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、Acrylated polyester |
| IUPAC | 特定の単一化合物ではなく、ポリエステル骨格にアクリロイル基またはメタクリロイル基を導入した反応性オリゴマーの総称である。 |
| 英語名 | Polyester acrylate / Acrylated polyester oligomer / UV-curable polyester acrylate |
| 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、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート、光硬化性ポリエステルアクリレート |
| 分類 | 紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂、反応性オリゴマー、熱硬化性樹脂系材料 |
| プラスチック分類 | 一般には熱可塑性プラスチックではなく、UV硬化・EB硬化により三次元架橋構造を形成する反応硬化型樹脂である。分類上はプラスチック材料、塗料用樹脂、コーティング用樹脂、インキ用樹脂として扱われる。 |
| 化学式または代表構造 | CH2=CH-COO-[Polyester backbone]-OCO-CH=CH2 |
| CAS No. | 単一のCAS No.では管理されにくい。組成、分子量、官能基数、希釈モノマーの有無により異なる。 |
| 構造・主成分 | 多価アルコールと多価カルボン酸または酸無水物からなるポリエステル骨格の末端または側鎖に、アクリレート基を導入したオリゴマーである。 |
| 主な用途 | UV硬化塗料、ハードコート、インキ、オーバープリントワニス、接着剤、粘着剤、電子材料用コーティング、木工塗装、プラスチックフィルムコート、金属コートなど。 |
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。紫外線や電子線の照射により、アクリレート基がラジカル重合して架橋構造を形成する。一般に、UV硬化樹脂、EB硬化樹脂、インキ用樹脂、塗料用樹脂として使用されることが多い。
同じアクリレート系オリゴマーであ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、ポリエステルアクリレートは低粘度化しやすく、顔料分散性、密着性、柔軟性、硬化性のバランスを取りやすいことが特徴である。ポリエステル骨格の酸成分、アルコール成分、分子量、官能基数により、硬質タイプから柔軟タイプまで幅広い設計が可能である。
一方で、エステル結合を含むため、強アルカリ、高温高湿、長時間の水接触では加水分解に注意が必要である。また、硬化前の液状オリゴマーは皮膚刺激性を示す場合があり、硬化条件、光開始剤、酸素阻害、膜厚、顔料濃度により硬化性が変化する。実使用では、グレード、硬化条件、膜厚、温度、湿度、薬品濃度、荷重、応力、使用時間を確認する必要がある。
特徴
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 長所 | UV硬化性が良好で、比較的低粘度、顔料湿潤性、基材密着性、耐摩耗性、耐薬品性、柔軟性の設計自由度に優れる。 |
| 短所 | 強アルカリや高温高湿で加水分解を受ける場合がある。硬化不十分では残留モノマー、臭気、タック、耐溶剤性低下が生じることがある。 |
| 外観 | 硬化前は無色から淡黄色の粘性液体または高粘度オリゴマーである。硬化後は透明から淡黄色の硬化膜となることが多い。 |
| 耐熱性 | 硬化膜の耐熱性はグレードにより異なるが、一般に連続使用温度は約60〜120℃程度が目安である。高架橋タイプではより高い耐熱性を示す場合がある。 |
