PMMA（ポリメチルメタクリレート）の特性と活用方法・設計の実務ガイド

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は高い透明性と耐候性を持つ熱可塑性樹脂で、一般的にはアクリル樹脂やアクリルガラス（プレキシグラス）とも呼ばれます。1933年に初めて市販され、第二次世界大戦中には航空機の風防や潜望鏡に広く利用されました。

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は航空機や自動車の窓材、建築物の採光パネル、電子機器の部品、水族館の大型水槽窓、さらには医療用インプラントに至るまで、用途は極めて多岐にわたります。

本記事では、PMMA（ポリメチルメタクリレート）の特徴と建築、医療、自動車、光学、日用品など各分野での具体的な活用例を詳しく解説します。最後に、製造現場の設計者の視点からPMMA（ポリメチルメタクリレート）を使用する際の実践的なポイントについても紹介します。

PMMA（ポリメチルメタクリレート）とは？

PMMA（ポリメチルメタクリレート）はメタクリル酸メチル（MMA）モノマーを重合して合成される熱可塑性ポリマーです。その合成過程では、モノマーと開始剤を型に注入して重合させることで、シート板やブロック、ペレット状の樹脂まで、さまざまな形態で製造できます。

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は射出成形や押出成形など、ほぼすべての熱可塑性加工法に適合し、成形後の機械加工やレーザー切断・研磨も容易です。分子構造は非晶質（アモルファス）で、屈折率は約1.49、可視光の透過率は最大で92%にも達し、他の透明樹脂はもちろん、一部のガラスよりも高い光透過性を示します。

さらに、密度は1.17〜1.20 g/cm³と軽量で、ガラスに比べて約半分の重量で済む点も利点です。PMMA（ポリメチルメタクリレート）は熱可塑性ゆえに、熱成形（サーマルフォーミング）による曲面成形も可能で、大型の曲面板を作っても透明度をほとんど損ないません。

また着色性にも優れ、染料や顔料によって任意の色調に仕上げることができるため、美観が要求される用途にも適しています。

圧倒的に透明度が高く加工性が高い

PMMA（ポリメチルメタクリレート）はその卓越した透明性と加工性、そして高い耐候性と安全性により、設計現場で多用途に活躍する汎用熱可塑性樹脂の一つです。

この章では、PMMA（ポリメチルメタクリレート）の主要な物性について他材質との比較や実際の設計選定時に役立つ視点を交えて詳しく解説します。

光学性｜光学用途に最適

PMMA（ポリメチルメタクリレート）最大の特徴は光学特性の優秀さです。可視光の全光線透過率は約92～93%にも達し、ガラスと同等以上の高い透明性を持ちます。実際に、一般的なガラスの透過率が約90%前後であるのに対して、光学グレードのアクリル板は約94%の透過率を示します。

また、PMMA（ポリメチルメタクリレート）はヘイズ（曇り）の値も低く（約0.5～2%程度）、内部散乱が少ないため、透明度と光の直進性に優れています。屈折率は約1.49（D線, 589.3nm）で、同じ透明樹脂であるPC（約1.59）やPS（約1.59）よりも低く、それに伴い分散性（色収差）も小さいです。

アクリルのアッベ数（レンズの色のにじみの少なさを示す指標）は55～57と高く、PCやPSのアッベ数（それぞれ30前後）と比べて大きいことが示されています。つまりPMMA（ポリメチルメタクリレート）は、プリズムやレンズ使用時にも色にじみが起こりにくく、光学的な純度が高い材質と言えます。さらに、拡散剤を添加した乳白アクリル（乳半板）もあり、照明カバーやサイン板として、光を柔らかく拡散させる用途にも対応可能です。

透明樹脂の代表例であるPCも光透過率は約89～90%と高めですが、PMMA（ポリメチルメタクリレート）には若干劣ります。PCは材質自体にわずかに色味（薄い茶色）を帯びることがあり、長期間日光にさらした場合、その薄い色がやがて黄変することがあります。

一方で、アクリルは無色透明で長持ちし、水のようにクリアな外観を保ちます。PSについては、ガラスに近い透明性を持つ汎用グレード（GPPS）が存在し、初期透明度は高いものの、「硬いが脆い」材質ゆえに、長期使用で微細なクラックや黄ばみが発生しやすく、耐候性の観点から光学用途ではPMMA（ポリメチルメタクリレート）ほど採用されません。

