PVC（塩ビ・ポリ塩化ビニル）とは｜用途や種類、加工実績の説明

軟質－半硬質－硬質：３種類あるPVC（塩ビ・ポリ塩化ビニル）

PVC（塩ビ、ポリ塩化ビニル、英称：Polyvinyl Chloride）は、塩化ビニル（クロロエチレン）の重合反応で得られる高分子化合物で、熱により軟化する為、熱可塑性樹脂に分類されます。
塩ビ、ビニール（ビニールシート）等と呼ばれ、軟質はソフトビニール（Soft Vinyl）（ソフトビニールシート）とも呼ばれます。
塩ビの元になる塩化ビニルモノマーを重合させただけの樹脂は硬くて脆く、結晶質で、紫外線により塩素原子が離脱し劣化黄変し易い弱点が有り、この弱点を克服して広く工業用途に使用出来る様な製法を施すことでポリ塩化ビニルとなります。 柔らかくする目的で、PVCを柔らかくする働きの有る添加剤（可塑剤）を加えて配合します。

可塑剤はフタル酸エステル等が有り、添加量によりPVCは軟質・半硬質・硬質と大別されます。

PVCの特徴

PVCの用途

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非フタル酸（ノンフタル酸）系PVCとは

フタル酸エステル類でない可塑剤が配合された塩ビPVC樹脂を呼称します。
プラスチックを柔らかくする可塑剤は樹脂と結合していないので、時間の経過に伴い可塑剤が気散してPVC樹脂が硬化したり、可塑剤が溶出したりすることがあり、PVCの歴史の中で、20世紀末頃に可塑剤の種類で環境や健康に危惧される経緯が有ります。
これより各国で（DEHP）等６種類の可塑剤に、食品が直接触れる容器や包装、乳幼児が口に接触することを目的とするおもちゃへの使用制限や禁止の規制が敷かれてます。

現在では、2003年環境省にてフタル酸エステルには環境ホルモン作用が無かったことが報告されており、また、日米欧が実施したDEHPリスク評価では何れも「更なる措置を講ずる必要はない」との科学的結論に至ってます。

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PVCの優れた着色性（艶・蛍光色等カラーバリエーション）

一般的に透明なフィルムやシートのイメージのポリ塩化ビニルPVC樹脂ですが、着色性に優れ、一般PVCの配合・製法をベースに顔料・染料を添加することでカラー透明・カラー半透明・各種淡色から濃色・蛍光色等カラーバリエーションが豊富で、鮮やかなエンタメ系やビジュアル系グッズの企画でも活躍してます。

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PVCのナゼ（外観･梨地）

一般的にPVCには、「透明」「梨地」が有ります。
PVCフィルムを製造する際に、絞ロールにより表面に柄を付加した材料となります。
梨地と聞き、果物の梨の皮の様にブツブツが有り、ザラザラ？と思ってました。
材料の表面の柄は超微細の凹凸をつけているだけなので、外観はスリガラスの様に見えますが、表面はフラットで、ビニール素材特有のベタベタくっつく感じでなくサラサラした半透明のフィルム材です。

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PVCシートを青味透明にする理由

透明性、艶などの印象・イメージのポリ塩化ビニルは本来、黄褐色の色相で、経時変化に伴い、日光の紫外線等で劣化して色味が黄変します。
このため、フィルムの製造では顔料を加えて黄変を軽減しています。青味顔料は、配合される量により見た目の印象が違い、色味が薄いほど変化（劣化）し易い傾向にあります。メーカーで透明度と青味のバランスの取れたより良い配合が成されてます。

この青味は、材料の時間経過に伴い青味が抜ける性質も有る為、製造から時間の経った（古くなった）材料は青味が抜けて、くすんだ色相となり、劣化し易い状態と考えられています。
例えば、繰返しのリピート商材で、お客様が過去のサンプルをお持ちで、青味掛かった新品を見た際に、材料が違う等ご指摘の事例は意外に多いです。

PVCの可塑剤について

可塑剤とは、酸とアルコールから合成される化合物で、一般にエステルと言われるものです。
これらの酸とアルコールを様々に組合せることで、多種多様な可塑剤が作られ、20～30種類が一般的に使用されています。
塩ビPVCに添加される可塑剤には、塩ビとよく馴染み（相溶性）、最少量で必要な柔らかさを実現させ（可塑化効率）、空気中に揮散し難く（低揮発性）、水へ溶け出したり他素材に移行しない（低移行性）等の性能が要求されます。
使用する製品に必要な性能に合わせて可塑剤が選択されます。

