エポキシアクリレート

概要

項目 内容
材料名 エポキシアクリレート
略記号 EA(Epoxy Acrylate)。ただし、国際的に一義的に統一された樹脂略号ではない。
IUPAC 単一物質ではなくオリゴマー混合物であるため、一義的なIUPAC名は設定できない。代表例はビスフェノールA型エポキシ樹脂とアクリル酸の付加反応生成物である。
英語名 Epoxy acrylate / Epoxy acrylate oligomer
日本語名 エポキシアクリレート、エポキシアクリレートオリゴマー、エポキシアクリル樹脂
分類 ラジカル硬化型反応性オリゴマー、UV硬化樹脂、EB硬化樹脂、熱硬化性樹脂原料
プラスチック分類 熱硬化性樹脂系。硬化前は液状オリゴマー、硬化後は三次元架橋体であり、一般的な熱可塑性プラスチックには分類しない。
化学式又は代表構造 エポキシ樹脂骨格-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-O-C(=O)-CH=CH₂。実製品は骨格、官能基数及び反応性希釈剤により異なる。
CAS No. 単一CAS番号で一般化できない。ビスフェノールA型エポキシジアクリレートとして複数の登録・混合物表記が存在するため、SDSで個別確認が必要である。
構造・主成分 ビスフェノールA型、ビスフェノールF型又はノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ基に、アクリル酸又はメタクリル酸を付加した多官能オリゴマー。
主な用途 UV・EB硬化塗料、ハードコート、印刷インキ、オーバープリントワニス、接着剤、電子材料、レジスト、3Dプリント材料、FRP及び複合材料マトリックス。

エポキシアクリレートは、エポキシ樹脂の剛直な骨格と接着性を利用しつつ、分子末端又は側鎖へアクリレート基を導入した反応性オリゴマーである。一般に光開始剤及び反応性希釈剤と配合し、紫外線又は電子線で高速硬化させる。硬化速度、表面硬度、光沢、耐薬品性及び基材密着性を高めやすいことから、UV硬化材料の代表的な主剤として用いられる。

一方、標準的なビスフェノールA型は粘度が高く、硬化収縮、黄変、脆さ、皮膚刺激性及び酸素阻害に注意を要する。柔軟性又は低粘度が必要な場合は、脂肪族変性、長鎖変性、反応性希釈剤、ウレタンアクリレート又はポリエステルアクリレートとの併用により調整する。

類似材料として、エポキシ骨格を不飽和酸で変性し、スチレン等で硬化するビニルエステル樹脂がある。両者は化学構造が近い場合があるが、エポキシアクリレートは主にUV・EB硬化塗膜・インキ用途、ビニルエステル樹脂は耐食FRP及び厚肉成形用途で区別されることが多い。

特徴

長所
  • アクリレート基のラジカル反応性が高く、UV・EB照射により秒単位以下の高速硬化が可能である。
  • 一般に硬化塗膜の硬度、光沢、耐摩耗性、耐溶剤性及び耐薬品性を高めやすい。
  • エポキシ由来の芳香族骨格と水酸基により、金属、ガラス、紙、木材及び一部プラスチックへの密着性を設計しやすい。
  • 無溶剤又は高固形分化が可能であり、VOC低減に寄与できる。
短所
  • 標準的な芳香族型は高粘度で、反応性希釈剤を必要とすることが多い。
  • 架橋密度が高い系では脆化、低伸び、硬化収縮及び内部応力が問題となる。
  • 芳香族骨格を持つ系は屋外UVで黄変しやすく、長期耐候性は脂肪族ウレタンアクリレート等より劣る場合がある。
  • 未硬化のアクリレート成分は皮膚感作性又は刺激性を示す場合があり、SDSに基づく保護具、換気及び曝露管理が必要である。
項目 内容
外観 無色~淡黄色の高粘度液体又は半固体。反応性希釈剤で希釈された製品も多い。
耐熱性 硬化物のTgは骨格・官能基数・希釈剤により大きく変わる。標準ビスフェノールA型では概ね50~120℃、ノボラック型・多官能型ではより高い設計が可能である。
耐薬品性 硬化度が十分であれば水、油、希酸、希アルカリ及び多くの溶剤に比較的良好であるが、強アルカリ、強酸化剤、高温水、ケトン及び塩素系溶剤では膨潤・加水分解・白化に注意する。
加工性 塗工、印刷、含浸、注型、ディスペンスに適する。通常のペレット射出成形、押出成形、ブロー成形には適さない。
分類上の注意 硬化前のオリゴマーと硬化後の架橋体で性質が異なる。ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂及び一般アクリル樹脂と混同しない。

