5大汎用エンジニアリングプラスチック「PET」を徹底分析

2026,03,16

熱可塑性ポリエステルとは、主にポリエチレンテレフタレート (PET) およびポリブチレンテレフタレート (PBT) を指します。これら 2 つの材料は同様の化学構造を持ち、どちらも半結晶性ポリマーです。これらは特性と用途の点で類似点を共有していますが、それらの間には重要な違いもあります。

6.1. PBTとPETの化学構造と違い

PET と PBT の主鎖はどちらも、硬いベンゼン環と柔軟な脂肪族鎖で構成されています。基本的な違いは脂肪族鎖の長さにあります。PET の柔軟なセグメントはエチレングリコール単位 (-O-CH2-CH2-O-) ですが、PBT ではブチレングリコール単位 (-O-(CH2)4-O-) です。 PBT の柔軟なセグメントが長いほど、より柔軟な分子鎖になります。この微細構造の違いは、巨視的特性の多数の変化を説明します。

6.2.主要なパフォーマンス特性の比較

性能特性	PBT	ペット
機械的性質	強度と剛性は PET よりわずかに低く、引張強さは約 50 ～ 60 MPa です。ただし、衝撃靱性は一般に PET よりも優れています。	引張強さは 55 ～ 85 MPa の範囲であり、より高い強度と剛性を備えています。衝撃強度はPBTより若干劣ります。
熱特性	ガラス転移温度（Tg）は約130～140℃、融点は約225℃です。非充填グレードの連続使用温度は、通常 150°C 未満に制限されます。	ガラス転移温度 (Tg) は低く、約 70 ～ 80°C です。融点はさらに高く、約 240 ～ 270°C です。一般的な連続動作温度の範囲は 105 ～ 150°C です。
被削性	速い結晶化、短い成形サイクル、低い加工温度、良好な流動特性	結晶化が遅く、良好な結晶化度を達成するにはより高い金型温度での成形が必要です。処理ウィンドウは比較的狭いです。
電気的特性	電気絶縁性に優れ、高周波や湿気の多い環境でも安定した性能を発揮します。	電気絶縁性にも優れています。
寸法安定性	吸湿性が低く、寸法安定性が良い	吸湿性が低く、寸法安定性に優れています。

6.3.高温環境における性能

PBT と PET はいずれも耐熱性に優れたエンジニアリングプラスチックとして評価されており、一定の温度に耐える必要がある用途に広く使用されています。

6.3.1. 150℃における機械的特性の定性的説明

オンライン検索結果には、150°C での PBT および PET の正確に測定された最新の引張強度および衝撃強度の値は提供されません。ほとんどのデータは、室温で測定された代表値で構成されています。ただし、熱性能指標に基づいてこれらの特性を分析し、推測することができます。

1.PBTの場合、ガラス転移温度（Tg）は130～140℃と150℃に近い値となります。これは、150°C では PBT の非晶質領域がすでに高弾性状態にあり、その結果、材料の剛性と強度が大幅に低下することを意味します。一般に非強化PBTの連続使用上限は150℃とされており、この温度では性能が著しく低下し、長期寿命の限界に近づいています。

2.PETの場合、融点は高くなりますが、Tgは70～80℃しかありません。したがって、150°C では、PET はガラス転移温度をはるかに超えており、その機械的特性は主にその結晶領域によって提供されるサポートに依存しています。長期使用限界温度も 150°C に達する可能性がありますが、同様に大幅な性能低下の問題に直面しています。

6.3.2.ガラス繊維強化により高温性能が大幅に向上

PA と同様に、ガラス繊維強化は PBT および PET の高温性能を向上させる最も効果的な方法です。ガラス繊維を追加すると、次のことが可能になります。

1. HDT の大幅な向上: 強化 PBT の HDT は 200°C 以上、さらには 220°C まで上昇することができます。

2.高温強度の向上：例えば、未強化のPBTの引張強さは約55MPaですが、40%のガラス繊維強化により147MPaまで高めることができます。この強度の利点は、高温でよりよく維持されます。あるデータによれば、PBT-GF の引張強さは 65 ～ 70 MPa の範囲ですが、これらの値は特定の温度または特定のグレードに適用される可能性があります。

3.使用温度の延長：ガラス繊維強化PBTは150℃以上の温度で連続使用が可能です。

6.3.3.関連する試験基準

PBT および PET の機械的特性の試験は通常、国際規格に従っています。その中で最も重要なものは次のとおりです。

1.ASTM D638: 引張強さ、引張弾性率、破断伸びなどのプラスチックの引張特性を試験するために使用されます。

2.ASTM D256: 材料の靱性の重要な指標である、プラスチックのノッチ付き衝撃強度 (アイゾット衝撃) をテストするために使用されます。

これらの規格は、さまざまな材料やサプライヤー間でデータを比較するための統一された基準を提供します。

6.4.主な応用分野

1.自動車電子機器: コネクタ、センサーハウジング、点火システムコンポーネント、ウィンドウモーターハウジング。 PBT は、急速な結晶化と加工の利点により、この分野で広く使用されています。

2.電子・電気機器：コイルフォーム、スイッチ、リレーハウジング、省エネランプ口金、ソケット。

3.家電製品：電気アイロン、オーブンや電子レンジの部品、ヘアドライヤーのノズル。

4.その他：光ファイバーケーブルジャケット、精密機器部品、ポンプハウジング。

6.5.積層造形（3D プリンティング）における PBT/PET の応用

6.5.1.主流の 3D プリンティング材料としての PET/PETG の現状

PET、特にその変性コポリマー PETG (ポリエチレンテレフタレート-1,4-シクロヘキサンジメタノール) は、FDM 3D プリンティング市場で PLA と ABS に次いで最も人気のある材料の 1 つとなっています。 PETG は、PLA の印刷適性と ABS の強度および耐久性を組み合わせており、強力な層間接着、最小限の反り、優れた耐薬品性、高い透明性などの利点を提供します。

6.5.2.推奨される処理パラメータ

1.PETG: 押出温度は通常 230 ～ 250°C、印刷速度は 40 ～ 60 mm/s、加熱床温度は 60 ～ 80°C です。

2.PET: 純粋な PET は印刷要件が高くなります。押出温度は通常 260 ～ 290°C で、加熱床の温度は 100°C にも達する必要がある場合があります。

6.5.3. 3D プリンティングにおける PBT の課題と可能性

PBT は結晶化速度が非常に速いため、急激な結晶化収縮により反りや寸法不安定が発生しやすいため、FDM 印刷での制御が PETG よりも困難です。しかし、その高い剛性、耐摩耗性、優れた電気的特性により、機能工学部品の印刷に使用できる可能性があります。特別に開発された PBT ベースの 3D プリンティングフィラメントは現在市場で入手可能ですが、その採用率は PETG のフィラメントよりもはるかに低いです。

6.5.4.射出成形との性能比較分析

3D プリントされた PETG 部品は、その優れた靭性と層間接着強度で知られており、その性能は等方性の点で他の多くの FDM 材料よりも優れています。絶対的な強度と剛性は射出成形部品にはまだ及ばないものの、多くの用途には十分です。 PBT の場合、印刷プロセスの課題を克服できれば、印刷部品は硬度と耐摩耗性の点で良好な性能を発揮すると期待されますが、同様に異方性と強度損失の問題に直面することになります。