また、ABS樹脂やPP樹脂は基本的に非透明（ABSは不透明、PPは半透明～不透明）であるため、光学部品には適さず、透明性が要求される場面ではPMMA（ポリメチルメタクリレート）やPCが主な選択肢となります。

以上より、光学用途にはPMMA（ポリメチルメタクリレート）が第一候補となります。光学性能のまとめとして、PMMA（ポリメチルメタクリレート）は透過率がもっとも高く、屋外でも透明度が持続し、表面光沢も良好である点がメリットです。

機械的強度｜ガラスより耐衝撃性が高く、表面に傷がつきにくい

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は高い剛性（ヤング率）を持ち、機械的強度のうち静的強度では良好な値を示します。引張強さはおよそ48～73MPa程度で、これはPCの60～70MPaと同程度の水準です。曲げ強さも73～131MPa程度あり、基本的な強度・剛性は汎用樹脂として十分高い部類に入ります。

ガラスと比べると、耐衝撃性もガラスの10～16倍と優れています。ガラスほど脆くないため、破損しても粉々に飛散せず安全で、水族館の大型水槽など安全性が求められる用途にも使われます。さらに、比重は約1.18（ガラスの約半分）と軽量であり、部材の軽量化にも貢献します。

また、表面硬度もプラスチック中では比較的高く、同じ透明樹脂のPCより表面に傷が付きにくいことも長所です。

加工性｜加工性に優れ、試作から量産まで対応

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は加工性に優れる材質で、射出成形や押出成形による量産成形はもちろん、板材を使った切削加工や穴あけ加工、熱による曲げ加工、接着・溶接、研磨など幅広い加工方法に対応できます。

専用の工具や溶剤を用いることで精密な形状にも仕上げやすく、複雑な立体形状や曲面の製品も製作可能です。真空成形による大判シートの成形なども比較的容易で、設備・金型コストが低く大面積製品の成形にも適しています。

また熱可塑性樹脂なので、熱を加えると柔軟になり曲げ加工が可能で、加工後に冷却すれば所定の形状を保持できます。総じて、アクリルは切削・曲げ・接着いずれの加工もしやすいため、試作から量産まで扱いやすい材質です。

耐候性｜屋外でも長期間透明度と強度を保つことができる

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は屋外環境への耐候性が非常に優れた汎用樹脂です。紫外線や風雨にさらされても、黄変や劣化が起こりにくく、長期間透明度と強度を保つことができます。そのため、屋外看板、照明カバー、建築用の窓材や車両のテールランプ、航空機のキャノピー（風防）など、過酷な屋外環境下で長期使用される部品材料としても用いられています。

また、耐水性にも優れ、水や中性の家庭用洗剤程度では影響を受けにくいため、水槽や実験器具などの水に接する用途でも安定しています。優れた耐候性を持ち、紫外線に対しても安定しているため、長期間屋外での使用が可能です。

コスト｜PCより安価でコストパフォーマンスに優れる

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は材料価格が比較的低コストで入手しやすい点もメリットです。同じ透明樹脂であるPC（ポリカーボネート）は汎用エンプラ樹脂なので高価ですが、アクリル板はPCよりも安価に手に入ります。ガラスと比較しても、成形性の良さから量産しやすく、複雑形状の樹脂製品を低コストで大量生産することが可能です。

そのため、PMMA（ポリメチルメタクリレート）は日用品から工業製品まで幅広い分野で採用されており、コストパフォーマンスに優れた材質といえます。

安全性｜破損時に鋭利な破片にならず負傷リスクを低減

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は破損時の安全性に優れ、割れてもガラスのように鋭利な破片にならず安心して使用できます。人が触れるカバーや子供向け製品などにも採用されており、落下や衝撃によって、万が一、割れたとしても重傷を負うリスクを低減できます。

また、化学的にも安定した樹脂とされています。PMMA（ポリメチルメタクリレート）は通常使用で有害物質を放出しないため、食品容器や医療用途にも用いられています。歯科や整形外科で人体に埋め込む用途（歯科用レジンや人工骨セメントなど）にも使われてきた実績があり、適切に重合・硬化したPMMA（ポリメチルメタクリレート）自体は生体適合性も良好です。

