
• 有機溶剤への弱さ: アセトンやトルエン、クロロベンゼンといった特定の有機溶剤には溶けてしまう性質があります 。
• 低温での脆さ: 氷点下のような低温環境では、衝撃に対して脆くなる「低温脆性」という性質があります 。
• 重さ: ポリプロピレン（PP）などの他の汎用プラスチックと比較すると比重が大きく、重い素材です 。

以下の参考リンクは、塩化ビニルを含む様々なプラスチックの素材選定に役立つ情報を提供しています。
プラスチック材料の選び方 | ipros.jp

塩化ビニルの主な用途｜硬質と軟質それぞれの使われ方

塩化ビニル（PVC）の最大の特徴は、添加する「可塑剤」の量によって、硬質にも軟質にもなれる点です 。この特性を活かし、実に様々な用途で活躍しています。ここでは、硬質PVCと軟質PVCの代表的な用途を具体的に見ていきましょう。

硬質ポリ塩化ビニル（RPVC / UPVC）

可塑剤をほとんど、あるいは全く使用せずに作られる硬質PVCは、その名の通り硬くて強度に優れています 。

• 建築資材: 強度と耐久性、耐候性が求められる分野で多用されます。上下水道管やガス管などのパイプ類、住宅の窓枠、雨どい、壁や床のサイディング材、デッキ材などが代表例です 。
• 工業製品: 耐薬品性を活かして、化学工場の配管やタンク、薬液を用いる装置の部品などに使用されます 。また、加工のしやすさから、機械のカバーや看板、標識などにも使われます。
• その他: 私たちの身の回りでは、クレジットカードやキャッシュカード、CDケース、文房具の定規など、硬さが必要な様々な製品に姿を変えています。

軟質ポリ塩化ビニル（SPVC）

可塑剤を加えて柔軟性を持たせた軟質PVCは、ゴムのようにしなやかな性質を持ちます 。「ソフビ」と呼ばれる玩具の素材も、この軟質PVCの一種です 。

• 電線被覆: 電気を通さない絶縁性と、柔軟に曲がる性質を両立できるため、あらゆる電線の被覆材として不可欠な存在です 。
• 農業用資材: ビニールハウスのフィルムや、農業用ホースなどに広く利用されています 。
• 家庭用品: 防水性と柔軟性を活かし、テーブルクロスやシャワーカーテン、ホース、壁紙（ビニールクロス）、床材（クッションフロア）などに使われています 。
• その他: バッグや財布、靴、衣類などのファッションアイテム、自動車の内装材、医療用の輸血バッグやチューブなど、その用途は多岐にわたります 。

塩化ビニル燃焼時の安全性とダイオキシン問題の真実

「塩化ビニルを燃やすとダイオキシンが発生して危険」という話を聞いたことがあるかもしれません 。確かに、塩化ビニルが不完全燃焼すると、人体に有害なダイオキシン類が発生する可能性があります 。これは、塩化ビニルに含まれる塩素が、燃焼の過程で他の物質と反応するために起こります。
しかし、この問題には重要なポイントがあります。それは、ダイオキシン類が発生するのは、300～600℃といった比較的低温で不完全燃焼した場合に限られるということです 。現在の日本の一般的なごみ焼却施設では、850℃以上の高温で焼却処理を行うことが法律で定められています 。このような高温で完全燃焼させると、ダイオキシン類は分解され、ほとんど発生しないことが科学的に証明されています 。
また、燃焼時に発生する主なガスは、有毒な「塩化水素（HCl）」です 。これは刺激臭のある腐食性の高いガスで、呼吸器系に悪影響を及ぼす可能性があります 。ただし、この塩化水素も、現代の焼却施設に備わっている排ガス処理設備によって適切に除去されてから大気中に放出されるため、環境への影響は最小限に抑えられています。
塩化ビニルは、それ自体が燃えにくい「難燃性」という優れた特性を持っています 。木材が約250℃で発火するのに対し、塩化ビニルの着火温度は455℃と非常に高く、火元がなくなれば自然に火が消える「自己消火性」も備えています 。このため、火災の延焼を防ぐ効果が期待でき、建築資材として広く採用されている理由の一つにもなっています。
以下の参考リンクは、塩ビの環境に対する取り組みについて詳しく解説しています。
塩ビ工業・環境協会

【独自視点】金属加工における塩化ビニルの意外な活用法と注意点

金属加工の現場において、塩化ビニル（PVC）は直接的な加工対象となることは少ないかもしれません。しかし、そのユニークな特性を理解することで、作業効率の向上や製品品質の保護に役立つ、意外な活用法が見えてきます。

マスキング材としての活用

金属部品に塗装やメッキ、化学処理などを施す際、特定の部分だけ処理を避けたい場合があります。このような「マスキング」の工程で、軟質PVC製のシートやキャップが非常に有効です。

• 密着性と柔軟性: 軟質PVCは柔軟で対象物によくフィットするため、複雑な形状の部品でも隙間なくマスキングできます。
• 耐薬品性: 酸やアルカリに強いため、多くの化学処理プロセスで使用が可能です 。ただし、前述の通りアセトンやトルエンなどの有機溶剤には弱いため、使用する薬品の成分を事前に確認する必要があります 。
• 再利用性: 耐久性が高いため、繰り返し使用でき、コスト削減に繋がります。

製品保護・治具としての応用

金属製品、特に表面仕上げが重要な製品を扱う際には、傷や打痕が品質を大きく左右します。ここでPVCが保護材として活躍します。

• 保護カバー・緩衝材: 加工済みの製品や、デリケートな部品を保管・輸送する際に、PVC製のカバーやシートで覆うことで、傷や衝撃から守ります。硬質PVCを加工して専用の治具やトレイを作成することも有効です。
• 作業台の保護シート: 作業台の上に軟質PVCシートを敷くことで、工具や製品による台の傷を防ぎ、同時に製品側への傷のリスクも低減できます。

金属加工現場でPVCを扱う上での注意点

このように便利なPVCですが、金属加工ならではの環境で使う際には、いくつかの注意が必要です。

1. 熱源との距離: 溶接や溶断など、高温の火花が飛ぶ作業場の近くでは使用を避けるべきです。PVCの耐熱温度は60～80℃と低く、火花が当たると溶けたり、有害な塩化水素ガスを発生させたりする恐れがあります 。
2. 切削油・潤滑油との相性: 使用している切削油や潤滑油、洗浄剤にPVCを溶かす可能性のある有機溶剤が含まれていないか、必ず確認してください。長時間接触することで、PVCが硬化したり、逆に溶け出したりして、本来の性能を発揮できなくなる可能性があります 。

塩化ビニルを「加工対象」としてではなく、「補助的な道具」として捉え直すことで、金属加工の現場における生産性や品質管理のレベルを一段階引き上げることができるでしょう。

 

 

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