| 耐薬品性 | 油類、脂肪族炭化水素、低濃度酸、アルコール類には比較的安定な場合が多い。ケトン、エステル、芳香族溶剤、塩素系溶剤では膨潤・軟化に注意が必要である。 |
| 加工性 | 単独で成形材料として使用するよりも、反応性希釈剤、光開始剤、添加剤、顔料、フィラーと配合し、塗布後にUVまたはEBで硬化させる用途が中心である。 |
| 分類上の注意 | PETやPBTなどの熱可塑性ポリエステルとは異なる。ポリエステルアクリレートは、主に硬化性オリゴマーとして扱う材料である。 |
構造式
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 化学式の表記 | CH2=CH-COO-R1-OCO-R2-COO-R1-OCO-CH=CH2 |
| 代表的な構造単位 | -O-R1-OCO-R2-CO- で表されるポリエステル骨格と、末端または側鎖の CH2=CH-COO- 基で構成される。 |
| モノマーまたは構成単位 | 多価アルコール、ジカルボン酸または酸無水物、アクリル酸、メタクリル酸、ヒドロキシアルキルアクリレートなどが代表的である。 |
| 共重合体・変性グレード | 脂肪族ポリエステルアクリレート、芳香族ポリエステルアクリレート、塩素化ポリエステルアクリレート、ハイパーブランチ型、脂肪酸変性型、低臭気型、水性分散型などがある。 |
| 硬化反応 | アクリレート二重結合が光開始剤によりラジカル重合し、架橋硬化膜を形成する。 |
代表構造を文字式で示すと、次のようになる。
CH2=CH-COO-[O-R1-OCO-R2-CO]n-OCO-CH=CH2
ここで、R1はジオール由来の残基、R2はジカルボン酸由来の残基、nはポリエステル鎖の繰り返し数を表す。実際の市販品では、官能基数、分子量、粘度、希釈モノマーの種類により構造は大きく異なる。
種類
| 種類の名称 | 主成分または特徴 | 長所 | 短所 | 主な用途 |
|---|---|---|---|---|
| 脂肪族ポリエステルアクリレート | 脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジオール由来のポリエステル骨格 | 柔軟性、低黄変性、密着性を設計しやすい。 | 耐熱性、硬度は芳香族系より低い場合がある。 | フィルムコート、木工塗装、柔軟コーティング |
| 芳香族ポリエステルアクリレート | 芳香族ジカルボン酸を含むポリエステル骨格 | 硬度、耐熱性、耐薬品性を高めやすい。 | 黄変、硬化収縮、脆さに注意が必要である。 | ハードコート、インキ、工業用塗料 |
| ハイパーブランチ型ポリエステルアクリレート | 多分岐構造を持つ高官能アクリレートオリゴマー | 低粘度、高反応性、高硬度、耐擦傷性に優れる。 | 高架橋により脆くなる場合がある。 | ハードコート、UVインキ、耐摩耗コート |
| 塩素化ポリエステルアクリレート | 塩素化ポリエステル骨格を含むタイプ | 金属、プラスチック、紙への密着性を高めやすい。 | 配合設計、法規制、燃焼時発生ガスへの配慮が必要である。 | 印刷インキ、プラスチックコート、金属コート |
| 脂肪酸変性ポリエステルアクリレート | 脂肪酸で変性した柔軟性付与タイプ | 柔軟性、基材追従性、低収縮性を付与しやすい。 | 硬度、耐汚染性、耐熱性が低下する場合がある。 | 軟質コーティング、接着剤、粘着剤 |
| 水性ポリエステルアクリレート | 水分散または水溶化したUV硬化性樹脂 | 低VOC化しやすく、作業環境面で有利である。 | 乾燥工程、水分管理、耐水性設計が必要である。 | 水性UV塗料、紙コート、木工塗装 |
| 低臭気・低抽出タイプ | 低残留モノマー、低臭気、低マイグレーション設計 | 包装、食品周辺、電子材料で使いやすい。 | コストが高く、使用できる光開始剤やモノマーに制約がある。 | 包装印刷、低臭気インキ、電子材料 |
成形加工
