概要
| 材料名 | ABS樹脂 |
|---|---|
| 略記号 | ABS |
| 英語名 | Acrylonitrile Butadiene Styrene Resin |
| 分類 | 汎用プラスチック、熱可塑性樹脂、非晶性樹脂、スチレン系樹脂 |
| 構成成分 | アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン |
| 主な種類 | 汎用ABS、耐熱ABS、難燃ABS、透明ABS、めっき用ABS、ABS/PC、ABS/PVC |
ABS樹脂は、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの三成分からなる熱可塑性樹脂である。 アクリロニトリルは耐薬品性と剛性、ブタジエンは耐衝撃性、スチレンは成形性と外観性に寄与する。
ABSは剛性、耐衝撃性、成形加工性、外観性のバランスが良く、家電部品、自動車内装部品、OA機器、玩具、雑貨、めっき部品などに広く使用される。 また、他の樹脂とのブレンドが容易であり、ABS/PVC、ABS/PC、ABS/PURなどの改質材料としても使用される。既存ページでも、ABS/PVCは自己消火性、ABS/PCは剛性、ABS/PURは低温衝撃性の向上が特徴として整理されている。:contentReference[oaicite:1]{index=1}
ポリスチレン（PS）と比較すると、ABSは耐衝撃性に優れる。 ポリカーボネート（PC）と比較すると、ABSは成形性と外観性に優れるが、耐熱性と耐衝撃性ではPCが有利である。
特徴
- 耐衝撃性、剛性、成形性のバランスが良い
- 外観性、着色性、塗装性、めっき性に優れる
- 寸法安定性が良い
- 射出成形に適する
- 他樹脂とのブレンドが容易である
- ABS/PVCでは自己消火性を付与できる
- ABS/PCでは剛性、耐熱性、耐衝撃性を高めやすい
- ABS/PURでは低温衝撃性を改善できる
- アセトン、MEK、トルエンなどの有機溶剤には弱い
- 屋外耐候性は高くなく、ブタジエン成分が紫外線劣化を受けやすい
- 燃えやすいため、電気・電子用途では難燃グレードが用いられる
長所
- 耐衝撃性が高い
- 剛性と靭性のバランスが良い
- 成形加工性が良い
- 寸法安定性が良い
- 外観性が良い
- 塗装、印刷、めっきがしやすい
- 着色自由度が高い
- 他樹脂とのブレンドにより特性調整しやすい
短所
- 耐候性が低い
- 耐熱性はPCやPBTなどのエンプラより低い
- アセトン、MEK、トルエンなどの溶剤に弱い
- 耐薬品性はPP、PE、PTFEなどより劣る
- 可燃性であり、難燃用途では難燃グレードが必要である
- 透明性は一般に低い
- ブタジエン成分により黄変や劣化が起こる場合がある
成形加工
ABS樹脂は流動性が良く、射出成形に非常に適した材料である。 外観部品に用いられることが多いため、金型表面、ゲート位置、ウェルド、ヒケ、シルバー、残留応力の管理が重要である。
| 加工方法 | 適性 | 主な製品例 |
|---|---|---|
| 射出成形 | ◎ | 家電部品、OA機器筐体、自動車内装部品、玩具、雑貨 |
| 押出成形 | ○ | シート、板材、異形押出材 |
| 真空成形 | ○ | トレー、カバー、内装部材 |
| ブロー成形 | △ | 特殊容器、ダクト |
| めっき加工 | ◎ | 自動車加飾部品、水栓部品、装飾部品 |
| 塗装・印刷 | ◎ | 外装部品、加飾部品、筐体 |
| 切削加工 | ○ | 試作部品、治具、板材加工品 |
構造式
ABS樹脂は単一の規則的な繰り返し構造を持つ単純なホモポリマーではなく、アクリロニトリル・スチレン共重合体相とブタジエンゴム相から構成される多相系樹脂である。 一般には、ブタジエンゴム粒子をスチレン・アクリロニトリル共重合体が取り囲むような構造を持つ。
アクリロニトリル成分は耐薬品性、剛性、耐熱性を高める。 ブタジエン成分は耐衝撃性を高める。 スチレン成分は流動性、成形性、光沢、硬さに寄与する。 この三成分の比率とゴム粒子の分散状態により、ABSの性能は大きく変化する。
