私たちの身の回りでは様々なプラスチック用品がよく用いられています。プラスチック用品の例としてペットボトルや食品容器、文房具など様々なものがありますが、色鮮やかで多様な色味を持つものが多くあります。しかし、プラスチック製品の原料であるポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂は、元々は無色透明に近い色から乳白色まであり、多様な色味を持っているわけではありません。プラスチック原料（ペレット）に染料や顔料などによる着色加工を行い、様々なプラスチック製品に色が付けられます。

この記事では、複数のプラスチックの着色方法を紹介し、それぞれの着色方法の特徴について解説をします。

プラスチックの着色とは？

プラスチックに着色する方法は大きく分けて2種類の方法があり、それぞれ「外部着色」と「内部着色」と呼ばれています。

「外部着色」はプラスチックの表面に着色を行う着色方法になります。外部着色には「印刷」「塗装」「メッキ」の3つの手法があります。

一方、「内部着色」は樹脂の中に染料や顔料、着色剤などの色材を混ぜ合わせて着色を行う着色方法です。外部着色とは異なり、色材をプラスチックに混ぜ合わせて着色を行うので、内部までムラがなく均等に着色を行うことができます。また、内部着色に用いる着色剤には様々な種類があって、形状やコスト、色の濃淡の付け方などが異なります。

プラスチックの着色を行うためには、それぞれの着色方法のメリット・デメリットを把握し、製品の用途に合わせた着色を行うことが大切です。

着色を行う効果

プラスチック製品に着色を行う目的として「装飾」「識別」「内容物の保護」などがあります。

着色を行う効果として最も大きいものが「装飾」です。着色を行うことで、商品のイメージをうまく伝えることもできて、製品の売り上げの向上に繋がることが期待されます。例えば、化粧品や自動車の内装などは、素材に合わせて発色をさせたり、光沢を与えることによって高級感などの印象を与えたりすることができます。

また、温かい飲み物のふたは中身が温かい飲み物であることを表すためにオレンジ色に統一されていたり、工事や緊急時の際にわかりやすいように水道用パイプは青色、ガス用パイプは黄色と色分けされていたりします。このように、製品の中身や用途の「識別」を行えるように色分けが行われています。

さらに、製品の外側を黒色で着色をすることで、紫外線を遮断することで中身を紫外線による劣化から守るなど、着色を行うことで「内容物の保護」を行う効果もあります。

着色剤の機能

着色剤の中にはプラスチックに色をつけるという機能だけでなく、直接的にプラスチック製品の機能を高める効果を持ち、添加剤のような役割を持つものがあります。このような着色剤は機能性着色剤と言われます。

ポリエチレンやポリプロピレンは日光や紫外線、気温の変化に弱いという性質を持っていて、耐候性が悪いと表現することもあります。耐候性を向上する機能を持つ着色剤を用いれば、プラスチック素材のもつデメリットを減らしたり無くしたりできるということです。自動車のバンパーやコンテナにカーボンブラックと呼ばれる着色剤を用いることで、耐候性を向上させているような例があります。

また、着色剤によって、物体自体が電気を流しやすくなり（導電性）、静電気が溜まってしまうのを防げるようになります。パソコンのような精密機械など、電気に弱い製品をカバーしたいときは、導電性の高い着色剤を練り込んだプラスチックを使います。プラスチックに静電気が溜まらないようになって、精密機械の故障を防げるようになるのです。

4種類の着色剤の種類と用途

内部着色を行うために用いる着色剤には主に「マスターバッチ」「着色ペレット・着色コンパウンド」「ドライカラー」「ペーストカラー・リキッドマスターバッチ」の4種類があります。

	マスターバッチ	着色ペレット	着色コンパウンド	ドライカラー	ペーストカラー・ リキッドマスターバッチ
形状	粒子状	粒子状	粒子状	粉末	液体
色ムラ	○	◎	◎	○	○
飛び散りにくさ	◎	◎	◎	×	◎
汚れにくさ	◎	◎	◎	×	×
コスト	○	×	×	○	○

これらの着色剤を、ナチュラルペレットと呼ばれる粒子状をしたプラスチック樹脂を混ぜ合わせた上で成形を行うことで、着色されたプラスチック製品を作ることができるのです。

マスターバッチ

マスターバッチの形状は粒子状（ペレット状）であり、マスターバッチには高濃度の顔料が練りこまれています。そのため、ナチュラルペレットと混ぜ合わせる量を調整することによって色の濃淡を調整しています。

マスターバッチは、粒子が混ざりやすい（分散性が高い）という特徴を持っていて、着色時に色のムラが発生しづらいという特徴があります。また、加工時に飛び散ったり、機械を汚したりするリスクも少ないため、取り扱いが楽であるというメリットもあります。比較的コストも低く、コストパフォーマンスに非常に優れた着色剤です。