| 加工方法 | 適性 | 内容 |
|---|---|---|
| 射出成形 | × | 一般的な熱可塑性樹脂ペレットではないため、射出成形材料としては通常使用しない。 |
| 押出成形 | △ | 単独の押出成形材料ではなく、UV硬化型ホットメルト、フィルムコート、押出コーティング後の硬化など特殊用途に限られる。 |
| ブロー成形 | × | 熱可塑性ポリエステルのようなブロー成形用途には一般に適さない。 |
| 圧縮成形 | △ | 光硬化性コンポジットや成形用ペーストでは可能な場合があるが、一般的ではない。 |
| 真空成形 | × | 熱可塑性シート材料ではないため、真空成形には通常適さない。 |
| 切削加工 | △ | 硬化後の厚膜成形体や注型品では切削可能な場合があるが、割れ、欠け、発熱に注意する。 |
| 塗布・コーティング | ◎ | バーコート、ロールコート、スプレー、グラビア、フレキソ、スクリーン印刷などに適する。 |
| UV硬化 | ◎ | 光開始剤を配合し、紫外線照射で短時間硬化する。酸素阻害、膜厚、顔料濃度、照射量の管理が重要である。 |
| 電子線硬化 | ◎ | EB照射により硬化できる。光開始剤を低減または不要にできる場合があり、厚膜や低臭気用途で有利である。 |
| 3Dプリント | ○ | 光造形用樹脂の一成分として使用される場合がある。単独よりもウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、反応性希釈剤との配合が多い。 |
代表的な物性値又は機械的性質
| 項目 | 単位 | ポリエステルアクリレート硬化物 | 高硬度・高架橋タイプ | 柔軟タイプ | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|
| 密度 | g/cm3 | 1.10〜1.25 | 1.15〜1.30 | 1.05〜1.20 | 配合するモノマー、フィラー、顔料により変化する。 |
| 引張強さ | MPa | 20〜70 | 40〜90 | 5〜35 | 硬化膜、注型硬化物、配合条件で差が大きい。 |
| 伸び | % | 5〜80 | 1〜20 | 50〜300 | 柔軟骨格、反応性希釈剤、架橋密度に依存する。 |
| 曲げ弾性率 | MPa | 500〜2500 | 1500〜4000 | 50〜800 | 薄膜では測定方法により値が大きく異なる。 |
| アイゾット衝撃強さ | kJ/m2 | 1〜8 | 1〜5 | 3〜20 | 硬化物としての目安であり、塗膜用途では参考値である。 |
| 荷重たわみ温度 | ℃ | 50〜100 | 80〜140 | 30〜70 | 硬化度と架橋密度により変化する。 |
| 融点 | ℃ | 明確な融点なし | 明確な融点なし | 明確な融点なし | 硬化後は架橋構造のため熱可塑的な融点は示しにくい。 |
| ガラス転移温度 | ℃ | -20〜100 | 50〜150 | -60〜30 | ポリエステル骨格と官能基数で大きく変化する。 |
| 連続使用温度 | ℃ | 60〜120 | 100〜150 | 50〜90 | 長時間使用では黄変、熱劣化、加水分解を確認する。 |
| 吸水率 | % | 0.3〜2.0 | 0.2〜1.5 | 0.5〜3.0 | ポリエステル骨格、親水性モノマー、硬化密度に依存する。 |
| 体積抵抗率 | Ω・cm | 1012〜1015 | 1012〜1015 | 1011〜1014 | 吸湿、イオン性不純物、添加剤により低下する。 |
| 硬化収縮率 | % | 3〜8 | 5〜12 | 2〜6 | アクリレート基濃度が高いほど大きくなりやすい。 |
| 鉛筆硬度 | 等級 | HB〜3H | H〜6H | 6B〜H | 塗膜厚、基材、硬化条件により変化する。 |
| 難燃性 | UL94 | HB相当が多い | 配合によりV-2〜V-0相当 | HB相当が多い | 難燃グレードではリン系、窒素系、無機系難燃剤を使用する場合がある。 |
