PEEK・PPS射出成形とは？特徴やメリット、用途をわかりやすく解説

PEEKやPPSは、耐熱性や耐薬品性に優れた「スーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）」として知られています。
近年では、半導体製造装置や医療機器、自動車部品など、高い性能が求められる分野で採用が拡大しており、射出成形による量産部品としても注目されています。

この記事では、PEEK・PPSの基本的な特性や違い、射出成形のメリット、用途例、成形時の注意点についてわかりやすく解説します。

PEEK・PPSが採用される使用環境とは？

PEEKやPPSは、一般的な樹脂では性能が不足するような厳しい環境で使用されることが多い材料です。
例えば以下のような用途で採用されています。

• 高温環境（150℃以上）
• 酸やアルカリを含む薬液環境
• 摺動部を有する機構部品
• 電気絶縁性が求められる部品
• クリーン環境用途

特に半導体製造装置では、薬液ライン周辺部品や搬送機構部品などにおいて、耐薬品性と寸法安定性を両立できる材料として採用が進んでいます。

PEEK・PPSとは？

PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）とPPS（ポリフェニレンサルファイド）は、スーパーエンジニアリングプラスチックに分類される高機能樹脂です。
両材料とも、

• 高い耐熱性
• 優れた耐薬品性
• 高い機械強度
• 良好な電気特性

を備えており、半導体、医療、化学プラント、自動車といった幅広い分野で使用されています。

また近年では、腐食対策や軽量化を目的として、金属部品を樹脂に置き換える「メタルリプレイスメント（樹脂化）」の検討も増えており、射出成形による量産ニーズが高まっています。

PEEKとPPSの違い

金属の切削加工では、主にアルミ合金、快削真鍮、炭素鋼、ステンレスが使用されます。その他の金属材料でも加工することはできますが、切削性やコストのバランスから、これらの材料が一般的に選定されています。

｜PEEK

PEEKは高い機械強度と耐クリープ性、耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性を持ちます。連続使用温度はスーパーエンプラの中でもトップクラスの260℃程度と言われており、高温環境下でも性能を維持しやすい材料です。ほとんどの酸やアルカリ性に耐性を持っていますが、濃硫酸には侵されるため注意が必要です。
そのため、

• 高荷重部品
• 摺動部品
• 高温環境で使用される構造部品

などに適しています。

｜PPS

PPSは低吸水性と優れた寸法安定性、耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性が特徴です。
連続使用温度は2０0℃程度と言われており、汎用プラスチックの最高使用温度よりも高温環境下でも性能を維持しやすい材料です。ほとんどの酸やアルカリ性に耐性を持っていますが、PEEK同様濃硫酸には侵されるため注意が必要です。
そのため、

• 流体制御部品
• 電気絶縁部品
• 精度が求められる部品

などで多く使用されています。
また、PPSはPEEKと比較すると材料コストを抑えやすく、量産用途でも採用しやすい材料です。

PEEK・PPS射出成形のメリット

PEEKやPPSを射出成形で加工することで、さまざまなメリットが得られます。

▶複雑形状の一体成形が可能
切削加工では難しい複雑な形状も、射出成形によって一体で成形できます。

▶高い寸法精度を実現できる
適切な金型設計と成形条件管理によって、高い寸法精度を確保できます。

▶量産に適している
一度金型を製作すれば、同一品質の製品を安定して量産することが可能です。

▶部品点数や組立工数を削減できる
複数部品を一体化することで、組立工程の削減や品質の安定化につながります。

▶金属代替による軽量化が可能
金属部品をPEEKやPPSに置き換えることで、軽量化による装置負荷低減や耐腐食性向上が期待できます。

PEEK・PPS射出成形品の主な用途

PEEK・PPS射出成形品は、さまざまな産業分野で使用されています。
代表的な用途は以下の通りです。

• 半導体製造装置向け構造部品
• 耐薬品性が求められる流体制御部品
• 耐摩耗性や振動耐久性が必要な摺動部品
• 電気絶縁部品
• 医療用途機構部品
• 自動車のエンジン周辺部品
• ギアやコネクタ部品

耐熱性や耐薬品性を活かし、金属代替材料として採用されるケースも増えています。

射出成形で注意したいポイント

PEEKやPPSは優れた性能を持つ一方で、成形時にはいくつか注意すべき点があります。

・成形収縮や反りの管理
PEEK・PPSは結晶性樹脂であるため、成形収縮や結晶化による反り変形が発生する場合があります。

・ボイドやウェルドラインへの配慮
形状や成形条件によっては、内部ボイドやウェルドラインによる強度低下が生じることがあります。

・金型温度や成形条件の管理
スーパーエンプラは成形条件の影響を受けやすいため、適切な設備とノウハウによる管理が重要です。

特に量産段階では、

• 材料ロット差への対応
• 成形条件の最適化
• 結晶化管理
• 寸法精度管理

が品質安定化の重要なポイントになります。

スーパーエンプラは試作レベルでは成形可能であっても、量産段階において品質の安定化が難しい材料であるため、量産を見据えた成形ノウハウが重要となります。
安定した品質を確保するためには、成形条件の管理および設備対応が求められるため、委託先の選定が重要となります。

中興化成では、検討段階からご相談をお受けし、試作→量産のご支援が可能です。
様々な業界に採用される射出成形品の立ち上げ実績があり、金型設計から成形まで幅広く対応いたします。クリーンルームでの一貫生産のため、半導体業界への対応も安心してご相談ください。

よくある質問

Q1. PEEKとPPSはどちらを選べばよいですか？

高温環境で機械強度や耐クリープ性を重視する場合はPEEK、寸法安定性やコストバランスを重視する場合はPPSが選定されることが一般的です。用途や使用環境によって最適な材料は異なります。

Q2. 金属部品をPEEKやPPSに置き換えることはできますか？

使用条件によりますが、多くのケースで検討可能です。軽量化や耐腐食性向上、部品点数削減などのメリットが得られる場合があります。

Q3. 試作段階から相談できますか？

可能です。量産を見据えた設計や材料選定を初期段階から検討することで、後工程でのトラブルやコスト増加を防ぎやすくなります。

Q4. 射出成形と切削加工はどのように使い分けますか？

一般的に、試作や小ロット生産には切削加工、量産やコスト低減を重視する場合には射出成形が適しています。中興化成では、切削加工の対応も可能ですので、お気軽にご相談ください。

まとめ

PEEK・PPS射出成形は、耐熱性・耐薬品性・機械特性に優れた高機能樹脂部品を量産できる加工方法です。
特に、軽量化や耐腐食性向上を目的とした金属代替材料として注目されており、半導体・医療・化学・自動車分野など幅広い用途で採用が進んでいます。
一方で、PEEKやPPSは成形条件の管理が重要な材料でもあります。量産時の品質を安定させるためには、材料特性を理解した金型設計や成形ノウハウが欠かせません。

「PEEKとPPSのどちらを選ぶべきか知りたい」
「金属部品の樹脂化を検討している」
「量産を見据えて最適な成形方法を相談したい」

といったご要望がありましたら、お気軽にお問い合わせください。