PSU・PPSU（スルホン樹脂）の指定——ISO 24025-1の区分、熱水・蒸気条件の伝え方

この記事は、給湯・飲料機器の部品、医療機器の部品、電気部品、配管・ろ過関連の部品などの成形材料としての PSU と PPSU を扱う。分離膜（中空糸膜）としてのポリスルホンには立ち入らない。商標の名前ではなく、一般名と略号で書く。発注する側が、発注書と仕様書に何を書き、受け取るときに何を確かめるかに絞る。

略号は 3 つ：PSU・PESU・PPSU

プラスチックの記号を定めた JIS K 6899-1 は、PSU を「ポリスルホン」、PESU を「ポリエーテルスルホン」、PPSU を「ポリフェニレンスルホン」の略語として載せている^[2]。現場では「ポリサルホン」「ポリサルフォン」「ポリフェニルサルホン」など表記がゆれ、ポリエーテルスルホンは「PES」と書かれることも多い。たとえば 1991 年の繊維学会誌の解説は、ポリエーテルサルフォンを PES と略している^[3]。図面・見積書・材料の成績書で略号が違っていたら、JIS K 6899-1 の略語に置き直して同じ材料かを確かめる。

この 3 つをまとめて扱う国際規格が ISO 24025-1:2020 である。この規格は、PSU・PESU・PPSU を含むスルホンポリマーの成形用・押出用材料の呼び方の体系を定め、それを仕様の基礎として使えるとしている。材料の種類は、a) 荷重たわみ温度、b) メルトマスフローレイト、c) シャルピーノッチ付き衝撃強さ、d) 引張弾性率、e) 降伏応力の 5 つの特性の水準と、組成・用途・加工法・添加剤・着色剤・充てん材などの情報で区別される^[1]。前の版の ISO 25137-1:2009 は廃止されている^[1]。

同じ規格は、同じ呼び方の材料が必ずしも同じ性能を出すことを意味しない、とも書き、特定の用途に要る設計データ・性能データ・加工条件のデータは与えない、としている^[1]。購買の立場で押さえるのは、略号や規格の呼び方は「どの系統の材料か」を伝える入口であって、部品の性能を保証するものではない、という点である。

PSU はどんな樹脂か

1991 年の解説は、PSU を透明な非晶性樹脂とし、スーパーエンジニアリングプラスチックの中で最も古く上市されたと書いている。主な特徴として、高温でも酸・アルカリ・熱水に安定な耐加水分解性、耐クリープ性と寸法安定性、電気特性を挙げ、用途として、耐熱性と透明性を生かした自動車用ヒューズカバー、コネクター・リレー・ソケットなどの電気部品、耐熱水性を生かしたコーヒーメーカー・アイロン部品・給湯機器・医療機器を挙げている^[3]。PES（PESU）については、PSU と同系統で耐熱が約 30 ℃高く、琥珀色透明の非晶性樹脂で、難燃かつ低発煙とし、コイルボビン・ソケットなどの電気絶縁材や、ベアリングリテーナー・ギヤなどの機械部品に使われていると書いている^[3]。

分子の作りで耐熱が変わることも報告されている。1984 年の研究ノートは、ビスフェノール A とビス（4-クロロフェニル）スルホンから得られる芳香族ポリエーテルスルホンを、耐熱性・溶解性に優れ射出成形できるエンジニアリングプラスチックとして広く使われているものと紹介したうえで、ビスフェノールのつなぎ目のメチル基をフェニル基に置き換えると耐熱性・耐酸化性が増したと報告している^[4]。ビスフェノール A から作るこの重合体は、JIS K 6899-1 の略語でいえば PSU（ポリスルホン）にあたる樹脂である^[2]。フェニル基に置き換えた重合体は研究のために合成された試料で、市販の PPSU とは別の分子である。この研究から PPSU の性質を読むことはできないが、同じ「スルホンポリマー」でも分子の組み立て方で耐熱が変わる、ということは分かる。

