ヘイラー - Solvay

Halar
®
ヘイラー ® ECTFE
デザインおよび加工ガイド
SPECIALTY
POLYMERS
目次
化学 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
組成と構造 – 物性値の関係 . . . . . . . . . . . . . . . . 5
樹脂の純度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
他のフッ素樹脂との比較 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
物理特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
熱物性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
示差走査熱量測定（DSC） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
荷重たわみ温度（HDT） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
熱線膨張係数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
熱重量分析（TGA） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
短期の熱安定性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
ストレスクラッキング温度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
比容積 – pvT 曲線 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
レオロジー特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
表面特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
接触角と表面張力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
硬度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
表面平坦性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
摩擦係数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
耐摩耗性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
光学特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
屈折率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
吸収スペクトル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
透明度、ヘイズおよび光沢度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
パイプ試験 – IPT装置を使用した長期フープ応力 . . . . . . 15
動的荷重 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
低振幅、短期応力DMTA
（動的弾性率、ASTM D4065） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
衝撃強さ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
アイゾット衝撃強さ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
脆化温度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
フィルムの引裂抵抗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
電気特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
一般特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
体積抵抗率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
誘電率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
誘電正接 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
耐環境特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
一般的な耐薬品性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
透過性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
ガス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
水 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
水系電解質 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
有機薬品 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
耐侯性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
短期の応力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
高エネルギー放射線への耐性 . . . . . . . . . . . . . 24
曲げ特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
圧縮特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
/
クリープおよび応力緩和 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
機械特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
引張特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2
長期の静的応力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
耐火性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
限界酸素指数 – LOI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
ULの温度指数（RTI） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
安全性、衛生、健康への影響 . . . . . . . . . . . . . . 27
射出成形に関する推奨事項 . . . . . . . . . . . . . . . 30
ショットサイズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
射出成形の条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
製品の分解による毒性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
射出シリンダーの温度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