構造式

エポキシアクリレートの代表構造式

上図はビスフェノールA型エポキシジアクリレートの模式構造である。エポキシ環はアクリル酸との付加反応で開環し、β-ヒドロキシエステル構造と末端アクリレート基を形成する。硬化時には末端炭素-炭素二重結合がラジカル重合し、三次元網目構造を形成する。

構成要素 代表例 役割・影響
エポキシ骨格 ビスフェノールA、ビスフェノールF、ノボラック、水添ビスフェノールA 剛性、耐熱、密着、耐薬品性、粘度及び黄変性を支配する。
不飽和酸 アクリル酸、メタクリル酸 光・電子線・熱ラジカル硬化性を付与する。メタクリレートは一般に反応性がやや低い。
反応性希釈剤 HDDA、TPGDA、TMPTA、IBOA等 粘度、硬化速度、収縮、柔軟性、Tg及び刺激性を調整する。
共重合・変性 脂肪酸変性、長鎖変性、アミン変性、酸変性、臭素化等 柔軟性、濡れ性、顔料親和性、難燃性又は密着性を調整する。

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
ビスフェノールA型 二官能芳香族型 硬化性、硬度、光沢、耐薬品性のバランス 高粘度、脆さ、黄変 木工・紙・プラスチック用UV塗料、インキ
ノボラック型 多官能芳香族型 高架橋、高Tg、耐熱、耐溶剤 粘度、脆性、硬化収縮が大きい 電子材料、耐熱コーティング、レジスト
脂肪族・水添型 脂肪族又は水添芳香族骨格 低黄変、耐候性、柔軟性 硬度・耐熱が低下する場合がある 透明コート、屋外用途、光学用途
変性エポキシアクリレート 脂肪酸、ゴム、ポリエーテル等で変性 柔軟性、密着性、低収縮 耐熱・硬度低下の可能性 接着剤、フレキシブル基材、インキ
酸変性型 カルボキシ基を導入 アルカリ現像性、顔料分散性 吸水、耐アルカリ性に注意 ソルダーレジスト、感光性材料
難燃型 リン系、臭素系又は無機難燃成分を組合せ 難燃性、自己消火性を付与可能 透明性、粘度、規制適合に注意 電子・電気保護コート
GF・無機充填型 ガラス繊維、シリカ、アルミナ等を配合 剛性、低収縮、熱伝導、寸法安定性 透明性低下、沈降、摩耗性 注型、複合材、電子封止
3Dプリント用配合 低粘度オリゴマー+希釈剤+光開始剤 造形速度、解像度、硬度 厚肉硬化収縮、脆性、後硬化依存 SLA・DLP造形