| 酸素指数 | % | 約20〜25 | 約22〜30 | 約19〜24 | 難燃配合では高くなる。 |
代表グレード
| グレード区分 | 特徴 | 代表用途 | 注意点 |
|---|---|---|---|
| 汎用タイプ | 硬化性、密着性、粘度、価格のバランスを重視したタイプである。 | UV塗料、インキ、OPニス | 硬度、柔軟性、耐薬品性は配合で調整する。 |
| 耐熱タイプ | 芳香族成分や高官能構造によりTgと硬度を高めたタイプである。 | 電子材料、工業用コート、ハードコート | 脆さ、硬化収縮、基材密着性に注意する。 |
| 難燃タイプ | リン系、窒素系、無機系難燃成分を組み合わせた配合で使用される。 | 電気・電子部材、フィルムコート | 透明性、粘度、硬化性、UL94評価を確認する。 |
| GF・無機フィラー強化タイプ | ガラス繊維、シリカ、アルミナ、タルクなどを配合し、硬度や寸法安定性を高める。 | 厚膜コート、複合材料、保護層 | 光透過性が低下し、UV硬化深度が不足する場合がある。 |
| 摺動・耐摩耗タイプ | シリコーン、ワックス、PTFE、無機粒子などを配合する。 | 耐擦傷コート、保護フィルム、床材コート | 密着性、再塗装性、表面はじきに注意する。 |
| 食品接触・低移行タイプ | 低臭気、低抽出、低マイグレーションを意識した設計である。 | 包装印刷、食品包装周辺コート | 食品衛生、FDA、EU規制、残留モノマー、光開始剤を確認する。 |
| 医療用途検討タイプ | 低抽出、透明性、接着性、滅菌耐性を考慮する。 | 医療部材用接着、コーティング | 生体適合性、抽出物、滅菌後物性は個別評価が必要である。 |
成形条件
| 項目 | 代表条件 | 備考 |
|---|---|---|
| 乾燥温度 | 通常は40〜80℃ | 水性タイプや吸湿した配合では乾燥が必要である。過熱によりゲル化しないよう注意する。 |
| シリンダー温度 | 該当しにくい | 一般的な射出成形樹脂ではないため、シリンダー温度管理の対象になりにくい。 |
| 金型温度 | 該当しにくい | 注型や光造形では型温、照射条件、放熱条件を確認する。 |
| 塗布粘度 | 100〜100000 mPa・s程度 | オリゴマー単体、反応性希釈剤、温度、せん断条件により大きく異なる。 |
| 塗膜厚 | 1〜100 μm程度 | 厚膜ではUV透過性、酸素阻害、内部硬化不足に注意する。 |
| UV照射量 | 100〜2000 mJ/cm2程度 | 光開始剤、膜厚、顔料、ランプ波長、搬送速度により調整する。 |
| 雰囲気 | 空気中または窒素雰囲気 | 表面硬化不良がある場合、窒素パージやアミン系助剤を検討する。 |
| 成形収縮率 | 3〜8%程度 | 光硬化収縮として発生する。精密用途では応力、反り、密着性を確認する。 |
| 後硬化 | 必要に応じてUV追加照射または加熱 | 耐薬品性、低臭気、低抽出を重視する場合は後硬化が有効な場合がある。 |
耐薬品性
| 薬品分類 | 代表薬品 | 評価 | 内容 |
|---|---|---|---|
| 酸類 | 希塩酸、希硫酸、酢酸 | ○ | 低濃度、短時間では比較的安定な場合が多い。高濃度酸や高温では劣化に注意する。 |
| 強酸 | 濃硫酸、濃硝酸 | × | 酸化、加水分解、変色、軟化が起こる場合がある。 |
| アルカリ類 | NaOH、KOH、水酸化ナトリウム水溶液 | △〜× | エステル結合の加水分解により劣化しやすい。濃度、温度、時間の影響が大きい。 |
| 低級アルコール類 | メタノール、エタノール、IPA | ○〜△ | 短時間接触では使用できる場合が多いが、未硬化成分が多いと膨潤や白化が生じる。 |
