概要
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 材料名 | エチレン・アクリル酸エチル共重合体 |
| 略記号 | EEA |
| IUPAC | Poly(ethylene-co-ethyl acrylate)。単一組成の化合物ではなく、エチレンとアクリル酸エチルからなる共重合体である。 |
| 英語名 | Ethylene Ethyl Acrylate Copolymer、Poly(ethylene-co-ethyl acrylate) |
| 日本語名 | エチレン・アクリル酸エチル共重合体、エチレン-アクリル酸エチルコポリマー、エチレン・エチルアクリレート共重合体 |
| 分類 | 熱可塑性樹脂、エチレン系共重合体、極性基含有ポリオレフィン、柔軟樹脂 |
| プラスチック分類 | 汎用プラスチック系特殊ポリオレフィン。一般的なエンジニアリング・プラスチックやスーパーエンジニアリング・プラスチックには分類されない。 |
| 化学式または代表構造 | -[CH2-CH2]n-[CH2-CH(COOC2H5)]m- |
| CAS No. | 9010-86-0が代表的に用いられる。ただし、組成、登録形態、添加剤を含む製品では識別情報が異なる場合がある。 |
| 構造・主成分 | ポリエチレン主鎖中にアクリル酸エチル単位がランダムに導入された共重合体である。アクリル酸エチル由来のエステル基により、ポリエチレンより極性、柔軟性、接着性およびフィラー受容性が高い。 |
| 主な用途 | 電線・ケーブルコンパウンド、押出コーティング、ラミネート、フィルム、ホットメルト、樹脂改質材、フィラー高充填コンパウンド、発泡体、履物、アスファルト改質、防水シート |
エチレン・アクリル酸エチル共重合体(EEA)は、エチレンとアクリル酸エチルを共重合して得られる柔軟な熱可塑性樹脂である。ポリエチレンに近い軽量性、耐水性および溶融加工性を維持しながら、エステル基の導入によって柔軟性、低温特性、接着性、ヒートシール性、顔料・難燃剤・無機フィラーの分散性を改善している。
一般に、アクリル酸エチル含有率が高くなるほど結晶性、剛性および融点が低下し、柔軟性、ゴム弾性、極性および異種材料との相溶性が増す傾向がある。反対に、アクリル酸エチル含有率が低いグレードは、比較的高い融点、剛性およびポリエチレンに近い加工挙動を示す。
EEAは単独で軟質成形品やフィルムに用いられるほか、半導電性コンパウンド、難燃電線材料、エンジニアリング・プラスチックの耐衝撃改質材、アスファルト改質材などのベース樹脂として使用される。物性はアクリル酸エチル含有率、分子量、メルトフローレート、添加剤、充填材および架橋の有無により大きく変化するため、材料選定時には個別グレードの技術資料と実使用条件で確認する必要がある。
特徴
長所
- 低温でも柔軟性と耐衝撃性を保持しやすい。
- 一般的なLDPEより極性が高く、紙、アルミ箔、各種樹脂およびフィラーとの接着性や相溶性に優れる。
- EVAと比較して、高温加工時の熱安定性が良好で、酢酸由来の腐食性分解生成物を生じにくい。
- 無機難燃剤、導電性カーボン、顔料などを高充填しやすい。
- 押出成形、押出コーティング、フィルム成形、射出成形などに対応できる。
- ポリエチレン系材料とのブレンドおよび一般的なポリオレフィン系リサイクル工程との親和性を期待できる。
短所
- 剛性、表面硬度、耐摩耗性および荷重下での寸法安定性は、硬質エンジニアリング・プラスチックより低い。
- 芳香族炭化水素、塩素系溶剤、エステル、ケトンなどでは膨潤、軟化または強度低下を生じる場合がある。
- 高温下ではクリープ変形しやすく、構造部品の長期荷重用途には制約がある。
- 低表面エネルギー材料より接着性は高いが、用途によってはコロナ処理、プラズマ処理またはプライマーが必要である。
- 一般グレードは自己消火性材料ではなく、電線用途などでは難燃剤配合が必要となる。
外観
自然色は乳白色から半透明であり、アクリル酸エチル含有率、結晶化状態、肉厚、添加剤および充填材により透明性や光沢が変化する。高EA品は低結晶化により柔軟で透明感が増す場合があるが、光学用透明樹脂のような高透明性を一般化することはできない。
耐熱性
融点は一般に約65~100℃の範囲であり、EA含有率が増すほど低下する傾向がある。連続使用温度はグレード、荷重、熱老化条件および要求寿命により異なるが、無荷重または低荷重用途では概ね60~80℃程度が目安となる。荷重たわみ温度、融点および連続使用温度は意味が異なるため、設計時には区別する必要がある。
耐薬品性
水、希薄な酸、希薄なアルカリ、低級アルコールおよび一般的な塩水には比較的安定である。一方、炭化水素系溶剤、芳香族溶剤、塩素系溶剤、ケトンおよびエステルでは膨潤や軟化を生じる可能性がある。耐薬品性は薬品濃度、温度、時間、応力およびグレードに依存する。
加工性
ポリエチレン用設備を基本として加工できるグレードが多く、押出成形、押出コーティング、フィルム成形および射出成形に適する。通常は強い吸湿性を示さないが、保管状態、添加剤およびコンパウンド組成により乾燥が必要となる場合がある。高温で長時間滞留させると変色、臭気、ゲルまたは物性低下を生じるため、局所過熱と過度な滞留を避ける。
分類上の注意
EEAはエチレンとアクリル酸エチルの共重合体であり、エチレン・アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン・メチルアクリレート共重合体(EMA)、エチレン・ブチルアクリレート共重合体(EBA)、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)とは異なる。名称が類似していても、極性、融点、臭気、接着性、耐熱性、法規制および耐薬品性は同一ではない。
構造式
代表的な構造単位
エチレン単位は-CH2-CH2-、アクリル酸エチル単位は-CH2-CH(COOC2H5)-で表される。実際の工業材料では両単位が統計的またはランダム状に分布し、完全に規則的な交互共重合体ではない。
モノマーまたは構成単位
- エチレン:CH2=CH2
- アクリル酸エチル:CH2=CHCOOCH2CH3
共重合体や変性グレード
EA含有率、メルトフローレート、分子量分布および添加剤の設計により、押出用、射出用、電線用、フィラー高充填用、接着改質用、発泡用などに調整される。難燃、半導電、架橋、耐候、発泡、無機充填などは、一般にEEAをベース樹脂としたコンパウンドとして供給される。
種類
| 種類の名称 | 主成分または特徴 | 長所 | 短所 | 主な用途 |
|---|---|---|---|---|
| 低EA・標準グレード | EA含有率が比較的低く、ポリエチレンに近い結晶性と融点を持つ。 | 比較的高い剛性、耐熱性、成形安定性 | 高EA品より柔軟性、極性、接着性が低い。 | 押出成形、射出成形、樹脂改質 |