成形加工

加工方法 適性 理由・注意点
射出成形 × 一般的なペレット射出成形には不適。光硬化型射出・RIM等の特殊工程を除く。
押出成形 × 硬化前は液状オリゴマーであり、通常の溶融押出には適さない。
ブロー成形 × 溶融パリソンを形成しないため不適。
圧縮成形 BMC・プリプレグ等へ配合した特殊な熱又は光硬化系では可能。
真空成形 × 熱可塑性シートではないため不適。
塗工・ロールコート 主要加工法。粘度、膜厚、酸素阻害、照射量を管理する。
印刷 オフセット、フレキソ、スクリーン、インクジェット配合に利用される。
注型・ディスペンス 低粘度化、気泡、発熱、硬化深さ及び収縮を確認する。
含浸・複合材成形 繊維濡れ、光透過性、厚肉部の硬化均一性を確認する。
3Dプリント SLA・DLP用配合に適するが、単独オリゴマーでは粘度が高い。
切削加工 硬化後の板・注型品は加工可能。欠け、発熱、粉じんに注意する。
接着 光透過可能な接合部又はデュアル硬化設計で有効。
塗装・印刷・蒸着下地 高光沢・高硬度下地を形成しやすい。基材表面処理が必要な場合がある。
代表的な配合・硬化条件
項目 代表範囲 単位 備考
予備乾燥 液状樹脂は通常乾燥しないが、水分混入を避ける。吸湿性フィラー・顔料は事前乾燥を検討する。
配合温度 20~60 高粘度品は加温して混合する。局所過熱と禁止剤失活を避ける。
塗工粘度 100~100000 mPa・s 用途・希釈率・温度依存。インクジェットではさらに低粘度が必要である。
UV波長 250~450 nm 光開始剤と光源に依存。LEDでは365、385、395、405 nm等を選択する。
UV積算光量 100~2000 mJ/cm² 膜厚、顔料、開始剤、速度により大きく変わる代表目安。
硬化膜厚 0.005~3 mm 表面コートから注型まで。厚膜は発熱、収縮、深部硬化を確認する。
後硬化 50~120 必要に応じて実施。Tg、残存モノマー及び耐薬品性を改善できる場合がある。
硬化収縮率 3~12 % 配合・官能基密度依存。低収縮化には高分子量化、フィラー、低収縮モノマーを用いる。

代表的な物性値又は機械的性質

以下は非強化・無充填の代表的な硬化物に関する一般的範囲である。エポキシアクリレートは配合物であり、オリゴマー骨格、反応性希釈剤、光開始剤、硬化率、膜厚及び試験条件により幅が大きい。比較機能へ登録する際は、特定グレードの試験成績表を優先する。

