Why UHMW-PE? / なぜ超高分子量ポリエチレンなのか
When designing a product, selecting the most suitable materials is an incredibly enjoyable process. Texture, scent, design, durability, and ease of use—all of these factors are tied to the materials chosen. The joy of finding the perfect material is truly special.
プロダクトを考える際に、最適な材料を選定する作業は非常に楽しいものです。質感、香り、デザイン、耐久性、そして扱いやすさなど、すべてが材料に密接に関わります。納得のいく材料を見つけたときの喜びは格別です。
There is nothing more reassuring than a material you can entrust your life to. When you break a product down to its core, you reach the fibers. Both ropes and fabrics are made of fibers. And the characteristics of fibers can be explained at the atomic level. That’s why we are committed to fibers—because their properties directly influence the performance of ropes and fabrics.
命を預けられる材料ほど心強いものはありません。製品を分解していって行き着くのが繊維です。ロープも生地も繊維でできています。そして繊維の特徴は原子レベルで説明がつきます。僕らは繊維にこだわります。繊維の特徴はロープに反映され、生地に反映されるためです。
In this case, I would like to briefly explain why we chose UHMW-PE（Ultra High Molecular Weight Polyethylene）during the fiber selection process, along with a bit of UHMW-PE’s history. The key points worth highlighting are its “balance of lightness and strength” and its “resistance to water.” Let me first introduce an overview of UHMW-PE.
今回は、繊維選定の過程で超高分子量ポリエチレン（UHMW-PE：Ultra High Molecular Weight Polyethylene）を選んだ理由と、UHMW-PEの歴史について簡単に説明したいと思います。特に注目すべき点は「軽さと強度のバランス」と「水への耐性」です。まずは、UHMW-PEの概要からご紹介します。
Overview of UHMW-PE / 超高分子量ポリエチレンの概要
UHMW-PE is polyethylene with an increased molecular weight, and its exceptional properties classify it as a super engineering plastic.
UHMW-PEは、分子量を高めたポリエチレンであり、その優れた特性からスーパーエンジニアリングプラスチックに分類されています。
Polyethylene is a polymer of ethylene (C2H4) and is represented by the chemical formula (C2H4)n. This material is widely used in everyday life, found in packaging materials, plastic products, and shopping bags.
ポリエチレンは、エチレン「C2H4」の重合体で、「(C2H4)n」という化学式で表されます。このポリエチレンは日常の中に多く浸透している材料で、包装材やプラスチック製品、レジ袋などに用いられています。
UHMW-PE shares the same chemical formula as polyethylene but achieves an extremely high density by repeatedly extending the -CH2-CH2- structure, significantly increasing its molecular weight. In other words, the difference between polyethylene and UHMW-PE lies in the number of repetitions, denoted as “n.” While the average molecular weight of polyethylene ranges from 200,000 to 300,000, UHMW-PE has an average molecular weight of 1,000,000 to 7,000,000.
UHMW-PEは、ポリエチレンと同様の化学式で表されますが、-CH2-CH2-の構造を何度も繰り返すことで分子量を増大させ、極めて高密度に形成されています。つまり、繰り返し回数 n の差がポリエチレンとUHMW-PEの違いとなります。ポリエチレンの平均分子量が2～30万であるのに対し、UHMW-PEの平均分子量は100〜700万と言われています。
UHMW-PE achieves extremely high density, providing impact resistance superior to polycarbonate and wear resistance that exceeds nylon-based resins such as MC nylon.
UHMW-PEは、このように密度を極限まで高めることにより、ポリカーボネートよりも高い耐衝撃性を実現し、MCナイロンなどのナイロン系樹脂よりも優れた耐摩耗性を有しています。
Research on UHMW-PE began in 1984 as a collaboration between DSM in the Netherlands and Toyobo in Japan, with production in Japan starting in 1991. Today, various companies sell UHMW-PE products under brand names such as “Dyneema®” (DSM, Netherlands), “Spectra®” (Honeywell, USA), “IZANAS®” (Toyobo, Japan), and “ENDUMAX®” (Teijin, Japan).
UHMW-PEは、1984年にオランダのDSM社と日本の東洋紡が共同で研究が開始され、1991年から日本での生産が始まりました。現在では、「ダイニーマ®（オランダDSM社）」「Spectra®（米国ハネウェル社）」「イザナス®（東洋紡）」「ENDUMAX®（帝人）」といったブランド名で各社がUHMW-PEの製品を販売しています。
In addition, Chinese manufacturers have entered UHMW-PE production, and the global production capacity is estimated to exceed 30,000 tons.
この他にも、中国のメーカーがUHMW-PEの生産に参入しており、世界全体の生産能力は3万トン以上とされています。
UHMW-PE is also processed into fibers and fabrics, playing an active role across various fields. In particular, UHMW-PE fibers are regarded as the second generation of “super fibers,” following para-aramid fibers.