さらに電気絶縁性が高く、耐アーク性にも優れるため、電気機器の絶縁部材として安全性確保に寄与する場面もあります。

高温に弱く、衝撃で割れやすい

PMMA（ポリメチルメタクリレート）はさまざまな加工ができる材質ですが、以下のようなデメリットもあります。

耐熱性｜90℃以上で溶け出す

耐熱性が低い点はPMMA（ポリメチルメタクリレート）の大きな制約です。連続使用温度はおおよそ60〜87℃で、それ以上の高温下では軟化・変形してしまいます。90℃以上の熱が加わり続ける環境の場合、アクリル樹脂は溶け出してしまうため、高温部品には適しません。

薄いアクリル板であれば、ライターの火でも燃え出すほど熱に弱く（ガラスの耐熱温度が約500℃であるのに対し、極めて低い）、耐熱性を要求される用途では使用できません。

耐薬品性｜強アルカリや有機溶剤に弱い

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は薬品耐性にも限界があり、強アルカリやアセトン・トルエンなど有機溶剤には弱いです。これらの薬品が付着すると、表面が白化したり、ひび割れたり（環境応力割れ）することがあり、クリーナーや接着剤の選定には注意が必要です。

酸やアルコール類への耐性は多少ありますが、総じて、化学薬品との相性には注意して使用する必要があります。

耐衝撃性｜荷重が集中すると割れやすい

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は衝撃に対して強靭さが不足しており、強い衝撃が加わると脆く割れてしまいます。耐衝撃性はPC（ポリカーボネート）の50分の1程度です。実際に、金属などの他素材と比較すると、どうしても衝撃には弱く、荷重が集中すると割れやすい点が弱点です。

また、表面はガラスほど硬くないため、擦れや摩擦に弱く、傷付きやすいという欠点があります。たとえば、ガラスなら傷が付かない程度の力でも、アクリル板には擦り傷が残ることがあり、光学用途では表面保護やコーティングが必要になる場合があります。

燃焼生成ガス｜燃焼時に有害ガス発生

燃焼時のリスクに関しても、PMMA（ポリメチルメタクリレート）の注意点です。燃える際には有害性ガスが発生することがあり、火災時や廃棄焼却時には有害な煙となり得ます。したがって、防火安全上、PC（ポリカーボネート）のような自己消火性を持つ樹脂と比べると不利であり、難燃グレードの選定や防火対策が必要です。

また、紫外線下での長期使用では、多少黄変するとはいえ劣化しにくいPMMA（ポリメチルメタクリレート）ですが、高エネルギー放射線下では劣化が進む可能性があります。放射線照射による分解や微量ガス放出の報告もあり、厳密な安全管理が求められる環境下では注意が必要です。

総合的には、通常用途での安全性は高い一方で、火気や特殊環境下でのリスク管理がPMMA（ポリメチルメタクリレート）には求められます。

PMMA（ポリメチルメタクリレート）と他汎用樹脂との比較

この章では、PMMA（ポリメチルメタクリレート）とよく比較される他の汎用樹脂（PC（ポリカーボネート）、PS（ポリスチレン）、PE（ポリエチレン）、PP（ポリプロピレン）、ABS（アクリロニトリルブタジエンスチレン）など）の主要な性能の違いについて、下記の表にまとめます。

PMMA（ポリメチルメタクリレート）の成形・加工方法｜高い透明性を活かした加工が可能

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は高い透明度と優れた加工性から、工業製品で広く活躍しています。

この章では、PMMA（ポリメチルメタクリレート）の主要な成形・加工方法について、成形加工、機械加工、特殊加工、接合加工、表面処理などの観点から実務的に解説します。

押出成形｜コスト重視の製品に多用

押出成形では、粒状のPMMA（ポリメチルメタクリレート）をエクストルーダで溶融し、スクリューの圧力で口金（ダイ）から連続的に押し出して、板や棒状に成形します。押出板は厚み精度が高く大量生産に向き、透明パネルやパーテーションなどコスト重視の用途に多用されます。

一方で、分子量が低く、内部応力が高いため、後工程で有機溶剤に触れるとひびが発生しやすい点に注意が必要です。

利点としては、材料歩留まりが良く長尺品の製造が容易なこと、欠点としては、衝撃強度や耐薬品性がキャスト品より劣ることが挙げられます。押出アクリルは曲げ加工や真空成形にも適し、大型看板用の板材や照明用カバー、保護スクリーンなどの均一な厚みが要求される用途で多用されています。

