| 材料名 | ASA樹脂 |
|---|---|
| 略記号 | ASA |
| 英語名 | Acrylate Styrene Acrylonitrile Resin |
| 分類 | エンジニアリングプラスチック、熱可塑性樹脂、非晶性樹脂、スチレン系樹脂 |
| 基本構造 | アクリロニトリル、スチレン、アクリル酸エステル系ゴムの多相構造 |
| 主な種類 | 標準ASA、耐衝撃ASA、耐候ASA、難燃ASA、ASA/PC |
| 主な用途 | 外壁サイディング、自動車サイドミラーハウジング、屋外看板、機械カバー、外装パネル、ガーデン家具 |
ASA樹脂（ASA）は、エンジニアリングプラスチック、熱可塑性樹脂、非晶性樹脂、スチレン系樹脂に分類される材料である。 アクリロニトリル、スチレン、アクリル酸エステル系ゴムの多相構造を基本構造または代表構造とし、外壁サイディング、自動車サイドミラーハウジング、屋外看板、機械カバー、外装パネル、ガーデン家具などに使用される。
特徴
- 非晶性熱可塑性プラスチックである
- 基本特性はABS樹脂 と似通っているが、ブタジエンゴムを含まない分、耐光性にすぐれている。
- 耐候性に優れ、屋外用途に多く使用される
- 美観に優れる
- 耐薬品性はあまりよくない。
- 耐有機溶剤性は悪い
- 耐酸性、耐アルカリ性には不溶。
- 耐アルコール、耐鉱物油、耐強酸、耐強アルカリには侵される。
長所
- 耐候性が高い
- 耐光性が良い
- 外観性が良い
- 成形性が良い
- 屋外用途に適する
短所
- 有機溶剤に弱い
- 耐薬品性は高くない
- 耐熱性は限定的である
- 価格はABSより高い場合がある
成形加工
ASA樹脂の加工性は、樹脂の種類、分子量、充填材、硬化系、添加剤、成形温度により大きく変化する。 成形時には乾燥、熱分解、残留応力、結晶化、硬化条件、離型性を確認する必要がある。
| 加工方法 | 適性 | 主な製品例 |
|---|---|---|
| 射出成形 | ○ | 成形材料グレードで対応する。複雑形状部品、機構部品、電気電子部品に使用する |
| 押出成形 | ○ | シート、フィルム、チューブ、棒材、板材に使用する |
| 圧縮成形 | △〜○ | 熱硬化性樹脂や高耐熱材、切削素材で使用する |
| 注型・含浸 | △〜○ | 熱硬化性樹脂、塗料、ワニス、複合材料で使用する |
| 切削加工 | ○ | 板材、丸棒、精密部品、治具に使用する |
| 接着・塗装 | △ | 材料の表面性により表面処理や専用接着剤が必要である |
構造式
ASA樹脂の構造は、材料分類、重合方法、共重合成分、充填材の有無により変化する。 構造中の極性基、芳香環、フッ素原子、シロキサン結合、イミド結合、エステル結合などが、耐熱性、耐薬品性、機械特性、吸水性、電気特性に影響する。
種類
標準ASA
| 名称 | 標準ASA |
|---|---|
| 構成 | ASA樹脂の用途別または改質グレードである |
| 特徴 | ASA樹脂の基本特性を用途に合わせて調整したグレードである |
| 主な用途 | 外壁サイディング、自動車サイドミラーハウジング、屋外看板、機械カバー、外装パネル、ガーデン家具 |
特徴
- 用途に応じて物性を調整したグレードである
- 標準品と比較して耐熱性、耐薬品性、機械特性、成形性のいずれかを改善する
- 実使用条件ではメーカーグレードごとのデータ確認が必要である
耐衝撃ASA
| 名称 | 耐衝撃ASA |
|---|---|
| 構成 | ASA樹脂の用途別または改質グレードである |
| 特徴 | ASA樹脂の基本特性を用途に合わせて調整したグレードである |
| 主な用途 | 外壁サイディング、自動車サイドミラーハウジング、屋外看板、機械カバー、外装パネル、ガーデン家具 |
特徴
- 用途に応じて物性を調整したグレードである
- 標準品と比較して耐熱性、耐薬品性、機械特性、成形性のいずれかを改善する
- 実使用条件ではメーカーグレードごとのデータ確認が必要である
耐候ASA
| 名称 | 耐候ASA |
|---|---|
| 構成 | ASA樹脂の用途別または改質グレードである |
| 特徴 | ASA樹脂の基本特性を用途に合わせて調整したグレードである |
| 主な用途 | 外壁サイディング、自動車サイドミラーハウジング、屋外看板、機械カバー、外装パネル、ガーデン家具 |
特徴
- 用途に応じて物性を調整したグレードである
- 標準品と比較して耐熱性、耐薬品性、機械特性、成形性のいずれかを改善する