UHMW-PEは、繊維や生地にも加工され各分野で活躍しています。特に、UHMW-PEを繊維にしたものは、パラ系アラミド繊維に次ぐ第2世代の「スーパー繊維」として位置付けられています。
Incidentally, the once well-known Cuben Fiber is a film-like fabric made by laminating ultra-high molecular weight polyethylene fibers with UV resin. It is now equivalent to DCF (DYNEEMA® COMPOSITE FABRICS). The recently popular ECOPAK ULTRA is also made from UHMW-PE fibers.
ちなみに、かつてよく耳にしたキューベン・ファイバーは、超高分子量ポリエチレン繊維をUV樹脂でラミネートしたフィルム状の生地であり、現在のDCF（DYNEEMA® COMPOSITE FABRICS）に相当します。近年人気のECOPAK ULTRAもUHMW-PE繊維製です。
Characteristics of UHMW-PE / 超高分子量ポリエチレンの特徴
1. Lightweight / 軽量性
UHMW-PE has a low specific gravity, making it exceptionally lightweight. It is approximately 20% lighter than polyester and, with a specific gravity below 1.0, it floats on water. These characteristics make it well-suited for use in outdoor and sports applications, offering excellent portability.
UHMW-PEは、比重が低く非常に軽量性に優れています。ポリエステルと比較して約20%軽量であり、比重が1.0以下であるため水に浮きます。この特性は、アウトドアやスポーツの分野での利用に適しており、携帯性に優れています。
2. High Strength and High Modulus / 高強度・高弾性率
UHMW-PE excels in tensile strength. For example, a 10mm diameter rope can withstand a static load of 7 tons. Additionally, its minimal fiber elongation makes it suitable for use in high-load environments, such as marine ropes and mechanical products.
UHMW-PEは、特に引っ張る力に対する強度が非常に優れています。たとえば、直径10mmのロープで静止荷重7トンに耐えることができ、繊維の伸びがほとんどないため、船舶用ロープや機械製品の高負荷環境下でも使用されます。
3. Resistance to Friction and Impact / 摩擦や衝撃に強い
UHMW-PE has a low coefficient of friction and self-lubricating properties, making it highly resistant to wear. As a result, it is suitable for applications such as exterior wall rails and components exposed to high friction. Additionally, it offers excellent impact resistance and is less prone to degradation over long-term use.
UHMW-PEは、摩擦係数が低く、自己潤滑性を備えているため、非常に摩耗しにくい素材です。このため、外壁用レールや高摩擦が発生する部品にも適しています。また、衝撃にも強く、長期間使用しても劣化しにくいという利点があります。
4. UV Resistance / UV耐性
UHMW-PE has excellent resistance to UV degradation, allowing it to maintain its performance even under harsh outdoor conditions. This makes it particularly beneficial for extending the lifespan of products used outdoors.
UHMW-PEは、紫外線による劣化に対して高い耐性を持ち、過酷な屋外環境に晒されても長期間性能を維持できます。特に、野外で使用される製品にとっては、製品の長寿命化に貢献することができます。
5. Chemical Resistance / 耐薬品性
UHMW-PE is chemically very stable and can withstand strong acids and alkalis at room temperature. Its resistance to degradation from acid rain and corrosion from various chemicals contributes to enhanced product strength and extended lifespan.
UHMW-PEは、化学的に非常に安定であり、常温であれば強酸・強アルカリにも耐えます。酸性雨による劣化や各種薬品による腐食にも強いため、製品の強度及び長寿命化に貢献することができます。
6. Water Resistance / 疎水性
UHMW-PE has an almost zero water absorption rate, ensuring no swelling or loss of strength even when used in water. Additionally, as a hydrophobic material, it is resistant to hydrolysis and other forms of water-induced degradation, contributing to improved product strength and longevity.
UHMW-PEは、吸水率はほとんどゼロに等しく、水中などで使用しても吸水による膨潤、強度の低下が生じません。また、疎水性素材のため加水分解などの劣化と無縁であり、製品の強度及び長寿命化に貢献することができます。
Summary / まとめ
As described above, Ultra-High Molecular Weight Polyethylene (UHMW-PE) is a material that combines exceptional strength with lightweight properties. With a specific gravity of less than 1.0, it is light enough to float on water, yet it boasts an incredible strength approximately 15 times greater than steel of the same weight. It is a material you can rely on even in extreme conditions—one of the materials PiroshiParoshi places complete trust in.
以上のように、超高分子量ポリエチレン（UHMW-PE）は、非常に高い強度と軽量さを兼ね備えた素材です。この素材は、比重が1.0未満で水に浮くほど軽量でありながら、同じ重量の鋼鉄に比べて約15倍の強度を持つという驚異的な性能を誇ります。過酷な環境においても自分の身を任せることができる材料、ピロシパロシが全幅の信頼を置く材料の一つです。