アクリル対ポリカーボネートディフューザー：コストと品質の分析

はじめに

LED照明システムの設計において、光拡散材の材料選択は照明効果と製品寿命に直接影響する。グランドビューリサーチのレポートによると、世界の光拡散材市場は2028年にUS$57.8億ドルに達すると予測されており、その内 アクリル とポリカーボネートが市場シェアの68%を占めている。この記事では、賢明な選択に役立つ10の主要性能指標を比較します。

1.基本性能の比較

光透過効率

アクリルディフューザーは、光線透過率92%（PlasticsTodayデータ）でリードしており、その特殊な微小球構造は光を均一に散乱させ、輝度損失を低減することができる。ポリカーボネートの光線透過率は88～90%程度であり、同様の効果を得るためにはより多くのディフューザーを追加する必要がある。

衝撃強度

ポリカーボネートは絶対的な優位性を示し、その耐衝撃性はアクリルの250倍です。スタジアムのような危険度の高い場所では、ポリカーボネートは200J/cm²の衝撃エネルギーに耐えることができますが、アクリルは0.8J/cm²しか耐えることができません。

2.環境適応性

耐候性

ポリカーボネートは-40℃～120℃（オムネクサス調べ）の範囲で安定性を保ち、極地科学研究機器に適しています。 アクリル は85℃を超えると軟化して変形するが、UV安定性は高い。フロリダでの5年間の屋外試験では、黄変指数はわずかΔE<2であった。

火災格付け

どちらもUL94認証を取得しているが、性能は異なる：

アクリル：V2レベル、火から離れると30秒以下燃え続ける。

ポリカーボネートV0レベル、10秒以内に自己消火性（UL試験所レポート）

3.加工と経済性

成形の複雑さ

アクリルは室温で冷間曲げ加工が可能で、最小曲げ半径は板厚の3倍である。ポリカーボネートは成形のために160℃まで加熱する必要があるが、車載用HUDディスプレイに必要な0.5mm精度の構造など、より複雑な双曲面設計に対応している。

費用対効果

アクリル原料価格はポリカーボネートより35～40%低い（ICIS 2023価格指数）。1.2m×2.4mの標準板で計算：

アクリル$180-220

ポリカーボネート$280-350

4.表面特性

耐摩耗性指数

アクリルの表面硬度はロックウェルM90に達し、日常的な摩擦では跡が残りにくい。ポリカーボネートはM70しかなく、硬化コーティングを加える必要があるが、表面のテクスチャー設計によってヘイズを改善できる。

耐薬品性

ポリカーボネートは酸やアルカリ溶液に対する耐性に優れている：

10%硫酸溶液に対する耐性：>500時間以上

5%水酸化ナトリウムに対する耐性：>300時間以上（データソース：ChemicalResistanceGuide.com）

5.持続可能な開発

環境保護特性

アクリルのリサイクル率は92%に達し、処理エネルギー消費量はポリカーボネートより28%少ない（エレン・マッカーサー財団報告）。しかし、自動車分野でのポリカーボネートのクローズドループリサイクルシステムはより成熟しており、BMW iシリーズは100%リサイクルを達成している。

耐用年数

加速エージング試験は示している：

-アクリル：屋内25年光線透過率>85%

-ポリカーボネート屋外使用における15年間の耐衝撃性低下＜10%

アプリケーション・シナリオ決定マトリックス

よくあるご質問

結論

アクリル製ディフューザーは、92%の光透過率とコスト優位性により、商業用照明のソリューションとして現在も好まれています。しかし、極端な温度、機械的衝撃、化学的腐食環境に遭遇した場合、ポリカーボネートの優れた性能は代えがたいものとなります。メーカーは、以下のような用途シナリオに基づく段階的な材料選択システムを確立することをお勧めします：

基本タイプ：アクリル（従来ニーズの85%に対応）

強化タイプ：ポリカーボネート（特殊環境用途）

カスタマイズされた材料選択ソリューションについては、国際照明委員会の技術報告書を参照するか、材料エンジニアにご相談ください。最新のナノコンポジット技術により、PC/PMMA共押し出しシートが開発され、両者の長所が組み合わされています。