概要
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 材料名 | 発泡ポリエチレン |
| 略記号 | PEフォーム、PE Foam、XLPE Foam(架橋品) |
| IUPAC | poly(methylene) を主成分とする発泡体 |
| 英語名 | Polyethylene Foam / Foamed Polyethylene / Crosslinked Polyethylene Foam |
| 日本語名 | 発泡ポリエチレン、ポリエチレンフォーム、PEフォーム、架橋ポリエチレンフォーム |
| 分類 | 発泡プラスチック、熱可塑性樹脂発泡体、ポリオレフィンフォーム |
| プラスチック分類 | 汎用プラスチック系材料 |
| 化学式又は代表構造 | 樹脂相:[-CH2-CH2-]n |
| CAS No. | 9002-88-4(ポリエチレンとして) |
| 構造・主成分 | LDPE、LLDPE、HDPEなどのポリエチレンを連続相とし、内部に多数の気泡を有する。グレードによりEVA、発泡剤、架橋剤、難燃剤、帯電防止剤、着色剤などを含む。 |
| 主な用途 | 緩衝包装材、断熱材、シール材、建築目地材、自動車内装材、スポーツ・レジャー用品、浮力材、電子部品保護材 |
発泡ポリエチレンは、ポリエチレンを発泡させて多数の気泡を形成した軽量材料である。一般に柔軟性、緩衝性、耐水性、低吸水性、断熱性、電気絶縁性に優れ、包装材、シール材、建築資材、自動車部材、電子部品保護材などに用いられる。
製品群は、無架橋押出発泡、化学架橋発泡、電子線架橋発泡、ビーズ発泡などに分かれる。独立気泡構造が多いが、製法や後加工により連続気泡を含む場合もある。発泡倍率、見掛け密度、セル径、架橋度、表皮、厚みが、圧縮応力、復元性、熱伝導率、吸水性、寸法安定性を大きく左右する。
実使用では、材料名だけで適否を判断せず、グレード、密度、発泡倍率、温度、濃度、荷重、圧縮率、応力、湿度、接触時間、試験片形状、接着・積層構成を確認する必要がある。
特徴
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 長所 | 軽量、柔軟、緩衝性、耐水性、低吸水性、断熱性、電気絶縁性に優れる。架橋品は耐熱性、寸法安定性、加工性が改善される。 |
| 短所 | 高温荷重下で圧縮クリープや永久ひずみを生じやすい。芳香族・塩素系溶剤や一部油類で膨潤する場合がある。低表面エネルギーのため接着・印刷が難しい。 |
| 外観 | 白色、自然色、黒色、着色シート・ブロック。独立気泡の微細セルから粗いセルまであり、表皮の有無で触感と外観が異なる。 |
| 耐熱性 | 一般用途の連続使用温度は概ね-40~70℃程度が目安である。架橋、密度、荷重、厚みにより異なり、短時間でも軟化・収縮・圧縮変形を確認する必要がある。 |
| 耐薬品性 | 水、希薄な酸・アルカリ、アルコールに概ね良好である。芳香族炭化水素、塩素系溶剤、燃料・油類では膨潤、軟化、収縮、添加剤抽出に注意する。 |
| 加工性 | 押出発泡、架橋発泡、ビーズ発泡、熱成形、打抜き、スライス、ラミネート、熱融着が可能である。接着にはコロナ・プラズマ・フレーム処理又は専用プライマーを要することが多い。 |
| 分類上の注意 | PEフォームは単一グレードではなく、無架橋/架橋、独立気泡/連続気泡、発泡倍率、密度、セル径、基材PE種により物性が大きく異なる。母材PEのバルク物性をそのまま発泡体へ適用できない。 |
構造式
発泡ポリエチレンの樹脂相は、エチレンの付加重合で得られるポリエチレンである。発泡により分子構造そのものが別物になるのではなく、樹脂連続相の内部に気泡が形成される。

| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 代表的な構造単位 | [-CH2-CH2-]n |
| モノマー | エチレン:CH2=CH2 |
| 主成分 | LDPE、LLDPE、HDPE又はこれらのブレンド |
| 発泡構造 | 独立気泡が一般的。製法・倍率・後加工により連続気泡を含む場合がある |
| 共重合・変性 | EVA改質、難燃、帯電防止、導電、耐候、粘着加工、ラミネート品など |
種類・代表グレード
| 種類・グレード | 主成分又は特徴 | 長所 | 短所 | 主な用途 |
|---|---|---|---|---|
| 無架橋押出発泡シート | 主にLDPE。連続押出で独立気泡を形成 | 低コスト、柔軟、包装適性 | 高温寸法安定性、圧縮回復性は架橋品より劣る場合 | 緩衝包装、養生、断熱シート |
| 化学架橋PEフォーム | 有機過酸化物等で架橋後に発泡 | 耐熱性、強度、熱成形性、セル均一性 | 架橋剤残渣、臭気、再溶融リサイクル制約 | 自動車、建築、シール材 |
| 電子線架橋PEフォーム | 電子線照射で架橋し加熱発泡 | 均一な架橋、微細セル、表面性、加工性 | 設備コスト、厚物照射条件 | 断熱材、粘着テープ基材、電子部品 |
| 高発泡・低密度グレード | 発泡倍率を高めた軽量品 | 軽量、断熱、緩衝、浮力 | 圧縮強さ、耐久性、寸法安定性が低下しやすい | 包装、レジャー、保温 |
| 低発泡・高密度グレード | 発泡倍率を抑えた高密度品 | 高い圧縮強さ、打抜き性、シール性 | 重量、コストが増える | ガスケット、スペーサー、構造用緩衝材 |
| 難燃グレード | 難燃剤を配合 | 電気・建築用途の燃焼要求に対応可能 | 比重増加、機械物性・リサイクル性への影響 | 空調、電気電子、鉄道・建築部材 |
| 導電・帯電防止グレード | カーボン系又は帯電防止剤配合 | 静電気対策、電子部品保護 | 色、抵抗値、汚染、湿度依存性に注意 | IC・基板包装、搬送材 |
| EVA改質フォーム | PEにEVAを併用又はEVA主体 | 柔軟性、低温性、クッション性、熱融着性 | 耐熱性・耐油性は組成依存 | 靴材、マット、スポーツ用品 |
成形加工
| 加工方法 | 適性 | 主な用途 | 理由・注意点 |
|---|---|---|---|
| 射出成形 | △ | 発泡射出成形品 | 一般的なPEフォームシートとは別工程。金型、発泡剤、圧力制御が必要 |
| 押出成形 | ◎ | シート、ロール、チューブ、異形材 | 最も一般的。ダイ圧、発泡剤溶解、冷却、セル安定化を管理 |
| ブロー成形 | △ | 中空発泡品 | グレードと設備が限定され、肉厚・セル均一性に注意 |
| 圧縮成形 | ○ | 架橋発泡ブロック、厚板 | 加熱発泡・冷却工程と密度均一性を管理 |
| 真空成形・圧空成形 | ○ | トレー、内装材 | 架橋品が適しやすい。加熱収縮と肉厚変化に注意 |
| 回転成形 | △ | 中空発泡成形品 | 発泡層の均一性と成形サイクルが課題 |
| 発泡成形 | ◎ | シート、ブロック、成形品 | 主工程。発泡倍率、セル径、架橋度が支配因子 |
| 切削加工 | ○ | スペーサー、治具、厚板部品 | 軟質品では寸法精度、バリ、変形に注意 |
| 打抜き加工 | ◎ | ガスケット、緩衝パッド | 刃型クリアランス、厚み、セル潰れを管理 |
| 熱融着 | ○ | 積層、袋、部材組立 | 表皮、密度、温度、加圧時間を最適化 |
| 接着 | △ | 複合材、テープ、内装材 | 未処理表面は接着困難。表面処理・プライマーが有効 |
| 印刷・塗装 | △ | 表示、意匠 | コロナ、プラズマ、フレーム処理後に適合インキを選定 |