射出成形｜透明度低下や射出条件の調整が必要

射出成形では、PMMA（ポリメチルメタクリレート）ペレットを加熱シリンダで約200～250℃に溶融し、高圧で金型に射出して成形します。

光学用途では、金型表面を鏡面研磨し、成形前に材料を80～90℃で4～6時間予備乾燥することで、気泡状のシルバーストリーク欠陥を防ぎます。射出成形は流動性が良く、肉薄で複雑な形状も再現可能であり、自動車のテールランプカバーや計器カバー、照明カバーなどの大量生産品に広く使われます。

利点としては、高い生産性と精密成形ですが、欠点として、金型費用が高価で大型品には不向きという点が挙げられます。

また、PMMA（ポリメチルメタクリレート）は射出時の冷却収縮で若干の寸法変化が生じるため、光学用途では、低圧充填と均一冷却で内応力を抑える工夫がなされます。耐衝撃改良グレード（ゴム系改質PMMA）も存在しますが、透明度低下や射出条件の調整が必要です。

キャスト成形｜光学特性と耐クラック性に優れる

キャスト成形は、液状のアクリルモノマーをガラス板型の間に注入し、重合硬化させてシート状に成形する方法です。キャスト板（セルキャスト板）は分子量が高く、内部応力が少ないため、機械加工や接着に強く、光学特性と耐クラック性に優れることが特徴です。

厚手の大型水槽パネルや潜水艦の窓、防弾シールドなどにはキャストアクリルが用いられており、長期使用でも安定した強度を示します。キャスト法は一度に製造できる数量が限られており、製造時間も長いですが、厚みや色調を自由に調整できて、品質が高い製品を製造することができます。

欠点として、コストが高く厚み公差が大きい点が挙げられますが、その光学的品質と耐久性から、高級ディスプレイやトロフィー、精密レンズ用素材として選択されています。

機械加工｜一体成形の中空構造を短時間で作製

金型を用いる成形法と比べて初期コストが低く、一品ものから中小ロットまで対応できます。設計変更も柔軟で、特に、試作品や高精度が求められる部品（±0.05mm以下の公差など）では切削加工が選ばれます。加えて、ガラス代替の安全な透明部品（割れても破片が飛散しない）を少量作るのにも適しています。

その一方で、材料ロス（切りくず）が発生し、大量生産には不向きであること、加工時間が長いことがデメリットです。

また設計面では、アクリルは切欠き（ノッチ）に弱く、穴やねじ加工部から割れが生じやすいため、応力集中を避ける肉厚設計やR取りが重要です。機械加工品を固定する際も、タップ立てしたねじ穴は強度が低いため、金属製インサートの埋め込みや貫通穴＋ナット併用が推奨されます。締結時には座ぐりや座金で面圧を分散し、過度な締め付けは禁物です。締めすぎは割れの原因となります。

特殊加工｜複雑な輪郭の切断に威力を発揮

特殊加工では、工具や金型を使わずエネルギーやデジタル技術によってアクリルを加工します。代表的な特殊加工は、レーザー加工とウォータージェット加工です。また近年は、3Dプリントによるアクリル造形も試されています。

レーザー加工のメリットは、加工スピードと自由度の高さ、複雑形状でも追加工無しで仕上がる点です。その一方で、デメリットは熱による臭気やガスが出る（アクリルは燃焼時に独特の甘い匂いがします）ことや、厚板（30mm以上）の切断には不向きな点が挙げられます。厚物では断面にテーパー（傾斜）が生じ、精度も落ちるため、必要に応じて後述のウォータージェットを検討します。

ウォータージェット加工は、素材に超高圧水流（＋研磨材）を噴射して切断する方法です。レーザーと異なり、熱をほとんど発生させない「冷却加工法」であるため、切断中に材質が高温にさらされず変形・変質しません。

ウォータージェット加工の利点は、材質を問わず、厚物でも熱影響なく切断できることと、加工精度が高く有害ガスも出ない安全性です。そして欠点は、設備コストが高価なことと、断面の仕上がりがレーザーほど滑らかではない点ですが、サンドペーパーやバフで研磨すれば透明にできます。実務では、厚手アクリル看板の切文字や複合材の試験片切り出しなどに利用され、レーザーでは困難な金属付きアクリルパネルの一括切断なども可能です。