| 高EA・柔軟グレード | EA含有率を高め、結晶性を低下させた軟質タイプ | 低温柔軟性、耐衝撃性、フィラー分散性、接着性 | 剛性、融点、耐クリープ性が低下しやすい。 | 軟質成形品、履物、発泡体、改質材 |
| 押出コーティンググレード | 押出ラミネートに適した流動性、ネックインおよび接着性を調整 | 紙や箔への接着性、ヒートシール性、高温加工安定性 | 基材、表面処理、ライン速度による接着差がある。 | 紙加工、アルミ箔ラミネート、包装材 |
| フィルムグレード | インフレーションまたはTダイ加工向けに分子量と流動性を調整 | 柔軟性、耐ピンホール性、低温シール性 | ブロッキングや表面摩擦への対策が必要な場合がある。 | 包装フィルム、ラミネート層、保護フィルム |
| フィラー高充填グレード | 無機難燃剤、カーボンブラックなどの受容性を重視 | 高充填時の分散性、柔軟性、コンパウンド加工性 | 充填により密度増加、伸び低下、加工負荷増大が生じる。 | 電線・ケーブル、難燃コンパウンド、半導電材料 |
| 耐候グレード | 紫外線吸収剤、HALS、カーボンブラックなどを配合 | 屋外暴露時の変色、亀裂および強度低下を抑制 | 色、添加剤および厚さにより耐候性が異なる。 | 屋外シート、電線被覆、防水部材 |
| 難燃グレード | 無機系またはその他の難燃剤を配合したコンパウンド | 柔軟性と難燃性を両立しやすい。 | 機械特性、流動性、表面性および密度が変化する。 | 電力ケーブル、電気部材 |
| 食品接触用途向けグレード | 用途地域の食品接触規制に対応する原料・添加剤設計 | 包装、ラミネート、シール用途へ展開可能 | 使用温度、食品種、接触時間および配合比の制限確認が必要 | 食品包装用ブレンド、押出コーティング |
GF強化、CF強化、摺動、光学、医療および高剛性構造部品向けのグレードは、EEAの主要な標準区分ではない。これらの改質品が存在する場合でも、一般的な非強化EEAとは物性および用途を分けて評価する必要がある。
成形加工
| 加工方法 | 適性 | 理由 | 主な注意点 |
|---|---|---|---|
| 射出成形 | ○ | 熱可塑性で流動性を調整した射出用グレードが使用できる。 | 軟質材のため離型、ヒケ、バリ、変形および取出し時の傷に注意する。 |
| 押出成形 | ◎ | フィルム、シート、電線、チューブおよびコンパウンドに広く用いられる。 | 滞留、ゲル、ダイスウェル、メルトフラクチャーおよび厚み変動を管理する。 |
| ブロー成形 | △ | 高溶融強度グレードでは対応可能である。 | 一般グレードではパリソン保持性や剛性が不足する場合がある。 |
| インフレーション成形 | ◎ | 柔軟フィルム、シール層およびブレンド用途に適する。 | ブロッキング、巻取、バブル安定性および滑剤の影響を確認する。 |
| Tダイフィルム成形 | ◎ | 平滑なフィルムやラミネート層を形成しやすい。 | ネックイン、端部厚み、基材温度および接着強度を管理する。 |
| 真空成形 | △ | シート化できれば成形可能である。 | 軟化温度域が広く、形状保持性や離型時変形に注意する。 |
| 圧空成形 | △ | 軟質シートの浅絞り用途では検討できる。 | 肉厚分布と冷却後の形状保持性を確認する。 |
| 圧縮成形 | ○ | 試験片、シート、コンパウンド評価に利用できる。 | 冷却条件、収縮および金型からの取出し変形に注意する。 |
| トランスファー成形 | × | 一般的な用途ではない。 | 熱硬化性樹脂用工程をEEAへ直接適用しない。 |
| 回転成形 | △ | 粉末化および焼結挙動を調整すれば可能性がある。 | 一般的な代表用途ではなく、専用グレードと条件確認が必要である。 |
| 発泡成形 | ○ | 柔軟性と相溶性を利用した発泡コンパウンドに使用される。 | 架橋、発泡剤、セル構造および残留臭気を確認する。 |
| 3Dプリント | △ | 専用フィラメントまたはペレット式装置では検討できる。 | 軟質材の供給安定性、収縮、層間接着および寸法精度に注意する。 |
| 切削加工 | △ | 板材やブロックが得られれば加工可能である。 | 柔軟で変形しやすく、発熱、バリ、保持方法および寸法精度に注意する。 |
| 溶着 | ○ | 熱板、熱風、インパルスなどの熱溶着に対応しやすい。 | 結晶化状態、EA含有率、厚みおよび汚染により強度が変化する。 |
| 接着 | ○ | PEより極性が高く、接着剤や基材との親和性が改善される。 | 高信頼用途では表面処理、プライマーおよび実接着試験が必要である。 |
| 塗装・印刷 | △ | 処理後は対応可能である。 | コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理またはプライマーを検討する。 |
| めっき | × | 一般的な直接めっきには適さない。 | 特殊な表面改質工程が必要である。 |
| レーザーマーキング | △ | 添加剤配合により対応可能である。 | レーザー波長、顔料、発泡または炭化挙動を確認する。 |
| インサート成形 | ○ | 軟質被覆や接着層として利用できる。 | 金属表面処理、収縮、界面温度および引抜強度を確認する。 |
代表的な成形条件
| 項目 | 単位 | 一般的な目安 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 予備乾燥 | - | 通常は不要 | 吸湿、結露、開封放置または吸湿性添加剤を含むコンパウンドでは乾燥する。 |
| 推奨乾燥温度 | ℃ | 50~70 | 必要な場合の低温乾燥の目安であり、メーカー推奨を優先する。 |
| 推奨乾燥時間 | h | 2~4 | ペレット層厚、乾燥機、コンパウンド組成により調整する。 |
| シリンダー温度・供給部 | ℃ | 120~160 | 射出成形または押出成形の一般的な開始目安である。 |
| シリンダー温度・圧縮部 | ℃ | 150~190 | 流動性、EA含有率および押出量に応じて調整する。 |
| シリンダー温度・計量部 | ℃ | 170~220 | 押出コーティングでは、専用グレードによりさらに高温で加工される場合がある。 |
| ノズル温度 | ℃ | 170~210 | 糸引き、垂れ、コールドスラッグおよび熱滞留を確認する。 |
| 金型温度 | ℃ | 20~50 | 外観、収縮、離型、結晶化およびサイクルを考慮する。 |
| 射出圧力 | MPa | 40~100 | 製品形状、ゲート、流動長および成形機表示方式により変わる。 |
| 成形収縮率・流動方向 | % | 1.2~2.5 | 非強化標準グレードの参考範囲。EA含有率、肉厚、圧力および冷却条件に依存する。 |
