ポリエステルアクリレート

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概要
特徴
構造式
種類・代表グレード
成形加工・硬化加工
代表的な物性値又は機械的性質
耐薬品性
製法
詳細な利用用途
関連材料との比較
代表的なメーカー
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概要

項目	内容
材料名	ポリエステルアクリレート
略記号	PEA（Polyester Acrylate）。ただし国際的に一意の略号ではなく、Polyethyl AcrylateにもPEAが用いられるため、仕様書では英語名を併記する。
IUPAC	単一物質ではなく、ポリエステル骨格とアクリロイル基を有するオリゴマー混合物であるため、一意のIUPAC名は定めにくい。
英語名	Polyester Acrylate、Polyester Acrylate Oligomer、Acrylated Polyester
日本語名	ポリエステルアクリレート、アクリル化ポリエステル、アクリレート変性ポリエステル
分類	UV硬化樹脂、EB硬化樹脂、光硬化性オリゴマー、反応性樹脂
プラスチック分類	硬化前は液状又は高粘度オリゴマー、硬化後は三次元架橋した熱硬化性樹脂である。一般的な熱可塑性プラスチック、エンプラ、スーパーエンプラとは分類が異なる。
代表構造	CH₂=CH–C(=O)–O–[ポリエステル骨格]–O–C(=O)–CH=CH₂
CAS No.	材料群として単一CAS No.を持たない。個別オリゴマー、反応性希釈剤及び添加剤ごとにSDSで確認する。
構造・主成分	ジオール又はポリオールとジカルボン酸又は酸無水物から得たポリエステルに、アクリロイル基を導入したオリゴマーである。
主な用途	UV/EB硬化塗料、印刷インキ、OPV、木工・紙・プラスチック・金属コーティング、接着剤、3Dプリント用樹脂、複合材料マトリックス。

ポリエステルアクリレートは、ポリエステル骨格にアクリレート基を導入した光硬化性オリゴマーである。紫外線又は電子線の照射によりアクリレート基がラジカル重合し、三次元架橋構造を形成する。一般に、UV硬化樹脂、EB硬化樹脂、インキ及び塗料用樹脂として使用される。

ウレタンアクリレートやエポキシアクリレートと比較すると、低粘度化、顔料濡れ、密着性、柔軟性及び硬化速度のバランスを設計しやすい。酸成分、アルコール成分、分子量、分岐度及び官能基数により、柔軟型から高硬度型まで幅広い設計が可能である。

一方、エステル結合を含むため、強アルカリ、高温高湿、熱水及び長時間の水接触では加水分解に注意が必要である。実使用では、グレード、配合、硬化条件、膜厚、温度、濃度、荷重、応力、湿度及び使用時間を確認する必要がある。

特徴

項目	内容
長所	低粘度化、顔料濡れ、レベリング、基材密着、柔軟性及び高速硬化性の調整範囲が広い。
短所	加水分解、アクリレート成分の刺激性、酸素阻害、硬化収縮、未反応成分、臭気及び貯蔵ゲル化に注意する。
外観	無色から淡黄色の液体又は高粘度オリゴマーが多い。
耐熱性	架橋密度、骨格、光開始剤残渣及び硬化度に依存する。
耐薬品性	完全硬化時は水、希酸、油及び一部アルコールに概ね耐える場合があるが、強アルカリ、強溶剤及び高温水に注意する。
加工性	塗工、印刷、含浸、ディスペンス及びUV/EB硬化に適する。
分類上の注意	PETやPBTのような熱可塑性ポリエステルではなく、硬化後は再溶融しない架橋樹脂である。

構造式

ポリエステルアクリレートの代表構造式

代表的な構造単位

代表構造は、末端又は側鎖にアクリロイル基を有するポリエステルである。R¹はジオール又はポリオール由来残基、R²はジカルボン酸又は酸無水物由来残基である。

モノマー又は構成単位

酸成分：アジピン酸、コハク酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水フタル酸等
アルコール成分：エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン等
アクリレート基導入成分：アクリル酸、官能性アクリレート等