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PVCに使われてる可塑剤の種類

様々な組合せの有る可塑剤の種類について、ご紹介します。 可塑剤は配合により、フタル酸系、アジビン酸系、リン酸系、トリメリット酸系、クエン酸系、エポキシ系、・・・などなど数多く使用されています。 それらの中で、“フタル酸系”と呼ばれる種類が可塑剤の生産量の約80%取扱われています。 特に、フタル酸ビス（2‐エチルヘキシル）は一般的に汎用可塑剤として使用され近年の資料で、フタル酸系の中では約60%、可塑剤全体でおよそ半分を占めているといわれています。

PVCのダイオキシンへの影響

ダイオキシンとは、人に対して発ガン性や甲状腺・免疫機能低下、生殖障害などを引き起こす可能性のある有機化合物の総称です。
ダイオキシンには構成元素として、塩素が含まれてます。1990年代に、塩素系プラスチックがダイオキシン類の主要発生源と考えられ、社会的問題として浮上し、塩素を含むPVC・塩ビ樹脂がダイオキシン生成の元凶と扱われた時期がありました。
その後の各方面での研究が進み、主要発生源は食塩によるものという研究結果もあります。塩素は、食品、調味料、紙類・衣類にも含まれており、また、塩素化合物は、空気中にも浮遊しており、森林火災でも発生するようです。

現在では、環境省のパンフレットに記載されてますが、ダイオキシン類は塩素系プラスチックのみでなく、塩素と芳香族化合物を含むゴミ・廃棄物を焼却する際の焼却方法や排ガス処理の方法に起因することが判っています。
1999年に、政府はダイオキシン類特別措置法を制定し、焼却炉の性能向上改善・整備、また、ゴミの分別収集強化を行い、国の施策で生成量は劇的に削減され、2000年を超えた頃には排出量が約95%減少とされてます。
大気中の濃度（平均値）も環境基準値の約1/32とのことです。

1999年に環境省より「焼却条件によりダイオキシン排出は抑えられ、塩ビの影響は少ない」と公表されてます。焼却に伴うダイオキシン発生の懸念はなくなっているのですが、問題視された当時の報道の打撃が勝ってしまい、一部に認知されないという現状が有る様です。

PVCの安全性（環境ホルモンへの影響）

環境ホルモンとは、正式には、内分泌かく乱化学物質(Endocrine Disruptors)と呼ばれるもので世界保健機関（WHO）では、動物や人間の生体内に入った場合、生体内で営まれている正常なホルモン作用に影響をもたらす物質のことです。
1950年頃から環境ホルモンが問題視されてます。PVCを柔らかくにする為に含まれる可塑剤が環境ホルモンへの影響が懸念されました。
可塑剤は、一般的に20～30種類有り、汎用的に使用されてるのがフタル酸エステル系の可塑剤です。中でもすべての可塑剤の約半分を占めるフタル酸ビス（2-エチルヘキシル）DEHPは、人体への影響が気にされ、可塑剤の安全性に関して研究・調査が進められました。

1940年代から内外で多角的に研究が進められ、様々な安全試験が行われており、可塑剤の急性毒性は食塩や砂糖よりも低く、毒性無しのレベルで、皮膚刺激性なども人を含む動物の皮膚に作用を及ぼすレベルでは無いとのことです。
2000年に国際がん研究機関は、無刺激または微刺激の範囲で、人に対する発がん性については、水道水と同じレベルと確認されてます。
2003年に環境省は、環境ホルモン戦略計画SPEED'98で調査した結果、DEHPフタル酸エステルは環境ホルモン作用は無いことを確認し公表してます。
2005年に産業総合技術研究所による詳細リスク評価では、生態系やヒトに対するリスクは懸念されるレベルになく、現行以上の制限措置は不要と結論付けられてます。
2012年経産省の改正化審法に即し、化学物質評価研究機構CERIによるリスク評価でも懸念されるリスクが無いことが確認されてます。

齧歯類への生殖毒性は哺乳類では現れないが、予防的観点で小児用玩具等への使用が日米欧でほぼ同じ内容で制限されてます。 上記の様に、塩ビ樹脂の安全性が確認され、環境に影響があるという認識は是正されてるのですが問題視された当時の報道の打撃が勝ってしまい、一部に認知されないという現状が有る様です。

塩ビの歴史

汎用プラスチックで最も古い歴史を持つ塩ビですが、その始まりは1835年まで遡ります。
1835年にフランスの化学者とドイツ出身の化学者により元となる塩化ビニル（クロロエチレン）が発見され、1914年にポリ塩化ビニルに合成する方法が開発されましたが、その際には商品化には至りませんでした。 その後、1928年にアメリカで、加工し易い柔軟なPVC（塩ビ）が作り出され、実用化が本格的に開始され、加工性の高さと優れた機能性から世界中で商用利用され、生産量と使用量が増加し続け、現在に至っています。
日本でも1941年と古くから、当時を代表する財閥から販売され実用化されました。太平洋戦争・終戦とともに生産は停止しましたが、1946年に電線被覆用に塩ビの試験生産を再開したのをきっかけに、1947年には一般フィルム、1949年にはレザー、1951年には農業用ビニールフィルムや水道用硬質塩ビ管など、塩ビ製品の工業化が進み、1952年には18社が生産を始めました。