| 成形収縮率・流動直角方向 | % | 1.5~3.0 | 代表値、規格不明。実金型での測定を推奨する。 |
| 推奨肉厚 | mm | 1.0~4.0 | 射出成形品の一般的な目安であり、フィルム、被覆および発泡品には適用しない。 |
| アニール | - | 通常は不要 | 寸法安定化や残留応力低減を目的とする場合は、変形しない温度域で個別検討する。 |
上記は材料群としての目安であり、特定グレードの保証条件ではない。実際にはメーカー、EA含有率、メルトフローレート、添加剤、成形機、スクリュー形状、製品形状および要求外観に合わせて設定する。
代表的な物性値又は機械的性質
以下は、非強化・無充填・標準EEAの代表範囲を整理した参考値である。個別製品の規格値ではなく、EA含有率、分子量、試験規格、試験片厚さ、成形条件および状態調節により変動する。比較機能へ登録する場合は、確認できるグレードごとに数値、規格、状態および信頼度を分離して管理する必要がある。
| 項目 | 単位 | 下限値 | 代表値 | 上限値 | データ信頼度 | 試験条件・備考 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 密度 | g/cm³ | 0.920 | 0.930 | 0.950 | A~B | 23℃付近。EA含有率の増加に伴い高くなる傾向がある。 |
| 比重 | 無次元 | 0.92 | 0.93 | 0.95 | B | 密度に対応する代表範囲である。 |
| 吸水率・24時間 | % | 0.01 | 0.05 | 0.20 | C | 23℃水中の参考範囲。EA含有率、添加剤および試験片厚さに依存する。 |
| 引張強さ・破断 | MPa | 5 | 12 | 25 | B | 非強化標準材の代表範囲。降伏強さと混同しない。 |
| 引張強さ・降伏 | MPa | データなし | - | 明確な降伏点を示さない軟質グレードがあり、一般化困難である。 | ||
| 引張弾性率 | GPa | 0.03 | 0.10 | 0.30 | C | EA含有率が高いほど低下する。測定規格とひずみ速度を確認する。 |
| 引張破断伸び | % | 300 | 600 | 900 | B | 柔軟グレードでは非常に高い伸びを示す場合がある。 |
| 曲げ強さ | MPa | 一般化困難 | - | 軟質材では明確な破断値が得られない場合がある。 | ||
| 曲げ弾性率 | GPa | 0.03 | 0.08 | 0.25 | C | 引張弾性率と同一値として扱わない。 |
| 硬度 | ショアD | 20 | 32 | 45 | C | 高EA軟質材ではショアA尺度が用いられる場合がある。 |
| アイゾット衝撃強さ・ノッチ付き | kJ/m² | データなし | - | 軟質グレードでは破壊せずとなる場合がある。ASTMのJ/m値と混同しない。 | ||
| ガラス転移温度 | ℃ | -55 | -40 | -25 | C | 組成および測定法に依存する参考範囲である。 |
| 融点 | ℃ | 65 | 90 | 100 | A~B | DSC。EA含有率が増すほど低下する傾向がある。 |
| 荷重たわみ温度・0.45 MPa | ℃ | 35 | 45 | 60 | C | 軟質材のため低い。グレード依存が大きい。 |
| 荷重たわみ温度・1.80 MPa | ℃ | データなし | - | 柔軟材料では適用性が低く、一般化困難である。 | ||
| ビカット軟化温度 | ℃ | 40 | 55 | 75 | C | 荷重条件およびEA含有率を確認する。 |
| 連続使用温度 | ℃ | 60 | 70 | 80 | C | 一般的な目安。荷重、空気中熱老化、電気特性および寿命で異なる。 |
| 低温使用限界 | ℃ | -60 | -45 | -30 | C | 脆化、曲げおよび衝撃の判定基準により異なる。 |
| 熱伝導率 | W/(m・K) | 0.25 | 0.33 | 0.40 | C | 非充填材の参考範囲である。 |
| 比熱 | J/(g・K) | 1.8 | 2.1 | 2.4 | C | 温度および結晶化度に依存する。 |
| 線膨張係数 | 10⁻⁵/K | 12 | 18 | 25 | C | 非強化材。流動方向と直角方向で差が生じる場合がある。 |
| 体積抵抗率 | Ω・cm | 1×10¹⁴ | 1×10¹⁶ | 1×10¹⁸ | C | 非導電・乾燥状態の参考範囲。導電性コンパウンドには適用しない。 |
| 絶縁破壊強さ | kV/mm | 15 | 25 | 35 | C | 試験片厚さ、周波数、電極および温度に依存する。 |
| 比誘電率・1 MHz | 無次元 | 2.5 | 3.0 | 3.8 | C | EA含有率、周波数、温度および添加剤に依存する。 |
| 誘電正接・1 MHz | 無次元 | 0.005 | 0.015 | 0.040 | C | 代表値、規格不明。高周波用途では実測が必要である。 |
改質グレードの物性への影響
| グレード区分 | 主な改質方法 | 物性への代表的な影響 | 注意点 |
|---|---|---|---|
| 難燃グレード | 金属水酸化物などの難燃剤を高充填 | 難燃性が向上し、密度と弾性率が増加する。伸びと低温柔軟性は低下しやすい。 | UL 94等級は厚さ、色および個別認証グレードごとに確認する。 |
| 半導電グレード | 導電性カーボンブラックを配合 | 体積抵抗率が大幅に低下し、電界緩和機能を付与できる。 | 非導電EEAの絶縁物性を適用しない。分散、表面平滑性および抵抗安定性を確認する。 |
| 無機フィラー充填 | 炭酸カルシウム、タルク、シリカなどを配合 | 剛性、寸法安定性およびコスト性を調整できる。 | 比重増加、伸び低下、ウェルド強度低下および摩耗性に注意する。 |
| 架橋・発泡グレード | 過酸化物架橋、シラン架橋、化学発泡剤など | 耐熱変形、弾性および発泡セル保持性が改善する。 | 再溶融性、臭気、架橋度、残留物および法規制を確認する。 |
| GF・CF強化グレード | ガラス繊維または炭素繊維を配合 | 特殊コンパウンドでは剛性向上が可能である。 | EEAの代表的な標準製品ではなく、一般化できる物性データはない。 |
難燃性
| 項目 | 一般的な傾向 | 備考 |
|---|---|---|
| UL 94 | HB相当となる場合が多い。 | 材料名だけで等級を断定できない。難燃コンパウンドにはV-0などの認証グレードが存在し得るが、厚さ、色および認証番号の確認が必要である。 |
| 限界酸素指数・LOI | 概ね17~19%程度の参考域 | 非難燃材の参考値であり、組成および試験条件に依存する。 |
| ハロゲン含有 | 基材ポリマー自体はハロゲンを含まない。 | 難燃剤、顔料および添加剤を含む最終製品では個別確認が必要である。 |
