PS・HIPS（JIS K 6923-1・K 6926-1）の選び方——衝撃・薬品割れ・光の黄変と発注での指定

この記事の範囲——工業用の成形品としてのポリスチレン

ポリスチレンと聞くと発泡スチロールの緩衝材を思い浮かべる人が多いが、この記事は工業用の射出成形品・押出品の材料としてのポリスチレンを扱う。事務機器のカバー、家電の内装部品、ケース、トレー、表示部の透明部品などを、成形品として仕入先に発注する立場で、何を指定し、受け取るときに何を確かめるかをまとめる。

規格のうえでも、発泡材料は別に扱われている。一般用 PS の呼び方を決める JIS K 6923-1 は発泡材料・スチレン共重合体・エラストマーなどで修飾されたものに適用しないとし^[1]、HIPS の JIS K 6926-1 も発泡材料には適用しないとしている^[2]。緩衝材としての発泡材の指定は、別の記事の気泡緩衝材や PE フォームの話になる。

PS と HIPS は、JIS でも別の規格になっている

JIS K 6923-1（2024 年改正）は ISO 24022-1:2020 と一致した規格で、アモルファス（非晶性）のポリスチレンホモポリマーの成形用・押出用材料の呼び方を決めている^[1]。JIS K 6926-1（2022 年改正）は ISO 19063-1:2015 と一致した規格で、ポリスチレンなどからなる連続した相と、ブタジエンを主とした分散したゴムの相との二相からなる、すべての耐衝撃性ポリスチレンに適用する^[2]。つまり HIPS は「ポリスチレンの中にゴムの粒が散らばった材料」で、ゴムの相があるかどうかで規格が分かれる。

区分のしかたも違う。2 つの規格の呼び方の要点を並べると次のようになる。

表の値は 2 つの規格の表 3〜表 6 から写したもの^[1][2]で、区分の境界の数字だけを示した。一般用 PS の呼び方に衝撃の項目が無いのは、ゴムの相を持たない材料だからと読める。アクリロニトリルを共重合した AS 樹脂や、ゴムを加えた ABS は別の規格になり、その違いはAS 樹脂と ABS・ABS/PC の選び方で扱った。

呼び方のコードを、そのまま合否の基準にしない

呼び方の例を規格から引くと、JIS K 6926-1 は、射出成形用（M）で耐光又は耐候処方（L）があり、非着色（N）で、ビカット軟化温度 84℃（083）、MFR 14 g/10 分（12）、ノッチ付きシャルピー衝撃強さ 8 kJ/m²（07）、曲げ弾性率 2 200 MPa（23）の HIPS を、これらのコードを並べて表すとしている^[2]。JIS K 6923-1 の例は、射出成形用で耐光又は耐候処方があり非着色、ビカット軟化温度 84℃（085）、MFR 9.0 g/10 分（12）の PS である^[1]。

読み方で気をつけたいのは、コードが「範囲」だという点である。どちらの規格も、特性値が範囲の境界の上か近くにある場合は製造業者がどの範囲に入るかを決め、その後に試験値がその範囲から外れても製造の許容範囲にあればコードを変える必要はないとしている^[1][2]。そのうえで、同じ呼び方の材料が必ずしも同一の性能を示すとは限らず、規格は特定の用途に要るエンジニアリングデータを提供するものではない、とも書いている^[1][2]。

発注側の実務としては、呼び方は「どの系統のどのくらいの材料か」をそろえる共通の言葉として使い、部品の合否は別に決めるのがよい。衝撃が効く部品なら、シャルピー衝撃強さのコードではなく、値と試験方法（規格の第 2 部の試験片の作り方による値か、部品での落下試験か）を決める。材料を固定する手段は材料メーカーとグレードで、代わりのグレードを提案されたときの承認の手順は樹脂のグレード指定と代替グレードの承認で扱った。

一般用 PS は、衝撃と薬品に弱い

日本ゴム協会誌の耐衝撃性樹脂の特集（1970 年）は、一般用のスチレン樹脂（GP）を最も成形性の優れたものとしたうえで、耐薬品性と耐衝撃性に劣ると書き、これを改良したものとしてアクリロニトリルとの共重合体、ゴムを混ぜて衝撃値を改良した HI（耐衝撃性）スチレン樹脂、ABS 樹脂を挙げている^[3]。発注の場面で言い換えると、落としたりぶつけたりする部品、ねじ締めやはめ込みで力のかかる部品に、一般用の PS を確かめずに使ってはいけない。