成形・加工条件の一般的な目安
| 項目 | 単位 | 一般的な目安 | 注意点 |
|---|---|---|---|
| 予備乾燥 | - | 通常不要 | 吸湿性は低いが、表面水分・異物・再生材の状態を確認 |
| 押出機樹脂温度 | ℃ | 100~180 | PE種、発泡剤、架橋方式、ダイ圧により設定。特定グレードの絶対条件ではない |
| 発泡・加熱温度 | ℃ | 120~250 | 化学発泡剤の分解温度、架橋度、厚みで変化 |
| 冷却・熟成 | h | グレード依存 | 収縮・脱ガス・寸法安定化を確認 |
| 成形収縮率 | % | 一般化困難 | 発泡倍率、方向、厚み、架橋、冷却、後加熱で大きく異なる |
| 推奨肉厚 | mm | 製品仕様依存 | ロールシートから厚板・ブロックまで幅広い |
| 表面処理 | - | 必要に応じ実施 | 接着・印刷にはコロナ、プラズマ、フレーム、プライマーを検討 |
代表的な物性値又は機械的性質
以下は非強化の一般的なPEフォーム製品群の代表範囲である。単一グレードの保証値ではなく、見掛け密度、発泡倍率、架橋、セル構造、厚み、試験方向、温度により大きく変化する。
| 項目 | 単位 | 代表範囲 | 試験規格・方法 | 材料状態・条件 | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|
| 見掛け密度 | g/cm³ | 0.015~0.200 | ISO 845等 | 標準状態 | 発泡倍率・架橋・セル構造で大きく変化 |
| 発泡倍率 | 倍 | 5~50 | 製品仕様 | 標準状態 | 高倍率ほど軽量だが圧縮強さが低下しやすい |
| 吸水率・24時間 | % | 0.1~1.0 | ASTM D3575等 | 23℃水中 | 独立気泡率、表皮、切断面、密度に依存 |
| 引張強さ・破断 | MPa | 0.2~2.5 | JIS K 6767 / ASTM D3575等 | 23℃ | 方向、密度、架橋、厚みで変動 |
| 引張破断伸び | % | 80~400 | 同上 | 23℃ | 架橋品・EVA改質品で高い場合がある |
| 圧縮応力・25% | MPa | 0.02~0.50 | JIS K 6767等 | 23℃ | 密度・セル径・圧縮速度に依存 |
| 圧縮永久ひずみ | % | 5~40 | 製品規格 | 23~70℃ | 圧縮率・時間・温度により大きく変動 |
| ショア硬度 | 尺度 | Asker C 10~80 | JIS K 7312等 | 23℃ | フォームではAsker C等を用いることが多い |
| 熱伝導率 | W/(m・K) | 0.030~0.050 | JIS A 1412等 | 平均温度条件依存 | 密度・セル・温度・含水率で変化 |
| 連続使用温度 | ℃ | -40~70 | 製品仕様 | 無荷重目安 | 架橋品で上限が高い場合があるが、荷重下は低めに評価 |
| 短時間耐熱温度 | ℃ | 80~100 | 製品仕様 | 短時間・無荷重 | 収縮、軟化、セル変形を実測確認 |
| 融点(樹脂相) | ℃ | 105~135 | DSC | 樹脂相 | LDPE、LLDPE、HDPE構成により異なる |
| 体積抵抗率 | Ω・cm | 10¹⁴~10¹⁷ | ASTM D257等 | 乾燥状態 | 帯電防止・導電グレードを除く |
| 比誘電率・1 MHz | 無次元 | 1.1~2.2 | 代表値、規格不明 | 乾燥状態 | 発泡倍率で低下。セル構造と含水率に依存 |
| 難燃性・UL 94 | 等級 | グレード依存 | UL 94 | 厚さ・色依存 | 標準品を一律に難燃とは扱わない。認証グレードを確認 |