共重合体・変性グレード

多官能型、超分岐型、アミン変性型、塩素化型、水分散型、反応性希釈剤含有型及びバイオベース型がある。官能基数が増えると硬化速度、硬度及び耐溶剤性は向上しやすいが、収縮、脆さ及び内部応力も増加しやすい。

種類・代表グレード

種類	主成分又は特徴	長所	短所	主用途
二官能・柔軟型	脂肪族ポリエステル、低～中官能	柔軟性、密着性、低収縮	耐熱・耐溶剤性が低め	フィルム、紙、接着剤
多官能・高硬度型	3～6官能以上	高速硬化、高硬度、耐擦傷性	脆化、収縮	木工、OPV、ハードコート
超分岐型	高分岐ポリエステル、多官能	低粘度と高官能の両立	相溶性、収縮	低粘度インキ、3Dプリント
アミン変性型	アミン構造導入	表面硬化、酸素阻害低減	黄変、臭気、保存性	OPV、印刷インキ
希釈剤含有型	HDDA、TMPTA、TPGDA等	塗工粘度調整	刺激性、収縮、臭気	塗料、インキ、接着剤
水分散型	親水化又は乳化設計	低VOC、洗浄性	乾燥工程、耐水性	紙、木工、プラスチック
バイオベース型	植物由来酸・アルコール等	再生可能炭素比率向上	供給、色相、認証確認	木工、包装、一般塗料

成形加工・硬化加工

ポリエステルアクリレートは熱可塑性成形材料ではなく、塗工、印刷、注型又は含浸後にUV又はEBで硬化させる反応性オリゴマーである。

加工方法	適性	理由	主な注意点
射出成形	×	通常の熱可塑射出成形には適さない。	RIM又は光硬化注型は別工程である。
押出成形	×	通常の溶融押出用樹脂ではない。	専用の押出コーティング配合を除く。
ブロー成形	×	溶融ブロー成形には適さない。	ボトル基材へのUVコートは可能である。
圧縮成形	△	プリプレグ又は光硬化複合材で適用例がある。	光透過、含浸、発熱を確認する。
真空成形	×	単独材料の熱成形には適さない。	コート済みフィルムの後成形は個別評価する。
塗工・コーティング	◎	主要加工法である。	粘度、膜厚、濡れ、酸素阻害を管理する。
印刷	◎	各種UV印刷に使用される。	顔料遮光、粘度、表面硬化性を確認する。
注型・ディスペンス	○	低粘度配合で適用可能である。	厚膜収縮、発熱、深部硬化、気泡に注意する。
3Dプリント	○	光造形用オリゴマーとして使用可能である。	造形収縮、脆さ、未硬化成分を評価する。
切削加工	△	完全硬化した厚肉物は切削できる場合がある。	脆性、発熱、粉じんに注意する。

代表的な硬化・加工条件

項目	単位	代表範囲・条件	備考
配合物温度	℃	20～40	粘度調整の目安。過熱はゲル化を促す場合がある。
塗工膜厚	µm	3～100	薄膜用途の代表範囲。厚膜は深部硬化を確認する。
UV波長	nm	365～405	光開始剤と光源の吸収整合が必要である。
積算光量	mJ/cm²	200～2000	透明薄膜の検討開始範囲。顔料と膜厚で増減する。
照度	mW/cm²	100～2000	照度と積算光量を併記管理する。
EB加速電圧	kV	80～300	設備及び膜厚に依存する。
窒素パージ	－	条件により推奨	表面酸素阻害の低減に有効である。
後硬化	－	条件により実施	厚膜、影部及び高転化率用途で検討する。

上記は材料群としての検討開始条件であり、特定グレードの保証条件ではない。光開始剤、顔料、膜厚、基材、光源、照射距離、ライン速度及び酸素濃度に応じて最適化する。

代表的な物性値又は機械的性質

硬化物物性は反応性希釈剤、光開始剤、添加剤、硬化条件及び試験片形状に強く依存する。以下は非強化・無充填の完全硬化配合物を想定した代表範囲であり、特定メーカーの単一グレード値ではない。