HIPS の衝撃の強さは、ゴムの入れ方で変わる。高分子論文集の報文（1994 年）は、HIPS を「海（ポリスチレンの連続相）－島（ゴム粒子）－湖（ゴム粒子の中に取り込まれたポリスチレン）」の構造と説明し、クレーズ（微細なひび状の変形）の考え方から、アイゾット衝撃強さとゴムの量・ゴム粒子の膨潤比などの関係を導いている^[4]。この報文はポリスチレン単体のアイゾット衝撃強さを 1.0 kgf·cm/cm とおき、HIPS ではそこからの増え方がゴムの含有量とゴム粒子の膨潤比の積にほぼ比例する、という関係式を示している^[4]。同じ「HIPS」という名前でも、ゴムの量と粒子の作り方で衝撃が違う材料になる、ということである。JIS K 6926-1 が衝撃強さを区分の項目に入れているのも、この幅があるからと読める^[2]。

薬品と力が重なると、低い応力でも割れる

ポリスチレン系の部品で注意したいのが、薬品に触れた状態で力がかかって割れる現象である。三菱電機と奈良女子大学の研究報告（SPring-8 利用研究成果集）は、応力のかかった樹脂が薬剤と接触すると、本来は材料の破壊に至らない低い応力・ひずみでも、短時間のうちに表面にクレーズやクラックが生じる現象を、溶剤ストレスクレージングと説明している^[5]。外から力のかかる箇所だけでなく、成形のときの残留応力のような内部の応力がある箇所に薬剤が付いても起きるとしている^[5]。同じ報告は、界面活性剤（ドデシル硫酸ナトリウム）の水溶液で耐衝撃性ポリスチレンに割れが生じた例を調べている^[5]。洗剤の成分でも割れの原因になりうる、ということである。

発注のときは、部品が触れる可能性のある薬品の名前（洗剤、潤滑油、溶剤、アルコール、接着剤、手の脂に触れる用途ならその旨）と、触れ方、組み付けでかかる力を仕入先に伝え、候補のグレードを実際の部品で確かめる。非晶性の樹脂が薬品と応力で割れる仕組みと確かめ方の考え方はポリカーボネート部品の発注にまとめてあるので、試験の組み方はそちらを参照してほしい。PPE とポリスチレンを混ぜた変性 PPE も同じ注意が要る材料で、変性 PPE の選び方で扱っている。

HIPS は光で黄色くなり、衝撃も落ちる

高分子論文集のノート（2018 年）は、HIPS をグラフト重合などでポリスチレンにブタジエンゴムを数 % 程度導入して耐衝撃性を上げた材料で、プリンターやコピー機などの事務機器のカバーに広く使われていると説明し、長く使う間に熱と光で酸化劣化して物性の低下や変色が生じやすいとしている^[6]。一般に HIPS は紫外線劣化で耐衝撃性が下がりやすいと知られていることを踏まえ、紫外線を当てた HIPS を熱分解ガスクロマトグラフィーで調べ、光劣化は主にゴム成分の分解によって起き、特に衝撃特性の低下を伴うことが示唆されたと報告している^[6]。

同じノートでは、キセノンウェザーメーターで 100 時間紫外線を当てた試料の黄変の色差 ΔE が 3.3、300 時間で 11.3 で、100 時間の照射は常温の屋内に 7 年間置かれた場合におおよそ相当するとしている^[6]。市場から回収したプリンターのカバーの黄変部の色差は 4.3〜9.3 だった^[6]。室内で使う機器のカバーでも、窓際や照明の近くに長く置かれる製品なら、色の変化を前提にした方がよい。

発注で書くことは、まず呼び方の「耐光処方」の有無である。JIS K 6923-1 も JIS K 6926-1 も、データブロック 3 に耐光又は耐候処方を表す L のコードを置いている^[1][2]。ただしコードは処方の有無を示すだけで、何時間でどこまで変わらないかは示さない。色の許容差や衝撃の保持を求めるなら、試験の条件と判定を決める。耐候性試験の条件の決め方は耐候性試験（キセノン・サンシャイン）の指定で扱った。