| 限界酸素指数 | % | グレード依存 | ISO 4589 | 23℃ | 難燃剤処方と密度に依存し一般化困難 |
比較用評価スコア
| 評価項目 | スコア | 評価理由 |
|---|---|---|
| 引張強度 | 2 | 発泡倍率により母材PEより低下する |
| 剛性 | 2 | 柔軟であり構造材向けではない |
| 衝撃吸収性 | 5 | 圧縮変形で衝撃エネルギーを吸収 |
| 耐熱性 | 2 | 一般に70℃前後が目安。架橋品で改善 |
| 低温特性 | 4 | 低温でも比較的柔軟性を維持 |
| 耐薬品性 | 4 | 水・酸・アルカリに良好。炭化水素溶剤に注意 |
| 耐候性 | 2 | 無安定品は紫外線劣化。黒色・安定化品で改善 |
| 耐加水分解性 | 5 | 主鎖が炭化水素で加水分解を受けにくい |
| 寸法安定性 | 2 | 温度・圧縮・発泡倍率で収縮・クリープ |
| 低吸水性 | 5 | 独立気泡品は非常に低吸水 |
| 電気絶縁性 | 5 | 乾燥状態で高い絶縁性 |
| 難燃性 | 1 | 標準品は可燃。難燃グレードが必要 |
| 成形加工性 | 4 | 押出発泡、熱成形、打抜き、積層が容易 |
| 接着性 | 1 | 低表面エネルギーのため表面処理が必要 |
| リサイクル性 | 2 | 無架橋品は再溶融可能だが、架橋品は制約が大きい |
| 価格優位性 | 4 | 一般に比較的低価格~中価格 |
耐薬品性
以下は一般的な独立気泡PEフォームの目安である。フォームでは、樹脂相の膨潤だけでなく、セル内への浸透、接着層の剥離、表皮の損傷、添加剤抽出、圧縮状態での変形を含めて評価する必要がある。
| 薬品名 | 濃度 | 温度 | 接触時間・方法 | 応力 | 評価 | 主な劣化形態 | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 水 | 100% | 23℃ | 24~168 h浸漬 | 無応力 | ◎ | 影響小 | 切断面からの吸水と浮力変化を確認 |
| 温水 | 100% | 60~80℃ | 24~168 h浸漬 | 無応力 | ○ | 収縮、軟化、圧縮変形 | 架橋・密度・荷重に依存 |
| 塩酸 | 10% | 23℃ | 24 h浸漬 | 無応力 | ◎ | 一般に影響小 | 高温・濃厚条件は確認 |
| 硫酸 | 10% | 23℃ | 24 h浸漬 | 無応力 | ○ | 酸化・表面変化の可能性 | 濃硫酸・高温は不適となり得る |
| 水酸化ナトリウム | 10% | 23℃ | 24 h浸漬 | 無応力 | ◎ | 一般に影響小 | 添加剤抽出を確認 |
| エタノール | 100% | 23℃ | 24 h浸漬 | 無応力 | ○ | 軽微な膨潤・抽出の可能性 | 接着剤・ラミネート層は別評価 |
| IPA | 100% | 23℃ | 24 h浸漬 | 無応力 | ○ | 軽微な膨潤・抽出の可能性 | 高温・長時間は確認 |
| グリセリン | 100% | 23℃ | 24 h浸漬 | 無応力 | ◎ | 影響小 | 表面残留に注意 |
| アセトン | 100% | 23℃ | 短時間~24 h | 無応力 | ○ | 一般にPE樹脂相は比較的安定 | 接着層、印刷、添加剤は影響を受け得る |
| 酢酸エチル | 100% | 23℃ | 短時間~24 h | 無応力 | △ | 膨潤、軟化、寸法変化 | 高発泡・低密度品ほど確認が必要 |
| トルエン | 100% | 23℃ | 短時間~24 h | 無応力 | × | 膨潤、軟化、収縮、接着層剥離 | 温度上昇で影響増大 |