- 実使用条件ではメーカーグレードごとのデータ確認が必要である
難燃ASA
| 名称 | 難燃ASA |
|---|---|
| 構成 | ASA樹脂の用途別または改質グレードである |
| 特徴 | ASA樹脂の基本特性を用途に合わせて調整したグレードである |
| 主な用途 | 外壁サイディング、自動車サイドミラーハウジング、屋外看板、機械カバー、外装パネル、ガーデン家具 |
特徴
- 用途に応じて物性を調整したグレードである
- 標準品と比較して耐熱性、耐薬品性、機械特性、成形性のいずれかを改善する
- 実使用条件ではメーカーグレードごとのデータ確認が必要である
代表的な物性値又は機械的性質
| 性質 | 単位 | 標準 | 高耐熱 | 高衝撃 |
|---|---|---|---|---|
| 比重 | – | 1.05 ～ 1.07 | 1.05 ～ 1.07 | 1.05 ～ 1.07 |
| 引張強さ | MPa | 35 ～ 45 | 40 ～ 50 | 30 ～ 40 |
| 引張伸び | % | 10 ～ 35 | 5 ～ 20 | 20 ～ 50 |
| 曲げ強さ | MPa | 50 ～ 70 | 60 ～ 80 | 40 ～ 60 |
| 曲げ弾性率 | GPa | 1.7 ～ 2.3 | 2.0 ～ 2.5 | 1.4 ～ 2.0 |
| アイゾット衝撃強さ (ノッチ付き) | kJ/m² | 8 ～ 20 | 8 ～ 15 | 15 ～ 35 |
| ロックウェル硬さ | Rスケール | R95 ～ R105 | R100 ～ R110 | R80 ～ R100 |
| 荷重たわみ温度 (1.82MPa) | ℃ | 80 ～ 95 | 90 ～ 105 | 75 ～ 90 |
| 線膨張係数 | ×10⁻⁵ /K | 8 ～ 11 | 8 ～ 10 | 9 ～ 12 |
| 難燃性 | UL94 | HB | HB | HB |
| 体積固有抵抗 | Ω・cm | 10¹⁴ ～ 10¹⁶ | 10¹⁴ ～ 10¹⁶ | 10¹⁴ ～ 10¹⁶ |
耐薬品性
ASA樹脂の耐薬品性は、樹脂構造、温度、濃度、接触時間、応力状態、グレード、充填材により変化する。 下表は一般的な目安であり、薬液タンク、配管、洗浄治具、食品・医療用途では実使用条件で確認する必要がある。
| 薬品・溶剤 | 耐性 | 備考 |
|---|---|---|
| 水 | ○ | 材料種により吸水、加水分解、白化に注意が必要である |
| 弱酸 | ○ | 多くの場合で短期使用は可能である |
| 強酸 | △〜× | 樹脂構造により劣化、分解、膨潤が起こる |
| 弱アルカリ | ○〜△ | 材料により安定性が異なる |
| 強アルカリ | △〜× | エステル、イミド、アミド、カーボネート系では注意が必要である |
| アルコール | ○〜△ | 応力下ではクラックや膨潤に注意する |
| アセトン | △〜× | 非晶性樹脂や極性樹脂では膨潤・溶解しやすい |
| MEK | △〜× | 溶剤種、温度、応力条件で影響が大きい |
| トルエン | △ | 芳香族溶剤に弱い材料では膨潤・クラックが起こる |
| 塩素系溶剤 | △〜× | 多くの樹脂で膨潤・溶解・クラックに注意が必要である |
| 油・燃料 | ○〜△ | ポリオレフィン系、ポリアミド系などでは比較的良い場合がある |
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）
ASA樹脂のSP値は、約18〜21 MPa1/2が目安である。 SP値が近い溶剤では膨潤や溶解が起こりやすいが、結晶性、架橋構造、水素結合、分子量、充填材、温度の影響も大きいため、SP値は一次判断として扱う必要がある。
| 項目 | SP値（δ） MPa1/2 | 備考 |
|---|---|---|
| 標準グレード | 18.3 ～ 18.8 | 耐候性に優れるが、芳香族炭化水素及びケトン系溶剤には注意が必要である。 |
| 高耐熱グレード | 18.5 ～ 19.0 | 耐熱性向上に伴い耐薬品性もやや向上する傾向がある。 |
| 高衝撃グレード | 18.0 ～ 18.6 | ゴム成分増加により一部有機溶剤で膨潤しやすくなる場合がある。 |
| ASA-GF10 ガラス繊維10% | 18.4 ～ 18.9 | 寸法安定性及び耐薬品性がやや改善される。 |
| ASA-GF20 ガラス繊維20% | 18.5 ～ 19.0 | 溶剤によるクラック発生が抑制されやすい。 |