残留スチレンモノマーは、測り方を決めて求める

ポリスチレンには、重合しきれなかったスチレンモノマーが少し残る。においや、食品・人体に触れる用途で社内基準がある場合は、残留スチレンモノマーの値を求めることがある。JIS K 6869（2009 年改正）は、ガスクロマトグラフ法による PS と PS-I 中の残留スチレンモノマーの求め方を決めた規格で、ISO 2561:2006 を修正したものである^[7]。同じ方法でエチルベンゼンやクメンなどのスチレン以外の芳香族炭化水素を同時に測ってもよいとしている^[7]。

値を求めるなら、この規格のどの方法で測った値かを仕入先と合わせる。上限の値そのものは用途ごとの法令や顧客の基準で決まるので、この記事では数字を挙げない。食品に触れる部品の確かめ方は食品に触れる部品・容器の調達で扱っている。

識別表示と再生材

成形品への材料の表示は、JIS K 6999（プラスチック製品の識別及び表示）による。この規格は ISO 11469:2016 を修正したもので、充填材や強化材を含む組成物の表示の例として、ガラス繊維を 20 % 含有した耐衝撃性ポリスチレンを「>PS-HI-GF20<」と表し、再生材の含有率を指定して表示する例も示している^[8]。呼び方の規格（JIS K 6926-1）は耐衝撃性ポリスチレンの略語を PS-I としているので^[2]、図面や銘板の表示で略語が違って見えても、同じ材料を指していることがある。表示の要否と書き方は、図面か発注書で指定する。

再生材を使うかどうかも決めておく。先の 2018 年のノートは、使用後に回収したカバーの HIPS をマテリアルリサイクルするには、劣化の状態を解析し、場合によっては安定剤やバージン材の添加などの措置が要るとしている^[6]。再生材の使用を認めるなら、配合の上限と、変えたときに知らせることを取り決める。

一般用 PS と HIPS を並べて見る

透明が要る部品で HIPS を使いたい場合は、JIS K 6926-1 がデータブロック 3 に「透明」を表す T のコードを置いているので^[2]、透明のグレードがあるかを材料メーカーのデータで確かめる。透明かどうかは呼び方だけでは決めず、全光線透過率などの値と測り方で約束する。

使ってはいけない使い方

一つ目は、落下やはめ込みで衝撃のかかる部品に、一般用の PS を確かめずに使うことである。成形性がよく安いことから選ばれやすいが、衝撃には劣る材料である^[3]。二つ目は、洗剤・油・溶剤が触れ、ねじ締めや圧入で力が残る箇所に、薬品の確認をしないまま PS・HIPS を使うことである。低い応力でも短時間で割れが出ることがある^[5]。三つ目は、光の当たる場所に長く置かれる製品の外装に、耐光の確かめをしないまま HIPS を使うことである^[6]。

発注書・図面に書くこと

1. 材料の系統：一般用 PS か HIPS（PS-I）か。可能なら JIS K 6923-1 または JIS K 6926-1 の呼び方も添える
2. 材料メーカーとグレード。代わりのグレードは承認制にする
3. 衝撃の要求：値と試験方法（試験片の値か、部品の落下などの試験か）
4. 耐熱の要求：使う温度と時間、そのときにかかる力。呼び方のビカット軟化温度のコードは区分であって、部品の使用条件の約束ではないので、使う条件を伝えて確かめる
5. 触れる薬品と触れ方、組み付けでかかる力
6. 光：屋内の窓際・屋外などの使われ方、耐光処方の要否、色の許容差
7. 透明・色：透明の要否と測り方、着色の方法（着色はマスターバッチの指定を参照）
8. 再生材の可否と配合の上限、残留スチレンモノマーを求めるなら測り方
9. 材料の識別表示の要否と書き方（JIS K 6999）

受け取るときに確かめること

受入では、まず材料のロットとグレードが指定どおりかを、材料メーカーの証明書か成形先の記録で確かめる。外観は、白化（クレーズが集まって白く見える状態）やひびが、ねじ穴・はめ込み部・ゲートの近くに出ていないかを見る。白化は力のかかる箇所や薬品の触れた箇所に出やすいので、組立後の状態でも確かめる。成形品のヒケやウェルドラインの合否はヒケ・ウェルドラインの受入基準で扱った。色の変化を約束した部品は、限度見本か測色の値で判定する。

