PEEKとは

PEEKは、Poly Ether Ether Ketone（ポリエーテルエーテルケトン）の略称で、スーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）と呼ばれる熱可塑性樹脂の1つです。
 
樹脂素材の中でも性能が特に高く、優れた耐性をもつ素材です。
 
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PEEKの特徴7つ

1.耐熱性・耐高温性・耐加水分解性

耐熱性はスーパーエンジニアリングプラスチックの中でも優れております。
連続使用温度は250℃～260℃で熱可塑性樹脂の中では最高クラスの耐熱性をもちます。
 
耐熱水性にも優れており、200℃～260℃のスチームの中でも連続使用が可能です。
短時間であれば300℃まで耐え、スチーム滅菌も可能です。
 
連続使用温度は260℃と高いですが、ガラス転移点は143℃と低く、150℃以上では機械的性質が変化するため高負荷と高温化での使用は注意が必要です。

2.耐薬品性・電気的特性

PEEKは耐薬品性に非常に優れ、高温化での耐酸、耐アルカリ性に極めて優れています。
ただし濃硫酸など一部の薬品に対しては侵されるため使用時には確認が必要です。
 
電気的特性にも優れ、幅広い周波数帯で絶縁性や誘電特性を発揮します。

3.食品安全性

PEEKはスーパーエンプラの中でも耐熱、耐薬品的に安定しているため、食品安全性にも優れています。
食品加工系の装置や機械類においても使用可能です。
食品衛生法およびアメリカのFDA（食品医薬品局）の安全基準を満たしており、食品製造装置や医療機器などにも採用されています。

4.耐放射線性

PEEKは耐放射性にも優れており、電磁波や放射線による劣化が起こりにくいです。

5.機械的強度・摺動性

PEEKは高温環境下でも引張強度、耐衝撃性にも優れています。
ガラス繊維、炭素繊維を添加することによって更に強度を強化したグレードもあります。
 
通常グレードの場合、摺動性は特に優れていませんが、摺動グレードがあります。
高温環境下での無潤滑摺動などの要求にも対応出来ます。

6.難燃性

PEEKは耐熱性が強いだけでなく、難燃性にも優れた素材です。
燃焼時の発煙や腐食性、有毒性ガスの発生リスクが極めて低く抑えられています。

7.軽量

樹脂の最大のメリットは軽量化が図れることです。
PEEKはある程度の耐熱性や耐薬品性、機械的強度を得ることができます。
高温化や負荷が加わる場所で一般的な樹脂が使用できない場合でも、PEEKを代替として対応できる可能性があります。

