概要
| 材料名 | エチレン・酢酸ビニル共重合体 |
|---|---|
| 略記号 | EVA |
| 英語名 | Ethylene Vinyl Acetate Copolymer |
| 分類 | オレフィン系共重合体、熱可塑性樹脂 |
| 構造・主成分 | エチレンと酢酸ビニルの共重合体 |
| 主な用途 | フィルム、ホットメルト、発泡体、太陽電池封止材、接着剤 |
エチレン・酢酸ビニル共重合体は、エチレンと酢酸ビニルの共重合体である。透明性、柔軟性、低温特性、接着性が良い。VA量で物性が変わる。
材料選定では、耐熱性と耐油性は限定的、有機溶剤で膨潤しやすい。用途、温度、荷重、薬品、成形方法に応じてグレードを選定する必要がある。
特徴
- 透明性、柔軟性、低温特性、接着性が良い。VA量で物性が変わる
- 性質は、内部可塑化ポリエチレンともいわれ、大きい反発性を有する無色透明のゴム状物質である。
- 耐候性、低温可塑性を有しており、-50℃まで可撓性がある。
- 加硫を要しないゴムである。
- 酢酸ビニル含量が増えるとゴム状になり、軟化点が低く、熱接着力が大きく、耐溶剤性がなくなる。
- トルエン、ベンゼン、トリクロロエチレン、THFに溶解するが、メチルエチルケトン、塩化メチレン、アセトン、酸、アルコール、、水などには不溶である。
- 耐熱性と耐油性は限定的。
- 耐オゾン性、水・紫外線によく耐える。
- 成形加工性にすぐれ、耐候性、耐ストレスクラック性にすぐれている。
- 他のプラスチックとブレンドすると成形時の流動性、低温下の耐衝撃性を向上させるのに効果的である。
- グレード、充填材、共重合成分、硬化条件により物性が大きく変化する。
- 実使用では温度、湿度、応力、薬品接触時間を含めて評価する必要がある。
長所
- 透明性、柔軟性、低温特性、接着性が良い。VA量で物性が変わる
- 用途に応じたグレード展開がある。
- 金属、ガラス、汎用樹脂の代替材料として使える場合がある。
短所
- 耐熱性と耐油性は限定的、有機溶剤で膨潤しやすい
- 高温、応力、薬品、吸水、添加剤の影響で性能が変化する。
- 量産前にはメーカー物性表と実使用条件での確認が必要である。
成形加工
エチレン・酢酸ビニル共重合体の加工性は種類とグレードにより異なる。熱可塑性樹脂では射出成形・押出成形が中心となり、熱硬化性樹脂では注型、圧縮、積層、硬化成形が中心となる。
プラスチック、ポリマー
| 加工方法 | 適性 | 主な製品例 |
|---|---|---|
| 射出成形 | ○ | グレードにより成形部品、電気電子部品、機械部品に使用する |
| 押出成形 | ○ | シート、フィルム、チューブ、板材に使用する |
| 圧縮・注型・硬化成形 | △〜◎ | 熱硬化性樹脂や高粘度材料では主要加工法となる |
| 切削加工 | ○ | 丸棒、板材、試作部品、治具に使用する |
構造式
PE主鎖に酢酸ビニル単位を含むランダム共重合構造。構造中の官能基、結晶性、架橋密度、芳香族骨格、充填材の有無により、耐熱性、耐薬品性、機械的性質、成形性が変化する。
種類
標準グレード
| 名称 | 標準エチレン・酢酸ビニル共重合体 |
|---|---|
| 構成 | エチレンと酢酸ビニルの共重合体 |
| 特徴 | 透明性、柔軟性、低温特性、接着性が良い。VA量で物性が変わる |
| 主な用途 | フィルム、ホットメルト、発泡体、太陽電池封止材、接着剤 |
特徴
- 標準的な物性バランスを持つ。
- 汎用的な成形・加工用途に使いやすい。
強化・改質グレード
| 名称 | 強化・改質エチレン・酢酸ビニル共重合体 |
|---|---|
| 構成 | ガラス繊維、炭素繊維、難燃剤、耐候剤、潤滑剤、共重合成分などで改質したグレード |
| 特徴 | 剛性、耐熱性、耐候性、難燃性、摺動性、寸法安定性などを改善する |
| 主な用途 | 電気電子部品、自動車部品、機械部品、構造部品、機能部材 |
特徴
- 標準グレードより特定性能を高めた材料である。
- 充填材により比重、成形収縮、異方性、耐薬品性が変化する。
代表的な物性値又は機械的性質
| 性質 | 単位 | 標準 |
|---|---|---|
| 比重 | 0.92～0.95 | |
| 引張強さ | MPa | 5～26 |
| 引張伸び | % | 650～1,000 |
| アイゾット衝撃強さ (ノッチ付き) | J/m | 破壊せず |
| シェア硬さ | D30～95 | |
| 荷重たわみ温度 (0.45MPa) | ℃ | 60～64 |
| 体積固有抵抗 | Ω･cm | 1.5×108 |
| 誘電率 | (60Hz) | 2.5×3.2 |
| 透明性 | 透明 |
VAの種類と性質
| 性質 | 単位 | EVA含量 40% | EVA含量 33% | EVA含量 28% | EVA含量 18% |
|---|---|---|---|---|---|
| 引張強さ | MPa | 5 | 7 | 14 | 20 |
| 引張伸び | % | 1,300 | 700 | 750 | 850 |
| 硬さ(JIS) | 40 | 68 | 77 | 92 | |
| 軟化点 | ℃ | 59 | 61 | 69 | 87 |
| メルトインデックス | g/10min | 55 | 25 | 15 | 2.5 |
耐薬品性