認可 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
金型温度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
食品との接触 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
水との接触に関する国際規格 . . . . . . . . . . . . . 28
加工 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
構造部材 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
一般的な検討事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
取扱い . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
再生材 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
安全性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
熱安定性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
射出圧 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
成形サイクル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
離型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
圧縮成形に関する推奨事項 . . . . . . . . . . . . . . . 31
メンブレンプロセスの推奨事項 . . . . . . . . . . . . 31
フォーム用グレード
ヘイラー® 558フッ素樹脂 . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
二次加工 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
溶接 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
装置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
衛生、安全性、および環境 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
溶接に関する推奨事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
機械加工 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
温度の制限 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
押出に関する推奨事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
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3
4
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ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
化学
組成と構造 – 物性値の関係
樹脂の純度
ヘイラー® ECTFEは、ソルベイスペシャルティポリマーズが
ISO承認を受けている米国テキサス州オレンジの工場で製
造している半結晶性の溶融性フッ素樹脂です。
ヘイラー® ECTFE樹脂は、純度が非常に高い製品です。超純
水および純度が非常に高い化学薬品を使用した静的浸漬
試験で、金属抽出物および有機抽出物は非常に低いレベル
でした。さらに、洗浄評価のデータにより、ヘイラー® ECTFE
は、半導体、バイオテクノロジーおよび製薬の各業界で使用
される高純度システムに適していることが示されました。ま
た、ヘイラー® ECTFEから溶出されるフッ化物イオンはごく
微量です。
ポリエチレンクロロトリフルオロエチレン（ECTFE）は、エチ
レンとクロロトリフルオロエチレンの二つのモノマーの共重
合によって得られ、次の化学式で表されます。
F
Cl
H
H
C
C
C
C
F
F
H
H
n
A 1:1 交互共重合体
この化学構造により、ヘイラー® ECTFEは独自の特性を持っ
ています。炭素原子とフッ素原子の解離エネルギーが非常
に高いことから耐薬品性と高い耐熱性を示し、水素結合に
よる分子内相互作用が強いことから良好な機械特性を示し
ます。ヘイラー® ECTFEの特殊グレードXPH-800は、ポリマ
ーの鎖構造が改良されており、高い耐ストレスクラッキング
性を示します。
ヘイラー® フッ素樹脂の主なメリットの一つは、加工が容易
なことです。ヘイラー® フルオロカーボン樹脂は熱可塑性樹
脂であり、従来の押出成形だけでなく、ブロー、圧縮、射出、
回転、トランスファーの各成形でも加工できます。パウダー
コーティングも可能です。ヘイラー® ECTFE樹脂の溶融粘度
は幅広く、実質的にあらゆる加工方法に適します。
このため、ヘイラー® ECTFEは、半導体業界の超純水システ
ムのライニングおよびコーティングに使用されています。FM
4922の総合排気ダクトシステムでは、ヘイラー® ECTFEでコ
ーティングされたステンレス鋼が使用されています。
他のフッ素樹脂との比較
主な溶融性フッ素樹脂の代表的な物性値を表1に示します。
表1から分かるように、フッ素樹脂の中でヘイラー® ECTFE
は中間的な特長があります。例えば、ECTFEは、ポリフッ化
ビニリデン（PVDF）と比較すると耐薬品性と耐熱性に優れ
ている一方、ポリエチレンテトラフルオロエチレン（ETFE）や
パーフルオロポリマーと比較すると機械特性に優れていま
す。したがって、ヘイラー® ECTFEは一般物性のバランスが
非常によく、高い耐薬品性と機械特性を備え、樹脂の加工
が容易です。
さらに、ヘイラー® ECTFEは、その他多くの樹脂と比較して
表面粗度が非常に小さくなっています。これにより、異物が
付着しにくくなるので、高純度用途ではこの特性は非常に重
要です。
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
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5
物理特性
表1：他のフッ素樹脂との比較：一般物性値
単位
PVDF
ヘイラー®
ECTFE
ETFE
FEP
PFA
PTFE
密度
g/cm3
1.78
1.68
1.72
2.15
2.15
2.17
融点
°C
160 ～ 172
242
262
270
305
330
優
優
優
平均的な特性
耐薬品性
可
（pH 1 ～ 12）
良
良
（pH 1 ～ 14）（pH 1 ～ 14）
引張特性（23 °C）
降伏強さ
MPa
50
30
25
12
16
10
破断時応力
MPa
40
54
40
22
30
30
破断時伸び
%
20 ～ 100
250
250
300
300
350
MPa
2,000
1,655
1,000
550
550
750
–
78
75
68
57
62
57
°C
100
65
70
54
50
56
W · cm – 1 · K – 1
0.20
0.20
0.20
0.20
0.22
0.25
K – 1 · 10 – 6
130
100
90
110
120
130
Ω · cm
≥ 1014
1016
1014
1018
1017
1018
弾性率
ショアD硬さ
荷重たわみ温度、
1.82 MPa
熱伝導率
熱線膨張係数
体積抵抗率
示差走査熱量測定（DSC）
熱物性
ヘイラー® ECTFEコポリマーは、無負荷用途で – 80 ～ 150 °C
の広い温度範囲で使用できます。
最高使用温度は、システム内の応力および化学的環境の
影響を受けます。標準グレードではストレスクラッキングが