| キシレン | 100% | 23℃ | 短時間~24 h | 無応力 | × | 膨潤、軟化 | 長時間接触を避ける |
| n-ヘキサン | 100% | 23℃ | 短時間~24 h | 無応力 | △ | 膨潤、油状成分抽出 | 密度・架橋で差 |
| 灯油 | 市販品 | 23℃ | 24~168 h | 無応力 | △ | 膨潤、重量増加、軟化 | 燃料組成と温度に依存 |
| 鉱物油 | 100% | 23℃ | 168 h | 無応力 | ○ | 長期膨潤・圧縮特性低下 | 高温油は要試験 |
| ジクロロメタン | 100% | 23℃ | 短時間 | 無応力 | × | 著しい膨潤、収縮、軟化 | 接触回避が望ましい |
| 次亜塩素酸ナトリウム | 0.05% | 23℃ | 24 h | 無応力 | ○ | 酸化、変色の可能性 | 有効塩素濃度、pH、温度を確認 |
| 過酸化水素 | 3% | 23℃ | 24 h | 無応力 | ○ | 酸化・変色の可能性 | 高濃度・高温は要試験 |
| 海水 | 約3.5%塩 | 23℃ | 168 h | 無応力 | ◎ | 一般に影響小 | 長期浮力材では圧縮・吸水を確認 |
| 界面活性剤水溶液 | 1% | 40℃ | 24~168 h | 無応力 | ○ | 濡れ性上昇、添加剤抽出 | 洗浄剤組成・pHを確認 |
SP値(溶解度パラメータ)
| 対象 | SP値(δ) | 単位 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 発泡ポリエチレン(樹脂相) | 16.0~17.0 | MPa1/2 | PE母材の代表範囲。発泡体の空隙を含む見掛けSP値ではない |
| LDPE | 約16.3 | MPa1/2 | 代表値 |
| HDPE | 約16.0~16.5 | MPa1/2 | 結晶化度・資料により差 |
SP値は樹脂相の溶解・膨潤傾向を推定する補助指標である。発泡体の耐薬品性は、結晶化度、架橋度、セル構造、発泡倍率、温度、時間、応力、添加剤、接着層によって変わるため、SP値だけで判定してはならない。
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 | ○ |
| 8以上 | 溶解・膨潤しにくい | ◎ |
SP値から見た耐溶剤性
| 溶剤 | SP値 | PEとの差(基準16.5) | 評価 | 実務上の注意 |
|---|---|---|---|---|
| n-ヘキサン | 14.9 | 1.6 | △ | 非極性でPEと親和性があり、膨潤に注意 |
| トルエン | 18.2 | 1.7 | × | 芳香族溶剤。温度上昇で膨潤が大きい |
| キシレン | 18.0 | 1.5 | × | 長時間接触で膨潤・軟化 |
| 酢酸エチル | 18.6 | 2.1 | △ | SP差だけでなく拡散・添加剤抽出を考慮 |
| アセトン | 19.9 | 3.4 | ○ | PE樹脂相は比較的安定だが接着層等は別評価 |
| エタノール | 26.0 | 9.5 | ◎ | SP差上は良好。実際は添加剤・ラミネートを確認 |
| 水 | 47.9 | 31.4 | ◎ | PE樹脂相は低吸水。切断面とセル構造を確認 |
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・強度低下などに注意、×:著しい膨潤・変形・溶解等の可能性が高い、-:データなし又は評価困難、である。
製法
発泡ポリエチレンは、まずエチレンを付加重合してポリエチレン樹脂を製造し、その後に発泡工程を組み合わせて得られる。母材にはLDPE、LLDPE、HDPE又はこれらのブレンドが用いられ、柔軟性や発泡性を調整するためEVAなどを併用する場合がある。