| 高級アルコール類 | グリセリン、ベンジルアルコール、MMB | ○〜△ | 溶剤性を持つものでは膨潤する場合がある。長時間浸漬では確認が必要である。 |
| 芳香族炭化水素類 | トルエン、キシレン | △〜× | SP値が近く、膨潤、軟化、密着低下を起こす場合がある。 |
| 脂肪族炭化水素類 | ヘキサン、ヘプタン、ミネラルスピリット | ○ | 芳香族溶剤より影響は小さいことが多いが、配合により膨潤する場合がある。 |
| ケトン | アセトン、MEK、MIBK | × | 溶解・膨潤しやすく、塗膜の軟化、白化、密着低下が起こりやすい。 |
| エステル | 酢酸エチル、酢酸ブチル | △〜× | 硬化密度が低い場合、膨潤や軟化を起こしやすい。 |
| 塩素系溶剤 | ジクロロメタン、クロロホルム、トリクロロエチレン | × | 膨潤・溶解しやすい。環境・安全規制にも注意する。 |
| 水・温水 | 水、温水、湿熱環境 | ○〜△ | 常温水では比較的安定な場合が多い。高温高湿、温水、長時間では加水分解に注意する。 |
| 油 | 鉱物油、潤滑油、植物油 | ○ | 多くの場合は比較的安定であるが、添加剤や高温条件では膨潤を確認する。 |
| 燃料 | ガソリン、軽油、アルコール燃料 | △ | 芳香族成分やアルコール成分により膨潤、軟化が生じる場合がある。 |
SP値(溶解度パラメータ)
| 項目 | 値 MPa1/2 | 備考 |
|---|---|---|
| ポリエステルアクリレートの代表的なSP値 | 約19〜23 | ポリエステル骨格、官能基数、希釈モノマー、硬化密度により変動する。 |
| 硬化前オリゴマー | 約18〜22 | 液状オリゴマーでは希釈モノマーの影響を受けやすい。 |
| 硬化後架橋膜 | 約20〜24 | 架橋構造のため、単純なSP値だけでは溶解性を判断しにくい。 |
SP値は溶剤との親和性を推定する目安であるが、ポリエステルアクリレート硬化物では架橋密度、硬化度、ガラス転移温度、薬品濃度、温度、接触時間、応力、膜厚、顔料やフィラーの有無が大きく影響する。したがって、SP値だけで耐薬品性を判断することはできない。
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
| 薬品名 | SP値 MPa1/2 | SP値差の目安 | 評価 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| 水 | 47.9 | 約25〜29 | ○〜△ | SP値差は大きいが、加水分解や吸水の影響がある。 |
| メタノール | 29.7 | 約7〜11 | ○〜△ | 短時間では比較的安定な場合がある。 |
| エタノール | 26.0 | 約3〜7 | ○〜△ | 硬化不足では膨潤や白化が生じる。 |
| IPA | 23.5 | 約1〜5 | △ | SP値が近く、長時間接触では注意する。 |
| アセトン | 20.0 | 約0〜4 | × | 膨潤・軟化しやすい。 |
| MEK | 19.0 | 約0〜4 | × | 耐溶剤試験で影響が出やすい。 |
| 酢酸エチル | 18.6 | 約0〜5 | △〜× | 硬化膜の架橋密度により差が出る。 |
| トルエン | 18.2 | 約1〜5 | △〜× | 膨潤、軟化、密着低下に注意する。 |
| キシレン | 18.0 | 約1〜5 | △〜× | 芳香族溶剤では耐性確認が必要である。 |
| ヘキサン | 14.9 | 約4〜9 | ○ | 短時間接触では比較的安定な場合が多い。 |
| ジクロロメタン | 20.2 | 約0〜4 | × | 膨潤・溶解しやすい。 |
| グリセリン | 33.8 | 約10〜15 | ○ | SP値上は離れるが、高温長時間では確認が必要である。 |
評価基準は、◎非常に良好、○概ね良好、△注意が必要、×不適である。SP値差は目安であり、架橋硬化物では実際の膨潤性、表面白化、密着性、重量変化、硬度変化を実測する必要がある。