PPSU を指定するときに確かめること

PPSU について、物質・材料研究機構の研究者の学会発表要旨（2023 年）は、フェニレンがスルホニル基とエーテル結合でつながったスルホンポリマーで、電子の多いビフェニル基を含むと説明している^[5]。同じ要旨は、市販の高温用エンジニアリング樹脂と比べて耐加水分解性と靭性に優れ、自動車・医療機器・フードサービス・膜技術に使われていると紹介しているが、この記述は樹脂メーカーのウェブサイトを出典にしている^[5]。

つまり、PPSU が PSU より熱水や蒸気に強い、という話は広く言われているが、どの条件で、何回まで、どれだけの性質が残るかは、銘柄と条件で決まる。ISO 24025-1 が性能データを与えないとしているとおり^[1]、「PPSU だから蒸気滅菌に耐える」とは発注書に書けない。次の 3 点を仕入先に確かめる（当方の提案）。

1. 想定する熱水・蒸気の温度と、繰り返しの回数での評価データが、樹脂メーカーから出ているか。
2. そのデータが、部品と同じ銘柄・同じ色・同じ充てん材のものか。
3. 洗浄剤や消毒剤を併用するなら、その成分・濃度でのデータがあるか、なければ実際の条件で確かめるか。

屋外・溶剤・温度の繰り返し：PES の試験結果から

鉄道の屋外用途を想定してスーパーエンジニアリングプラスチック 7 種を、汎用エンジニアリングプラスチックの最強クラスであるナイロン 66 のガラス繊維 40 % 強化品と比べた報告（1990 年）がある^[6]。同じスルホン系の PES について書かれている結果を写す。

この報告は PSU や PPSU そのものを試験したものではない。ただ、同じスルホン系の樹脂でも、屋外の光や温度の繰り返しで性質が変わりうることを示している^[6]。屋外に置く部品、温度が大きく上下する部品に PSU・PPSU を使うなら、その条件での確かめを取り決める。耐候の試験の指定は耐候性試験の指定、温度の繰り返しの試験は温度サイクル試験の指定で扱った。

耐熱の値は条件付きで比べる

ISO 24025-1 が区分に使う特性の一つが荷重たわみ温度である^[1]。荷重たわみ温度の求め方を定めた JIS K 7191-1 は、この試験で得たデータを最終製品の性能予測や、設計解析・高温での耐久性予測に用いてはならない、と書いている^[7]。PSU・PESU・PPSU を荷重たわみ温度の数字だけで並べ、「この温度まで使える」と読まない。熱水や蒸気の中での使用は、乾いた空気中の耐熱とは別に確かめる。

透明部品と食品・医療の部品

PSU は透明、PES は琥珀色透明とされる^[3]。無色透明ではないこと、色味が銘柄やロットで動きうることを前提に、透明度や色味が大事な部品は限度見本で取り決める（当方の提案）。透明部品の材料の比べ方はポリカーボネート部品の発注も参照してほしい。

給湯・飲料機器や哺乳びん・食器のように食品に触れる部品、医療機器の部品では、材料の性能とは別に、法規制や顧客の基準への適合を確かめる手続きがいる。食品に触れる部品の確かめ方は食品に触れる部品の調達にまとめた。

発注書と仕様書に書くこと

ここからは規格の要求ではなく、発注する側としての提案である。

1. 材料の略号と銘柄
PSU・PESU・PPSU のどれか（JIS K 6899-1 の略語で）^[2]、樹脂メーカーの銘柄、色、充てん材の有無。

2. 設計が前提にしている特性
ISO 24025-1 の 5 特性のうち設計が前提にしているもの（荷重たわみ温度・MFR・シャルピー衝撃強さ・引張弾性率・降伏応力）と、その試験条件^[1]。