PMMA（ポリメチルメタクリレート）自体の3Dプリントは難易度が高いですが、一部では試みられています。

3Dプリントの利点は、従来加工が難しい複雑内部構造の一体成形が可能な点です。そして欠点は、出力できる材質の物性が、射出成形品に比べて劣ること（脆く吸湿しやすいなど）と、大量生産には不向きな点です。現状では、3Dプリントは設計検証用の試作や特殊用途の部品製作に限定的に使われていますが、技術の進歩によって、アクリル代替の透明樹脂パーツ製造手段として今後の発展が期待されます。

接合加工｜用途にあわせた接合方法を選定

アクリル部品同士、またはアクリルと他材質を組み立てる際には、接合加工が必要です。代表的な方法として、接着（溶剤接着）、重合接着（アクリル系接着剤）、溶着（溶剤・熱溶着）、そしてネジなどによる機械的固定があります。

アクリル同士の接着には、アクリル専用の溶剤接着剤が広く用いられます。接着面は無色透明に仕上がり、展示ケースなど見た目の美しさが重視される接合に適しています。

一方で、溶剤接着の接合強度は材質本体の2～3割程度と低く、長期間屋外曝露すると強度低下が大きい点に注意が必要です。また、押出板アクリルは内部応力が大きいため、溶剤接着時に白化現象（クレージング）が発生しやすいです。白化を防ぐには、接着前に板材を加熱処理して応力を抜く、または蒸発乾燥が遅い低揮発性溶剤タイプの接着剤を使う方法があります。

強度を要する構造には、アクリルモノマーを含む接着剤を重合硬化させる方法が使われます。隙間充填能力も高いため、カット面が多少粗い場合でもすき間を埋めて接着できます。大型水槽などの特に強度を要する接合にはこの重合接着法が用いられ、適切に施工すれば元の板に近い強度が得られます。ただし、接着面の一方がUVを透過しないと硬化できない点に留意が必要です。

溶着（熱溶着・超音波溶着）は、アクリル同士を熱で直接溶かして接合する方法です。汎用にはあまり行われませんが、超音波溶着では高周波振動により界面を融解させ瞬時に固着でき、溶剤を使えないケース（密閉容器の封止など）で採用されます。

ネジやボルトでアクリル部品を固定する機械的接合も広く行われます。ねじ込み式の場合、自ら雌ネジを立てると繰り返しで山が潰れるため、樹脂用インサートナットやタッピングねじの活用が一般的です。締結箇所の設計では、角穴や急な段差を避け、可能な限りコーナーにRを付与して割れを防止します。

表面処理｜均質な肉厚形成が可能

成形品や加工品のアクリル表面に対し、美観や機能を高める二次処理が行われます。代表的なのは、火炎研磨や鏡面研磨による透明仕上げ、文字や模様を付加する印刷、色彩や保護膜を付ける塗装、そして真空蒸着による金属薄膜コーティングです。

火炎研磨（フレーム研磨）は、火炎（ガスバーナー）の高温でアクリル表面を一瞬溶かし、傷を消して平滑に光沢出しする仕上げ法です。主に、切断後の板端面を透明に磨く用途に使われ、熟練すればガラスのような光沢エッジが得られます。

利点としては、短時間で作業でき、曲面にも対応可能な点です。その一方で欠点は、内部応力が高い材質の場合、ひび割れを誘発しやすいことです。特に押出板や厚手材では、火炎研磨後に時間をおいてストレスクラックが発生する場合があります。

鏡面仕上げ（研磨加工）は、削ったままの表面は微細な工具痕が残り曇って見えるため、透明度が重要な製品では研磨が欠かせません。鏡面研磨されたアクリルは、レンズやプリズムなどの光学用途に不可欠であり、製品の最終工程として重要な位置を占めます。

アクリル表面に文字や模様、メモリ表示などを付加する場合、印刷加工が行われます。アクリルはインクとの相性が良く、特に、キャスト板は内部応力が少ないため、印刷後のクラック発生が少ないです。その一方で、押出板は印刷インク中の溶剤で微細ひびが入ることがあるため、印刷用途には事前のアニール処理が推奨されます。

アクリル製品に色を塗ったり、保護膜を付けたりするために塗装が施されることがあります。塗装は色付けと保護を同時に行える反面、乾燥中のホコリ付着や膜厚ムラなどで品質管理が難しい面もあります。