着色ペレット・着色コンパウンド

着色ペレット・着色コンパウンドの形状は粒子状（ペレット状）です。マスターバッチは混ぜ合わせる量を調整することで色の濃淡を調整しますが、着色ペレットはあらかじめ最終製品と同じ色味に設定されているので、ナチュラルペレットと混ぜ合わせて色味を配合する必要がありません。そのため、着色ペレットをそのまま加熱して成形をすることで、求める色味の製品を製造することができます。

着色ペレット・着色コンパウンドは配合の手間がかからないことや、目的の色を安定して表現することができるといったメリットがある一方で、カラーバリエーションがある商品を着色ペレットで作るためには多くの在庫を用意するようがあるために、その分コストが高くなってしまうというデメリットがあります。

ドライカラー

ドライカラーは粉末状であり、顔料と金属石鹸などを混ぜ合わせて作られた着色剤になります。ドライカラーは製造の手間がかからないために、コストが非常に低く、最も安価な着色剤です。しかし、粉末状であることから、マスターバッチとは異なり、製品の整形の際に飛び散りやすいことや、機材が汚れやすいというデメリットがあります。また、計量が難しいというデメリットもあるため、コストが安いものの取り扱いが難しいという点に注意が必要です。

ペーストカラー・リキッドマスターバッチ

ペーストカラーとリキッドマスターバッチは、液体状の着色剤です。どちらも液体状であることは同じですが、ペーストカラーとリキッドマスターバッチはそれぞれ粘度が異なります。ペーストカラーは塩化ビニルなどの液状の樹脂の着色に用いられていて、リキッドマスターバッチは半透明なものに薄く着色を行いたい場合に用いられます。

色のムラが出にくいことや飛び散ったりしないことや、コストが低いなどメリットがあるものの、機材が汚れてしまうリスクがあるというデメリットがあります。

外部着色の種類と特徴

着色剤をつかった内部着色だけでなく、外部から着色することも可能です。主には「塗装」「メッキ（蒸着）」「印刷」の3つの手法があります。ここでは、それぞれの手法の特徴について解説します。

塗装の特徴

樹脂は、木材にペンキを塗るように、塗装による着色を行うことができます。塗装の種類は、ウレタン塗装、ラッカー塗装、アクリル塗装などです。

塗装には、内部着色では表現するのが難しいような色味を出すことができること、色ムラが発生しにくいというメリットがあります。

しかし、プラスチック樹脂によっては、塗装がうまく張り付かない（密着性が悪い）という性質を持つものがあるので、何かしらの下処理を行わないといけないというデメリットがあります。さらに、内部着色と比べるとコストが高くなってしまうというデメリットもあるため、塗装を行うのは、色のムラを出したくないというようなデザイン性を重視したい場合に利用すると良いでしょう。

プラスチックメッキの特徴

メッキとは製品の表面を、薄い金属の膜で覆う処理のことをいいます。プラスチック樹脂は基本的には電気を通さないという性質を持ちますが、電気メッキと呼ばれる表面に特殊な処理をすることで、電気を通せるようになるのです。

プラスチックメッキは、見た目を美しく仕上げることができるというのが大きなメリットです。メッキを施すことで、表面を金属で覆うことができるため、製品を高級感のある見た目に仕上げることができます。また、プラスチックメッキを施すことによって、プラスチック樹脂の軽い素材であるという性質と、金属光沢の高級感を両立できるという点もメリットと言えます。

問題なのは、プラスチックめっきは劣化すると金属が剥がれたり、見た目がくすんできたりすることがあるので、その点には注意が必要です。

印刷の特徴

プラスチック樹脂製品の表面に、文字などを入れたいときは印刷をするのも1つの手段です。印刷には、ホットスタンプ印刷やパッド印刷、聞き馴染みのある方も多いであろうインクジェット印刷など、さまざまな方法があります。

細かい文字や装飾などもうまく印刷できることや、複雑な色味も表現できることは大きなメリットです。

ただ、プラスチックといっても種類によっては、インクが付きにくいものもあります。特にポリプロピレン（PP）やポリエチレン（PE）はインクが密着しにくく、フレーム処理、プラズマ処理、コロナ放電処理などといった前処理をしないといけないこともあります。

プラスチックの形状によっても印刷しづらいものもあり、表面が凸凹しているものは印刷が難しいです。平面のある製品にしか印刷できないのはデメリットだと言えるでしょう。

まとめ

本記事でプラスチックの着色方法について解説をしてきました。

内部着色を行う着色剤には4種類あり、形状や色の調整方法や色ムラの出やすさ、コストの面で違いがあります。それぞれの製品の完成形のイメージに合わせて、着色剤を利用することが大切です。