| 燃焼時の主な発生物 | 二酸化炭素、一酸化炭素、炭化水素、含酸素有機物など | 不完全燃焼時には刺激性煙や分解生成物を生じるため、換気と排煙が必要である。 |
耐薬品性
以下の評価は非強化標準グレードについて、主に室温、短時間接触から比較的短期の浸漬、無応力状態を想定した一般的な目安である。実使用では濃度、温度、接触時間、浸漬または飛沫、残留応力、荷重、肉厚および添加剤を確認する必要がある。
| 分類 | 薬品名 | 濃度 | 温度 | 接触条件 | 評価 | 主な劣化形態 | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 水 | 水 | - | 23℃ | 浸漬 | ◎ | 影響は小さい。 | 添加剤抽出や界面接着は別途確認する。 |
| 温水 | 温水 | - | 60~80℃ | 長時間浸漬 | ○ | 軟化、寸法変化 | 荷重下ではクリープを伴う。 |
| 熱水・蒸気 | 沸騰水、水蒸気 | - | 100℃以上 | 長時間 | △ | 軟化、熱変形、添加剤抽出 | 融点付近または融点以上では形状保持が困難となる。 |
| 無機酸 | 塩酸 | 10% | 23℃ | 浸漬 | ◎ | 影響は比較的小さい。 | 高温・高濃度では個別確認する。 |
| 無機酸 | 硫酸 | 10% | 23℃ | 浸漬 | ○ | 長期で表面変化の可能性 | 濃硫酸や高温条件には適用しない。 |
| 無機酸 | 硝酸 | 10% | 23℃ | 短時間 | △ | 酸化、変色、脆化 | 強酸化性条件では不適となる場合がある。 |
| 有機酸 | 酢酸 | 10% | 23℃ | 浸漬 | ○ | 膨潤、臭気吸着 | 高濃度、高温では評価を下げる。 |
| 強アルカリ | 水酸化ナトリウム | 10% | 23℃ | 浸漬 | ○ | 長期でエステル基への影響 | 高温・高濃度ではけん化や物性低下に注意する。 |
| 強アルカリ | 水酸化カリウム | 10% | 23℃ | 浸漬 | ○ | 長期で表面変化 | 高温洗浄液では実浸漬試験を行う。 |
| 弱アルカリ | 炭酸ナトリウム水溶液 | 5% | 23℃ | 浸漬 | ◎ | 影響は小さい。 | 界面活性剤を含む場合は別途確認する。 |
| 低級アルコール | エタノール | 99% | 23℃ | 浸漬 | ○ | 軽微な膨潤、添加剤抽出 | 応力下、長時間および高温では確認が必要である。 |
| 低級アルコール | イソプロピルアルコール | 99% | 23℃ | 短時間 | ○ | 軽微な膨潤 | 洗浄用途では繰返し接触を確認する。 |
| 多価アルコール | グリセリン | 99% | 23℃ | 浸漬 | ◎ | 影響は小さい。 | 高温では軟化と添加剤移行を確認する。 |
| 高級・エーテルアルコール | MMB | 99% | 23℃ | 短時間 | △ | 膨潤、軟化 | 3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール。長期接触は避ける。 |
| ケトン | アセトン | 99% | 23℃ | 浸漬 | △ | 膨潤、軟化、添加剤抽出 | 短時間ふき取りでも応力部を確認する。 |
| ケトン | メチルエチルケトン | 99% | 23℃ | 浸漬 | × | 著しい膨潤、軟化 | 接着剤や洗浄剤の溶剤に注意する。 |
| エステル | 酢酸エチル | 99% | 23℃ | 浸漬 | × | 膨潤、軟化、強度低下 | SP値が比較的近く、溶剤感受性が高い。 |
| エーテル | テトラヒドロフラン | 99% | 23℃ | 浸漬 | × | 著しい膨潤または溶解 | 使用を避ける。 |
| 芳香族炭化水素 | トルエン | 99% | 23℃ | 浸漬 | × | 膨潤、軟化 | 高温ほど影響が大きい。 |
| 芳香族炭化水素 | キシレン | 99% | 23℃ | 浸漬 | × | 膨潤、強度低下 | 塗料および接着剤中の溶剤に注意する。 |
| 脂肪族炭化水素 | n-ヘキサン | 99% | 23℃ | 浸漬 | △ | 膨潤、可溶成分抽出 | 短時間接触と長期浸漬を区別する。 |
| ハロゲン化炭化水素 | ジクロロメタン | 99% | 23℃ | 浸漬 | × | 著しい膨潤、軟化 | 洗浄用途には不適である。 |
| 燃料 | ガソリン | 市販相当 | 23℃ | 浸漬 | △ | 膨潤、質量増加、強度低下 | 芳香族分、酸素含有成分および温度に依存する。 |
| 油 | 鉱物油 | - | 23℃ | 浸漬 | ○ | 長期で膨潤 | 油種、添加剤および温度を確認する。 |
| ブレーキ液 | グリコールエーテル系 | - | 23~80℃ | 浸漬 | △ | 膨潤、軟化 | 自動車規格に基づく実液試験が必要である。 |
| 冷却液 | エチレングリコール水溶液 | 50% | 80℃ | 長時間 | ○ | 軟化、添加剤抽出 | 温度、酸化生成物および圧力を確認する。 |
| 酸化剤 | 過酸化水素 | 3% | 23℃ | 短時間 | ○ | 長期で酸化劣化 | 高濃度、高温および紫外線併用では評価を下げる。 |
| 次亜塩素酸塩 | 次亜塩素酸ナトリウム | 0.1~1% | 23℃ | 短時間 | ○ | 変色、酸化 | 繰返し消毒では強度保持率を確認する。 |
| 塩水・海水 | 塩化ナトリウム水溶液 | 3.5% | 23℃ | 浸漬 | ◎ | 影響は小さい。 | 金属との複合部品では界面腐食を別途評価する。 |
| 食品油 | 植物油 | - | 23~60℃ | 浸漬 | ○ | 長期で膨潤、臭気吸着 | 食品接触適合と耐久性は別に確認する。 |
| 洗浄剤 | 中性界面活性剤水溶液 | 1~5% | 23~60℃ | 繰返し洗浄 | ○ | 添加剤抽出、界面劣化 | 応力、温度および洗浄回数を含む実部品試験を行う。 |
SP値(溶解度パラメータ)
EEAのSP値はEA含有率により変化し、代表的な目安として約17.5~19.0 MPa1/2程度と考えられる。比較用の代表値として18.2 MPa1/2を用いる場合があるが、単一の確定値ではない。高EA品ほどエステル基の寄与によりSP値が高くなる傾向がある。
SP値は溶解または膨潤傾向を推定する一つの指標であるが、結晶化度、分子量、温度、拡散速度、薬品の混合組成、酸化、加水分解、けん化、添加剤抽出および応力割れを表現できない。SP値差だけで耐薬品性を決定してはならない。
溶解性の目安
| SP値差 | 溶解・膨潤の目安 | 判定 |
|---|---|---|
| 0~2 | 膨潤・軟化しやすい。 | × |
| 2~5 | 条件により膨潤する。 | △ |
| 5~8 | 短時間接触では比較的安定である。 | ○ |
| 8以上 | 溶解・膨潤しにくい。 | ◎ |