製法
| 工程 | 内容 |
|---|---|
| 原料 | ジオール、多価アルコール、ジカルボン酸、酸無水物、アクリル酸、メタクリル酸、ヒドロキシアルキルアクリレート、重合禁止剤、触媒などを使用する。 |
| ポリエステル化 | 多価アルコールと多価カルボン酸をエステル化または縮合し、末端水酸基または末端カルボキシル基を有するポリエステルポリオールを得る。 |
| アクリレート化 | ポリエステルポリオールとアクリル酸またはアクリロイル化剤を反応させ、末端にアクリレート基を導入する。 |
| 重合禁止 | 製造中や保管中のゲル化を防ぐため、MEHQなどの重合禁止剤を使用する場合がある。 |
| 希釈・調整 | 必要に応じて、反応性希釈剤、光開始剤、添加剤、顔料、フィラーを配合する。 |
| ペレット化やコンパウンド | 一般的には液状または高粘度オリゴマーとして供給される。熱可塑性樹脂のようなペレット化は主流ではないが、粉体、ペースト、フィラー配合コンパウンドとして設計される場合がある。 |
| 添加剤・充填材・強化材 | シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、ガラスフレーク、ガラス繊維、カーボンブラック、難燃剤、レベリング剤、消泡剤、密着付与剤などを使用する場合がある。 |
代表的な基本反応式は、次のように表される。
n HO-R1-OH + n HOOC-R2-COOH → HO-[R1-OCO-R2-COO]n-R1-OH + 2n H2O
HO-[Polyester]-OH + 2 CH2=CH-COOH → CH2=CH-COO-[Polyester]-OCO-CH=CH2 + 2 H2O
光硬化反応では、光開始剤が紫外線によりラジカルを発生し、アクリレート二重結合が連鎖重合する。これにより、ポリエステルアクリレート分子間に架橋点が形成され、硬化膜となる。
詳細な利用用途
| 分野 | 主な用途 | 選定理由 | 注意点 |
|---|---|---|---|
| 自動車 | 内装部品コート、加飾フィルム、保護コート、樹脂部品表面処理 | 耐擦傷性、密着性、外観性、短時間硬化性を付与しやすい。 | 耐候性、耐熱性、耐薬品性、VOC、臭気を確認する。 |
| 電気・電子 | 絶縁コート、保護膜、ディスプレイ関連コート、接着剤 | 薄膜形成、短時間硬化、透明性、電気絶縁性を利用する。 | アウトガス、イオン性不純物、吸湿、耐湿熱を確認する。 |
| 機械部品 | 耐摩耗コート、表面保護、摺動補助コート | 硬度、耐擦傷性、油への耐性を付与できる。 | 荷重、摩擦熱、膜厚、基材密着性を確認する。 |
| 医療 | 医療部材用コーティング、接着、マーキング | 低温硬化、局所硬化、透明性を利用できる。 | 生体適合性、滅菌耐性、抽出物、残留モノマーの確認が必要である。 |
| 食品機械・包装 | 包装印刷インキ、OPニス、低臭気コート | 高速印刷、短時間硬化、低VOC化に有利である。 | 食品接触規制、低移行、臭気、光開始剤の残留に注意する。 |
| 建築・設備 | 床材コート、建材表面コート、化粧板、木工塗装 | 耐摩耗性、光沢、耐汚染性、硬化速度を活かせる。 | 屋外では耐候性、黄変、湿熱劣化を確認する。 |
| 印刷・インキ | フレキソ、グラビア、スクリーン、インクジェット、オーバープリントニス | 顔料湿潤性、硬化性、密着性、耐ブロッキング性を調整しやすい。 | 顔料によるUV吸収、硬化阻害、臭気、低移行性を確認する。 |
| フィルム・シート | PETフィルム、OPP、PC、PMMAなどへのハードコート | 透明性、耐擦傷性、密着性、薄膜加工性に優れる。 | カール、硬化収縮、密着、耐折り曲げ性に注意する。 |
用途別選定
| 用途 | 推奨される設計 | 確認項目 |
|---|---|---|