無架橋押出発泡では、溶融PEに物理発泡剤又は化学発泡剤を混合し、ダイ出口で減圧して気泡を形成する。架橋発泡では、化学架橋剤又は電子線照射により分子鎖間に架橋を形成して溶融張力を高め、その後の加熱で発泡剤を分解・膨張させる。代表的な母材重合反応は、n CH2=CH2 → [-CH2-CH2-]n で表される。
発泡後は冷却・熟成してセルを安定化し、スライス、ラミネート、打抜き、熱成形、表面処理、粘着加工などを行う。製品性能は樹脂種だけでなく、発泡倍率、独立気泡率、セル径、架橋度、厚み、表皮、添加剤、後加工条件に左右される。

詳細な利用用途
| 用途分野 | 適性 | 具体例 | 選定上の注意 |
|---|---|---|---|
| 緩衝包装 | ◎ | 家電、精密機器、ガラス、家具の保護 | 圧縮曲線、落下衝撃、復元性、摩耗粉、帯電を確認 |
| 自動車内装・シール | ○ | ドア、天井、ダクト、スペーサー、NVH部材 | 耐熱、VOC、難燃、圧縮永久ひずみ、接着耐久性を確認 |
| 建築・設備 | ○ | 断熱、結露防止、目地、配管保温 | 燃焼性、長期圧縮、紫外線、施工接着剤との相性を確認 |
| 電気・電子 | ○ | 絶縁スペーサー、表示器周辺、基板包装 | 難燃認証、体積抵抗、帯電、アウトガス、イオン汚染を確認 |
| 食品包装・物流 | ○ | 保冷箱内装、クッション、トレー | 食品接触適合はグレード証明書を確認。洗浄・臭気・溶出を評価 |
| 医療・ヘルスケア | △ | パッド、保護材、補助具 | 生体適合性、滅菌耐久、抽出物・溶出物は専用グレードで評価 |
| スポーツ・レジャー | ◎ | マット、浮力材、プロテクター | 圧縮疲労、汗、紫外線、低温、表面摩耗を確認 |
| ガスケット・シール | ○ | 防塵、防水、隙間充填 | 圧縮応力緩和、セル構造、表皮、粘着層の耐久性を確認 |
| 機械部品 | △ | スペーサー、緩衝材、防振材 | 高荷重・高温・摺動用途には不向き。クリープを評価 |
| 複合材料芯材 | ○ | 軽量パネル、サンドイッチ構造 | 接着性、圧縮強さ、せん断強さ、耐熱を確認 |
接合・表面処理適性
| 方法 | 適性 | 主な注意点 |
|---|---|---|
| 熱板・熱風溶着 | ○ | 温度、加圧、表皮、厚みを最適化 |
| 超音波溶着 | △ | 軟質・高発泡品ではエネルギー伝達が不安定 |
| レーザー溶着 | △ | 吸収/透過設計とセル散乱を確認 |
| 溶剤接着 | × | PEは溶剤接着が困難であり、溶剤膨潤リスクがある |
| 接着剤接合 | △ | 表面処理・プライマーとPE対応粘着剤が必要 |
| 機械締結 | △ | 局部圧縮・引裂き・座屈に注意 |
| コロナ処理 | ○ | 薄物・シートに有効。処理効果の経時低下を考慮 |
| プラズマ処理 | ○ | 濡れ性・接着性改善に有効 |
| フレーム処理 | ○ | 過熱・収縮・発火に注意 |
| プライマー処理 | ○ | 接着剤メーカー指定系を使用 |
品質・成形不良
| 不良 | 主な原因 | 主な対策 |
|---|---|---|
| セル粗大・不均一 | 発泡剤分散不良、核剤不足、ダイ圧変動、架橋不足 | 混練、温度、圧力、核剤、架橋度を管理 |
| 表面荒れ・破泡 | 溶融張力不足、過発泡、温度過高 | 樹脂粘度、架橋、冷却、発泡倍率を最適化 |
| 厚み・密度むら | 吐出変動、冷却不均一、引取速度変動 | 押出量、ダイ、冷却、オンライン測定を管理 |
| 収縮・反り | 脱ガス不足、セル内圧変化、熱履歴 | 熟成、冷却、後加熱条件を管理 |
| ラミネート剥離 | 表面エネルギー不足、処理劣化、粘着剤不適合 | 処理直後に貼合、表面張力測定、耐久試験 |