SP値から見た耐溶剤性
| 薬品名 | 薬品のSP値 MPa1/2 |
EEAとの差 代表値 |
評価 | 補足 |
|---|---|---|---|---|
| n-ヘキサン | 14.9 | 3.3 | △ | 非晶部へ浸透し、膨潤する可能性がある。 |
| トルエン | 18.2 | 0.0 | × | SP値が近く、膨潤や軟化が生じやすい。 |
| キシレン | 18.0 | 0.2 | × | 高温ほど膨潤が進みやすい。 |
| 酢酸エチル | 18.2 | 0.0 | × | エステル系溶剤であり、長時間接触を避ける。 |
| メチルエチルケトン | 19.0 | 0.8 | × | 膨潤、軟化および添加剤抽出に注意する。 |
| アセトン | 19.9 | 1.7 | △ | SP値だけでは×相当だが、結晶性や拡散速度により実挙動が異なる。 |
| イソプロピルアルコール | 23.5 | 5.3 | ○ | 短時間では比較的安定だが、長期・高温・応力下を確認する。 |
| エタノール | 26.0 | 7.8 | ○ | 添加剤抽出や界面接着低下は別途評価する。 |
| 水 | 47.9 | 29.7 | ◎ | SP値差は大きいが、高温水中では熱変形や添加剤抽出に注意する。 |
評価基準は、◎:一般的な条件で影響が小さい、○:概ね使用可能であるが条件確認が必要、△:膨潤、軟化、強度低下、変色または応力割れに注意、×:溶解、著しい膨潤、分解または割れが生じる可能性が高い、-:データなしまたは評価困難、とする。
製法
原料
- エチレン
- アクリル酸エチル
- ラジカル開始剤
- 分子量調整剤
- 酸化防止剤、加工安定剤、滑剤など
重合方法
一般に、エチレンとアクリル酸エチルを高圧条件下でラジカル共重合する。反応器、圧力、温度、モノマー供給比、開始剤および連鎖移動剤を制御して、EA含有率、分子量、分子量分布およびメルトフローレートを調整する。工業プロセスの詳細条件はメーカーごとに異なる。
ペレット化およびコンパウンド
重合後は未反応モノマーを分離・回収し、必要に応じて酸化防止剤や加工安定剤を配合した後、ストランドカットまたはアンダーウォーターカットなどでペレット化する。電線用、難燃用、半導電用およびフィラー高充填用途では、押出混練機によりカーボンブラック、金属水酸化物、無機フィラー、架橋助剤、顔料などを配合する。
添加剤、充填材および強化材
酸化防止剤、紫外線安定剤、滑剤、アンチブロッキング剤、発泡剤、架橋剤、難燃剤、カーボンブラックおよび無機フィラーが用途に応じて使用される。EEAは極性基と低結晶性によりフィラー受容性が良いが、高充填すると伸び、溶着性、流動性、表面性および低温衝撃性が変化する。
詳細な利用用途
| 分野 | 代表用途 | 採用理由 | 選定時の注意 |
|---|---|---|---|
| 自動車 | 軟質部材、改質材、シール層、発泡体、アスファルト改質材 | 低温柔軟性、耐衝撃性、ポリオレフィンとの相溶性 | 燃料、油、熱、耐候、VOCおよび長期クリープを確認する。 |
| 電気・電子 | 電線・ケーブル用難燃コンパウンド、半導電層、柔軟絶縁材料 | 高充填性、熱安定性、柔軟性、金属を腐食させる分解生成物が比較的少ない。 | 体積抵抗率、難燃規格、熱老化、架橋度および押出表面を確認する。 |
| 機械部品 | グリップ、バンパー、柔軟カバー、保護部材 | 柔軟性、衝撃吸収性、低温特性 | 摩耗、クリープ、荷重、寸法精度および接触薬品を確認する。 |
| 包装 | 押出コーティング、シール層、ラミネートフィルム、軟質包装 | 紙や箔への接着性、ヒートシール性、高温加工安定性 | 食品接触規制、臭気、移行、シール温度域および基材処理を確認する。 |
| 建築・設備 | 防水シート、アスファルト改質、柔軟チューブ、シール材 | 低温柔軟性、耐水性、改質効果 | 屋外耐候性、熱収縮、施工温度、火災規制および長期耐久性を確認する。 |
| 履物・スポーツ | 発泡ミッドソール、グリップ、柔軟部品 | 軽量性、柔軟性、低温衝撃性、発泡適性 | 反発性、圧縮永久ひずみ、摩耗、臭気および加水分解以外の老化を評価する。 |
| 樹脂改質 | PE、PP、エンプラ、アスファルトの耐衝撃・柔軟改質 | 極性と非極性のバランス、フィラー分散性、靭性付与 | 相容化効果、界面接着、分散粒径、耐熱低下およびリサイクル性を確認する。 |
| 医療 | 限定的な軟質部材、包装またはコンパウンド | 柔軟性と成形性 | 医療用途は材料群で適合を断定できない。ISO 10993、抽出物、滅菌耐久および個別グレード認証を確認する。 |
| 食品機械 | 柔軟カバー、シール補助、包装関連部材 | 耐水性、柔軟性、加工性 | 食品接触適合、洗浄薬品、温水、油および摩耗粉発生を確認する。 |
用途別選定
| 用途 | 適性 | 理由 | 注意点 |
|---|---|---|---|
| ギア、軸受、ブッシュ | × | 剛性、耐摩耗性および寸法安定性が不足しやすい。 | 軟質緩衝部材として使用する場合を除き、POMやPAなどを検討する。 |
| ローラー、柔軟グリップ | ○ | 柔軟性、衝撃吸収性、低温特性を利用できる。 | 摩耗、圧縮永久ひずみ、軸接着および温度を確認する。 |
| ねじ、ボルト、ナット | × | 締結力保持とクリープ耐性が不足する。 | 構造締結用途には適さない。 |
| ポンプ・バルブ部品 | △ | 柔軟ダイヤフラムや緩衝部材では検討できる。 | 薬液、圧力、クリープ、温度および疲労を実液で確認する。 |
| シール、ガスケット | ○ | 柔軟性と熱溶着性を利用できる。 | 圧縮永久ひずみ、油、溶剤および高温ではゴム材料と比較する。 |
| Oリング | × | 一般的な架橋ゴムほどの弾性回復と圧縮シール性を期待しにくい。 | 専用架橋コンパウンドを除き、標準EEAは推奨しない。 |
| チューブ、ホース | ○ | 押出性、柔軟性、低温特性に優れる。 | 耐圧、薬品、透過、折れ、接続部および温度を確認する。 |
| 配管、タンク | △ | ライニングや柔軟層では利用可能である。 | 構造剛性、クリープ、薬品透過および長期耐圧に注意する。 |
| フィルム、シート | ◎ | 柔軟性、耐ピンホール性、シール性および押出加工性に優れる。 | ブロッキング、巻取、摩擦、透過および食品規制を確認する。 |
| ボトル、硬質容器 | △ | 柔軟容器では検討できる。 | 剛性、ガスバリア、内容物耐性および形状保持性が制約となる。 |
| 電気コネクタ、ソケット | × | 耐熱性、剛性および寸法精度が不足する。 | 軟質シールやストレインリリーフ用途としては別評価する。 |
| 絶縁部品、電線被覆 | ○ | 柔軟性、電気絶縁性、高充填性を利用できる。 | 難燃、熱老化、架橋、電圧区分および規格認証を確認する。 |