125 ～ 150 °Cの範囲で発生することがあります。特に高メル
トフローインデックスグレード用として、ヘイラー® 902およ
びXPH-800が、耐ストレスクラッキング性を向上させたグレ
ヘイラー® ECTFE樹脂の結晶融点および対応する融解熱
ΔHfを規定の動作条件（ASTM D3418）下でDSCにより測定
し、表2に示します。図1と図2には、ヘイラー® 901と
ヘイラー® 902の加熱時、冷却時、再加熱時（2回目の融解）
における相対熱流束曲線をそれぞれ温度の関数として示し
ます。両グレードで、融点より約20 °C低い温度で結晶化が
起きています。
ードとして開発されました。
表2：ヘイラー ® ECTFEのグレードについてDSCで測定された熱物性データ
ヘイラー® ECTFE
グレード
6
/
融点
Tf [°C]
融解熱
ΔHf [J/g]
結晶化温度
Tχ [°C]
結晶化熱
ΔHχ [J/g]
902
225
28
205
28
901
242
42
222
40
300DA
242
42
222
40
350LC
242
42
222
40
500LC
242
42
222
40
513LC
242
42
222
40
1450LC
242
42
222
40
1400LC
242
42
222
40
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
熱線膨張係数
図1：ヘイラー® 901のDSC曲線
正規化した熱流束、吸熱 [W/g]
3.0
ピーク = 241.29 °C
面積 = 35.3 J/g
1 回目の融解 ˂H = 35.3 J/g
2.5
2.0
結晶化
1.5
1.0
2 回目の融解
0.5
面積 = 42.5 J/g
˂H = 32.5 J/g
ピーク = 225.07°C
ピーク = 240.79 °C
面積 = 40.5 J/g
˂H = 40.5 J/g
0.0
80
100
120
140
160
180
200
220
240 260
温度 [°C]
正規化した熱流束、吸熱 [ W/g]
1.6
1 回目の融解
1.4
αL =
1 dL
L dT
ここで、Lは長さを表し、dL /dT は温度に対する長さの変化
率です。温度による熱線膨張係数の変動があまり大きくな
い場合、通常は温度範囲における平均熱線膨張係数α L が
用いられます。いくつかの指標となる温度範囲における平均
熱線膨張係数を表4に示します。図3には、熱線膨張係数の
増加を温度の関数として示します。
表4：熱線膨張係数
図2：ヘイラー® 902のDSC曲線
1.8
熱膨張係数は、温度の変化とともに物体の大きさが変化す
る程度を表します。具体的には、定圧下での温度1 °Cの変化
に対する大きさの変化率を表し、次の式で定義されます。
ピーク = 223.77 °C
面積 = 30.2 J/g
˂H = 30.2 J/g
温度範囲
m/m · °C
8 ×10 – 5
– 30 ～ 50 °C
10 ×10 – 5
50 ～ 85 °C
1.2
結晶化
1.0
ピーク = 208.12°C
0.8
0.6
0.4
2 回目の融解
0.2
面積 = 32.6 J/g
˂H = 32.6 J/g
85 ～ 125 °C
13.5 ×10 – 5
面積 = 33.1 J/g
˂H = 33.1 J/g
125 ～ 180 °C
16.5 ×10 – 5
ピーク = 222.27 °C
さらに、図3には、ヘイラー® ECTFEの3種類のグレードの熱
膨張係数を温度の関数として示します。
0.0
80
100
120
140
160
180
200
220
240 260
温度 [°C]
図3：熱機械分析（TMA）で測定したヘイラー® ECTFE
の熱膨張曲線
3.5E–04
荷重たわみ温度（HDT）
（ASTM D648）
荷重たわみ温度（HDT）は、特定の荷重をかけたときの材
料の短期間の熱的挙動を表します。樹脂のHDTは、ASTM
D648にまとめられている次の試験手順で判定されます。試
験片に0.456 MPaまたは1.82 MPaに曲げ応力が加わるよう
に、試験片の端に沿った方向の3点に荷重をかけ、試験片の
たわみが0.25 mm になるまで2 °C/min で加熱します。表3
に、各種グレードのヘイラー® ECTFEのHDT値を示します。
ί [m/m·°C]
3.0E–04
2.5E–04
2.0E–04
1.5E–04
1.0E–04
ヘイラー® 500
ヘイラー® 300
ヘイラー® 901
5.0E–05
0.0E+00
表3：ヘイラー ® ECTFEグレードのHDT値
（試験片の厚さ4 mm）
0
50
100
150
200
250
温度 [°C]
荷重たわみ温度
ヘイラー® ECTFE
グレード
応力0.46 MPa
[°C]
応力1.82 MPa
[°C]
901
90
65
902
90
65
300DA
90
65
350LC
90
65
500LC
90
65
513LC
90
65
1450LC
90
65
1400LC
109
68
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
/
7
熱重量分析（TGA）
表5：ストレスクラッキング温度
短期の熱安定性
ポリマー材料の熱安定性を評価する一般的な方法の一つは
熱重量分析（TGA）、つまり制御された雰囲気内（通常は空
気か窒素のような不活性ガス）で、所定の温度プログラムに
従って加熱した試料の質量変化を測定する試験です。
図4に、空気中、温度上昇率10 K/minで実施された
ヘイラー® 500、901、および902の熱重量分析の結果を
示します。これらの製品の曲線は非常によく似ており、約
400 °Cで大きな重量減少、つまり材料が分解していることを
示します。ECTFE樹脂の成形温度は通常約270 °Cで、分解
温度から十分低い温度です。急速なポリマー分解を防ぐに
は、350 °Cを超えないことが重要です。
ECTFEの分解は、ごく微量でも異物が存在することで、急激
に加速する場合があります。
ヘイラー® ECTFEに充填材や顔料を添加する前に、ソルベ
イスペシャルティポリマーズにお問い合わせください。
図4：空気中でのヘイラー® ECTFEのサーモグラム
100
90
80
重量 [%]
70
ヘイラー ® 500
ヘイラー ® 901
ヘイラー ® 902
ストレス
クラッキング温度
[°C]
300
2
150
500
18
140
* メルトインデックスは275 °C、荷重2.16 kgでの値
ヘイラー® 902およびヘイラー® XPH-800は、より高温で優
れたストレスクラッキング性を有します。ヘイラー® 902は、
シート熱成形や高温での耐力用途に肉厚形状の押出成形や
圧縮成形することを推奨します。ヘイラー® XPH-800は、低
粘度の樹脂が要求されるワイヤー／ケーブルの押出に推奨
されます。特に、高い耐熱性が要求されるケーブル用途に適
しています。詳細については、ソルベイスペシャルティポリマ
ーズにお問い合わせください。
比容積 – pvT 曲線
比容積v = V/m [cm3/g]は材料の固有物性値です（Vは試料
の容積、mはその質量）。ヘイラー® 300について、さまざま
な圧力と温度で比容積を測定し、図5の曲線が得られまし
た。
この図のpvT曲線（圧力-体積-温度曲線）は、既知の質量
の材料をシリンダー内に置き、融解するまで加熱してから
1 ～ 2,000 barの圧力下で冷却した後、その体積を測定しま
した。
60
50
40
30
これらの曲線は、射出成形の保圧工程サイクルを最適化す
るためのツールであるため、射出成形において特に重要で
す。
20
10
0
50 100
メルト
インデックス
[g/10 min]*
ヘイラー® ECTFE
グレード
200
400
300
500
600
700 750
温度 [°C]
図5：ヘイラー ® 300のpvT曲線
0.80
ストレスクラッキング温度
8
/
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
0.75
比容積 [cm3/g]
ECTFEコポリマーは幅広い環境条件で良好な安定性をもつ
という特長がありますが、高温で長期間、機械応力を受け
ると脆性破壊を起こすことがあり、この破壊はゆっくり進行
します。この破壊モードは通常、熱応力割れと呼ばれ、Fed.