PEEKの種類

一般的に「PEEK」と呼ばれるものは基本グレードのPEEK樹脂ですが、バランスの優れた性能を多くの場面で発揮するため用途に合わせたグレードを選ぶことが重要です。

強化グレード

機械的強度を高めたPEEK樹脂です。

ガラス繊維を添加したガラス繊維強化グレードや炭素繊維を添加した炭素繊維強化グレードがあります。

強度やモジュラス（物体が変形した時に、元の形状に戻ろうとする力）が高くなるため、破損や変形を防ぐことができます。

ただし機械的強度が向上した影響で切削加工がしにくくなることが難点です。
（※弊社では取り扱いしておりません）

摺動グレード

耐摩擦性を強化したPEEK樹脂で、炭素繊維やグラファイト、四フッ化エチレン（PTFE）を添加し、摺動性を増したグレードです。
 
摺動性とは滑らかに動き、摩擦が小さい性能のことを指します。
 
摩擦係数が小さく耐摩擦性に優れている特性から軸受やギア、ベアリングなどの摺動部品の素材に使われることがあります。
（※弊社では取り扱いしておりません）

導電グレード

炭素繊維を添加して誘電性を高めたPEEK樹脂です。
 
炭素繊維を添加することにより、機械的強度に加え導電性を高めたグレードです。
 
変形に強い耐クリープ性や耐摩擦性にも優れており、主に静電気やほこりの不着を防ぎたい部品に採用されることが多いです。
 
炭素繊維の添加の影響により強化グレード同様切削加工がしにくくなることが難点です。
（※弊社では取り扱いしておりません）

グレード	特徴	用途および留意点
基本グレード	バランスの取れた性能を持ち、多くの場面で活躍。	一般的な用途に広く使用される。バランスの取れた性能で、加工しやすい。
強化グレード	ガラス繊維や炭素繊維を添加し、機械的強度を高めたPEEK。	破損や変形を防ぐために使用されるが、切削加工がしにくい。 ※弊社では取り扱いしておりません。
摺動グレード	炭素繊維、グラファイト、PTFEを添加し、耐摩擦性を強化。	摩擦係数が小さく、軸受やギア、ベアリングなどの摺動部品に使用。 ※弊社では取り扱いしておりません。
導電グレード	炭素繊維を添加し、導電性と機械的強度を強化したPEEK。	静電気やほこりの不着を防ぐ部品に採用されるが、切削加工がしにくい。 ※弊社では取り扱いしておりません。

PEEKのメリット・デメリット

PEEKはスーパーエンプラの中でもトップクラスの性能をもつ高機能樹脂ですが、さまざまなメリットをもつ一方で、いくつかの難点もあります。
 
ここではPEEKがもつそれぞれのメリット、デメリットについて解説します。

メリット

PEEKのメリットは耐熱性、耐薬品性など化学的な安定性があります。
 
他にも機械的強度や耐放射線性、難燃性も高く食品衛生法にも対応できるメリットがあります。
 
代替素材として性能向上や軽量化にも期待できます。

デメリット

PEEKのデメリットは性能が高い分、約1万円/kgで高価という点です。
 
生産コストがかかり、作りづらい樹脂のためコスト面の負担がかかります。
 
また耐摩擦性や機械的強度が高いため切削加工や裁断加工が難しいことがデメリットとして挙げられます。

PEEKの使用用途

PEEKは優れた機械的特性をもつ樹脂として、自動車産業・航空宇宙産業・医療分野・食品分野などさまざまな分野で使用されています。

機械製造

PEEKは機械構造の分野でも活用が可能です。
 
耐熱性、耐摩擦性、高温高負荷への適応性から自動車産業、石油採掘の分野における採掘機器での活用も可能です。
 
自動車分野では軽量化や性能向上のため金属部品の代替として使用されることもあります。
金属製のギアをPEEK樹脂に置き換えることによりノイズや振動も抑えることが可能です。

医療器具

耐薬品性に優れ、体内で無毒かつ不活性で生体適合性が高いため医療器具の分野でも多く採用されています。
 
歯科用器具部品、手術用器具やチューブのジョイントなどに使用されています。

エレクトロニクス

高い絶縁性に優れているため、高温・高圧・高湿度の環境下でも電気絶縁を発揮します。
 
絶縁フィルム、プリント基板、コネクタにも採用されています。
 
耐衝撃性やその他機械的特性、耐薬品性の観点から半導体分野でも多く採用されています。

PEEKを加工する際の注意点

PEEKは寸法安定性に優れた樹脂素材です。
 
高い機械的強度と耐摩擦性をもつため、切削加工や裁断加工においては刃がかけやすく、加工がしにくくなります。
 
またヒートカットを行う際は焦げる場合もあるので、ヒートカッターの刃先など道具の手入れにも注意が必要です。

くればぁで対応可能なPEEKの加工

くればぁでは、

・縫製加工
・丸抜き加工
・スリット加工
・ヒートカット加工
・整形加工

の対応が可能となっております。お気軽にご相談ください。
 

まとめ

PEEKは樹脂素材の中でも性能が特に高く、優れた耐性をもつ素材で、耐熱性、耐薬品性、機械的強度、食品安全性にも優れています。
 
非常に高いレベルでバランスのとれた特性をもち、さまざまな分野で採用されています。
 
高機能であるが故、高価な素材ではありますが、自動車産業・医療・食品・エレクトロニクスなどさまざま分野でPEEKの特性を発揮することができます。