種類
汎用ABS
| 名称 | 汎用ABS |
|---|---|
| 構成 | 標準的なアクリロニトリル、ブタジエン、スチレン三元系樹脂 |
| 特徴 | 成形性、外観性、耐衝撃性のバランスが良い |
| 主な用途 | 家電部品、日用品、玩具、OA機器、雑貨 |
特徴
- 最も一般的なABSである
- 成形性が良い
- 光沢と外観性に優れる
- 標準的な筐体用途に適する
耐熱ABS
| 名称 | 耐熱ABS |
|---|---|
| 構成 | 耐熱性を高めたABSグレード |
| 特徴 | 荷重たわみ温度、寸法安定性が高い |
| 主な用途 | 自動車内装部品、家電部品、温水周辺部品 |
特徴
- 汎用ABSより耐熱性が高い
- 高温環境で変形しにくい
- 自動車内装用途に適する
- 流動性は低下する場合がある
難燃ABS
| 名称 | 難燃ABS |
|---|---|
| 構成 | 難燃剤を配合したABS |
| 特徴 | 自己消火性、難燃性を付与できる |
| 主な用途 | 電気・電子機器筐体、OA機器、電装部品 |
特徴
- UL94 V-0やV-2相当を狙う用途に使われる
- 電気・電子部品に適する
- 機械強度や流動性は難燃剤により変化する
- ハロゲン系、非ハロゲン系グレードがある
めっき用ABS
| 名称 | めっき用ABS |
|---|---|
| 構成 | めっき密着性を高めたABSグレード |
| 特徴 | エッチング処理後に金属めっきしやすい |
| 主な用途 | 自動車加飾部品、水栓部品、装飾部品、家電外装 |
特徴
- クロムめっき、ニッケルめっきなどに使用される
- ブタジエン相を利用して表面粗化しやすい
- 金属調外観を得やすい
- めっき工程の薬品耐性が重要である
透明ABS
| 名称 | 透明ABS |
|---|---|
| 構成 | 屈折率調整により透明化したABS系材料 |
| 特徴 | 透明性と耐衝撃性を両立する |
| 主な用途 | 透明ケース、容器、玩具、雑貨、医療周辺部品 |
特徴
- 汎用ABSより透明性が高い
- PMMAより耐衝撃性を高めやすい
- 耐溶剤性は高くない
- 透明外観部品に適する
ABS/PC
| 名称 | ABS/PC |
|---|---|
| 構成 | ABSとポリカーボネートのアロイ |
| 特徴 | ABSより耐熱性、剛性、耐衝撃性が向上する |
| 主な用途 | 自動車部品、OA機器、電気電子筐体、外装部品 |
特徴
- 既存ABSページでも、ABS/PCは剛性に優れる材料として整理されている
- ABSの成形性とPCの耐衝撃性を併せ持つ
- 耐熱性が必要な筐体用途に適する
- 耐薬品性はPC成分の影響を受ける
ABS/PVC
| 名称 | ABS/PVC |
|---|---|
| 構成 | ABSとポリ塩化ビニルのブレンド |
| 特徴 | 自己消火性、難燃性を付与しやすい |
| 主な用途 | 電気部品、筐体、難燃性が必要な成形品 |
特徴
- 既存ABSページでも、ABS/PVCは自己消火性がある材料として整理されている
- ABS単体より難燃性を付与しやすい
- PVC成分により比重が上がる
- 熱安定性と加工条件に注意が必要である
代表的な物性値又は機械的性質
| 項目 | 単位 | 汎用ABS | 耐衝撃ABS | 耐熱ABS | ABS/PC |
|---|---|---|---|---|---|
| 比重 | なし | 1.03〜1.07 | 1.03〜1.08 | 1.04〜1.08 | 1.10〜1.15 |
| 引張強さ | MPa | 35〜50 | 25〜45 | 40〜55 | 50〜60 |
| 引張弾性率 | GPa | 1.8〜2.5 | 1.5〜2.2 | 2.0〜2.6 | 2.2〜2.6 |
| 曲げ強さ | MPa | 60〜80 | 45〜70 | 70〜90 | 80〜100 |
| アイゾット衝撃強さ | J/m | 100〜300 | 300〜600 | 100〜300 | 400〜700 |