Spec. L-P-390C、クラスHの試験手順（当初ポリエチレン用
に策定）を使用して測定ができます。この試験では、厚さ
1.3 mm、幅 6.35 mmの細長いシートを直径6.35 mmの心
棒に巻き付け、強制循環式オーブンでさまざまな温度に加
熱しました。心棒に巻き付けたシートのひずみ（引張伸び
率）の計算値は約16 %でした。ヘイラー® ECTFE樹脂がス
トレスクラックを起こす温度は、主に分子量と分子量分布
の関数で表されます。前述の試験結果に基づき、ヘイラー®
ECTFE樹脂の各グレードストレスクラッキング温度は、次の
表に示す通りです。
2,000 bar
1,600 bar
1,200 bar
800 bar
400 bar
200 bar
1 bar
0.70
0.65
0.60
0.55
0
50
100
150
温度 [°C]
200
250
300
レオロジー特性
次の各グラフでは、ヘイラー® ECTFE樹脂の代表的なレオロ
ジー曲線を表します。図6および図7に、275 °Cにおけるせん
断速度γに対する粘度η、および貯蔵弾性率G'を示します。
両方とも、パラレルプレートレオゴニオメーターを使用して
測定しました。
図6：ヘイラー® ECTFEのグレード別溶融粘度
（275 °C）
溶液粘度、ε [Pa*s]
1E+06
ヘイラー® 901
ヘイラー® 902
ヘイラー® 500
1E+05
1E+04
1E+03
1E+02
1E–01
1E+00
1E+01
1E+02
図7：ヘイラー® ECTFEのグレード別溶融体の貯蔵弾性
率（275 °C）
1E+06
貯蔵弾性率、G' [Pa]
グレード
平均メルトフローインデックス（MFI）
（275 °C、g/10 min、荷重）
2.16 kg
5 kg
901
1
–
902
–
1
300DA
2
–
350LC
4
–
500LC
18
–
513LC
19
–
1450LC
50
–
1400LC
500
–
接触角と表面張力
RMS 800 のデータ
周波数スイープ
平行板
T = 275 °C
せん断率 [s–1]
1E+04
ヘイラー® ECTFE
表面特性
1E–02
1E+05
表6：異なる荷重におけるヘイラー® ECTFEグレード別
の平均MFI（275 °C）
RMS 800 のデータ
周波数スイープ
平行板
T = 275 °C
ヘイラー® 901
ヘイラー® 902
ヘイラー® 500
材料表面と液滴の接触角θ、および固体の臨界湿潤表面張
力γSは、この材料表面のぬれ性を表します。角度θが小さく、
かつ表面張力が高い場合、この材料のぬれ性が高くなりま
す。
ヘイラー® ECTFE樹脂の臨界湿潤表面張力は、エチレンとク
ロロトリフルオロエチレンのポリマーと同等であり、これらは
ヘイラー® コポリマーの構成材です。ヘイラー® ECTFEは水
には濡れませんが、油や炭化水素は容易に表面に広がるの
で、この製品は疎水性であると見なすことができます。
ヘイラー® ECTFEのぬれ性は、通常PTFE用に使用されるナ
トリウムベースのエッチング液でエッチングすることにより大
幅に向上できます。
表7に、各種樹脂とヘイラー® ECTFEについて、水と非極性
溶剤ヘキサデカンとの接触角θの値、および臨界表面張力
の値を比較します。20 °Cで測定しました。
1E+03
1E+02
1E–02
1E – 01
1E+00
1E+01
1E+02
せん断率 [s–1]
熱可塑性樹脂の溶融体の流動性をより直接的に表す尺度
が、メルトフローインデックス（MFI）です。これは、規定の
温度において、規定の重力荷重による圧力を加えたときに、
特定の直径と長さをもつキャピラリ内を10分間で流れるポ
リマー質量（単位：g）で定義されます。この方法は、ASTM
D1238およびISO 1133規格と同様です。
表6に、275 °C におけるヘイラー® ECTFEの代表的なMFI値
を示します。
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
/
9
表7：ヘイラー ® ECTFE、その他の熱可塑性樹脂の水およびヘキサデカンとの接触角および臨界表面張力（20 °C）
臨界表面張力γc*
接触角
ヘイラー® ECTFE
PVDF
水[°]
ヘキサデカン[°]
[mN/m]
99
11
32
80
41
25
PFA/MFATM
105
54
-
PTFE
110
45
18
PCTFE
84
36
31
HD-PE
88
< 5
31
PET
76
-
43
PA 6,6
72
-
46
[*Zisman法、値は技術文献から引用]
硬度
硬度とは圧痕（硬い物体の侵入）に対する材料の耐性で
