ポリアセタール

概要

材料名	ポリアセタール
略記号	POM
英語名	Polyacetal Resin、Polyoxymethylene
別名	ポリオキシメチレン、アセタール樹脂
分類	エンジニアリングプラスチック、熱可塑性樹脂、結晶性樹脂
化学式	(CH2O)n
構成単位	−CH2−O−
主な種類	ホモポリマーPOM、コポリマーPOM、摺動グレード、耐候グレード、GF強化POM

ポリアセタール（POM）は、オキシメチレン構造を主鎖に持つ結晶性エンジニアリングプラスチックである。 高い剛性、耐摩耗性、低摩擦性、寸法安定性、疲労特性を持つため、ギア、軸受、摺動部品、ファスナー、精密機械部品などに広く使用される。

POMには、ホルムアルデヒドのみで主鎖を構成するホモポリマーと、ホルムアルデヒド以外の少量のコモノマーを共重合したコポリマーがある。 既存POMページでは、融点はホモポリマーが約175℃、コポリマーが約165℃であり、短期力学的性質や荷重たわみ温度はホモポリマーが高く、耐熱水性や耐アルカリ性はコポリマーが優位であると整理されている。 

ポリアミド（PA）と比較すると、POMは吸水率が低く寸法安定性に優れる。 ポリカーボネート（PC）と比較すると、POMは摺動性と耐疲労性に優れるが、透明性や耐衝撃性はPCが有利である。

特徴

• 剛性、強度、硬度のバランスが良い
• 耐摩耗性、低摩擦性に優れる
• 疲労特性が良く、繰り返し荷重に強い
• 吸水率が低く、寸法安定性に優れる
• クリープ特性が比較的良い
• 成形加工性が良い
• ギア、軸受、摺動部品に適する
• ホモポリマーは機械的強度と耐熱性が高い
• コポリマーは熱安定性、耐熱水性、耐アルカリ性に優れる
• 強酸に弱い
• 高温分解時にホルムアルデヒドを発生する可能性がある
• 難燃性は高くなく、燃焼しやすい
• 接着、塗装、印刷は難しい

長所

• 機械的強度が高い
• 剛性が高い
• 耐摩耗性が高い
• 摩擦係数が低い
• 疲労強度が高い
• 寸法安定性が良い
• 吸水率が低い
• 耐油性、耐燃料性が良い
• 成形性が良い
• 金属代替用途に適する

短所

• 強酸に弱い
• 酸性条件で分解しやすい
• 耐候性は高くない
• 難燃性が低い
• 接着や塗装が難しい
• 透明性はない
• 高温分解時にホルムアルデヒドを発生する可能性がある
• 塩素系薬品や強酸化剤には注意が必要である

成形加工

POMは流動性が良く、射出成形に適した材料である。 ただし、熱分解によりホルムアルデヒドを発生する可能性があるため、過加熱、滞留、異材混入には注意が必要である。 特にPVCなど酸性分解ガスを発生する樹脂との混入は避ける必要がある。

加工方法	適性	主な製品例
射出成形	◎	ギア、ファスナー、クリップ、軸受、精密部品、自動車部品
押出成形	○	丸棒、板材、パイプ、シート
ブロー成形	△	特殊容器、燃料関連部品
切削加工	◎	ギア、摺動部品、治具、機械加工部品
溶着	△	超音波溶着、熱板溶着など条件限定
接着	×	表面処理なしでは困難
塗装・印刷	△	表面処理が必要である

構造式

ポリアセタールは、オキシメチレン単位−CH₂−O−を主鎖に持つ結晶性高分子である。 ホモポリマーPOMは主鎖がほぼオキシメチレン単位で構成されるため、結晶性と機械的強度が高い。 

コポリマーPOMは、少量のコモノマーを導入することで主鎖中に熱安定性を高める構造を持つ。 この違いにより、ホモポリマーは強度や剛性に優れ、コポリマーは熱安定性、耐熱水性、耐アルカリ性に優れる。

種類

ホモポリマーPOM

名称	ホモポリマーPOM
構造	ホルムアルデヒド由来のオキシメチレン単位を主体とするポリマー
特徴	機械的強度、剛性、疲労特性、荷重たわみ温度が高い
融点	約175℃
主な用途	高強度ギア、精密機械部品、摺動部品、ファスナー

特徴

• 剛性と強度が高い
• 疲労特性が良い
• 荷重たわみ温度が高い
• 熱安定性や耐熱水性ではコポリマーより劣る場合がある

コポリマーPOM

名称	コポリマーPOM
構造	オキシメチレン単位に少量のコモノマーを導入した共重合体
特徴	熱安定性、耐熱水性、耐アルカリ性に優れる
融点	約165℃
主な用途	自動車部品、水回り部品、燃料系部品、摺動部品