| 一般筐体 | △ | 柔軟カバーやバンパーでは使用可能である。 | 硬質筐体としては剛性と耐傷付き性が不足する。 |
| 透明カバー、レンズ | × | 光学透明性、表面硬度および寸法精度が不足する。 | 透明性が必要な場合はPMMA、PC、COCなどを比較する。 |
| 自動車内装・外装 | ○ | 軟質部、改質材、緩衝材として利用できる。 | VOC、臭気、耐候、耐熱、耐油および難燃規格を確認する。 |
| エンジンルーム部品 | △ | 低負荷の柔軟部材では検討可能である。 | 高温、油、燃料、クリープおよび熱老化が制約となる。 |
| 燃料系部品 | × | 燃料による膨潤および透過の懸念がある。 | 長期燃料接触には専用耐燃料材料を選定する。 |
| 食品機械部品 | △ | 適合グレードでは柔軟カバーや補助部材に使用できる。 | 法規制、洗浄、摩耗、温水、油および溶出を確認する。 |
| 医療機器部品 | △ | 医療用に管理された専用グレードでは可能性がある。 | 生体適合性、滅菌、抽出物、変更管理および供給保証が必要である。 |
| 半導体・真空装置部品 | × | アウトガス、耐熱、寸法安定性および清浄度の制約がある。 | 高真空用途では専用材料を選定する。 |
| 建築部材、屋外部品 | ○ | 防水、改質、柔軟シート用途に適する。 | 耐候安定化、熱収縮、難燃、施工条件および長期接着を確認する。 |
| 接着剤、コーティング | ◎ | 極性、熱溶融性および基材への接着性を利用できる。 | 基材処理、使用温度、耐溶剤性およびクリープを確認する。 |
| 複合材料マトリックス | ○ | フィラー受容性と柔軟性を活用できる。 | 高剛性構造材ではなく、柔軟コンパウンドまたは界面改質材として評価する。 |
用途適性は材料群としての一般的な評価である。実使用ではグレード、荷重、温度、薬品、湿度、寿命、法規制、試験片形状および成形条件を確認する。
関連材料との比較
| 比較材料 | 特徴 | EEAとの違い |
|---|---|---|
| エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA) | 柔軟性、透明性、発泡性、ヒートシール性に優れるエチレン共重合体である。 | EEAは同程度のコモノマー量では高温加工時の熱安定性が良く、酢酸由来の腐食性分解生成物を生じにくい。EVAは流通性と用途実績が広い。 |
| エチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂(EMMA) | エチレンとメチルメタクリレートからなる極性ポリオレフィンである。 | 側鎖構造と立体障害が異なり、剛性、透明性、相溶性、融点および加工性のバランスが異なる。 |
| アイオノマー | エチレン・酸共重合体を金属イオンで部分中和し、イオン架橋した材料である。 | アイオノマーは透明性、耐摩耗性、反発性および強靭性が高い。EEAはより柔軟で、熱溶融加工とフィラー高充填に向く。 |
| エチレン・アクリル酸共重合体(EAA) | カルボキシ基を持ち、金属や極性基材への接着性が高い。 | EAAは酸性官能基による接着性が高いが、金属腐食や吸湿、イオン反応への配慮が必要である。EEAはエステル基であり、比較的非腐食性である。 |
| ポリエチレン(PE) | 軽量、低吸水、耐薬品性、電気絶縁性および低コストに優れる。 | EEAはPEより柔軟で極性が高く、接着性とフィラー分散性に優れる。PEは剛性、耐溶剤性、価格および流通性で有利な場合が多い。 |
| ポリプロピレン(PP) | 低密度、高剛性、耐熱性、耐薬品性に優れる汎用樹脂である。 | EEAは低温柔軟性と接着性に優れる。PPは高剛性、高融点および耐クリープ性で有利である。 |
| 熱可塑性エラストマー(TPE) | ゴム弾性と熱可塑性加工を両立する材料群である。 | TPEは種類により弾性回復、耐油、耐摩耗、圧縮永久ひずみに優れる。EEAはフィラー受容性、ラミネート接着およびポリエチレン系加工設備との適合性に特徴がある。 |
| ポリウレタン/TPU | 耐摩耗性、機械強度、弾性および耐油性に優れる。 | TPUは耐摩耗性と強度で優れるが、吸湿、加水分解および加工管理が課題となる。EEAは軽量、低吸水で加工しやすい。 |
比較用評価スコア
| 評価項目 | スコア | 評価理由 |
|---|---|---|
| 引張強度 | 2 | 軟質材であり、硬質汎用樹脂やエンプラより低い。 |
| 剛性 | 1 | 低弾性率で柔軟性を重視する材料である。 |
| 衝撃強度 | 5 | 特に低温で柔軟性と耐衝撃性を保持しやすい。 |
| 耐熱性 | 2 | 軟質ポリオレフィンとしては良好な場合があるが、融点と荷重下耐熱は高くない。 |
| 低温特性 | 5 | 低結晶性により低温でも脆化しにくい。 |
| 耐薬品性 | 3 | 水、希酸、希アルカリには良いが、有機溶剤で膨潤しやすい。 |
| 耐候性 | 3 | 無安定材は紫外線劣化し得るが、安定化グレードでは改善可能である。 |
| 耐加水分解性 | 4 | ポリエステル系材料ほど加水分解を受けやすくないが、高温強アルカリではエステル基に注意する。 |
| 寸法安定性 | 2 | 熱膨張、収縮およびクリープが大きい。 |
| 低吸水性 | 5 | 吸水率は一般に低い。 |
| 摺動性 | 2 | 軟質で摩擦と摩耗の条件依存性が大きい。 |
| 耐摩耗性 | 2 | TPUや専用摺動樹脂より劣る。 |
| 電気絶縁性 | 4 | 非充填材は良好な絶縁性を示す。 |
| 難燃性 | 1 | 基材単独では燃焼しやすく、難燃剤配合が必要である。 |
| 透明性 | 3 | 半透明化できるが、光学樹脂ほどの透明性はない。 |
| 成形加工性 | 5 | ポリエチレン系設備で押出やフィルム加工を行いやすい。 |
| 切削加工性 | 2 | 柔軟で変形、発熱およびバリが生じやすい。 |
| 接着性 | 4 | PEより極性が高く、ラミネートや改質用途に適する。 |
| リサイクル性 | 4 | 熱可塑性で再溶融可能だが、架橋、難燃剤、高充填材および多層構造では制約がある。 |
| 価格優位性 | 3 | 汎用PEより高いが、特殊エラストマーや高機能樹脂より低い場合がある。 |
接合・表面処理適性
| 方法 | 適性 | 主な注意点 |
|---|---|---|
| 熱板溶着 | ◎ | 溶融温度、加圧、保持時間および冷却固定を調整する。 |
| 熱風溶着 | ○ | 過熱による表面酸化と肉厚減少を避ける。 |
| 超音波溶着 | △ | 軟質材では振動エネルギーが吸収されやすく、エネルギーダイレクター設計が必要である。 |
| 振動溶着 | △ | 軟質部の変形とバリを管理する。 |
| レーザー溶着 | △ | 透過側と吸収側の光学特性、顔料および添加剤を調整する。 |
| 高周波溶着 | △ | PVCほど誘電加熱しやすくない。EA含有率と設備条件を確認する。 |