| ASA-GF30 ガラス繊維30% | 18.6 ～ 19.2 | 高剛性であり、耐環境応力割れ性が比較的良好である。 |
| ASA-CF10 炭素繊維10% | 18.2 ～ 18.8 | 導電性付与と剛性向上が可能であるが、溶剤浸透には注意が必要である。 |
| ASA-CF20 炭素繊維20% | 18.3 ～ 18.9 | 耐熱性及び寸法安定性に優れる。 |
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
| 溶剤名 | SP値（δ） MPa1/2 | 耐性 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 水 | 47.9 | ◎ | 通常使用環境では問題ない。 |
| メタノール | 29.7 | ○ | 短時間接触では比較的安定である。 |
| エタノール | 26.0 | ○ | 軽度膨潤の可能性がある。 |
| イソプロパノール（IPA） | 23.5 | ○ | 一般洗浄用途では比較的使用可能である。 |
| エチレングリコール | 32.9 | ◎ | 自動車用途でも比較的安定である。 |
| n-ヘキサン | 14.9 | ○ | 短時間接触では大きな影響は少ない。 |
| トルエン | 18.2 | × | ASAのSP値に近く、溶解・膨潤リスクが高い。 |
| キシレン | 18.0 | × | 環境応力割れを生じやすい。 |
| アセトン | 20.3 | × | 急速に膨潤・白化する可能性が高い。 |
| MEK（メチルエチルケトン） | 19.0 | × | 短時間でもクラック発生の恐れがある。 |
| 酢酸エチル | 18.6 | × | 表面荒れ及び軟化を生じやすい。 |
| DMF | 24.8 | × | 高い溶解性を示す場合がある。 |
| THF | 18.5 | × | ASAを著しく侵すため使用不可である。 |
| ガソリン | 14 ～ 16 | △ | 長期接触では膨潤する可能性がある。 |
| 鉱物油 | 15 ～ 17 | ○ | 一般的には比較的安定である。 |
※ 耐溶剤性評価はASA樹脂のSP値中央値（δ≒18.6 MPa1/2）を基準として整理した代表例である。
◎：非常に良好 ○：概ね良好 △：注意が必要 ×：不適
※ トルエン、キシレン、THF、アセトン、MEKなどASA樹脂のSP値に近い芳香族炭化水素及びケトン系溶剤は、短時間接触でも膨潤、白化、環境応力割れ、溶解を引き起こす可能性が高いため特に注意が必要である。
実務上の注意
- SP値は溶解性の目安であり、耐久性そのものではない
- 結晶性樹脂や熱硬化性樹脂では、SP値が近くても溶解しにくい場合がある
- 非晶性樹脂では、応力クラックが耐薬品性の主要問題になりやすい
- 実使用では温度、濃度、接触時間、応力、成形残留応力を確認する必要がある
製法
ASA樹脂は、対応するモノマーの重合、重縮合、付加反応、共重合、架橋反応、コンパウンドなどにより製造される。 実用材料では、添加剤、充填材、安定剤、難燃剤、可塑剤、強化繊維などを配合して性能を調整する。
| 製法 | 特徴 | 主な製品形態 |
|---|---|---|
| 重合・重縮合 | 基本ポリマーを合成する | ベース樹脂 |
| 共重合・変性 | 耐熱性、柔軟性、耐薬品性、成形性を調整する | 改質グレード |
| コンパウンド | ガラス繊維、難燃剤、安定剤、潤滑剤などを配合する | 成形材料 |
| 成形・硬化 | 熱可塑性樹脂は溶融成形、熱硬化性樹脂は加熱硬化する | 最終成形品 |
詳細な利用用途
電気・電子用途
- コネクタ
- スイッチ部品
- 絶縁部品
- 筐体
- 高周波部品
自動車・輸送用途
- 内外装部品
- 機構部品
- 耐熱部品
- 摺動部品
- 燃料・配管関連部品
工業用途
- ギア
- 治具
- ライニング
- シール材
- 機械カバー
包装・生活用品用途
- フィルム
- 容器
- シート
- 日用品
- 保護部材
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 |
|---|---|---|
| 代表メーカー | テクノUMG、LG Chem、INEOS Styrolution、SABIC、CHIMEI | 材料・グレードにより供給状況が異なる |
| 国内外コンパウンダー | 各種改質グレード | GF強化、難燃、摺動、耐候グレード |
| 成形材料メーカー | 用途別グレード | メーカー物性表で確認が必要である |