物理的性質
項目 単位 代表範囲 試験規格 材料状態・条件 信頼度 備考
密度 g/cm³ 1.10~1.25 23℃、硬化物 B 無充填硬化物の代表範囲
比重 無次元 1.10~1.25 23℃、硬化物 B 密度と同等の代表範囲
吸水率・24時間 % 0.1~1.0 ISO 62又はASTM D570相当 23℃水、硬化条件依存 C 酸変性型・低硬化率では増加し得る
成形収縮率 % 3~12 体積収縮の代表目安 硬化時 C 反応性希釈剤、官能基数、フィラーで変動
屈折率 無次元 1.50~1.57 代表値、規格不明 23℃ C 芳香族骨格で比較的高い
光線透過率 % 85~92 可視光、薄膜 無着色透明硬化膜 C 黄変、膜厚、開始剤に依存
機械的性質
項目 単位 代表範囲 試験規格 材料状態・条件 信頼度 備考
引張強さ・破断 MPa 30~80 ISO 527又はASTM D638相当 硬化物 B 高架橋品は高強度・低伸び
引張弾性率 GPa 1.5~3.5 ISO 527又はASTM D638相当 硬化物 B 柔軟変性品は低下
引張破断伸び % 1~10 ISO 527又はASTM D638相当 硬化物 B 柔軟変性品は10%以上の場合あり
曲げ強さ MPa 50~120 ISO 178又はASTM D790相当 硬化物 C 配合依存
曲げ弾性率 GPa 1.8~4.0 ISO 178又はASTM D790相当 硬化物 C フィラーで増加
アイゾット衝撃強さ・ノッチ付き kJ/m² 1~8 ISO 180相当 硬化物 C ASTMのJ/m値と混同しない
ショアD硬度 無次元 70~90 ISO 868又はASTM D2240相当 硬化膜・硬化物 B 薄膜は基材影響あり
熱的性質
項目 単位 代表範囲 試験規格 材料状態・条件 信頼度 備考
ガラス転移温度 50~150 DSC又はDMA 硬化物 B ノボラック多官能型で高くなる
融点 該当なし 三次元架橋体 A 熱硬化性で再溶融しない
熱分解開始温度 250~350 TGA、雰囲気依存 硬化物 C 5%質量減少温度等の定義確認が必要
荷重たわみ温度・1.80 MPa データなし ISO 75 塗膜材料として一般化困難
連続使用温度 60~120 用途別目安 空気中 C Tg、黄変、接着保持率により判断
短時間耐熱温度 120~180 用途別目安 短時間 C 熱履歴、膜厚、基材依存
熱伝導率 W/(m・K) 0.18~0.25 代表値、規格不明 無充填硬化物 C 熱伝導フィラーで大幅増加
線膨張係数 10⁻⁵/K 4~8 TMA Tg未満 C フィラー・繊維強化で低下
電気的性質・燃焼性
項目 単位 代表範囲 試験規格 材料状態・条件 信頼度 備考
体積抵抗率 Ω・cm 1×10¹³~1×10¹⁶ IEC 60093又はASTM D257相当 乾燥硬化物 C 吸湿・イオン性不純物で低下
絶縁破壊強さ kV/mm 10~30 IEC 60243相当 薄膜又は注型物 C 膜厚、気泡、電極条件依存
比誘電率・1 kHz 無次元 3.0~5.0 IEC 60250相当 乾燥硬化物 C 配合依存
誘電正接・1 kHz 無次元 0.01~0.05 IEC 60250相当 乾燥硬化物 C 吸湿・温度で増加
UL 94燃焼性 区分 グレード依存 UL 94 厚さ・色・配合依存 A 認証グレードの個別確認が必要
限界酸素指数・LOI % データなし ISO 4589 一般化困難
強化・充填グレードの傾向
グレード区分 強化材・含有率 物性への主な影響 注意点
GF強化 ガラス繊維 10~50質量%程度 剛性、強度、耐熱、低収縮、寸法安定性を改善 透明性、表面平滑性、繊維浮き、粘度に注意
CF強化 炭素繊維 5~40質量%程度 高剛性、導電性、低線膨張、軽量化 高価格、電食、繊維分散、異方性に注意
シリカ充填 溶融シリカ等 20~80質量%程度 低収縮、低CTE、寸法安定、絶縁性改善 高粘度、沈降、脆性、混練性に注意
アルミナ等熱伝導充填 30~85質量%程度 熱伝導率、耐熱、寸法安定性を改善 粘度、摩耗、沈降、絶縁破壊欠陥に注意
比較用評価スコア
評価項目 スコア(0~5) 評価理由
引張強度 4 硬化物は比較的高強度であるが、配合依存性が大きい。
剛性 4 芳香族・多官能型は高剛性である。
衝撃強度 2 標準系は脆く、柔軟変性が必要な場合が多い。
耐熱性 3 標準系は中程度、ノボラック多官能型は高耐熱化可能。
耐薬品性 4 十分に硬化した塗膜は多くの薬品に良好。
耐候性 2 芳香族型は黄変しやすい。
寸法安定性 3 硬化収縮はあるが、フィラーで改善可能。
低吸水性 3 比較的低吸水だが、OH基・酸変性で増加。
電気絶縁性 4 乾燥状態で良好。
難燃性 2 標準品は一律に難燃ではない。
透明性 4 無着色薄膜は高透明に設計可能。
成形加工性 3 塗工・印刷は良好、溶融成形は不可。
接着性 4 エポキシ骨格とOH基により良好。
リサイクル性 1 架橋後のマテリアルリサイクルは困難。
価格優位性 2 汎用熱可塑性樹脂より高価格である。

耐薬品性

以下は十分に硬化した非強化硬化物について、23℃、無応力、短時間接触から168時間程度を想定した一般的目安である。実際の耐薬品性は硬化率、膜厚、架橋密度、基材、残留応力、薬品濃度、温度及び接触時間で変化する。