| 溶剤接着 | △ | 溶剤による膨潤や残留、作業安全および耐久性に注意する。 |
| 接着剤接合 | ○ | 極性はPEより高いが、表面処理とプライマーにより安定性を改善できる。 |
| 機械締結 | △ | クリープ、座面陥没、締付け過多および引裂きを避ける。 |
| タッピングねじ | × | 軟質材単独ではねじ山保持が不十分となりやすい。 |
| コロナ処理 | ◎ | 印刷、接着およびラミネート前処理に有効である。処理後の経時低下を考慮する。 |
| プラズマ処理 | ◎ | 濡れ性と接着性を改善できる。処理条件と表面劣化を最適化する。 |
| フレーム処理 | ○ | 過熱、収縮、変形および火災安全に注意する。 |
| プライマー処理 | ◎ | 接着剤と基材に適した専用品を選定し、耐薬品性と移行を確認する。 |
寸法精度・設計特性
- 非強化EEAは成形収縮と線膨張が比較的大きく、高精度構造部品には適しにくい。
- 肉厚差、ゲート位置、冷却速度および配向により、収縮差と反りが生じる。
- 吸湿による寸法変化はPAほど大きくないが、温度変化とクリープの影響は大きい。
- 長期荷重下では応力緩和とクリープ変形が進むため、短時間の引張強さを設計許容応力として使用してはならない。
- インサート周辺、鋭いノッチ、薄肉部および急激な肉厚変化では、局部ひずみや引裂きが生じる場合がある。
- ねじ締結や圧入では、高い締付け力よりも広い座面、金属カラー、低い面圧および抜け止め形状を検討する。
- 設計安全率は温度、荷重時間、薬品、繰返し荷重、成形残留応力およびばらつきを含めて設定する。
品質・成形不良
| 不良 | 材料側の主因 | 成形条件側の主因 | 主な対策 |
|---|---|---|---|
| シルバーストリーク | 水分、揮発分、添加剤分解 | 高温、背圧過大、ガス抜き不足 | 材料保管、必要時の乾燥、温度低減、ベント改善、滞留短縮を行う。 |
| ガス焼け | 熱分解物、揮発性添加剤 | 高速充填、エアトラップ、局所過熱 | ベント追加、射出速度調整、温度低減、ゲート位置を見直す。 |
| 黒点・ゲル | 劣化材、架橋物、異物 | 長時間滞留、デッドスポット、清掃不良 | パージ、滞留時間短縮、設備清掃、温度プロファイルの均一化を行う。 |
| 変色 | 酸化、添加剤反応、汚染 | 高温、滞留、過度なせん断 | 加工温度低減、安定剤確認、材料切替時の清掃を行う。 |
| フローマーク | 粘度変動、低結晶化 | 低金型温度、速度不適、ゲート不適 | 樹脂温度、金型温度、射出速度およびゲートを調整する。 |
| ウェルドライン | 低界面温度、充填材配向 | 樹脂温度不足、ベント不足、流動分割 | 温度、速度、ゲート、ベントを改善し、実強度を確認する。 |
| ヒケ・ボイド | 大きな収縮、肉厚差 | 保圧不足、ゲート早期固化、冷却不足 | 均一肉厚化、保圧調整、ゲート拡大、冷却延長を行う。 |
| 反り | 収縮、配向、充填材偏り | 冷却不均一、離型早期、温度差 | 金型冷却、ゲート、肉厚、保圧および離型時間を見直す。 |
| 離型不良 | 柔軟性、粘着性 | 抜き勾配不足、鏡面密着、冷却不足 | 抜き勾配、表面仕上げ、冷却、エジェクター面積を改善する。 |
| バリ | 低粘度、柔軟性 | 型締力不足、圧力過大、金型摩耗 | 温度と圧力を下げ、型締力とパーティング面を確認する。 |
| プレートアウト | 滑剤、難燃剤、低分子成分 | ダイ温度不均一、長時間連続運転 | 配合見直し、ダイ清掃、温度均一化、吐出安定化を行う。 |
| ダイスウェル | 高分子量、弾性回復 | 高せん断、高吐出、ダイ形状 | 温度、速度、ダイランドおよびグレードを調整する。 |
| メルトフラクチャー | 高粘度、分子量分布 | せん断速度過大、ダイ温度不足 | 吐出低減、温度調整、ダイ改良、加工助剤を検討する。 |
注意点・劣化および故障モード
| 劣化現象 | 主な原因 | 発生しやすい条件 | 外観・性能への影響 | 予防策 | 推奨確認試験 |
|---|---|---|---|---|---|
| 熱酸化劣化 | 酸素、高温、金属触媒、長時間滞留 | 高温成形、熱老化、薄肉、通気環境 | 変色、臭気、脆化、伸び低下、ゲル | 安定剤、温度管理、滞留短縮、遮熱 | 熱老化試験、引張保持率、色差測定 |
| 紫外線劣化 | 紫外線、酸素、熱 | 屋外暴露、淡色、薄肉、無安定材 | 白化、亀裂、退色、強度低下 | HALS、UV吸収剤、カーボンブラック、遮光 | キセノンアーク試験、色差、強度保持率 |
| 膨潤・軟化 | 芳香族溶剤、エステル、ケトン、燃料 | 高温、長時間、薄肉、応力負荷 | 質量増加、寸法変化、弾性率低下 | 耐溶剤材への変更、接触時間短縮、バリア層 | 実薬品浸漬、質量・寸法・引張保持率 |
| 環境応力割れ | 薬品、残留応力、ノッチ | 成形残留応力、締結部、曲げ部、洗浄剤接触 | クレーズ、亀裂、突然破壊 | 応力低減、R付与、アニール検討、薬品変更 | 応力負荷下ESC試験、実部品浸漬 |
| クリープ変形 | 長期荷重、温度、低弾性率 | 高温、締結、シール面圧、片持ち形状 | たわみ、面圧低下、締結緩み、漏れ | 荷重低減、肉厚増加、支持追加、硬質材併用 | 温度別クリープ試験、応力緩和試験 |
| 疲労・引裂き | 繰返し曲げ、ノッチ、局部ひずみ | 蛇腹、ヒンジ、チューブ接続、低温反復 | 亀裂、白化、漏れ、破断 | 応力集中低減、肉厚均一化、曲率拡大 | 繰返し曲げ、疲労、圧力サイクル試験 |
| 添加剤ブリード・抽出 | 添加剤相溶性不足、溶剤、水、熱 | 高温保管、薬液浸漬、表面接触 | 表面べたつき、曇り、接着不良、臭気 | 配合最適化、抽出試験、低移行添加剤 | 溶出試験、表面分析、重量減少測定 |
| アウトガス | 低分子成分、添加剤、熱分解 | 真空、高温、密閉空間 | 汚染、曇り、臭気、接点障害 | 低アウトガスグレード、予備加熱、材料変更 | TML、CVCM、GC-MS、真空加熱試験 |
| 摩耗粉発生 | 摩擦、柔軟表面、相手材粗さ | 摺動、ローラー、高荷重、無潤滑 | 粉塵、寸法減少、表面荒れ | 相手材平滑化、荷重低減、耐摩耗材へ変更 | 摩耗試験、摩擦係数測定、粉塵評価 |
| 食品・薬液への溶出 | 添加剤、オリゴマー、顔料 | 高温、油性食品、長時間接触 | 臭味、汚染、法規制不適合 | 適合グレード選定、配合管理、使用条件制限 | 総溶出、個別移行、官能、抽出試験 |
環境応力割れ・ESC
EEAは柔軟性が高いため硬質非晶性樹脂ほど典型的なクレーズ破壊を生じにくい場合があるが、残留応力、ノッチ、締結、溶剤、洗浄剤および高温が組み合わさると、局部的な膨潤、引裂きまたは亀裂を生じる可能性がある。成形条件による残留応力を低減し、実部品に実薬品を接触させた応力負荷試験を行うことが望ましい。