また、真空蒸着はアクリル表面にアルミニウムなどの金属薄膜を真空下で蒸着し、鏡面化・金属光沢化する処理です。利点としては、高い反射性と意匠性で、ガラス鏡より軽量で安全なミラー製品が作れることです。一方で、蒸着膜は数百nmと薄いため、擦ると剥がれやすく、通常はアルミ膜上に保護塗装を施します。また、屋外耐久性はガラス鏡に劣り、長期間で酸化劣化するため、用途としては屋内または期間限定のものが中心です。

PMMA（ポリメチルメタクリレート）の主な用途と応用分野｜透明性を活かして土木から医療分野で活躍

PMMA（ポリメチルメタクリレート）はその耐久性と透明性を活かして、以下のような分野で利用されています。

建築・土木｜透明性を活かして大型水槽に活用

建築・土木の分野では、PMMA（ポリメチルメタクリレート）の透明性・耐候性・強度といった特性を生かしたさまざまな資材が使われています。たとえば、高速道路沿いの防音壁には、視界を遮らず長期間劣化しにくい透明パネルが適していますが、PMMA（ポリメチルメタクリレート）はまさにその用途に理想的な材質です。

厚さ数十ミリにおよぶ堅牢なアクリル板は、強風や飛来物に耐えつつ騒音を減衰し、ドライバーに開放的な景観を提供します。また、植物を育成する温室（グリーンハウス）でもPMMA（ポリメチルメタクリレート）板が活躍しています。ガラス同等以上の採光性によって太陽光を効率良く通し、室内の植物の生長を促進します。

さらに、アクリルは断熱効果にも優れるため、暖房コストを抑制でき、加えて紫外線を適度に透過させることで、花の着色（発色）を良くする効果もあります。

大型水槽や構造パネルの分野でも、PMMA（ポリメチルメタクリレート）は重要な役割を担っています。水族館では世界最大級の巨大アクリル窓が作られており、厚さ数十cmにもなる一枚板を特殊接着で複合することで、水圧に耐えつつ極限まで透明度を高めています。これにより、観賞者はまるで仕切りのない水中に飛び込んだような臨場感を味わえます。

自動車分野｜車両の軽量化に貢献

アクリル板はガラスより約50%軽量で、割れた際にも鋭い破片が飛び散りにくいため、車両の窓材として安全上有利です。また、樹脂製のため曲面への成形が容易で、車体に沿った湾曲窓も一体成形で製造できます。

軽量かつ割れにくいPMMA（ポリメチルメタクリレート）は、自動車・輸送機器の分野でも重要な材質となっています。とりわけ、ガラスの代替となるウィンドウ用途で注目され、ガラスより約50%も軽いため車両の軽量化に寄与します。

船舶｜海洋環境でも活用

ヨットやボートの窓、船舶の操舵室の風防などにもアクリル板が使われています。塩水や洗浄用の薬品に対する耐腐食性・耐薬品性が高く、海洋環境でも長期間透明度を維持できるという物性のおかげです。

金属板と比べて、軽く錆びず、さらに文字の視認性を高める反射シートとの貼り合わせも容易なため、ナンバープレートにも採用されています。

総じて、PMMA（ポリメチルメタクリレート）は軽量化・安全性・デザイン性の向上に寄与する材質として重要な地位を占めています。

医療分野｜診断や歯科など幅広い医療用途に使用

医療・ヘルスケア分野においても、PMMA（ポリメチルメタクリレート）は多様な用途で重要な役割を果たしています。

診断機器や研究装置の分野では、その光学的透明性と寸法安定性、そして適度な耐薬品性が評価されています。たとえば、血液検査に用いるキュベット（試料セル）や、使い捨ての薬物検査カートリッジ、マイクロ流体デバイスの基板などにも、PMMA（ポリメチルメタクリレート）製品は使用されています。

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は口腔内でも安定で、アレルギーなどの心配が少なく、加工が容易で修理・調整もしやすいため、義歯床用材料として理想的です。

また眼科領域では、PMMA（ポリメチルメタクリレート）はかつてコンタクトレンズの素材として広く使用されていました。現在の主流は、酸素透過性に優れたシリコーンハイドロゲル等に移行しましたが、それ以前はハードコンタクトレンズの素材としてPMMA（ポリメチルメタクリレート）が一般的でした。

光学・電子分野｜透明性が高く加工しやすくレンズや光ファイバー等で活用

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は光学用途や電子機器部品にも広く利用されています。

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は波長によってはガラスより高い透過率を示すため、各種レンズやプリズム、透明カバーに適しています。特に、カメラや双眼鏡のレンズ、照明用の集光レンズ、光学センサーのカバーなどに用いた例があります。