薬品名 濃度 温度 接触条件 応力 評価 主な劣化形態 備考
100% 23℃ 24~168 h浸漬 吸水、白化 硬化不足では低下
温水 60~80℃ 24~168 h浸漬 吸水、密着低下 高温長期は要試験
塩酸 5~10% 23℃ 24~168 h浸漬 変色、膨潤 濃酸・高温は△~×
硫酸 5~10% 23℃ 24~168 h浸漬 変色、脆化 濃硫酸・高温は不適
酢酸 5~10% 23℃ 24~168 h浸漬 膨潤、加水分解 高濃度は要注意
水酸化ナトリウム 5~10% 23℃ 24~168 h浸漬 エステル加水分解、白化 高温・高濃度で×
アンモニア水 5~10% 23℃ 24~168 h浸漬 膨潤、加水分解 密着低下に注意
エタノール 100% 23℃ 24~168 h浸漬 軽微な膨潤 低硬化率では△
IPA 100% 23℃ 24~168 h浸漬 軽微な膨潤 応力下は要試験
グリセリン 100% 23℃ 24~168 h浸漬 軽微な吸湿 高温は確認
MMB 100% 23℃ 24~168 h浸漬 膨潤、軟化 グリコールエーテル系
トルエン 100% 23℃ 24~168 h浸漬 膨潤、軟化 架橋密度依存
キシレン 100% 23℃ 24~168 h浸漬 膨潤、軟化 長時間は要注意
ヘキサン 100% 23℃ 24~168 h浸漬 添加剤抽出 一般に影響小
シクロヘキサン 100% 23℃ 24~168 h浸漬 軽微な膨潤 配合依存
アセトン 100% 23℃ 24 h浸漬 膨潤、白化、軟化 高架橋品でも要試験
MEK 100% 23℃ 24 h浸漬 膨潤、軟化 塗膜評価に頻用
酢酸エチル 100% 23℃ 24 h浸漬 膨潤、軟化 長時間は不適の場合あり
THF 100% 23℃ 24 h浸漬 × 著しい膨潤、軟化 強溶剤
ジクロロメタン 100% 23℃ 短時間 × 急速膨潤、剥離 一般に不適
エンジン油 100% 80℃以下 24~168 h 添加剤抽出 高温酸化油は確認
ガソリン 市販相当 23℃ 24~168 h 膨潤、抽出 芳香族・酸素含有成分依存
ブレーキ液 グリコール系 23℃ 24~168 h 膨潤、軟化 実液試験必須
次亜塩素酸ナトリウム 0.1~1% 23℃ 24~168 h 酸化、黄変、脆化 有効塩素・pH依存
過酸化水素 3~10% 23℃ 24~168 h 酸化、白化 高濃度・高温は不適
SP値(溶解度パラメータ)

硬化前のビスフェノールA型エポキシアクリレートオリゴマーの代表的なHildebrand SP値は、概ね19~23 MPa1/2の範囲にあると推定される。ただし、単一組成ではなく、反応性希釈剤及び変性骨格により変化する。硬化後の三次元架橋体は熱力学的な意味で溶解せず、SP値が近い溶剤でも膨潤に留まる場合が多い。SP値だけで耐薬品性を判断せず、架橋密度、加水分解、酸化、応力割れ及び添加剤抽出を併せて評価する必要がある。

溶解性の目安
SP値差 Δδ 溶解・膨潤の目安 判定
0~2 未硬化樹脂では溶解しやすく、硬化物では膨潤・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 δ(MPa1/2 想定Δδ SP評価 実務上の注意
アセトン 19.9 0~3 × SP値が近く、膨潤しやすい
MEK 19.0 0~4 × 未硬化樹脂の良溶媒となり得る
酢酸エチル 18.6 0.4~4.4 硬化物でも膨潤注意
トルエン 18.2 0.8~4.8 芳香族骨格との親和性が高い
THF 18.5 0.5~4.5 × 強い膨潤が生じやすい
IPA 23.5 0.5~4.5 水素結合性を持ち配合依存
エタノール 26.0 3~7 短時間は比較的安定な場合が多い
47.9 25以上 SP差は大きいが吸水・加水分解は別評価
n-ヘキサン 14.9 4.1~8.1 非極性で一般に影響小
ジクロロメタン 20.2 0~3.2 × 急速な膨潤・剥離に注意