推奨確認試験
- 実薬品浸漬試験:実濃度、最低・最高使用温度、想定時間および応力の有無を再現する。
- 環境応力割れ試験:成形品、曲げ試験片または締結部へ一定ひずみを与え、実洗浄剤や溶剤に接触させる。
- 熱老化試験:使用温度より高い複数温度で引張強さ、伸び、硬度および色差の保持率を測定する。
- 低温衝撃・繰返し曲げ試験:最低使用温度で実部品形状を評価する。
- クリープ・応力緩和試験:実荷重、温度、面圧および使用時間を考慮する。
- 溶着・接着強度試験:初期だけでなく、熱、湿度、薬品およびヒートサイクル後を評価する。
- 実成形試験:収縮、反り、バリ、離型、ゲル、臭気および外観を量産条件で確認する。
- 食品・医療用途では、用途に応じて溶出、個別移行、生体適合性、滅菌耐久および変更管理を確認する。
法規制・認証
| 法規制・認証 | 一般的な位置付け | 確認事項 |
|---|---|---|
| RoHS | 対応可能なグレードが存在する。 | 顔料、難燃剤、安定剤、再生材および製造拠点を含む個別証明書を確認する。 |
| REACH・SVHC | 登録・情報伝達の対象となる。 | 最新版SVHC、添加剤、不純物および成形品中濃度をサプライヤーへ確認する。 |
| ELV | 自動車用途で対応可能なグレードがある。 | 重金属、難燃剤、顔料およびIMDS登録を確認する。 |
| PFAS関連規制 | EEA基材自体はフッ素を含まない。 | 加工助剤、難燃剤、表面処理剤および意図しない含有を個別確認する。 |
| TSCA | 米国流通ではインベントリ状況の確認が必要である。 | ポリマー免除、添加剤、輸入者責任および用途制限を確認する。 |
| FDA食品接触 | 適合グレードおよび使用条件付きの規定が存在する。 | 21 CFR、EA含有量、他樹脂との配合比、食品種、温度および移行制限を確認する。 |
| EU食品接触規則 | 適合可能なグレードが存在し得る。 | EU 10/2011、モノマー、添加剤、SML、OMLおよび適合宣言を確認する。 |
| 日本の食品衛生法・ポジティブリスト | 適合グレードの選定が必要である。 | 基ポリマー区分、添加剤、使用温度、食品区分および事業者の適合確認書を確認する。 |
| USP Class VI・ISO 10993 | 材料群全体としての適合ではない。 | 医療専用グレードの試験結果、抽出条件、滅菌法、変更管理および供給保証を確認する。 |
| UL認証 | 難燃・電線コンパウンドで認証品が存在し得る。 | ファイル番号、グレード、色、厚さ、温度定格および用途区分を確認する。 |
| ハロゲンフリー | 基材自体はハロゲンを含まない。 | 最終コンパウンドの難燃剤、顔料、添加剤および規格の閾値を確認する。 |
規制適合はメーカー、グレード、色、添加剤、製造拠点、用途、使用温度および接触条件によって異なる。材料名だけで適合を断定せず、最新の適合証明書、SDS、技術資料および用途別規制を確認する。
環境・リサイクル性
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 樹脂区分 | 熱可塑性樹脂であり、未架橋材は再溶融できる。 |
| マテリアルリサイクル | 単一材または組成が管理された工程端材では可能である。多層フィルム、高充填、難燃、架橋および異材混入では用途が制限される。 |
| ケミカルリサイクル | ポリオレフィン系原料として熱分解などの対象となり得るが、実用性は設備、混合物、添加剤および回収システムに依存する。 |
| 再生材利用 | 用途により可能であるが、熱履歴による伸び低下、ゲル、臭気、色変化および異物を確認する。 |
| 識別表示 | 単独の国際的な汎用樹脂識別番号が設定されていない場合があり、「OTHER」または材料名表示となることがある。 |
| バイオベース | 原料由来を変更した製品が技術的に可能であるが、一般的なEEAがバイオベースであることを意味しない。 |
| 生分解性 | 一般的なEEAは生分解性プラスチックではない。 |
| 焼却時の注意 | 基材は炭素、水素および酸素を主成分とする。制御された焼却設備を使用し、難燃剤、顔料およびフィラーを含む場合は個別に排ガスと灰を管理する。 |
価格・供給性
| 項目 | 一般的な評価 |
|---|---|
| 相対価格 | 中価格。汎用LDPEやPPより高く、特殊エラストマーやスーパーエンプラより低い場合が多い。 |
| 流通性 | 特殊ポリオレフィンとして流通するが、汎用PEほど供給メーカーや在庫銘柄は多くない。 |
| 国内入手性 | 国内メーカーおよび輸入品から入手可能である。用途、EA含有率およびMFRによっては受注生産となる。 |
| 供給形態 | 主にペレット、コンパウンドおよびマスターバッチで供給される。 |
| 板・丸棒 | 標準素材としての流通は限定的であり、一般に押出・成形加工品として調達する。 |
| フィルム・シート | 用途別加工品として入手できるが、厚さ、幅、表面処理およびロット条件を確認する。 |
| 最小購入量 | メーカー直販では一定量以上となる場合があり、少量は樹脂商社やコンパウンダー経由となることが多い。 |
価格は市況、購入量、EA含有率、MFR、添加剤、難燃仕様、色、地域および物流条件により変動するため、相対評価として扱う。
代表的なメーカー
| メーカー | 代表製品・ブランド | 概要 |
|---|---|---|
| 日本ポリエチレン株式会社 | REXPEARL™ EEA | 柔軟性、低温特性、比較的高い融点、フィラー受容性および樹脂・アスファルト改質用途を特徴とする特殊エチレン共重合体の代表例である。 |
| ENEOS NUC株式会社 | EEA | 電線・ケーブル用半導電および難燃コンパウンドのベース樹脂、電気材料、エンプラ改質、アスファルト改質、押出コーティングなどに展開される。 |
| Dow | ELVALOY™ AC | エチレン・アクリレート共重合体として、コンパウンド、電線・ケーブル、発泡体、履物、押出およびラミネート用途に展開される。製品群にはEEA以外のアクリレート共重合体も含まれるため、モノマー種を確認する。 |
ブランド内にEMA、EBAその他のエチレン・アクリレート共重合体が含まれる場合がある。製品名だけでEEAと判断せず、技術資料に記載されたコモノマー種、含有率、MFRおよび用途を確認する。
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本ページの数値および評価は材料群としての代表値または目安である。実使用では、個別グレード、EA含有率、添加剤、充填材、温度、薬品濃度、荷重、応力、湿度、接触時間、試験片形状、成形条件、法規制および要求寿命を確認し、メーカー技術資料と実部品試験に基づいて採否を判断する必要がある。