3. 熱水・蒸気・洗浄の条件
温度・時間・回数、洗浄剤や消毒剤の成分と濃度。

4. 屋外・温度の繰り返し
屋外に置くか、温度の上下の幅^[6]。

5. 変更の承認
銘柄・色・充てん材の変更は事前に承認とする。

受け入れるときに確かめること

初回は、材料の成績書の略号と銘柄が注文どおりかを見る。「PES」と書かれた成績書なら PESU のことか、PPSU を PSU と書いていないかを確かめる。熱水・蒸気に触れる部品は、取り決めた条件での確認結果（外観のクレーズ・割れ、寸法、強度）を出してもらう。透明部品は限度見本との照合結果を見る。量産に入ってからは、銘柄や色の変更の連絡が来る取り決めにしておく。

注文書の書き方の例

決まった様式はない。発注側として書いておきたい内容を一つの例にまとめる。

「材質：PPSU（ポリフェニレンスルホン、JIS K 6899-1 の略語）、樹脂メーカー銘柄 ○○、自然色、無充てん。使用条件：○ ℃の熱水に連続接触、○ ℃の蒸気による洗浄を 1 日 1 回（年間 ○ 回）、洗浄剤 ○○（成分・濃度）。見積時に上記条件に相当する樹脂メーカーの評価データを提示し、無い場合は初回納入前に実部品での確認方法を協議すること。銘柄・色・充てん材の変更は事前に連絡し承認を得ること。」

よくある質問

PSU から PPSU に替えれば、熱水に強くなりますか

そう言われることは多いが、どの条件で何回まで耐えるかは銘柄と条件で決まる。ISO 24025-1 は同じ呼び方の材料が同じ性能を出すとは限らないとしている^[1]。実際の条件のデータで比べる。

見積書に「PES」とあり、図面は「PESU」です。同じですか

どちらもポリエーテルスルホンを指すことが多い。JIS K 6899-1 の略語は PESU である^[2]。銘柄で同じ材料かを確かめ、図面の表記に合わせて書き直してもらう。

PEI と PSU 系はどう使い分けますか

どちらも非晶性の耐熱樹脂として並べられることが多い。熱水・蒸気が主な条件か、難燃・電気特性が主な条件かで比べる。PEI の確かめ方はPEI 樹脂の発注で扱った。

まとめ

PSU・PESU・PPSU は ISO 24025-1 で一つのスルホンポリマーとして 5 つの特性で区分されるが、規格は同じ呼び方の材料が同じ性能を出すとは限らないと明記している。PSU は透明で熱水に安定とされ給湯機器や医療機器に使われてきたが、熱水・蒸気・洗浄剤の条件と回数での耐久は銘柄ごとのデータで確かめる。発注では略号を JIS K 6899-1 の略語で書き、使用条件を数字で伝え、銘柄・色・充てん材の変更を承認の対象にする。

同じ束では、LCP（液晶ポリマー）、ポリイミド樹脂の部品、クロロプレンゴム（CR）の発注も扱う。代替グレードの承認の進め方は樹脂のグレード指定と代替グレードの承認で扱った。

出典・参考資料

1. ISO 24025-1:2020 Plastics — Sulfone polymer moulding and extrusion materials — Part 1: Designation system and basis for specifications（ISO／2020 年 5 月発行・2026 年確認）
2. JIS K 6899-1:2015 プラスチック－記号及び略語－第 1 部：基本ポリマー及びその特性（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2015 年 2 月 20 日改正・2024 年 10 月 21 日確認）
3. 伊東克彦「スーパーエンプラと新用途」繊維学会誌 47 巻 5 号（繊維学会／1991 年）
4. 李佐邦・上田充「異なる結合基をもつビスフェノール類から得られる芳香族ポリエーテルスルホンの熱安定性」高分子論文集 41 巻 2 号（高分子学会／1984 年）
5. J. Kim「Sulfonation Properties of Polyphenylsulfone」IPC 2023 発表要旨（物質・材料研究機構 データリポジトリ／2023 年）
6. 大石不二夫「スーパーエンプラの実用強度特性と耐久性」成形加工 2 巻 3 号（プラスチック成形加工学会／1990 年）
7. JIS K 7191-1:2015 プラスチック－荷重たわみ温度の求め方－第1部：通則（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2015 年 11 月 20 日改正・2025 年 10 月 20 日確認）

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