項目	単位	代表範囲	比較用代表値	試験規格	試験温度	材料状態	グレード区分	信頼度	備考
密度	g/cm³	1.05～1.25	1.15	ISO 1183相当	23	完全硬化	非強化・標準配合	B	配合で変動する。
引張強さ・破断	MPa	20～70	40	ISO 527相当	23	完全硬化	非強化・標準配合	C	柔軟型から高架橋型まで差が大きい。
引張弾性率	GPa	0.2～2.5	1.0	ISO 527相当	23	完全硬化	非強化・標準配合	C	骨格と官能基数に依存する。
引張破断伸び	%	2～100	20	ISO 527相当	23	完全硬化	非強化・標準配合	C	希釈剤及び硬化度に依存する。
曲げ強さ	MPa	30～100	60	ISO 178相当	23	完全硬化	非強化・標準配合	C	薄膜では測定されないことが多い。
曲げ弾性率	GPa	0.5～3.0	1.5	ISO 178相当	23	完全硬化	非強化・標準配合	C	厚肉硬化物の参考範囲である。
アイゾット衝撃強さ・ノッチ付き	kJ/m²	データなし	データなし	－	23	完全硬化	標準配合	0	材料群として一般化困難。
ガラス転移温度	℃	-20～120	50	DMA又はDSC	－	完全硬化	標準配合	C	柔軟型と多官能型で大きく異なる。
融点	℃	該当なし	該当なし	－	－	架橋硬化物	－	A	明確な融点を持たない。
連続使用温度	℃	40～100	70	代表値、規格不明	－	完全硬化	標準配合	D	長期熱老化で確認する。
吸水率・24時間	%	0.5～3.0	1.2	ISO 62相当	23	完全硬化	標準配合	C	親水性骨格と架橋密度で変動する。
体積抵抗率	Ω・cm	10¹²～10¹⁶	10¹⁴	IEC 60093相当	23	乾燥硬化物	非導電・無充填	C	吸湿とイオン性不純物で低下する。
絶縁破壊強さ	kV/mm	10～30	20	IEC 60243相当	23	乾燥薄膜	非導電・無充填	C	膜厚と欠陥に依存する。
屈折率	無次元	1.47～1.55	1.50	589 nm付近	23	硬化物	透明配合	C	芳香族成分で上昇しやすい。
UL 94燃焼性	等級	グレード依存	データなし	UL 94	－	硬化物	個別認証	0	材料群全体では断定不可。

難燃性

標準硬化物は一般に可燃性である。UL 94等級、LOI、GWIT及びGWFIは、骨格、希釈剤、難燃剤、顔料、膜厚及び基材により異なる。個別配合、色、厚さ及び製造拠点を含む認証情報を確認する。

寸法精度・設計特性

硬化収縮は官能基数、二重結合濃度及び転化率が高いほど増加しやすい。
厚膜では表面と深部の硬化度差、発熱及び内部応力が生じやすい。
短時間物性値をそのまま長期設計許容応力として使用してはならない。
基材との熱膨張差及び吸湿差によりクラック又は界面剥離が生じる場合がある。