よくある質問

図面に「PS」とだけ書いてあります。HIPS で作ってもよいですか

規格のうえでは別の材料で、区分に使う性質も違う^[1][2]。HIPS はゴムの相を持つ二相の材料なので^[2]、一般用 PS を前提に決めた透明性や剛性の要求を満たすかは、グレードの値で確かめ直す必要がある。逆に衝撃の要る部品を一般用 PS にすると割れやすくなる^[3]。どちらを意図した図面かを設計に確かめ、決まった方を図面に書き直してもらう。

HIPS のグレードを変えたら、組立のときにひびが入るようになりました

ゴムの量や粒子のつくりが違えば衝撃の強さは変わる^[4]。加えて、組立で使う潤滑剤や洗浄剤が触れているなら、薬品と応力による割れの可能性もある^[5]。変更前後のグレードで、組立と同じ薬品・力の条件で確かめ直す。

発泡スチロールのトレーも同じ規格で指定できますか

できない。JIS K 6923-1 と JIS K 6926-1 は、どちらも発泡材料を適用の外としている^[1][2]。発泡材は、発泡の倍率や圧縮の強さなど別の項目で指定する。

まとめ

成形品のポリスチレンは、一般用 PS（JIS K 6923-1）と耐衝撃性ポリスチレン HIPS（JIS K 6926-1、略語 PS-I）で規格が分かれ、PS は耐熱と流れやすさ、HIPS はそれに衝撃と曲げ弾性率を加えて区分する。どちらの規格も同じ呼び方が同じ性能を意味しないとしているので、呼び方は共通の言葉として使い、合否は値と試験方法で決める。一般用 PS は衝撃と薬品に劣り、HIPS は光でゴム成分が劣化して黄変と衝撃の低下が起きる。薬品と応力が重なる箇所、光の当たる外装、衝撃のかかる部品では、使う条件を伝えて実際の部品で確かめ、材料メーカーとグレードで固定する。

同じ束では、ガラス繊維強化樹脂 GF30 の指定、金属粉末射出成形（MIM）、型彫り放電加工、ねじの転造も扱う。ほかの樹脂との比べ方は、AS 樹脂と ABS・ABS/PC の選び方、変性 PPE の選び方、ポリカーボネート部品の発注、グレードの固定は樹脂のグレード指定と代替グレードの承認、外観の基準はヒケ・ウェルドラインの受入基準、耐光の試験は耐候性試験の指定、着色はマスターバッチの指定、食品に触れる用途は食品に触れる部品・容器の調達を参照してほしい。

出典・参考資料

1. JIS K 6923-1:2024 プラスチック－ポリスチレン（PS）成形用及び押出用材料－第1部：呼び方のシステム及び仕様表記の基礎（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2024 年 3 月 21 日改正）
2. JIS K 6926-1:2022 プラスチック－耐衝撃性ポリスチレン（PS-I）成形用及び押出用材料－第1部：呼び方のシステム及び仕様表記の基礎（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2022 年 1 月 20 日改正）
3. 白木英太郎「スチレン系樹脂」日本ゴム協会誌 43 巻 3 号（日本ゴム協会／1970 年）
4. 早川明史「ハイインパクトポリスチレン構造因子とアイゾット衝撃強度との関係」高分子論文集 51 巻 11 号（高分子学会／1994 年 11 月）
5. 永野千草・野村徹・王珊・吉村倫一「放射光X線回折・散乱を用いた溶剤ストレスクレージング機構解析(2)」SPring-8/SACLA利用研究成果集 13 巻 4 号（高輝度光科学研究センター／2025 年）
6. 大谷肇ほか「熱分解ガスクロマトグラフィーによるハイインパクトポリスチレンの光劣化挙動解析」高分子論文集 75 巻 4 号（高分子学会／2018 年 7 月）
7. JIS K 6869:2009 プラスチック－ガスクロマトグラフ法によるポリスチレン（PS）及び耐衝撃性ポリスチレン（PS-I）中の残留スチレンモノマーの求め方（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2009 年 1 月 20 日改正）
8. JIS K 6999:2020 プラスチック－プラスチック製品の識別及び表示（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2020 年 3 月 23 日改正）

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