す。これは通常、ショア硬度試験機で測定されます。ASTM
D2240の試験方法に従って、規定時間、標準圧子に規定荷
重を加えることにより発生した圧痕の深さを測定します。
材料の硬度により、異なるショアスケールが定義されていま
す。ヘイラー® ECTFEのような硬質ポリマーの場合、通常は
ショアDスケールが使用されます。
図9：原子間力顕微鏡によるフッ素樹脂押出パイプの
内面
PVDF
PFA
ヘイラー® ECTFE
一般的なフッ素樹脂について、ショアD硬度の値を次の図に
示します。
図8：一般的なフッ素樹脂の代表的な平均ショアD硬度
80
0
75
70
5
10 15 20
[µm]
0
5
10 15 20
[µm]
60
10 15 20
[µm]
図10：ヘイラー® ECTFEグレード、ステンレス鋼および
ポリフッ化ビニリデンにおける平均細胞数/cm2の比較
55
160
50
140
PFA
120
表面平坦性
80
60
40
20
LC
DF
ー®
30
ラ
イ
ヘ
イ
ラ
ー®
35
0
0
PV
SS
L
31
6
EP
ヘ
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
DA
0
SS
図9は原子間力顕微鏡（AFM）で測定した、ヘイラー®
ECTFEやその他フッ素樹脂の押出成形品の表面を三次元
画像で示したものです。他のフッ素系材料と比較してヘイラ
ー® ECTFEの卓越した平坦性は、粗さの代表値を数値化す
ることで示されます。
100
x 1,000
ヘイラー® ECTFEがその他すべてのフッ素樹脂と大きく異な
る点は、傑出した表面平坦性です。これにより、粒子がよく弾
き落とされ、粒子の付着を防ぎ、生物有機膜および細菌の
形成が大幅に減少します。
L
ETFE
16
ヘイラー ECTFE
®
M
L3
PVDF
/
5
さらに、図10に示すように、ヘイラー® ECTFE製のパイプ
は、微生物付着の発生率が低いため、超純水（UPW）用途
に最適です。
65
10
0
摩擦係数
摩擦係数は、表面粗さ、すべり速度、接触圧、潤滑などのパ
ラメーターの影響を大きく受けます。ASTM D1984の方法
に従って、荷重2 N、移動速度150 mm/minで係数μ0（静）お
よびμ（動）が求められました。値を表8に示します。
ヘイラー® ECTFEは表面平坦性が非常に優れているので、低
い摩擦係数を実現するために構造や表面を改良する必要が
ありません。
表8：ヘイラー ® ECTFEグレードの摩擦係数
ヘイラー® ECTFE
グレード
摩擦係数
静（μ0）
動（μ0）
光学特性
屈折率
21 °C、589 nmの光でのヘイラー® 500の屈折率は
n = 1.44です。
吸収スペクトル
可視光、UV、およびIR（赤外線）の範囲で測定した
ヘイラー® ECTFEフィルムの吸収スペクトルを図11および図
12に示します。
図11：UV および可視光領域でのヘイラー® 500の吸
収スペクトル
0.2
0.2
100
902
0.2
0.2
90
300DA
0.2
0.2
80
350LC
0.2
0.2
70
60
500LC
0.2
0.2
513LC
0.2
0.2
1450LC
0.2
0.2
1400LC
0.2
0.2
透過率 [%]
901
50
40
30
20
10
耐摩耗性
耐摩耗性は、TABER摩耗試験で測定されます。これは、研
磨性物質との摩擦による材料の摩耗を測定するものです。
試験片を回転板上に固定し、荷重9.81 Nを加えた研磨板
と接触させます。耐摩耗性は、特定の回転数後に減少した
試験片の質量で得られます。表9に、ヘイラー® ECTFEの結
果、および他の材料との比較を示します。
0
0
減少した質量
[mg/1000回転]
ヘイラー® ECTFE
CS-17
25 ～ 35
PVDF（ホモポリマー）
CS-10
5 ～ 10
CS-17
7 ～ 10
CS-10
15 ～ 20
CS-17
18 ～ 28
CS-10
8 ～ 12
PP（ホモポリマー）
PTFE
600
800
1,200
1,000
図12：ヘイラー ® ECTFE 500の薄膜のATR-IR（赤外減
衰全反射）スペクトル（透過率）
透過率 [%]
研磨板
400
波長、λ [nm]
表9：ヘイラー ® ECTFEと他の材料との耐摩耗性の比較
（TABER試験）
材料
200
1,398
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
2,970
1,046
1,450
1,309
739
614
884
946
1,239
1,108
994