耐薬品性

以下は十分に硬化した代表的な塗膜の一般傾向である。実際の耐薬品性は、骨格、官能基数、硬化度、膜厚、基材、残留応力、温度、濃度及び接触時間により変わる。

薬品名	濃度	温度	接触時間	応力	評価	主な劣化	備考
水	100%	23℃	7日	なし	○	吸水、白化	完全硬化膜では概ね安定。
温水	100%	60～80℃	24～168 h	なし	△	加水分解、密着低下	酸価と基材界面の影響が大きい。
塩酸	5～10%	23℃	24～168 h	なし	○	変色、膨潤	濃酸と高温は要注意。
硫酸	5～10%	23℃	24～168 h	なし	○	変色、強度低下	濃硫酸では不適となり得る。
酢酸	5～10%	23℃	24～168 h	なし	○	膨潤	高濃度・高温では注意する。
水酸化ナトリウム	1%	23℃	24 h	なし	△	けん化、白化	濃度と温度で急速に悪化する。
水酸化ナトリウム	10%	23～60℃	24 h以上	なし	×	けん化、剥離	原則不適。
エタノール	100%	23℃	24～168 h	なし	○	軽微な膨潤	未硬化成分抽出に注意する。
IPA	100%	23℃	24～168 h	なし	○	膨潤、光沢低下	応力下と高温は確認する。
グリセリン	100%	23℃	7日	なし	○	吸湿、軟化	親水型は膨潤に注意する。
MMB	100%	23℃	24 h	なし	△	膨潤、軟化	SP値が近くなりやすい。
トルエン	100%	23℃	24 h	なし	△	膨潤、軟化	芳香族骨格量で差がある。
n-ヘキサン	100%	23℃	7日	なし	○	軽微な膨潤	配合成分抽出に注意する。
アセトン	100%	23℃	1～24 h	なし	×	著しい膨潤	短時間でも外観変化を確認する。
MEK	100%	23℃	1～24 h	なし	×	膨潤、軟化	長時間接触は不適。
酢酸エチル	100%	23℃	1～24 h	なし	×	膨潤、軟化	低架橋膜で影響が大きい。
THF	100%	23℃	1～24 h	なし	×	著しい膨潤	強溶剤である。
ジクロロメタン	100%	23℃	1～24 h	なし	×	膨潤、亀裂	基材にも影響しやすい。
潤滑油	100%	23～100℃	7日	なし	○	膨潤、着色	実油で確認する。
ブレーキ液	100%	23～80℃	7日	なし	△	膨潤、軟化	グリコールエーテルに注意する。
次亜塩素酸Na	0.1～1%	23℃	24 h	なし	△	酸化、黄変	pH、光、温度の影響を受ける。
過酸化水素	3%	23℃	24～168 h	なし	△	酸化、脆化	高濃度・高温では不適となり得る。
塩水	3.5% NaCl	23～60℃	7日	なし	○	吸水、界面剥離	金属基材では防食性を確認する。
食品油	100%	23～80℃	7日	なし	○	膨潤、臭気移行	食品適合は個別証明が必要。

SP値（溶解度パラメータ）

硬化前オリゴマーのHildebrand SP値は、概ね19～23 MPa^1/2程度と推定される場合がある。本ページでは比較用参考値として21 MPa^1/2を用いるが、データ信頼度はDである。硬化後の架橋体は溶解より膨潤を示すため、単一SP値による評価には限界がある。

SP値が近くても、架橋密度、加水分解、酸化、けん化、界面剥離、添加剤抽出及び応力によって劣化する。SP値だけで耐薬品性を判断してはならない。

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 δ（MPa^1/2）	PEAとの差	SP評価	実務上の注意
n-ヘキサン	14.9	6.1	○	配合成分抽出は別途確認する。
トルエン	18.2	2.8	△	芳香族成分を含む配合では膨潤しやすい。
酢酸エチル	18.6	2.4	△～×	低架橋膜では著しく膨潤し得る。
MEK	19.0	2.0	△～×	強い膨潤・軟化を生じやすい。
アセトン	19.9	1.1	×	SP差が小さく溶剤攻撃が強い。
THF	18.5	2.5	△～×	高い溶解力を持つ。
IPA	23.5	2.5	△～○	水素結合性と硬化度の影響を受ける。
エタノール	26.0	5.0	○	抽出と吸湿を確認する。
水	47.9	26.9	◎（SP上）	高温水では加水分解するためSPのみでは不十分。

評価基準は、◎：非常に良好、○：概ね良好、△：注意が必要、×：不適である。ただしSP評価は硬化前オリゴマーの参考値に基づくスクリーニングであり、硬化膜の実測耐性を保証しない。

製法

ポリエステルアクリレートの代表的な製造工程

原料

ジオール又はポリオール
ジカルボン酸又は酸無水物
アクリル酸又は官能性アクリレート
エステル化触媒、重合禁止剤、酸化防止剤、反応性希釈剤等

重合・変性方法

ジオール又はポリオールとジカルボン酸又は酸無水物をエステル化・縮合し、末端水酸基型又は末端カルボキシル基型ポリエステルを合成する。次に、アクリル酸とのエステル化又は官能性アクリレートとの反応により、末端又は側鎖へアクリロイル基を導入する。

代表反応式は、HO–Polyester–OH + 2 CH₂=CH–COOH → CH₂=CH–COO–Polyester–OCO–CH=CH₂ + 2 H₂Oである。