戦後の高度経済成長と工業化の進展により、時計のバンドやバッグ類、様々な分野での材料として普及、1969年にはPVC国内生産量が100Ton、1990年には200Tonを超え、中国を中心とした輸出が大幅に拡大した1997年のピークを迎えるまでPVCの生産量は増え続けたとのことです。
その反面、焼却条件によるダイオキシンの生成として塩ビ樹脂が疑われ、添加される可塑剤に環境ホルモンが疑われ、塩ビ忌避の風潮が高まり、公共投資の縮小、他素材への転換などにより1999年頃から生産量が下降しました。環境問題においては、国政により安全性の研究・調査が進められ、環境省、経産省、研究機関からリスクが無いことが確認されていますが、問題視された報道の打撃が強く上回り、生産量は下降しましたが、塩ビ樹脂の機械的性能、加工性、風合い、耐久性、リサイクル性等に長け、現在も硬質から軟質までPVC材料は世界中で需要が有ります。

塩ビ（ビニール、PVC）の化学的な性質

塩ビやビニールと呼ばれ、多くの用途に使用されているポリ塩化ビニル樹脂は、合成樹脂のひとつで、元となる単量体モノマーである塩化ビニル-クロロエチレンを繰返し結合する重合反応で作られる高分子化合物ポリマーのことです。

塩ビの元になる塩化ビニルモノマーを重合させただけの樹脂は硬くて脆く、結晶質で、紫外線により元素である塩素が離脱し、黄変劣化し易い性質があり、広く工業用途に使用出来る様にするため、添加剤を加えて配合し、ポリ塩化ビニルは製造されます。
塩ビの添加剤とは、柔らかくする働きの有る可塑剤、劣化を抑える安定剤です。可塑剤の添加する量により、柔らかい軟質塩ビ、硬くて強度の有る硬質塩ビ、性質の違う材料の種類が有るのも特徴です。

化学用語（モノマー、合成樹脂、重合、ポリマー、ナフサとは）

• モノマーMonomerとは、重合を行う際の基質のことで、単量体と言われます。１を表すギリシャ語が語源になっています。
• ポリマーPolymerとは、モノマーが複数結合した高分子で構成される重合体です。ポリは、多くの、たくさんのという意味のギリシャ語からきています。
• 合成樹脂Synthetic Resinとは、一般的には石油を原料とするモノマーを重合させたポリマーに添加剤を加えたものの総称で、主に原油を蒸留して得られるナフサから製造され、合成樹脂を原料とし成型・硬化したものが『プラスチックPlastic』です。
• ナフサNaphthaとは、油田から採取された原油を蒸留・分離して得られる石油製品のひとつです。ギリシャ語で原油を意味するナプタに由来しているそうです。

硬質塩ビと軟質塩ビの違い

PVC塩ビの元となる原料は硬く、柔らかくする為の添加剤や分解や劣化を防ぐ安定剤などが配合され、優れた加工性を持たせることで塩化ビニル樹脂が作られてます。
この塩化ビニル樹脂を柔らかくする為の添加剤は可塑剤と呼ばれ、配合する量により、大きくは硬質塩ビ、軟質塩ビと分別され、特性・用途の異なる種類の材料となります。

プラスチックのリサイクル

プラスチックのリサイクルの方法としましては、大きく３つとされてます。

• 元の材料に戻すマテリアルリサイクルMaterial Recycle（略称MR）
  直訳では、材料リサイクル、材料資源化、再生利用、などとも言われます。
• 化学分解して原料化を図るケミカルChemicalリサイクル（略称FR）
  国際規格ISOでは、フィードストックリサイクルFeedstock Recycleに属します。
• 廃棄焼却による熱エネルギーを利用するサーマルリサイクルThermal recovery
  国際規格ISOでは、エネルギー回収、熱回収のEnergy Recoveryに分類されます。

循環型社会への参加貢献を担ってます。

再生PVC

塩ビ材料の使用済み製品や生産工程から出る廃材ごみなどを回収し、利用し易い様に施工され、新しく材料や原料として再生された（MR）PVC樹脂のことです。
プラスチックの再生は、或る回収製品を同じ製としてに再生利用する水平リサイクルが望ましいのですが、精緻な分別・選別が重要で、高いコストと環境負荷を伴います。塩ビ製品は、耐久性が有り、再生における異物混入の影響も小さく、他の汎用プラスチックに比べて、マテリアルリサイクルが容易でMR比率が高い特徴があります。