3,500
3,000
2,500
2,000
1,500
1,000
波数 [cm–1]
透明度、ヘイズおよび光沢度
太陽電池用途に製造されたヘイラー® ECTFEフィルムはUV
に対して安定であり、光学的に透明です（全光線透過率が
95 %*、ヘイズが 3 ～ 4 %*、光沢度が60 °で110 gu**）。
* ASTM D1003に従って空気中で50 µmフィルムを測定
** ASTM D2457に従って50 µmフィルムを測定
（ASTM D1746、ASTM D1003、およびASTM D2457）
白色光を用いて各種の光学物性値を測定した：
1. 物体の全光線透過率
2. 透明度、立体角0.1 °を超えて屈折する透過光の割合
3. ヘイズ、立体角5 °を超えて屈折する透過光の割合
4. 光沢度、加工条件、表面品質、フィルム厚さなどによって異なる光度
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
/
11
機械特性
ヘイラー® ECTFEは、強固で硬く、耐摩耗性、耐衝撃性が高
い製品であり、広い温度範囲でその有用な特性を維持して
います。低温特性、特に耐衝撃性は非常に卓越しています。
また、ヘイラー® ECTFEは、引張り、曲げ、摩耗に対して良好
な耐性も備えています。以降の表と図に、機械特性を示し
ます。
表10：代表的な機械特性
物性値
単位
代表的な
ヘイラー® ECTFE
ヘイラー® 902
試験方法
引張降伏応力
MPa
30 ～ 32
30 ～ 32
ASTM D638
破断時引張応力
MPa
40 ～ 57
45 ～ 50
%
3 ～ 5
3 ～ 5
破断時伸び
%
250 ～ 300
250 ～ 300
引張弾性率
MPa
1,400 ～ 2,100
1,400 ～ 2,100
曲げ強さ
MPa
45 ～ 55
45 ～ 55
曲げ弾性率
MPa
1,600 ～ 1,800
1,600 ～ 1,800
降伏時伸び
ASTM D790
アイゾット衝撃強さ、ノッチ付き、23 °C
J/m
破断なし
破断なし
ASTM D256
アイゾット衝撃強さ、ノッチ付き、– 40 °C
J/m
50 ～ 110
65
ASTM D256
–
70 ～ 75
70 ～ 75
ASTM D2240
ショアD硬度
–
90
90
ASTM D785
mg/1,000回転
5
5
TABER
–
0.1 ～ 0.2 / 0.1 ～ 0.2
0.1 ～ 0.2 / 0.1 ～ 0.2
ASTM D1894
耐摩耗性
摩擦係数：静／動
短期の応力
引張特性
引張特性は、ASTM D638に従って、試験片を試験機のクラ
ンプに固定し、クランプを指定の速度で引き離して測定しま
す。クランプを引き離すために必要な力を最小断面積で割
った値が引張応力と定義されます。応力によって試験片が
伸び、この伸びの量を元の長さで割った値がひずみです。図
13に、さまざまな温度におけるヘイラー® 350の引張応力／
ひずみ曲線を示します。
図13:ヘイラー® 350のさまざまな温度における引張応
力／ひずみ曲線
35
30
25
σ[MPa]
ロックウェルR硬度
20
15
10
さらに、以降の図では、温度による重要な機械パラメータ
ーの変化を示します。引張弾性率（フックの法則が適用さ
れる応力範囲で単軸ひずみに対する単軸応力の比として定
義）、降伏時引張応力（材料が塑性変形を開始する応力）、
および破断時応力（破損や破断が発生する応力）です。
23°C
50°C
5
75°C
100°C
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
ε [%]
図14：ヘイラー® 350の温度に対する引張弾性率
引張弾性率 [Mpa]
10,000
1,000
100
10
0
20
40
60
温度 [°C]
12
/
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
80
100
図15：ヘイラー® 350の温度に対する降伏時応力およ
び破断時応力
40
試験片の最大応力（通常は破断荷重に基づく）が圧縮強度
であり、応力／ひずみ曲線が圧縮係数を表します。
降伏時応力
破断時応力
圧縮係数の温度変化について、ヘイラー® ECTFEとその他フ
ッ素樹脂の比較を図17に示します。
20
0
0
50
100
150
200
250
温度 [°C]
曲げ特性
図17：ヘイラー® ECTFEおよびその他フッ素樹脂の圧
縮弾性率
250
ヘイラー® ECTFE
FEP
PVDF
200
曲げ特性は、ASTM D790に従って3点荷重法を使用して測