| ロックウェル硬さ | なし | R90〜R110 | R70〜R100 | R95〜R115 | R100〜R120 |
| 荷重たわみ温度 | ℃ | 80〜100 | 75〜95 | 95〜115 | 105〜125 |
| 成形収縮率 | % | 0.4〜0.7 | 0.4〜0.8 | 0.4〜0.7 | 0.4〜0.7 |
| 吸水率 | % | 0.2〜0.4 | 0.2〜0.5 | 0.2〜0.4 | 0.2〜0.4 |
| 透明性 | なし | 不透明 | 不透明 | 不透明 | 不透明 |
耐薬品性
ABS樹脂は、酸、アルカリ、塩類には比較的安定であるが、有機溶剤には弱い。 特にアセトン、MEK、酢酸エチル、THF、トルエン、キシレンなどでは膨潤、軟化、溶解、応力クラックが起こりやすい。
| 薬品・溶剤 | 耐性 | 備考 |
|---|---|---|
| 水 | ○ | 短期使用では比較的安定である |
| 酸 | ○ | 希酸には比較的安定である |
| アルカリ | △〜○ | 濃度や温度により影響を受ける |
| 塩類 | ○ | 無機塩類には比較的安定である |
| アルコール | △ | 応力下ではクラックに注意が必要である |
| アセトン | × | 溶解・軟化しやすい |
| MEK | × | 溶解・軟化しやすい |
| 酢酸エチル | × | 膨潤または溶解する |
| トルエン | △〜× | 膨潤・クラック・軟化の可能性がある |
| キシレン | △〜× | 膨潤しやすい |
| THF | × | 強い影響を受ける |
| ガソリン | △ | 長時間接触では膨潤に注意が必要である |
| 次亜塩素酸ナトリウム | △ | 酸化劣化や変色に注意が必要である |
更に詳しくはプラスチックの耐薬品性一覧表を参照。
SP値（溶解度パラメータ）
ABS樹脂は、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンからなる多相系材料であるため、単一のSP値では厳密に表しにくい。 実用上はスチレン・アクリロニトリル相とブタジエンゴム相の影響を受け、芳香族溶剤、ケトン、エステル、THFに弱い。
| 材料 | SP値（δ） | 特徴 |
|---|---|---|
| ABS樹脂 | 約18〜22 MPa1/2 | 多相系材料であり、ケトン・エステル・芳香族溶媒に影響を受けやすい |
溶解性の目安
| Δδ | 挙動 |
|---|---|
| 0〜2 | 溶解しやすい |
| 2〜5 | 膨潤・軟化 |
| 5以上 | 溶解しにくい |
SP値から見た耐溶剤性
| 溶媒 | SP値 | 挙動 | 備考 |
|---|---|---|---|
| アセトン | 約19.9 MPa1/2 | ×（溶解・軟化） | ABS表面を侵しやすい |
| MEK | 約19.0 MPa1/2 | ×（溶解・軟化） | 強い影響を受ける |
| 酢酸エチル | 約18.6 MPa1/2 | ×（膨潤・溶解） | 塗装・接着用途では注意が必要である |
| トルエン | 約18.2 MPa1/2 | △〜×（膨潤） | 長時間接触で影響が大きい |
| THF | 約18.5 MPa1/2 | ×（溶解） | 強溶媒である |
| エタノール | 約26.0 MPa1/2 | △（条件付き） | 応力下ではクラックに注意が必要である |
| 水 | 約47.9 MPa1/2 | ○（安定） | 短期使用では比較的安定である |
◎：非常に良好 ○：概ね良好 △：注意が必要 ×：不適
実務上の注意
- ABSはアセトン、MEK、THFに非常に弱い
- 芳香族溶剤では膨潤、軟化、応力クラックが起こりやすい
- 塗装・接着では溶剤選定が重要である
- ABS/PCではPC成分によりアルコールやアルカリへの注意が必要となる
- ABS/PVCではPVC成分により難燃性は向上するが、加工温度管理が重要である
製法