配合・品質管理

酸価、水酸基価、粘度、色相、水分、残留酸及びアクリレート当量を管理し、必要に応じて反応性希釈剤、光開始剤、阻害剤、消泡剤、濡れ剤、顔料又はフィラーを配合する。遮光、温度管理、金属汚染防止及びろ過が重要である。

詳細な利用用途

分野	具体的用途	適性	選定理由・注意点
印刷インキ	フレキソ、グラビア、オフセット、スクリーン	◎	低粘度、顔料濡れ、高速硬化を利用する。
木工・家具	床材、家具、OPV、クリアコート	◎	高光沢、硬度、耐擦傷性を付与しやすい。
紙・包装	紙コート、OPV、ラベル	◎	高速ラインと低VOC化に適する。
プラスチック	PET、PC、PMMA等へのコーティング	○	基材溶剤割れと硬化収縮を確認する。
金属	缶、箔、一般金属コート	○	防食性、曲げ加工性、界面水分を評価する。
接着剤	フィルム、光学、電子部品	○	影部硬化、黄変、収縮応力を確認する。
3Dプリント	SLA/DLP/LCD造形	○	収縮、脆さ、未硬化成分を確認する。
複合材料	繊維含浸、プリプレグ	△	光遮蔽と深部硬化が課題となる。
電気・電子	絶縁コート、保護膜	○	耐湿、イオン不純物、アウトガスを確認する。
医療	接着・コーティング	△	医療用途向け個別グレードのみ検討する。
食品接触	包装印刷、保護コート	△	移行・溶出試験と個別適合証明が必要である。

評価は材料群としての一般的適性である。実使用では、グレード、膜厚、荷重、温度、薬品、湿度、寿命、硬化設備及び法規制を確認する。

比較材料	特徴	ポリエステルアクリレートとの違い
ウレタンアクリレート	強靭性、柔軟性、密着性、耐摩耗性。	PEAは低粘度化と顔料濡れに有利な場合がある。UAは伸びと靭性に有利な場合が多い。
エポキシアクリレート	高硬度、高反応性、耐薬品性。	EAは硬く脆くなりやすい。PEAは柔軟性と低粘度を調整しやすい。
UV硬化樹脂	光開始剤と反応性樹脂を組み合わせる材料群。	PEAはUV硬化樹脂を構成するオリゴマーの一種である。
アクリル樹脂	PMMA等の熱可塑性樹脂。	PEAは硬化後に再溶融しない架橋樹脂である。
ビニルエステル樹脂	FRP・耐食用途に多い。	VEは過酸化物硬化系が多く、PEAは薄膜UV/EB硬化に多い。
PET	フィルム、ボトル、繊維用熱可塑性ポリエステル。	PETは溶融成形材、PEAは反応性オリゴマーである。
PBT	射出成形用結晶性エンプラ。	PBTは成形ペレット、PEAは塗工・光硬化材料である。
アルキド樹脂	酸化乾燥又は焼付塗料樹脂。	PEAはUV/EBによる高速硬化が中心である。

代表的なメーカー

メーカー	代表製品・ブランド	概要
allnex	EBECRYL® ポリエステルアクリレート各種	高硬度、柔軟、低粘度、顔料濡れ、密着等の用途別製品を展開する。
Arkema Sartomer	CNシリーズ	低粘度、多官能、超分岐、高速硬化、インキ・コーティング用製品を展開する。
DIC	LUXYDIR®等のUV硬化型樹脂	ポリエステルアクリレートを含むUV硬化型樹脂を展開する。個別化学系はメーカー資料で確認する。

製品名、供給地域及び認証は変更される場合がある。採用時には最新版TDS、SDS及び規制適合証明書を確認する。

品質・成形不良

不良	主な原因	主な対策
べたつき	酸素阻害、照射不足、開始剤不適合	積算光量、窒素濃度及び開始剤を最適化する。
白化・曇り	吸水、相溶不良、析出、微細気泡	原料水分、相溶性、脱泡及び温湿度を確認する。
ピンホール・泡	混入空気、揮発成分、基材含水	真空脱泡、消泡剤、基材乾燥を検討する。
密着不良	表面汚染、低表面エネルギー、過大収縮	洗浄、コロナ・プラズマ、プライマーを検討する。
黄変	開始剤、アミン、芳香族構造、過剰照射	開始剤及び照射条件を最適化する。
粘度上昇・ゲル	熱、光、金属、阻害剤不足	遮光、低温保管、設備洗浄及び滞留防止を行う。