定されます。この方法では、試験片を2点で支持し、荷重を
その中心に加えます。破断するか、ひずみが5 %に達するま
で試験片が曲げられます。
曲げ試験では、材料の曲げにおける挙動に関する情報が得
られます。この試験では棒状の試験片に同時に引張りと圧
縮が加えられます。
ヘイラー® 350の曲げ特性を図16に示します。
図16：ヘイラー® 350の温度に対する曲げ弾性率
300
弾性率 [10.3 psi]
圧縮弾性率は試験片を2枚の平行板の間において測定され
ます。板を近付けながら、板を押すために必要な荷重と板の
距離を測定します。
弾性率 [kpsi]
応力 [MPa]
60
圧縮特性
150
100
50
0
– 80 – 60 – 40
0
40
80
120
160
200
240
温度 [°C]
長期の静的応力
クリープおよび応力緩和
樹脂製の棒材が一定の応力を継続的に受けると、応力に
応じてその寸法が変化します。この現象は一般的に「クリー
プ」と呼ばれます。試験片を単純に引張って測定すると、試
験片の伸びは応力を受けた時間の関数になります。
「ひず
み」は、長さの増加あるいは伸びを初期の長さで割った値に
使用します。
250
200
150
100
50
0
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180 200
クリープは、曲げ、圧縮のモードでも測定できます。本書に
示すクリープは、引張試験を使用しています。
温度 [°C]
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
/
13
図18、図19、図20、図21：さまざまな温度と応力におけるヘイラー® ECTFEの引張クリープ
23°C
75°C
2.0
ひずみ [%]
ひずみ [%]
4 Mpa
8 Mpa
12 Mpa
1.5
1.0
0.5
0.0
0.01
0.1
1
10
100
1,000
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
4 Mpa
6 Mpa
8 Mpa
0.01
10,000
0.1
1
10
3
2
1
0
0.01
0.1
1
10
100
1,000 10,000
図22：2 %変形したヘイラー® ECTFE試験片の1,000時
間後における温度に対する応力緩和
2,500
2,000
1,500
1,000
500
0
0
20
40
60
80
0.006
0.01
0.1
1
10
時間 [h]
応力緩和は、一定ひずみを維持するために必要な応力の低
下として定義されます。この物理現象は、クリープ特有のも
のです。
応力 [psi]
0.5 Mpa
1.0 Mpa
4
時間 [h]
100
120
温度 [°C]
/
10,000
150°C
2.0 Mpa
2.5 Mpa
0.007
14
1,000
6
ひずみ [%]
ひずみ [%]
125°C
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
100
時間 [h]
時間 [h]
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
140 160
100
1,000 10,000
パイプ試験 – IPT装置を使用した長期フープ応力
近年、IPT試験装置（ドイツ、IPT Service社）を使用して、内
圧を受けるヘイラー® ECTFE製パイプの長期挙動が研究さ
れています。IPT試験は通常、中性環境（水）で中径パイプ
（D ≥ 32 mm）を使用して実施されます。試験温度は、パイ
プに高温空気を強制循環して維持します。調整機器により
温度と内圧を一定に維持します。浸透による水の損失は、
加圧タンクにより自動的に補正されます。圧力を受ける複数
のパイプが取り付けられる各試験ステーションにはタイマー
を取り付けており、個々のパイプの破壊時にタイマーが自動
的に停止します。図23に、IPT試験機器の時間に対する、
ヘイラー® 901製パイプの破壊時フープ応力を示します。
通常、長期パイプ試験での延性から脆性への転移に
は、Log（応力）対Log（時間）グラフで勾配減少が見られま
す。一方、図23の破裂圧力データには、明白な勾配減少が見
られませんでした。
ただし、延性破壊領域外では、これらのデータとその回帰を
使用するときに十分に注意する必要があります。これは、他
のフッ素樹脂に関する以前の経験から、勾配減少の有無は
試験条件によって異なることが分かっているからです。
図23：IPT試験装置（ISO 10931-2）を使用した