| 臭気・フォギング | 残留発泡剤、分解物、添加剤 | 熟成・ベーキング、低VOC処方、分析評価 |
注意点・劣化故障モード
| 劣化現象 | 主な原因・発生条件 | 影響 | 予防策 | 推奨確認試験 |
|---|---|---|---|---|
| 圧縮永久ひずみ・クリープ | 長時間圧縮、高温、低密度、高発泡倍率 | 厚み減少、シール力低下、緩衝性能低下 | 使用温度・圧縮率を下げ、高密度又は架橋品を選定 | 圧縮永久ひずみ試験、応力緩和試験 |
| 熱収縮・軟化 | 上限温度超過、局所加熱、熱成形履歴 | 寸法変化、反り、セル潰れ | 実使用温度より十分高い耐熱余裕を確保 | 熱老化、寸法変化、ヒートサイクル |
| 溶剤膨潤 | 芳香族・塩素系溶剤、燃料、油 | 重量増加、軟化、収縮、接着剥離 | 実液で濃度・温度・時間を再現 | 浸漬試験、圧縮下浸漬試験 |
| 紫外線劣化 | 屋外暴露、無安定自然色 | 黄変、粉化、脆化、強度低下 | 耐候グレード、黒色化、表面被覆 | キセノンアーク、屋外暴露 |
| 接着剥離 | 未処理表面、不適合粘着剤、可塑剤移行 | ラミネート・テープ剥離 | コロナ・プラズマ・フレーム処理、専用プライマー | 180度剥離、熱湿耐久 |
| 発泡収縮・寸法変動 | 脱ガス不足、セル不安定、温度履歴 | 厚み・幅の変動、反り | 熟成、冷却、発泡剤・核剤・架橋条件最適化 | 経時寸法測定、密度分布 |
| 難燃性不足 | 標準可燃グレード、厚み不足 | 着火、延焼、溶融滴下 | 規格認証グレードと実厚みを指定 | UL 94、FMVSS 302、酸素指数等 |
| アウトガス・臭気 | 残留発泡剤、架橋剤分解物、添加剤 | 曇り、臭気、電子部品汚染 | 低VOCグレード、熟成、ベーキング | VOC、フォギング、TDS/GC-MS |
法規制・認証
| 項目 | 一般的な位置付け | 確認事項 |
|---|---|---|
| RoHS・REACH | 一般に対応可能なグレードが存在 | 難燃剤、顔料、帯電防止剤を含む個別グレードの適合証明を確認 |
| 食品接触 | 適合グレードが存在 | 日本の食品衛生法ポジティブリスト、EU、FDAは用途・温度・接触条件別に確認 |
| 医療用途 | 専用グレードで対応可能 | ISO 10993、USP Class VI、滅菌方法、抽出物・溶出物を個別評価 |
| UL認証 | 難燃・電気用途向け認証グレードが存在 | UL 94等級、厚さ、色、製造拠点、ファイル番号を確認 |
| 自動車規格 | 用途別グレードが存在 | FMVSS 302、VOC、フォギング、臭気、耐熱、耐久を確認 |
| PFAS関連 | PE骨格自体はフッ素を含まない | 添加剤、表面処理、離型剤、難燃処方の含有をサプライヤーへ確認 |
| リサイクル表示 | PE系として識別される場合がある | 発泡体、架橋、複合・粘着加工は回収・再生を難しくする |
環境・リサイクル性
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 熱可塑性/架橋 | 無架橋PEフォームは熱可塑性で再溶融可能。架橋PEフォームは三次元網目を持ち、通常の再溶融成形が困難 |
| マテリアルリサイクル | 単一材・清浄・無架橋品は比較的可能。粘着、ラミネート、難燃、架橋、汚染で難易度上昇 |
| 再生材利用 | 一部用途で可能であるが、セル均一性、臭気、色、機械物性が変化するため配合率管理が必要 |
| サーマルリサイクル | 主成分は炭化水素で燃焼熱を持つ。設備の排ガス管理と難燃剤・添加剤組成を確認 |
| 生分解性 | 一般的なPEフォームは生分解性ではない |