注意点・劣化・故障モード

劣化現象	主因	条件	影響	予防策	推奨試験
加水分解	エステル結合、水分、酸・アルカリ	高温高湿、熱水、強アルカリ	白化、膨れ、密着低下	十分な硬化、低酸価設計	温水、高温高湿、実液浸漬
硬化不足	照射不足、顔料遮光、酸素阻害	厚膜、黒色、高速ライン	べたつき、低硬度、溶出	開始剤最適化、光量管理、窒素	FT-IR、MEKラブ、抽出試験
硬化収縮	高官能、高転化率	厚膜、硬質基材、鋭角	クラック、反り、剥離	柔軟骨格、段階硬化	ヒートサイクル、接着試験
黄変	アミン、開始剤残渣、UV	屋外、高温、過剰照射	色差、光沢低下	脂肪族骨格、開始剤選定	キセノンアーク、色差
アウトガス	低転化率、希釈モノマー	影部、真空、高温	臭気、曇り、汚染	十分な硬化、後硬化	GC-MS、ヘッドスペース
貯蔵ゲル化	光、熱、金属、阻害剤不足	高温、直射光、長期滞留	粘度上昇、ゲル	遮光、温度管理、清浄化	加速貯蔵、粘度、ゲル分

法規制・認証

法規制・認証	一般的な位置付け	確認事項
RoHS	適合グレードが一般に存在する	オリゴマー、希釈剤、開始剤、顔料及び不純物を含む配合全体を確認する。
REACH・SVHC	構成成分ごとに異なる	SDS、SVHC含有情報、用途及び輸入量を確認する。
PFAS関連	非フッ素PEA自体はフッ素を必須としない	フッ素系濡れ剤等の有無を配合全体で確認する。
食品接触	適合グレードが存在する場合がある	EU、FDA、日本食品衛生法、移行量及び使用条件を個別確認する。
医療用途	個別グレードに限定	USP Class VI、ISO 10993、抽出物、滅菌耐久を確認する。
UL認証	特定配合・厚さ・色で取得	材料群全体の等級として扱わない。

環境・リサイクル性

硬化後は熱硬化性架橋体であり、再溶融によるマテリアルリサイクルは一般に困難である。
未硬化液は分別回収し、SDS及び地域法令に従って処理する。
バイオベース原料含有品が存在するが、バイオベースと生分解性は同義ではない。
100%固形分UV/EB系はVOC低減に寄与し得るが、設備電力、窒素及び廃棄物を含むLCAで評価する。

価格・供給性

項目	内容
相対価格	中価格～比較的高価格。高官能、超分岐、低臭気、低移行及びバイオベース品は高価格となりやすい。
国内入手性	主要メーカー及び商社を通じて入手可能である。供給地域と最小購入量は製品により異なる。
供給形態	液状オリゴマー、希釈剤含有品、水分散品、配合済みUV樹脂、ドラム、缶等。

推奨確認試験

実薬品浸漬試験：実液、実濃度、実温度で24時間、168時間及び必要寿命相当を確認する。
硬化度確認：FT-IR転化率、ゲル分率、溶剤ラブ、表面べたつき及び硬度を測定する。
高温高湿試験：85℃・85%RHを代表条件として168～1000時間を確認する。
熱水・加水分解試験：60～95℃水中又は用途条件で質量変化、膨潤、クラック及び接着力を確認する。
促進耐候試験：キセノンアーク又はUV蛍光ランプで色差、光沢、クラック及び密着を確認する。
ヒートサイクル試験：基材との熱膨張差を考慮してクラック及び剥離を確認する。
アウトガス・溶出試験：電子、光学、食品及び医療用途ではGC-MS、抽出物又は移行量を確認する。
実塗工・実印刷試験：実設備の照度、積算光量、膜厚、ライン速度及び酸素濃度で確認する。