PA（ポリアミド）

PA6（ポリアミド6）は、5大エンプラの一つに数えられる結晶性のエンジニアリングプラスチックです。優れた機械的強度、耐摩耗性、耐薬品性を持ち、ギアやベアリングなどの機械部品、各種摺動部品、自動車部品まで幅広く利用されています。

射出成形では、溶融した材料を金型内に射出・充填して成形するため、複雑な形状や薄肉部品、微細形状を持つ部品を一体で、かつ大量に安定生産できるのが大きな特長です。PA6のほか、耐熱性に優れるPA66、寸法安定性・低吸水性に優れるPA612やPA6Tなどの共重合・高機能グレードも選択でき、ガラス繊維で強化したGF強化グレードを用いることで、金属代替となる高強度部品の成形も可能です。そのため、射出成形はPA部品の量産において中心的な役割を担います。

1. 優れた機械的強度と剛性

高い引張強度、曲げ強度、耐衝撃性を持ち、負荷がかかる環境でも優れた耐久性を発揮します。射出成形では、ガラス繊維やカーボン繊維を配合した強化グレードを用いることで、剛性・強度・耐熱性を大幅に向上でき、金属部品の代替として構造部品にも採用されています。ただしフィラー入り材は成形時の摩耗性が高く、金型やスクリューの摩耗、繊維配向による異方性・反りに配慮した金型設計・成形条件の設定が求められます。

2. 優れた耐摩耗性と摺動特性

低い摩擦係数と優れた耐摩耗性、自己潤滑性を持ち、金属の代替として、ギア、ベアリング、ローラー、スライド部品などの摺動部品に適しています。二硫化モリブデン（MoS₂）やオイル、PTFEなどを配合した摺動グレードを選定することで、摩擦・摩耗をさらに低減でき、無給油での使用や低騒音化にも寄与します。射出成形なら、こうした摺動部品を複雑形状・一体構造で量産できます。

3. 耐熱性に注意

PA6の連続使用温度は約80〜100°Cで、耐熱安定化グレードでは100°Cを超えるものもあります（融点は約220〜230°C）。より高い耐熱性が求められる場合は、融点の高いPA66（約260°C）や、PA9T・PA6Tなどの高耐熱ポリアミド、あるいはPPSなどと比較検討されるのが一般的です。成形時にも各グレードに適した樹脂温度・金型温度の管理が重要になります。

4. 耐薬品性に注意

油脂、燃料、アルカリ性物質などに対して良好な耐性を持ちますが、強酸や一部の溶剤には影響を受ける可能性があります。特に高温環境下での耐薬品性には注意が必要です。使用環境で接触する薬品に応じた材質・グレード選定を行うことが重要です。

5. 吸湿性と寸法安定性に注意

PAは吸湿性が高く、水分を吸収すると寸法が変化しやすく、機械的強度も低下することがあります。射出成形では、成形前の材料の乾燥が特に重要で、水分が残ったまま成形すると加水分解による物性低下や、シルバーストリーク・ボイドなどの成形不良の原因となります。適切な予備乾燥を行うとともに、成形後の吸湿による寸法変化を見込んだ設計・公差設定が、高精度な量産品を得る鍵となります。

6. 成形収縮・ヒケ・反りの発生懸念

PAは結晶性樹脂であり、成形収縮率が大きく、肉厚部でのヒケや、繊維配向・冷却ムラに起因する反り・変形が生じやすい特性があります。均一な肉厚設計、適切なゲート位置・数の設定、リブや肉盗みによる肉厚の適正化、金型温度と冷却回路の最適化といった対策により、収縮・反りを抑えた高精度な成形が可能です。必要に応じてアニール処理により残留応力を除去し、寸法を安定させます。

7. 成形性は良好

PAは溶融時の流動性が高く、薄肉部や微細形状への充填性に優れ、良好な成形性を持ちます。一方で溶融粘度が低く固化が速いため、ゲート設計や射出速度・保圧の設定によって充填バランスを整えることが重要です。またMCナイロンのような注型材とは異なり、射出成形では標準グレード、耐熱グレード、GF/CF強化グレード、摺動グレード、難燃グレード、導電グレードなど非常に豊富なグレードから、用途に応じた最適な材料選定と成形提案が可能です。

PA（ポリアミド）の対応グレード