上表のSP評価は硬化物の化学反応性を含まない一次スクリーニングである。酸・アルカリによるエステル結合の加水分解、酸化剤による黄変・脆化、応力下での界面剥離はSP値差から予測できない。

製法

エポキシアクリレートの代表的な製造工程

代表的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂又はノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ基へ、アクリル酸を開環付加させて製造する。反応式は次のように一般化できる。

エポキシ基 + CH2=CH-COOH → -CH2-CH(OH)-CH2-O-C(=O)-CH=CH2

反応時には第三級アミン、第四級アンモニウム塩、ホスフィン類等の触媒、フェノール系又はニトロキシド系の重合禁止剤を用い、酸価、エポキシ当量、粘度、色相及びゲル化を管理する。反応後は必要に応じて反応性希釈剤、光開始剤、増感剤、レベリング剤、消泡剤、顔料、無機フィラー、難燃剤及び密着促進剤を配合する。

硬化はUV、UV-LED、電子線又は過酸化物を用いる熱ラジカル反応で行う。空気中の酸素は表面ラジカルを失活させるため、開始剤選定、アミン相乗剤、窒素パージ、ワックス、膜厚及び照射強度を調整する。厚膜、着色系、影部又は複雑形状では、熱・湿気・カチオン反応を併用するデュアル硬化も検討される。