農業用フィルムや塩ビパイプの製品毎の属す団体や協会や地方自治体など組織的な回収のしくみリサイクルシステムも機能し、再生率は60～70%ほどと言われてます。

再生PVCの製造工程

提携先から、使用済みPVC製品や裁断工場の端切れなどを引取、回収、買取します。
回収後、各顔料色の生地が混在しているので、製造の合間を縫って作業者が目視と手で同系色別に仕分けし、異物が有れば除去します。中にはお守のカバーも有るそうです。

再生PVCは色味も多数有る為、製造前に、同系に仕分けされた材料を一個づつ手作業で汚れや、材料の劣化、異物の混入などをチェックして、切断・粉砕を経て、溶融して天ぷらが上がるほどに加熱した相ロールで溶かし落とし、延伸・切出、カラーサンプルを確認しながら、調色を加え、何度も練込み、狙った色調に整え、再生します。
調色は、カラーチップを太陽光の白色光、見る角度、視力が重要で、さらに、工程を止めない様に、瞬時にグラム単位での調整となり、20年を超える熟練者だけです。

材料準備が整ったら、カレンダー成型機で蒸気加熱した４本の延伸ローラーで圧延し、循環水冷却ローラーで安定した厚みに仕上げ、巻取り、新たな再生PVC材料として出荷され、使用されてます。

福榮産業のPVCの加工実績製品

実績品　再生PVCフィルム　名札用12色

お客様のサンプルに基づき、工場立合いでの再生PVCを使用した名札を製作しました。
色味、青、赤、うす桃、黄、黄橙、黄緑、白、橙、藤、水、緑、桃、12色です。サイズは、各色0.5ｔ×915ｗ×100ｍ巻。

仕分けされた材料に、熟練者によりグラム単位で酸化Ti顔料を調合し、調色します。材料は、加熱ローラーで繰返し練り込まれ、カラーチェック後、成型工程ですが、明らかに狙いと違う場合、また、成型中でも違和感が見られた場合は、再度、調色・練り込み校正されます。１２種類の材料が丸１日で製造されました。

実績品　再生PVC製名札（色生地タイプ）

お客様ご指定の形状２種類、色味１２色の園児用名札を作製しております。
効率の良い生産が出来る様、多面取り配置したデザインを行い、ウェルダー加工用金型を製作します。印刷は無く、専用のネームカード付属タイプです。

色味、青、赤、うす桃、黄、黄橙、黄緑、白、橙、藤、水、緑、桃、１２色の再生PVC材料とPVC粉ふり透明材料を選定し、効率良い面付けに有効なサイズに裁断後、高周波ウェルダーにて融着加工を施した後、丁寧にムシリ、安全ピンを定位置に取付け、１０個ずつポリ袋に入れ、専用ネームカードとバーコード投込みセットした、継続して採用頂いている商材です。

実績品　PVC製名札・ワッペン（印刷タイプ）

お客様ご指定形状１０種類、色味１０～１２色の園用名札を製作しております。
多面取りに配置したデザインを行い、印刷用製版と、ウェルダー加工用金型を準備します。記入式、または、各種形状毎に投込みネームカードを付属します。

材料は、PVC粉ふり透明、PVC梨地クリア、PVCなんでもシート白色を組合せ、裁断後、デザイン及び色味毎に調色されたインクでシルク印刷、各形状の金型でウェルダー加工を施します。可動出来る様、安全ピンを白いスポンジで巻き、カシメにて固定します。
10個ずつポリ袋に入れ、ネームカードとバーコードを投込みセットする、継続品です。

実績品　軟質PVC製バッヂ

軟質PVC白を基材とした、直径Φ50～Φ70ほどの丸型、楕円形のバッジです。
表面には、お客様より完全デザインとして、入稿された絵柄で、シルク印刷、裏面には、安全ピンが取り付けられるように２つの抜き孔を施工し、高周波ウェルダー加工で合わせます。

折れ・汚れし難く、雨に強く、例年のイベントなどリピートで使用頂いてます。

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実績品　硬質PVC製ネームタグ（ネームプレート）

硬質PVCプレートを使用し、縦40～横70mm程度の楕円形のネームタグです。
基材の色味は青色、または、赤色の２色選定し、表面には白色、または、金色を基調とし配色されたご指定のロゴをシルク印刷を施した後、抜き加工で形状を仕上げます。

裏面には、ユニフォームの胸に固定出来る様に、安全ピンやクリップ、または、クリップ付安全ピンを取り付けています。
お客様の用途により、使い分けされてる様です。

関連OEM商品：ネームプレート