ABS樹脂は、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンを組み合わせて製造される。 代表的には、ポリブタジエンゴムの存在下でスチレンとアクリロニトリルをグラフト重合する方法や、SAN樹脂とゴム成分をブレンドする方法が用いられる。
| 製法 | 特徴 | 主な製品形態 |
|---|---|---|
| 乳化重合法 | ゴム粒子の分散制御がしやすく、耐衝撃性を高めやすい | 高衝撃ABS、めっき用ABS |
| 塊状重合法 | 残留乳化剤が少なく、外観や熱安定性に優れる | 汎用ABS、耐熱ABS |
| 懸濁重合法 | 粒状樹脂を得やすい | 成形材料 |
| グラフト重合 | ブタジエンゴムにSAN成分をグラフトさせ、耐衝撃性を付与する | 耐衝撃ABS |
| ポリマーアロイ化 | PC、PVC、PURなどとブレンドして性能を改良する | ABS/PC、ABS/PVC、ABS/PUR |
詳細な利用用途
家電・OA機器用途
- テレビ筐体
- プリンター筐体
- コピー機部品
- 掃除機部品
- エアコン部品
- リモコンケース
自動車用途
- インストルメントパネル周辺部品
- 内装トリム
- グリル
- メーター部品
- 装飾めっき部品
- ピラー部品
電気・電子用途
- 電気機器筐体
- コネクタ周辺部品
- スイッチ部品
- 電装ケース
- 難燃筐体
日用品・玩具用途
- 玩具
- 文具
- 収納ケース
- 雑貨
- スポーツ用品
- ヘルメット部材
めっき・加飾用途
- 自動車エンブレム
- 水栓部品
- 家電加飾部品
- 金属調装飾部品
- 化粧品容器
3Dプリンター用途
- FDM用フィラメント
- 試作部品
- 治具
- 筐体試作
関連材料との比較
| 比較材料 | ABSとの違い | 選定ポイント |
|---|---|---|
| PS | PSは透明性と剛性が高いが、ABSは耐衝撃性が高い | 透明性ならPS、耐衝撃性ならABS |
| AS | ASは透明性と耐薬品性があるが、ABSは耐衝撃性が高い | 透明・硬質用途ならAS、筐体用途ならABS |
| ASA | ASAはABSに似るが、ブタジエンを含まず耐候性に優れる | 屋外用途ならASA、一般筐体ならABS |
| PC | PCは耐衝撃性と透明性、耐熱性に優れるが、ABSは成形性と外観性に優れる | 高耐衝撃・透明ならPC、外観筐体ならABS |
| PVC | PVCは難燃性と耐薬品性に優れる。ABSは耐衝撃性と外観性に優れる | 難燃性ならPVC、外観・耐衝撃ならABS |
| PMMA | PMMAは透明性と耐候性が高い。ABSは耐衝撃性と成形性に優れる | 透明・屋外ならPMMA、筐体ならABS |
| PP | PPは耐薬品性と軽量性に優れる。ABSは外観性、塗装性、剛性に優れる | 薬品接触ならPP、外装部品ならABS |
| POM | POMは摺動性と耐疲労性に優れる。ABSは外観性と成形性に優れる | 機械摺動部品ならPOM、筐体ならABS |
代表的なメーカー
| メーカー | 代表的な製品・商品名 | 備考 |
|---|---|---|
| テクノUMG | UMG ABS、バルクサム | ABS、ASA、AESなどスチレン系樹脂 |
| 東レ | トヨラック | ABS、透明ABS、難燃ABSなど |
| デンカ | デンカABS | ABS、透明樹脂、スチレン系材料 |
| 日本エイアンドエル | サンタック、クララスチック | ABS、AS、ASA系材料 |
| LG Chem | LG ABS | 汎用ABS、耐熱ABS、難燃ABS |
| INEOS Styrolution | Novodur、Lustran | ABS、ASA、スチレン系樹脂 |
| Trinseo | MAGNUM ABS | 塊状重合ABSなど |
| SABIC | CYCOLAC ABS、CYCOLOY PC/ABS | ABS、PC/ABSアロイ |
| CHIMEI | POLYLAC ABS | 汎用ABS、透明ABS、難燃ABS |