LED照明器具では、発光ダイオードの点光源を面全体に均一に広げるために導光板や拡散板が使われており、高透明かつ加工しやすいPMMA（ポリメチルメタクリレート）がこれら用途に理想的です。

そして、薄型テレビやPCモニターの表示パネルには、前面の保護パネルや内部の拡散板・プリズムシートなどにPMMA（ポリメチルメタクリレート）が利用されています。

PMMA（ポリメチルメタクリレート）はプラスチック製光ファイバーの芯材としても非常によく使われています。ガラス光ファイバーと比べて、低コストかつ柔軟に取り扱えて、短距離のデータ伝送やイルミネーション用途に適しているためです。

日用品｜身近な製品に活用

PMMA（ポリメチルメタクリレート）（アクリル樹脂）は、日用品やインテリア製品にも幅広く利用されています。その完璧なまでの透明感と優れた加工性、美しい光沢を併せ持つことから、デザイナーたちにも愛される材質です。アクリル製の椅子・テーブル・照明スタンドなどが多数市販されており、透明・半透明の家具は狭い空間でも圧迫感を与えない利点もあって人気です。

また、雑貨や食器類にもPMMA（ポリメチルメタクリレート）は多用されています。透明フォトフレーム（写真立て）や小物収納ケース、テーブルマットなどの日用品にアクリル板が使われており、割れにくく、お手入れしやすい点が喜ばれます。

浴室やキッチンといった水回り分野でも、家庭用のバスタブ（浴槽）ではアクリル製浴槽が高級マンションから一般住宅まで幅広く採用されています。表面硬度が高く傷が付きにくいため、掃除もしやすく、日光や洗剤による色あせも起こりにくいことから、高耐久で美しさを保てる点が評価されています。

PMMA（ポリメチルメタクリレート）製品設計における実務上の留意点

この章では、実際にPMMA（ポリメチルメタクリレート）を扱う際に、設計者が心得ておくべきポイントを経験的視点から解説します。

切削加工｜切削時の熱に注意

PMMA（ポリメチルメタクリレート）はCNC加工や切削加工が可能な代表的な樹脂で、優れた加工性と寸法安定性によって、試作から量産まで広く使われています。

押出板は分子量が低く柔らかいため、切削時に刃当たりが良く、溶けながら粘る傾向があります。工具刃物への負荷が小さい一方で、切りくずが伸びやすい性質があります。キャスト板は硬質でシャープに削れますが、その分工具の切れ味が落ちると割れやカケが発生しやすいため、鋭利な刃物を使うことが重要です。

また、アクリル樹脂は熱伝導率が低く、切削時に発生する熱が局所にこもりやすい性質があります。高速で削ると摩擦熱で切り粉が溶融し、切断面が溶けて曇ったり、寸法精度が狂ったりする恐れがあります。

そこで、適切な切削条件の設定と冷却・切りくず除去が加工のコツになります。たとえば、ドリル加工では、回転数と送りをアクリル対応の低～中速に設定し、切削油やエアーを併用して冷却・排屑することで穴内面の溶着を防ぎ仕上げ精度を保ちます。タップ立て時も同様に、こまめな注油と切りくず除去で熱と摩擦を抑えることで、ねじ切り中の焼き付き（タップの噛み込み）や割れを防止できます。

接着加工｜ケミカルクラックに注意

アクリル板同士の接合には、大きく分けて、溶剤接着と重合接着の二方式があります。

押出板は溶剤に対する溶解性が高いため、短時間で強力に接着できます。一方で、キャスト板は溶剤に溶けにくく、溶剤だけでは接着に時間がかかったり強度が出にくいことがあります。そのため、厚手のキャスト板や高強度を要する接合では、接着剤中でモノマーを重合させる重合接着（アクリル系樹脂接着剤の使用）がよく用いられます。

また、PMMA（ポリメチルメタクリレート）は接着時に「ケミカルクラック」と呼ばれる現象が起きることがあります。特に、残留応力が大きい板ほど発生しやすく、接着直後ではなく時間差でひび割れが現れることもあるため注意が必要です。

この対策として、接着前には十分なアニール処理を行い、板材の内部応力を取り除くことが推奨されています。急冷すると、かえって新たな歪みが残るため、必ずスイッチを切った恒温槽内でゆっくり冷やしてください。この工程によって内部応力が解放され、溶剤接着による白化やひび割れ（クラック）の発生を大幅に低減できます。