特徴

• 熱分解しにくい
• 耐熱水性に優れる
• 耐アルカリ性に優れる
• 成形安定性が良い
• 機械的強度はホモポリマーよりやや低い場合がある

摺動グレードPOM

名称	摺動グレードPOM
構成	POMに潤滑剤、PTFE、シリコーン、オイルなどを配合したグレード
特徴	低摩擦性、耐摩耗性、摺動安定性を高めた材料
主な用途	ギア、軸受、スライダー、ローラー、カム、摺動部品

特徴

• 摩擦係数を低減できる
• 摩耗寿命を伸ばしやすい
• 無給油部品に適する
• 相手材との組み合わせ評価が必要である

耐候グレードPOM

名称	耐候グレードPOM
構成	紫外線吸収剤、光安定剤、カーボンブラックなどを配合したPOM
特徴	屋外環境での劣化を抑える
主な用途	自動車外装周辺部品、屋外機構部品、建材部品

特徴

• 標準POMより耐候性を改善できる
• 屋外用途に適する
• 黒色グレードが多い
• 長期屋外使用では実機評価が必要である

GF強化POM

名称	ガラス繊維強化POM
構成	POMにガラス繊維を配合した強化グレード
特徴	剛性、寸法安定性、耐クリープ性が向上する
主な用途	構造部品、機械部品、精密部品、荷重部品

特徴

• 剛性が大きく向上する
• 耐クリープ性が改善される
• 成形収縮が小さくなる
• 摺動用途では相手材への攻撃性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	ホモPOM	コポリマーPOM	摺動POM	GF強化POM
比重	なし	1.41〜1.43	1.40〜1.42	1.40〜1.45	1.50〜1.65
融点	℃	約175	約165	約165〜175	約165〜175
引張強さ	MPa	60〜75	55〜70	45〜65	80〜120
引張弾性率	GPa	2.8〜3.5	2.5〜3.2	2.0〜3.0	5.0〜8.0
曲げ強さ	MPa	90〜110	80〜100	70〜95	120〜170
アイゾット衝撃強さ	J/m	60〜120	70〜150	50〜120	60〜130
ロックウェル硬さ	なし	M80〜M90	M75〜M90	M70〜M90	M90以上
荷重たわみ温度	℃	120〜170	100〜150	100〜150	150〜170
成形収縮率	%	1.8〜2.5	1.8〜2.3	1.5〜2.3	0.5〜1.2
吸水率	%	0.2〜0.3	0.2〜0.3	0.2〜0.3	0.2〜0.4
摩擦特性	なし	良い	良い	非常に良い	中程度

耐薬品性

POMは、油、燃料、アルコール、弱アルカリ、各種有機溶剤に対して比較的良好な耐性を示す。 一方で、強酸、酸化性酸、塩素系薬品には弱く、酸性条件では分解が進みやすい。 コポリマーPOMはホモポリマーPOMより耐熱水性、耐アルカリ性、熱安定性に優れる。

薬品・溶剤	耐性	備考
水	○	吸水率は低いが、高温水ではグレード差が出る
熱水	△〜○	コポリマーPOMが有利である
弱酸	△	短期では使用可能な場合があるが、酸性条件では注意が必要である
強酸	×	分解しやすく不適である
弱アルカリ	○	コポリマーPOMは比較的安定である
強アルカリ	△	高温・高濃度では劣化に注意が必要である
アルコール	○	比較的安定である
油・潤滑油	◎	摺動部品、機械部品に適する
ガソリン	○	燃料系部品に使用される場合がある
アセトン	△	短期接触では比較的安定な場合があるが、長期では確認が必要である
MEK	△	条件確認が必要である
トルエン	△〜○	比較的耐性はあるが、長期接触は確認が必要である
塩素系溶剤	×〜△	膨潤、劣化に注意が必要である
酸化剤	×	強酸化剤には不適である

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）

POMは極性を持つ結晶性樹脂であるが、結晶性が高いため一般的な溶剤には比較的溶解しにくい。 溶解性はSP値だけでなく、結晶化度、温度、酸性条件、分子量、安定化処理に強く依存する。

材料	SP値（δ）	特徴
ポリアセタール（POM）	約21〜22 MPa1/2	極性結晶性樹脂であり、一般溶剤には比較的強いが強酸には弱い

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
水	約47.9 MPa1/2	○（常温安定）	高温水ではグレード差が出る
エタノール	約26.0 MPa1/2	○	比較的安定である
アセトン	約19.9 MPa1/2	△	長期接触では確認が必要である
MEK	約19.0 MPa1/2	△	条件確認が必要である
トルエン	約18.2 MPa1/2	△〜○	短期では比較的安定な場合がある
THF	約18.5 MPa1/2	△	温度と接触時間に注意が必要である
酸性溶媒	条件依存	×	酸性条件では分解しやすい