| バイオベース | バイオ由来エチレンを原料とするPEは可能であるが、バイオベースと生分解性は別概念 |
| 価格・供給性 | 比較的低価格~中価格。ロール、シート、ブロック、打抜き加工品の流通性は高いが、特殊難燃・低VOC・医療品はMOQと納期を確認 |
関連材料との比較
| 比較材料 | 特徴 | 発泡ポリエチレンとの違い |
|---|---|---|
| ポリエチレン(PE) | 非発泡の母材。耐水・耐薬品性、電気絶縁性に優れる | PEフォームは軽量・断熱・緩衝性に優れるが、剛性・強度・寸法精度は低い |
| 発泡ポリプロピレン(EPP) | 耐熱性、剛性、繰返し緩衝性に優れる | EPPは高温・反復衝撃に有利。PEフォームは柔軟性、低温性、シート加工で有利な場合 |
| EVA | 柔軟性、低温性、クッション性、熱融着性に優れる | EVAフォームは柔軟・弾性設計がしやすいが、耐熱・耐油はVA含有量に依存 |
| 発泡ポリスチレン(EPS) | 軽量、断熱性、成形緩衝性に優れる | EPSは剛性とコストで有利。PEフォームは柔軟で割れにくく、耐薬品性に優れる |
| 押出発泡ポリスチレン(XPS) | 板状断熱材で低吸水・圧縮強さに優れる | XPSは建築断熱に有利。PEフォームは柔軟・薄物・シール用途に適する |
| 発泡ポリウレタン | 軟質から硬質まで設計範囲が広い | PUはクッション・断熱性能の自由度が高い。PEフォームは耐水・耐薬品・低吸水で有利 |
| 熱可塑性オレフィン(TPO) | PP・PE・ゴム成分を組み合わせた柔軟材料 | TPOは非発泡成形部品用途が中心。PEフォームは軽量・緩衝・断熱機能を付与 |
| 超高分子量ポリエチレン(UHMWPE) | 耐摩耗、低摩擦、耐衝撃性に優れる | UHMWPEは摺動・機械部品向け。PEフォームは低密度でクッション・シール用途向け |
代表的なメーカー
| メーカー | 代表製品・ブランド | 概要 |
|---|---|---|
| 積水化学工業 | ソフトロン(SOFTLON) | 電子線架橋を含む高発泡ポリエチレンフォーム。断熱、緩衝、自動車、建築、粘着基材等に展開 |
| JSP | ミラマット | 無架橋法による高発泡ポリエチレンシート。包装、養生、断熱、防湿用途で知られる |
| 東レ | トーレペフ(代表例) | 架橋ポリエチレンフォームとして知られ、産業資材、自動車、建築、テープ基材等に使用される。現行グレードと供給窓口は個別確認 |
| Trocellen | TROCELLEN PE Foam | 架橋ポリオレフィンフォームをグローバル展開。自動車、建築、スポーツ、粘着材用途など |
関連キーワード
発泡ポリエチレン ポリエチレン 発泡ポリプロピレン EVA 発泡ポリスチレン 押出発泡ポリスチレン 発泡ポリウレタン 熱可塑性オレフィン 架橋ポリエチレンフォーム 独立気泡 緩衝材 断熱材 環境応力割れ UL 94
用途決定前に推奨される確認試験
- 実薬品浸漬試験:実濃度、最低・最高温度、想定接触時間で、質量、寸法、硬さ、圧縮応力、外観を測定する。
- 圧縮永久ひずみ・応力緩和試験:想定圧縮率、荷重、温度、時間でシール力と厚み回復を確認する。
- 熱老化・高温高湿・ヒートサイクル試験:収縮、反り、剥離、硬化、セル変形を確認する。
- 紫外線促進耐候試験:屋外用途では色差、亀裂、粉化、引張・圧縮特性保持率を評価する。
- 接着・溶着耐久試験:表面処理直後と経時後の剥離強さ、温湿度・薬品・熱サイクル後の保持率を確認する。
- 難燃性・VOC・溶出・アウトガス試験:用途規格、厚み、色、構成材を実製品条件で確認する。
- 実部品耐久試験:形状、組付け応力、荷重、振動、温度、湿度、薬品を組み合わせて評価する。