詳細な利用用途

分野 具体例 採用理由 主な注意点
木工・家具 フローリング、家具、化粧板用UV塗料 高硬度、高光沢、高速硬化 木材含水率、収縮、黄変
印刷・包装 UVオフセット、フレキソ、スクリーンインキ、OPニス 高反応性、耐摩耗、耐薬品 食品包装は未反応成分・移行規制を確認
電気・電子 ソルダーレジスト、保護コート、封止、接着 絶縁、耐薬品、密着 イオン性不純物、吸湿、アウトガス
自動車 内装加飾、ランプ部材、部品保護コート 硬度、外観、耐擦傷 芳香族型の黄変、熱サイクル、密着
光学・ディスプレイ ハードコート、光学接着、保護膜 透明性、屈折率、表面硬度 複屈折、黄変、収縮、異物
建築・設備 床材トップコート、補修、耐薬品ライニング 速硬化、耐汚染、耐薬品 屋外耐候、下地水分、厚膜発熱
3Dプリント SLA・DLP用造形材料 高速造形、高解像度、高硬度 脆性、後硬化、残存モノマー
複合材料 GF・CFプリプレグ、シート、補強材 高速硬化、繊維密着 厚肉深部硬化、ボイド、収縮
医療・ヘルスケア 歯科材料、医療機器用接着・コートの一部 硬化速度、透明性、接着性 ISO 10993、溶出、未反応成分を個別確認
食品機械・食品接触 保護コート、接着剤の一部 耐水、清掃性 食品衛生法、FDA、EU規則適合グレードのみ
用途別選定
用途 適性 理由・注意点
ギア・軸受・ブッシュ × 標準材料は硬化塗膜用であり、摺動バルク部品には不向き。
筐体・透明カバー 注型又は3D造形は可能だが、脆性・耐候性・寸法精度を確認。
電気コネクタ・絶縁部品 注型配合では可能。UL、CTI、吸湿、温度定格を個別確認。
フィルム・シート表面コート 代表用途。基材密着、カール、収縮、柔軟性を調整する。
接着剤 光透過部材、電子部品、ガラス・金属接合に適する。
塗料・コーティング 高硬度・高光沢・高速硬化を活かせる。
印刷インキ 反応性、耐摩耗性、耐薬品性に優れる。
複合材料マトリックス 薄肉又は光透過系に適する。厚肉は硬化深さを確認。
屋外部品 芳香族型は黄変しやすく、耐候設計が必要。
医療・食品接触部品 適合グレード、完全硬化、溶出試験及び用途別規制確認が必須。
注意点・劣化故障モード
劣化現象 主な原因・条件 影響 予防策 推奨確認試験
硬化不足 光量不足、開始剤不適合、酸素阻害、厚膜・顔料 表面べたつき、低硬度、臭気、耐薬品性低下 照射量・スペクトル・膜厚最適化、窒素置換 FT-IR転化率、ゲル分率、MEKラブ
硬化収縮・内部応力 高官能・低分子量モノマー、高速硬化 反り、クラック、接着界面剥離 高分子量化、低収縮希釈剤、段階硬化、フィラー 収縮率、反り、引張接着、熱サイクル
黄変 芳香族骨格、光開始剤残渣、UV・熱酸化 色差増加、透明性低下 脂肪族・水添型、UV吸収剤、HALS、開始剤最適化 キセノン、UV促進、熱老化、ΔE
脆化・衝撃割れ 高架橋密度、低温、ノッチ 欠け、クラック、衝撃強度低下 柔軟変性、ウレタンアクリレート併用、形状改善 衝撃試験、低温試験、実部品落下
加水分解 高温水、強酸・強アルカリ、残存酸 白化、膨潤、強度・密着低下 完全硬化、低吸水設計、耐薬品グレード 熱水浸漬、高温高湿、薬品浸漬
界面剥離 基材汚染、低表面エネルギー、収縮応力 密着低下、端部剥離 洗浄、コロナ・プラズマ、プライマー、低収縮化 クロスカット、180°剥離、湿熱後密着
アウトガス・溶出 未反応モノマー、開始剤分解物、添加剤 臭気、汚染、電気接点不良、移行 完全硬化、低揮発原料、後硬化 GC-MS、TML/CVCM、溶出・移行試験
保管中ゲル化 高温、光、禁止剤不足、金属汚染 粘度上昇、ゲル粒、使用不能 遮光、温度管理、空気接触、禁止剤・容器管理 粘度、ゲル分、保存安定性
法規制・認証
規制・認証 一般的な位置付け 確認事項
RoHS・ELV 一般に対応可能な配合は存在する 特定グレード、顔料、難燃剤及び不純物の証明書を確認する。
REACH・SVHC 登録・SDS・含有調査が必要 アクリレートモノマー、光開始剤、ビスフェノール類等を個別確認する。
PFAS関連規制 樹脂骨格自体は通常フッ素を必須としない フッ素系レベリング剤、離型剤、添加剤の有無を確認する。
食品衛生法・EU食品接触・FDA 適合グレードが存在する場合がある 材料名だけで適合を断定せず、用途、接触条件、移行試験及び証明書を確認する。
USP Class VI・ISO 10993 医療用途向け配合で個別評価 最終硬化物、滅菌方法、抽出条件、色及び製造拠点を含めて確認する。
UL 94・電気規格 認証グレードのみ適用 厚さ、色、充填材、製造拠点及びファイル番号を確認する。
TSCA・Proposition 65 構成成分ごとの確認が必要 販売地域、含有量、曝露経路及び最新規制を確認する。
環境・リサイクル性及び供給性
項目 評価・区分 内容
熱可塑性/熱硬化性 硬化後は熱硬化性 再溶融不可。未硬化液は反応性化学品として管理する。
マテリアルリサイクル 低い 粉砕充填材としての利用を除き一般に困難。
ケミカルリサイクル 研究・限定用途 エステル分解等の可能性はあるが、商業的一般性は低い。
サーマルリサイクル 可能だが管理必要 窒素、ハロゲン、リン等の添加剤と燃焼ガスを確認する。
バイオベース 一部製品で可能 バイオベースと生分解性は別概念である。硬化物は一般に生分解性ではない。
価格区分 比較的高価格~高価格 骨格、官能基数、純度、希釈剤、購入量で変動。
供給形態 液状オリゴマー、希釈品、配合済みUV樹脂 ドラム、缶、ペール等。遮光・温度管理が必要。
国内入手性 良好 主要化学メーカー及び商社から入手可能。少量販売は製品により異なる。
推奨確認試験
  • 実薬品浸漬試験:実液、実濃度、使用温度で24、168、500時間等を設定し、質量、寸法、硬度、外観及び密着を評価する。
  • 高温高湿試験:例として85℃・85%RHで250~1000時間後の黄変、吸水、絶縁及び接着保持率を確認する。
  • UV促進耐候試験又はキセノンアーク試験:色差、光沢保持率、クラック及び密着を評価する。
  • 硬化度確認:FT-IRによるC=C転化率、DSC残留発熱、ゲル分率、MEKラブ及び表面タックを併用する。
  • 収縮・耐久試験:膜厚、基材、照射条件を実機に合わせ、反り、熱サイクル、ヒートショック及びクリープを確認する。
  • 食品・医療・電子用途では、溶出、移行、アウトガス、イオン性不純物、滅菌耐久及び電気絶縁試験を追加する。