水・アルコールは比較的良好。炭化水素、油、芳香族溶剤で膨潤。
| 薬品・溶剤 | 耐性 | 備考 |
|---|---|---|
| 水 | ○ | 多くは常温で比較的安定であるが、吸水・加水分解型材料では注意する |
| 酸 | △〜○ | 強酸では劣化する材料がある |
| アルカリ | △〜○ | ポリエステル、PC、熱硬化性樹脂では高温・高濃度に注意する |
| アルコール | ○〜△ | 応力クラックや膨潤は材料により異なる |
| ケトン | △〜× | 非晶性樹脂や塗料系樹脂では膨潤・溶解に注意する |
| 芳香族溶剤 | △〜× | 膨潤、白化、クラックの可能性がある |
| 油・燃料 | ○〜△ | ポリアミド、POM、PBT、PPS、PEEKなどは比較的良好な場合が多い |
更に詳しくはプラスチックの耐薬品性一覧表を参照。
SP値（溶解度パラメータ）
エチレン・酢酸ビニル共重合体のSP値はグレード、結晶化度、架橋密度、充填材により変動する。溶解性はSP値だけでなく、温度、応力、薬品濃度、接触時間で判断する必要がある。
| 材料 | SP値（δ） | 特徴 |
|---|---|---|
| LDPE | 約16〜17 MPa1/2 | 非極性ポリエチレンであり耐水性と柔軟性に優れる |
| EVA（VA 5〜10%） | 約17〜18 MPa1/2 | PEに近い特性を持つ低極性EVAである |
| EVA（VA 15〜25%） | 約18〜20 MPa1/2 | 柔軟性、接着性、透明性のバランスが良い |
| EVA（VA 30〜40%） | 約19〜21 MPa1/2 | 高極性で接着性や柔軟性が高い |
溶解性の目安
| Δδ | 挙動 |
|---|---|
| 0〜2 | 溶解しやすい |
| 2〜5 | 膨潤・軟化 |
| 5以上 | 溶解しにくい |
SP値から見た耐溶剤性
| 溶媒・薬品 | SP値（δ） MPa1/2 | 耐性 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 水 | 47.9 | ◎ | 耐水性は良好である |
| 熱水 | 47.9 | ○ | 高温長期では劣化する場合がある |
| エタノール | 26.0 | ◎ | アルコールには比較的強い |
| IPA | 23.5 | ◎ | 一般的な洗浄用途で安定である |
| メタノール | 29.7 | ○〜◎ | 短期では安定である |
| アセトン | 19.9 | △ | VA含有量が高いほど膨潤しやすい |
| MEK | 19.0 | △〜× | 膨潤や軟化を起こしやすい |
| 酢酸エチル | 18.6 | △〜× | 高VAグレードでは影響が大きい |
| THF | 18.5 | × | 強い膨潤や溶解を起こす場合がある |
| クロロホルム | 19.0 | × | 塩素系溶剤で強く膨潤する |
| ジクロロメタン | 20.2 | × | 高VAグレードでは溶解しやすい |
| トルエン | 18.2 | △〜× | 芳香族溶剤で膨潤しやすい |
| キシレン | 18.0 | △〜× | 高温では大きく軟化する場合がある |
| ヘキサン | 14.9 | ○〜◎ | 低VAグレードでは比較的安定である |
| ガソリン | 15〜18程度 | △〜○ | 低VAでは安定だが高VAでは膨潤しやすい |
| 鉱物油 | 15〜17程度 | ○ | 条件によって膨潤する |
| フェノール | 24〜25 | × | 高極性芳香族化合物には弱い |
| 希酸 | – | ◎ | 一般的には安定である |
| 濃硫酸 | 高極性 | × | 分解や炭化の可能性がある |
| 弱アルカリ | – | ○〜◎ | 比較的安定である |
| 強アルカリ | – | △ | 酢酸ビニル部位の加水分解に注意する |
| 次亜塩素酸ナトリウム | – | △ | 酸化劣化する場合がある |
| 過酸化水素 | – | △ | 高濃度では酸化劣化に注意する |
◎：非常に良好 ○：概ね良好 △：注意が必要 ×：不適
実務上の注意
- SP値は溶解・膨潤予測の一次判断であり、耐久性そのものではない。
- 成形残留応力がある場合は、短時間の薬品接触でもクラックが発生する場合がある。
- 最終判断は実使用条件での浸漬試験、応力負荷試験、温度サイクル試験で行う。
製法
エチレンと酢酸ビニルを高圧ラジカル共重合する。
詳細な利用用途
代表用途
- フィルム
- ホットメルト
- 発泡体
- 太陽電池封止材
- 接着剤
工業用途
- 電気電子部品
- 自動車部品
- 機械部品
- 耐熱・耐薬品部材
- フィルム、シート、塗料、接着、複合材用途
関連材料との比較
代表的なメーカー
| メーカー | 代表的な製品・商品名 | 備考 |
|---|---|---|
| 三井・ダウ | 代表グレード又は関連製品 | 詳細はメーカー技術資料で確認する |
| 東ソー | 代表グレード又は関連製品 | 詳細はメーカー技術資料で確認する |
| 住友化学 | 代表グレード又は関連製品 | 詳細はメーカー技術資料で確認する |
| Celanese | 代表グレード又は関連製品 | 詳細はメーカー技術資料で確認する |
| ExxonMobil | 代表グレード又は関連製品 | 詳細はメーカー技術資料で確認する |