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ポリエチレンの特徴や用途とは?ポリプロピレンとの違いも紹介

1.ポリエチレンとは?

 

ここでは、まずはポリエチレンがどんな素材であるのか、全体的な概要を紹介します。
ポリエチレンは、いわゆる「プラスチック」の一種です。
ポリエチレンは、1930年代に工業的な作り方が開発され、1950年代に安価で作れる技術が見つかり、今日までに普及してきました。
現代におけるプラスチック製品の中では、ポリエチレンが現在最も多く利用されている素材です。

 

ポリエチレンはローマ字表記ではPolyEthyleneとなり、頭文字の略称としてPEとも表記されます。

1-1.特徴や短所・長所

一口にポリエチレンと言っても、その分子量や密度の違いで数種類に分類することができますが、ポリエチレンという素材には共通した特徴があります。ポリエチレンが共通して持っている素材としての特徴は下記の点です。

  • 低価格で製造することができるため、大量に使用・消費されるものに向いている
  • 分子構造や密度に合わせて強度が変わるため、様々な製品形状に加工できる
  • 日用品から工業用品まで、目的に合わせた使用用途を備えている

続いて、ポリエチレンが持つ長所と短所をいくつか紹介します。

■ポリエチレンの長所

  • 大量生産に向いているため、頻繁に使用したり交換したりする品物のコストを抑えられる
  • 低温環境に強く、-20℃程度までであれば変形したり脆くなったりしない
  • 衛生面で優れており、身に触れる環境や食品に関わる用途であっても使用可能
  • 水を吸わず防湿性があり、油を含む薬品類とも反応し難いため、保存容器や配管素材などにも適している
  • 電気を通さない絶縁体である

■ポリエチレンの短所

  • 低温域に強いが70℃以上の高温環境には弱く、変形したり燃えたりするため使用に向かない
  • 柔軟性に富み傷がつきやすいため、強い力で曲げる・尖ったものに触れるなどの機械的な衝撃がかかる用途では使用できない
  • 紫外線に弱い特性があり、直射日光が当たる環境では劣化が早くなってしまう
  • 印刷や塗装がしにくく、美しくデザインするためには工夫が必要

簡単にまとめると、ポリエチレンは低温環境や水に強く、熱がかかったり日光が当たったりする環境に弱いというイメージを持っておくと良いでしょう。

1-2.用途


前述したような特徴や長所を活かし、我々の暮らしに必要不可欠な様々な品物にポリエチレンは使用されています。

例えば、安価である点を活かしたレジ袋などが、最も身近なポリエチレンだと言えるでしょう。
また、食品用ラップフィルムやタッパーなどは、ポリエチレンの衛生面で優れ、水にも強い性質が活用されています。
さらに、薬品と反応し難い性質を活用したものとして、シャンプー・洗剤のプラスチック容器などがあげられます。

2.LDPEとHDPEの違い

ここまで、ポリエチレンに共通する特徴を紹介してきましたが、ポリエチレンはその特性によりLDPEとHDPEという二つに分けることができます

 

LDPE(Low Density Polyethylene)を直訳すると、密度が低いポリエチレンとなり、そのまま低密度ポリエチレン、軟質ポリエチレン、ローデンなどと呼ばれることが多いです。
対してHDPE(High Density Polyethylene)は高密度ポリエチレン、硬質ポリエチレン、ハイデンと呼ばれます。
それぞれの特徴と用途は下記の通りです。

2-1.LDPEの特徴

 

比重 0.91-0.92
特徴
  • しなやかで柔らかく加工性に優れるが、剛性がなく破れやすい。
  • 色は透明に近く、滑らかな感触。
  • HDPEに比べて耐熱性が劣る。
  • 複雑なデザインでも印刷しやすい。
  • 1枚あたりのコストは高くなる傾向がある。
使用用途
  • ラップフィルム
  • 透明のポリ袋・包装材
  • 気泡緩衝材
  • 電線やケーブルの被覆材
  • 衛生手袋など

