アイオノマー

材料名	アイオノマー
略記号	IO
英語名	Ionomer Resin
分類	熱可塑性樹脂、ポリオレフィン系樹脂、イオン架橋樹脂
基本構造	エチレン・アクリル酸共重合体の金属イオン中和構造
主な種類	Na型アイオノマー、Zn型アイオノマー、透明アイオノマー、高反発アイオノマー
主な用途	ゴルフボールカバー、食品包装、シール層、化粧品容器、チューブ、成形品

アイオノマー（IO）は、熱可塑性樹脂、ポリオレフィン系樹脂、イオン架橋樹脂に分類される材料である。エチレン・アクリル酸共重合体の金属イオン中和構造を基本構造または代表構造とし、ゴルフボールカバー、食品包装、シール層、化粧品容器、チューブ、成形品などに使用される。

特徴

アイオノマー樹脂は、ポリエチレンユニット(E)とアクリル酸ユニット（A)を有するポリマーを金属（M)で架橋した樹脂
アクリル酸ユニット（A)と金属（M）の結合がイオン的であるため、アイオノマーと呼ばれている。
アクリル酸ユニット（A)の含有量と金属（M）の種類を変化させることでいろいろな特性を持った樹脂が制作できる。
アクリル酸ユニットと金属の結合がイオン的であるため特有の強靭性を持つ
透明性、柔軟性、耐衝撃性、ヒートシール性に優れる
ゴルフボールカバーや包装フィルムに使用される
酸・アルカリや極性溶剤ではグレードにより影響を受ける

長所

透明性がある
耐衝撃性が高い
低温シール性が良い
柔軟性がある
耐摩耗性が良い

短所

耐熱性は高くない
強アルカリや強酸には注意が必要である
高温で変形しやすい
価格はPEより高い

成形加工

アイオノマーの加工性は、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

アイオノマーの構造は、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

Na型アイオノマー

名称	Na型アイオノマー
構成	アイオノマーの用途別または改質グレードである
特徴	アイオノマー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	ゴルフボールカバー、食品包装、シール層、化粧品容器、チューブ、成形品

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

Zn型アイオノマー

名称	Zn型アイオノマー
構成	アイオノマーの用途別または改質グレードである
特徴	アイオノマー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	ゴルフボールカバー、食品包装、シール層、化粧品容器、チューブ、成形品

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

透明アイオノマー

名称	透明アイオノマー
構成	アイオノマーの用途別または改質グレードである
特徴	アイオノマー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	ゴルフボールカバー、食品包装、シール層、化粧品容器、チューブ、成形品

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

高反発アイオノマー

名称	高反発アイオノマー
構成	アイオノマーの用途別または改質グレードである
特徴	アイオノマー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	ゴルフボールカバー、食品包装、シール層、化粧品容器、チューブ、成形品

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	標準グレード	高透明・軟質グレード	高剛性グレード
比重	–	0.94 ～ 0.96	0.93 ～ 0.95	0.95 ～ 0.97
引張強さ	MPa	23 ～ 33	20 ～ 28	28 ～ 38
引張降伏強さ	MPa	12 ～ 16	10 ～ 14	14 ～ 18
引張伸び	%	300 ～ 500	400 ～ 600	250 ～ 450
曲げ弾性率	GPa	0.20 ～ 0.35	0.12 ～ 0.25	0.35 ～ 0.70
アイゾット衝撃強さ（ノッチ付き）	kJ/m²	破壊せず～高い	破壊せず～高い	10 ～ 40
硬さ	ショアD	55 ～ 66	45 ～ 60	60 ～ 70
融点	℃	85 ～ 100	80 ～ 95	90 ～ 105
荷重たわみ温度	℃	40 ～ 60	35 ～ 55	50 ～ 70
メルトフローレート	g/10min	1 ～ 10	1 ～ 15	0.5 ～ 8
吸水率	%	0.01 ～ 0.1	0.01 ～ 0.1	0.01 ～ 0.1
透明性	–	良好	非常に良好	半透明～不透明

耐薬品性

アイオノマーの耐薬品性は、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）

アイオノマーのSP値は、約17〜20 MPa^1/2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。