| ギア | 単独材料としては不向きである。表面保護コートとしては耐摩耗タイプを検討する。 | 膜厚、摩擦熱、剥離、潤滑油への耐性 |
| 軸受 | 摺動コートとしてPTFE、ワックス、シリコーン配合を検討する。 | 摩耗粉、荷重、相手材攻撃性、油中安定性 |
| チューブ | 柔軟コーティングまたは表面改質用途が中心である。 | 屈曲、密着、滅菌、抽出物 |
| 筐体 | 外観保護、耐擦傷、耐汚染コートとして使用する。 | 耐薬品性、耐候性、指紋付着、黄変 |
| フィルム | 低カール、柔軟性、密着性を重視したタイプを選定する。 | カール、ブロッキング、透明性、耐折り曲げ性 |
| コネクタ | 電気絶縁性、耐熱性、低アウトガスを重視する。 | 絶縁抵抗、耐湿熱、難燃性、イオン性不純物 |
| ハードコート | 高官能、ハイパーブランチ型、無機フィラー配合を検討する。 | 鉛筆硬度、耐擦傷性、密着、白化、硬化収縮 |
| 接着剤 | 柔軟タイプ、低収縮タイプ、密着付与設計を選定する。 | 接着強度、硬化深度、残留タック、耐水性 |
法規制
| 項目 | 確認内容 | 注意点 |
|---|---|---|
| RoHS | 鉛、水銀、カドミウム、六価クロム、PBB、PBDE、フタル酸エステル類などの制限物質を確認する。 | 樹脂単体だけでなく、顔料、添加剤、難燃剤、触媒も確認する。 |
| REACH | SVHC、登録状況、用途制限、残留モノマーを確認する。 | 輸出用途では最新の規制リストを確認する。 |
| 食品衛生 | 食品接触用途では、残留モノマー、光開始剤、移行量、抽出物を確認する。 | 日本の食品衛生法、ポジティブリスト、用途別条件を確認する。 |
| FDA | 食品包装、医療周辺用途では該当規格への適合性を確認する。 | グレード単位、配合単位で確認する必要がある。 |
| 医療用途 | ISO 10993、生体適合性、滅菌耐性、抽出物、細胞毒性などを確認する。 | 一般グレードを医療用途に流用する場合は個別評価が必要である。 |
| 労働安全衛生 | 硬化前のアクリレートモノマー、光開始剤、溶剤のSDSを確認する。 | 皮膚刺激性、感作性、換気、保護具に注意する。 |
注意点
| 注意項目 | 内容 | 対策 |
|---|---|---|
| 加水分解 | エステル結合を含むため、高温高湿、アルカリ、温水で劣化する場合がある。 | 耐加水分解グレードの選定、硬化度向上、保護層設計を行う。 |
| 応力割れ | 硬化収縮や基材との熱膨張差により、割れや剥離が生じる場合がある。 | 低収縮タイプ、柔軟タイプ、密着付与剤を検討する。 |
| 吸湿 | 親水性成分や未硬化成分が多いと吸水率が上がる。 | 配合の疎水化、後硬化、保管条件管理を行う。 |
| 熱劣化 | 高温で黄変、硬化膜の脆化、密着低下が起こる場合がある。 | 耐熱グレード、酸化防止剤、熱履歴低減を検討する。 |
| アウトガス | 残留モノマー、光開始剤分解物、低分子成分がアウトガス源となる。 | 低揮発グレード、後硬化、ベーキング、低抽出配合を選定する。 |
| 酸素阻害 | 空気中の酸素により表面硬化が不十分になる場合がある。 | 照射量増加、窒素パージ、アミン助剤、表面硬化性モノマーを検討する。 |
| 皮膚刺激性 | 硬化前のアクリレート成分は皮膚刺激性や感作性を示す場合がある。 | 手袋、保護眼鏡、局所排気、SDS確認を徹底する。 |
関連材料との比較
| 比較材料 | 特徴 | 対象材料との違い |
|---|---|---|
| ウレタンアクリレート | 強靭性、柔軟性、密着性、耐摩耗性に優れる。 | ポリエステルアクリレートより高粘度になりやすいが、靭性や伸びを付与しやすい。 |
| エポキシアクリレート | 高硬度、高反応性、耐薬品性に優れる。 | ポリエステルアクリレートより硬く脆くなりやすい。BPA系では規制や黄変に注意する。 |