◎：非常に良好 ○：概ね良好 △：注意が必要 ×：不適

実務上の注意

• POMは強酸に弱い
• 酸性洗浄剤、酸性雰囲気では分解に注意が必要である
• 熱水用途ではコポリマーPOMが有利である
• 摺動用途では薬品耐性だけでなく摩耗、相手材、潤滑条件を確認する必要がある
• 高温成形時の滞留や異材混入は分解リスクを高める

製法

ポリアセタールは、ホルムアルデヒドまたはトリオキサンを原料として製造される。 ホモポリマーPOMは主にホルムアルデヒドを重合して得られ、コポリマーPOMはトリオキサンに少量のコモノマーを共重合して得られる。 

ホモポリマー

• 99.9％以上に精製したホルムアルデヒドを低温でアニオン重合し、適当な分子量の重合体を製造する。
• 重合体はそのままだと末端からモノマーに戻る可能性があるため、末端をエステル化して生成する。
• 市販されているホモポリマーは、通常1000個以上のアルデヒド基を持っており、結晶化度は85～90％である。

コポリマー

•  ホルムアルデヒドの3分子環状重合物であるトリオキサンに数％のエチレンオキシドを混合し、触媒を用いてカチオン重合する。
• 重合体は、エチレンオキシドが連鎖中に入っているので、酸性不純物による加水分解が防止出来、末端はエステル化を行うことで安定する。
• コポリマー（ジュラコン）共重合体の結晶化度は80～85％である。

製法	特徴	主な製品形態
ホルムアルデヒド重合	ホモポリマーPOMを得る	高強度POM、精密機械部品用材料
トリオキサン重合	環状三量体を開環重合する	POM樹脂原料
共重合	少量のコモノマーを導入して熱安定性を高める	コポリマーPOM
末端安定化処理	不安定末端を処理し、熱分解を抑える	成形用POMペレット
コンパウンド	潤滑剤、ガラス繊維、耐候剤などを配合する	摺動POM、GF強化POM、耐候POM

詳細な利用用途

機械部品用途

• ギア
• カム
• 軸受
• ローラー
• スライダー
• レバー
• スプリング部品

自動車用途

• 燃料系部品
• ドアロック部品
• シートベルト部品
• ウィンドウレギュレーター部品
• クリップ
• ファスナー
• ワイパー関連部品

電気・電子用途

• スイッチ部品
• コネクタ部品
• リレー部品
• 絶縁機構部品
• 精密機構部品

住宅・水回り用途

• 水栓部品
• バルブ部品
• シャワー部品
• 給水機構部品
• ファスナー

日用品・事務用品用途

• ファスナー
• バックル
• 筆記具部品
• 玩具機構部品
• カメラ部品
• 時計部品

摺動・精密用途

• 無給油軸受
• 精密ギア
• 搬送部品
• 低摩擦部品
• 小型機構部品

関連材料との比較

比較材料	POMとの違い	選定ポイント
PA	PAは靭性と耐衝撃性に優れるが吸水により寸法変化しやすい。POMは低吸水で寸法安定性が高い	寸法安定性ならPOM、靭性ならPA
PC	PCは透明性と耐衝撃性に優れる。POMは摺動性と耐疲労性に優れる	透明・高衝撃ならPC、ギア・摺動部品ならPOM
PBT	PBTは電気特性と耐熱性に優れる。POMは摺動性と疲労特性に優れる	電装部品ならPBT、機構部品ならPOM
PET	PETは剛性とガスバリア性に優れる。POMは低摩擦性と寸法安定性に優れる	包装・フィルムならPET、精密機構部品ならPOM
PP	PPは軽量で耐薬品性が良い。POMは剛性、摺動性、機械強度に優れる	低コスト・軽量ならPP、精密機構ならPOM
ABS	ABSは外観性と塗装性に優れる。POMは摺動性と耐摩耗性に優れる	筐体ならABS、ギアや軸受ならPOM
PTFE	PTFEは低摩擦性と耐薬品性が極めて高い。POMは機械強度と成形性に優れる	最高耐薬品・低摩擦ならPTFE、成形機構部品ならPOM

代表的なメーカー

メーカー	代表的な製品・商品名	備考
ポリプラスチックス	ジュラコン	代表的なPOMブランド、コポリマーPOM中心
DuPont	Delrin	代表的なホモポリマーPOMブランド
Celanese	Hostaform、Celcon	コポリマーPOM、グローバル展開
旭化成	テナック	ホモポリマー、コポリマーPOMを展開
三菱エンジニアリングプラスチックス	ユピタール	POM成形材料
BASF	Ultraform	コポリマーPOM
Kolon Plastics	Kocetal	POM成形材料
LG Chem	LUPOY POM系材料	POM成形材料
Ensinger	TECAFORM	POM板材、丸棒、切削加工用素材