2-2.HDPEの特徴

比重 0.942以上
特徴
  • 剛性が高く、強度がある。
  • 色味は白っぽく透明にはならず、パリパリとした肌触り。
  • LDPEに比べて耐熱性に優れ、100℃を超える環境でも使用できるものもある。
  • 複雑なデザインは印刷しにくい。
  • 1枚あたりのコストは安く抑えられる傾向がある。
使用用途
  • スーパー・コンビニのレジ袋
  • ビールケース
  • 灯油・ガソリンタンク
  • 文具・雑貨用品
  • 洗面器など

使用用途を見ると、ポリエチレンの丈夫さが必要な用途ではHDPEが、柔らかさや加工性が重視される用途ではLDPEがそれぞれ最適な材質であることが分かります。
どちらも分子構造としては水素と炭素のみからなる点では変わりはなく、製造方法によって特性に差が生まれています。

 

印刷やデザインを検討されている場合は、どちらが適しているとは一概には言えませんが、傾向としてLDPEは印刷がしやすく、HDPEはコストを抑えやすいというメリットがあります。

3.ポリエチレンの次に多く生産されるポリプロピレンとは?

ポリエチレンという言葉を聞いた際、似たような名前を持つポリプロピレンという言葉も聞いたことがある方も多いのではないでしょうか。
ポリプロピレンはPolypropyleneの頭文字をとり、PPと表記されます。
ここでは、ポリプロピレンとポリエチレンの共通点や違いについてご紹介します。

3-1.ポリプロピレンとポリエチレンの共通点

ポリプロピレンとポリエチレンは分子構造が異なるものの、炭素と水素から成る合成樹脂であることに加え、以下のような共通点があります。

  • 安価で製造することが可能で、大量生産できる
  • 水を吸わない性質を持っているため、保存容器など水気がある用途でも使用可能
  • 電気を通さない絶縁体である
  • 無臭であり、毒性もない
  • 比重が水よりも小さく、水に浮く

以上のような特性により、ポリプロピレンはポリエチレンと同様、タッパー・バケツなどの日用雑貨や包装用フィルム・食品容器といった用途に使用されることが多い傾向にあります。

3-2.ポリプロピレンとポリエチレンの相違点

ポリプロピレンとポリエチレンは、名前も似ており使用用途も重複することがあるため、非常に混同されやすい材料であることは間違いありません。
ただし、下記のような違いがあることも覚えておきましょう。

  • 100℃を超える温度域でも変形したり燃えたりしにくく、より複雑な形状で射出成形することができる
  • ポリエチレンより硬く耐衝撃性があるため、機械的な負担がかかる環境でも使用可能
  • ポリエチレンはやや白っぽい色味であるのに対し、ポリプロピレンはより透明で発色性に優れる
  • 加工性が良くシート状に薄く伸ばすことも容易で、速乾性がある

以上の特性から、寸法精度が要求される工業・医療用品や、細かいデザインをした日用雑貨品など、ポリエチレンでカバーできない使用用途をポリプロピレンは有しています。
また、加工性と速乾性を有している点から繊維素材として使用されることもあり、使い捨てオムツや下着、アンダーシャツなども用途の一つとなります。

 

ポリプロピレンは、ポリエチレンよりやや丈夫でより幅広い環境で使用できる素材と言えるでしょう。

まとめ

毎日の暮らしの中で、目にしない日はないといっても過言ではないほどポリエチレンは、非常に身近な素材であり、現代に欠かすことのできない存在と言えるでしょう。
普段、ポリエチレンについてじっくりと深く考える機会はあまりないでしょうが、実はとても優れた性質を持っており、幅広い用途に優れた素材なのです。

 

一方で、使用用途が多岐にわたる分、ポリエチレンを使用した商品作りは知識や経験が必要となるケースも少なくありません。
デザインや納期を含めた商品作りを検討する際には、専門家の意見を取り入れると良いでしょう。
ポリエチレンについて理解を深めたい方は、ぜひ参考にしてください。


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