| アクリル樹脂 | 透明性、耐候性、外観性に優れる熱可塑性樹脂またはアクリル系樹脂である。 | ポリエステルアクリレートは硬化性オリゴマーであり、UV硬化により架橋膜を形成する。 |
| 不飽和ポリエステル樹脂 | スチレンなどで架橋する熱硬化性ポリエステル系樹脂である。 | ポリエステルアクリレートはアクリレート基のUV・EB硬化を利用する点が異なる。 |
| PET | 熱可塑性ポリエステルで、フィルム、ボトル、繊維に用いられる。 | 名称にポリエステルを含むが、PETは熱可塑性樹脂であり、ポリエステルアクリレートとは用途と加工法が異なる。 |
| PBT | 成形性、電気特性、寸法安定性に優れるエンプラである。 | PBTは射出成形用ペレットであり、ポリエステルアクリレートは主に塗布硬化用樹脂である。 |
| [[UV硬化樹脂]] | 紫外線で硬化する樹脂の総称である。 | ポリエステルアクリレートはUV硬化樹脂を構成する代表的なオリゴマーの一種である。 |
| シリコーン樹脂 | 耐熱性、離型性、撥水性、耐候性に優れる。 | シリコーン樹脂は耐熱・撥水用途に強く、ポリエステルアクリレートは硬化速度、塗膜硬度、印刷適性に強い。 |
代替材料比較
| 比較 | ポリエステルアクリレートを選ぶ場合 | 代替材料を選ぶ場合 |
|---|---|---|
| ポリエステルアクリレート vs ウレタンアクリレート | 低粘度、顔料湿潤性、インキ適性、コストバランスを重視する場合。 | 高伸び、強靭性、柔軟性、耐屈曲性を重視する場合はウレタンアクリレートを検討する。 |
| ポリエステルアクリレート vs エポキシアクリレート | 柔軟性、密着性、低粘度化、配合自由度を重視する場合。 | 高硬度、高反応性、耐溶剤性を重視する場合はエポキシアクリレートを検討する。 |
| ポリエステルアクリレート vs PET | 塗膜、インキ、接着、表面改質用途で使用する場合。 | フィルム、ボトル、射出成形品、繊維用途ではPETを選ぶ。 |
| ポリエステルアクリレート vs PBT | UV硬化コーティングや電子材料用保護膜として使用する場合。 | コネクタ、筐体、機械部品など射出成形部品ではPBTを選ぶ。 |
| ポリエステルアクリレート vs 不飽和ポリエステル | 短時間UV硬化、薄膜コート、低VOC化を重視する場合。 | 大型FRP、注型、厚物成形では不飽和ポリエステルを検討する。 |
代表的なメーカー
| メーカー | 代表製品・ブランド | 概要 |
|---|---|---|
| 東亞合成株式会社 | アロニックス | 特殊アクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレートなどの光硬化型樹脂を展開している。 |
| allnex | EBECRYL | UV・EB硬化用アクリレートオリゴマーを幅広く展開しており、ポリエステルアクリレート系製品も扱う。 |
| Arkema Sartomer | CNシリーズ、SRシリーズ | UV硬化用モノマー、オリゴマーを扱うメーカーで、ポリエステルアクリレート系オリゴマーも展開している。 |
| IGM Resins | Photomer、Omnirad関連製品 | UV硬化材料、光開始剤、アクリレート系材料を扱うメーカーである。 |
| 三菱ケミカル株式会社 | アクリレート系材料、UV硬化関連材料 | アクリル系材料、機能性モノマー、樹脂材料を扱う。具体的な適用グレードは個別確認が必要である。 |
| 大阪有機化学工業株式会社 | 特殊アクリレート、機能性モノマー | アクリレート系モノマーや機能性材料を扱う。ポリエステルアクリレート配合で使用される反応性希釈剤の候補となる。 |
| BASF | Laromer | UV硬化用アクリレート樹脂、モノマー、オリゴマーを扱う。代表例として記載する。 |
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