関連材料との比較

比較材料 特徴 エポキシアクリレートとの違い
ウレタンアクリレート 柔軟性、靭性、耐摩耗性を設計しやすいUV硬化オリゴマー EAは一般に硬化速度、硬度、耐薬品性が高く、UAは伸び、低温衝撃、耐候性で有利。
ビニルエステル樹脂 エポキシ骨格を不飽和酸で変性した耐食FRP用樹脂 構造が近いが、VEはスチレン等を用いる厚肉FRP、EAはUV・EB薄膜用途が中心。
エポキシ樹脂 アミン・酸無水物等で硬化する高接着熱硬化性樹脂 EPは低収縮・厚肉・影部硬化に有利。EAは高速光硬化に優れる。
不飽和ポリエステル樹脂 FRP、注型、SMC・BMC用の比較的低価格な熱硬化性樹脂 EAは高反応・高硬度・低VOC化が容易だが一般に高価格。
アクリル樹脂 透明性・耐候性に優れる熱可塑性樹脂 PMMAは溶融成形・再加工可能。EAは架橋硬化し、高耐溶剤塗膜を形成する。
アクリルメラミン樹脂 焼付塗料用のアクリル/メラミン架橋系 AMRは熱焼付、EAはUV・EB高速硬化。立体形状と影部適性が異なる。
アルキド樹脂 塗料用で濡れ性、刷毛塗り性、顔料分散に優れる EAは硬化速度、硬度、耐溶剤性で有利。アルキドは作業性とコストで有利。

代表的なメーカー

メーカー 代表製品・ブランド 概要
日本化薬株式会社 KAYARAD等のアクリレート樹脂群(代表例) UV硬化用アクリレート、感光性材料及び機能性樹脂を展開する。製品選定は最新カタログで確認する。
株式会社レゾナック エポキシアクリレート系樹脂材料(代表例) ウレタン、アクリル、エポキシアクリレート等の機能性樹脂材料を展開する。
Arkema Sartomer® epoxy acrylates 高反応性、耐薬品性、光沢及び密着性を特徴とするUV・LED・EB硬化用オリゴマー群。
allnex EBECRYL® epoxy acrylates(代表例) UV・EB硬化コーティング、インキ及び接着剤向けオリゴマーを展開する。
IGM Resins Photomer® epoxy acrylates(代表例) 光硬化用オリゴマー、モノマー及び光開始剤を展開する。
Miwon Specialty Chemical MIRAMER® epoxy acrylates(代表例) UV・EB硬化用オリゴマー及びモノマーを展開する。

ブランド及び製品系列は統廃合、地域展開又は販売代理店により変わる。採用時はメーカー公式資料、SDS、TDS、規制証明書及び国内供給状況を確認する。

関連キーワード

エポキシアクリレート | エポキシ樹脂 | ウレタンアクリレート | ビニルエステル樹脂 | 不飽和ポリエステル樹脂 | アクリル樹脂 | プラスチック素材一覧 | UV硬化樹脂 | 電子線硬化 | 光開始剤 | 反応性希釈剤 | ハードコート | UVインキ | ソルダーレジスト | 3Dプリント樹脂 | 酸素阻害 | 硬化収縮 | 黄変 | 耐薬品性 | SP値

本ページの評価は材料群としての一般的傾向である。実使用では、メーカー、グレード、配合、硬化条件、膜厚、基材、温度、薬品濃度、荷重、応力、湿度、接触時間、試験片形状及び法規制を確認し、実部品又は実塗膜で評価する必要がある。

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