なお、接着後の余剰溶剤も完全に飛ばしてから使用しないと、後から密閉箇所に溶剤が残留してクラックの原因になることがあります。接着作業は風通しのよい場所で行い、硬化後も数時間から一晩程度は養生して、溶剤を十分に揮発させてください。

成形収縮率｜均一な肉厚で設計し、残留応力を低減

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は非晶質（アモルファス）樹脂であり、射出成形時の体積収縮は比較的小さい部類に入ります。一般的なPMMA（ポリメチルメタクリレート）樹脂の成形収縮率は、約0.2～0.6%程度で、ABSやPSなどと同等またはそれ以下です。

そのため、金型設計では収縮率の見越し量を適切に設定し、必要に応じてCAE解析で充填と冷却をシミュレーションすることが重要です。特に肉厚差が大きい設計の場合、冷却速度が不均一になり、一部に高収縮・引けを生じて、反り変形（ソリ）の原因となります。

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は剛性が高い反面、薄肉部と厚肉部の拘束応力差で容易に反りが発生するため、なるべく均一な肉厚に設計し、リブやボスは肉厚の過大にならないように配慮しましょう。また必要に応じて、リブで補強して形状安定性を高めたり、成形後にアニール処理して残留応力を低減することも検討されます。

寸法安定性と環境要因｜温度変化による膨張収縮を考慮

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は吸水率が低く、通常使用環境での寸法変化は小さいですが、温度変化による膨張収縮は比較的大きい材質です。そのため、建築資材や屋外ディスプレイ板として用いる際は、額縁や枠に固定する場合でも、十分な逃げ代（遊び）を設けることが推奨されています。

また、ボルト締結で固定する場合も、穴径をボルトより大きめ（1mm程度）にあけ、締結はガチガチに固定するのではなく、座金（ワッシャ）を介して面圧を分散させることが望まれます。そうすることで、温度変化や衝撃時にも局所的な応力がかからず、ひび割れのリスクを下げることができます。

割れ防止対策｜残留応力によるクラックに注意

前述の通り、アクリル板に残留応力がある状態でアルコールなどの溶剤が付着すると、内部に微細なひび（クラック）が生じ、突然割れることがあります。

対策として、加工後の部品は速やかにアニール処理を施して応力を抜いておくこと、そして溶剤系の洗浄剤は使わないことが有効です。もし、白化やひび割れが発生してしまった場合、アクリル用接着剤をヒビに流し込んで応急補修できますが、補修跡が多少白濁するため、根本的には割れないように設計・加工段階で予防することが重要です。

またアクリル板は、切欠き（ノッチ）や穴のある部分に応力が集中すると、わずかな力でもそこから割れが進展しやすい特性があります。

こちらの対策としては、設計段階で可能な限り角を尖らせないことが挙げられます。このように、切り欠き部にはできるだけ大きめのR（丸み）を付与するのがアクリル製品設計の基本です。どうしても直角の角が必要な場合は、使用時に大きな力が掛からないように、配置や構造を工夫するか、必要に応じて金属などの異素材で補強することも検討します。

PMMA（ポリメチルメタクリレート）の試作・量産はバルカーのクイックバリューで即時見積

PMMA（ポリメチルメタクリレート）は加工方法や板厚、仕上げ処理の選択によって価格が大きく変動する材質です。透明性や光学特性を求める場合、キャスト材の指定や鏡面研磨が必要になることもあれば、看板やカバーなどの量産向け用途では押出材の選択が有利になるケースもあります。こうした仕様差異が見積もりを複雑化させ、設計段階でコストの見通しを立てづらいという課題が生じがちです。

Quick Value™（クイックバリュー）では、樹脂加工品に関する図面データをアップロードするだけで、最適な価格と納期を即時算出します。PMMA（ポリメチルメタクリレート）特有の接着有無や研磨仕様、板厚による加工難度といった要素も考慮されるため、透明材の設計判断に必要なコスト情報を早期に把握できます。

従来のように複数の加工会社へ個別確認する必要はなく、試作から量産の切り替え判断までスピーディに行えるため、樹脂加工品の開発期間短縮にも貢献します。透明部材の評価や光学用途の試作など、仕様変更の多いPMMA（ポリメチルメタクリレート）部材にこそ、ぜひQuick Value™（クイックバリュー）をご活用ください。