ヘイラー ® 901製パイプの長期フープ応力
100
フープ応力 [MPa]
23
60
72
120
93
動的荷重
低振幅、短期応力DMTA
（動的弾性率、ASTM D4065）
ECTFEはその他すべての熱可塑性樹脂と同様に、粘弾性材
料としての挙動を示します。応力の影響下での応答（変形）
には、弾性成分と粘性成分が含まれます。
強制調和応力で得られた変形の振幅および位相変位が測
定されます。広い温度範囲で実施した場合、この評価法によ
り、特定の周波数における材料の熱機械特性を調べること
ができます。
• さまざまな温度における弾性率E’（複素弾性率E*の実数
部。E* = E’ + iE”）
• 温度の関数としての機械的減衰（損失）の変数tg δ。
tg δは、弾性成分（E’）に対する粘性成分（E”）の比：
tg δ = E’’
E’
tg δの曲線には複数のピークがあり、これらは主に2次転移
に対応します。その中で最も重要なものがガラス転移です
（アモルファス相による）。これらの転移は、温度が上昇した
とき（熱運動）における分子セグメントの移動（大小は転移
によって異なる）によってもたらされます。DMTA（動的粘
弾性）試験によってヘイラー® ECTFEサンプルを測定しまし
た。長方形の試験片に1Hzの振動をかけながらねじってい
ます。図24および図25に、各種のヘイラー® コポリマーのE’
および減衰率（tg δ）をそれぞれ示します。
10
0
1
10
100
1,000
10,000 100,000 1,000,000
時間 [h]
この値は水で試験しました。その他の液体の場合は、十分な耐薬品性分析
を実施する必要があります。
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
/
15
図24：ヘイラー® ECTFEコポリマーの温度に対する貯蔵弾性率E'（DMTA）
貯蔵弾性率 [E´ (Pa)]
1E+10
1E+09
ヘイラー® 901
ヘイラー® 902
ヘイラー® 500
1E+08
1E+07
1E+06
– 200
–150
–100
– 50
0
50
100
150
200
250
温度 [°C]
ARES データ、ねじれた長方形の試験片、動的温度上昇（2°C/60 s）、周波数（定数）= 6.28 Hz
図25：ヘイラー® ECTFEコポリマーの温度に対する減衰（tg δ）
（DMTA）
tg δ
1E+00
1E-01
ヘイラー® 901
ヘイラー® 902
ヘイラー® 500
1E-02
– 200
–150
–100
–50
0
50
100
150
200
250
温度 [°C]
ARES データ、ねじれた長方形の試験片、動的温度上昇（2°C/60 s）、周波数（定数）= 6.28 Hz
衝撃強さ
脆化温度
樹脂の耐衝撃性の測定には、後述するようにアイゾットやシ
ャルピーなどの複数の方法が使用されています。これらの衝
撃試験により、実験室の管理された条件下で相対的な耐衝
撃性を比較できるので、材料選定や品質管理に使用されて
います。
この試験法は、ASTM D746規格に規定された衝撃条件で
樹脂が脆化を起こす温度を測定するものです。脆化を調べ
るために試験片ホルダーに固定した試験片を、冷却した熱
伝導流体の液槽に浸漬します。さまざまな温度において、
規定の線形速度で試験片を打ち付けた後に検査します。脆
化温度は、試験片の50 %が破壊された温度として定義され
ます。
アイゾット衝撃強さ
ノッチ付きアイゾット試験（ASTM D256）は、ポリマー材料
を比較するために最も広く採用されている方法の一つです。
この試験では、ノッチ付きの試験片の一端をクランプに固
定し（「片持ち梁」）、もう一端を振り子で打ち付けます。衝
撃を加えた時点で、振り子には既知の運動エネルギーがあ
ります。試験片の破壊後に振り子がもつ残余エネルギーか
ら衝撃エネルギーが計算されます。
アイゾット衝撃試験（V字ノッチ付き試験片10 mm）で試験
したヘイラー® ECTFEは、ほぼすべてのグレードで、室温で
破断せず、– 40 °Cでの衝撃強さは207 J/mでした。
16
/
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
さまざまなヘイラー® ECTFEグレードを2 mmの圧縮成形シ
ートで測定した結果、脆化温度は– 76 °C以下でした。
フィルムの引裂抵抗
引裂抵抗、つまり切断工具を用いない引裂力に対する材料
の耐性は、薄膜用途で特に重要です。
ヘイラー® ECTFEの押出フィルムについて、二つの異なる条
件を使用して流れ方向および垂直方向の引裂開始抵抗を
測定し、薄膜用途に使用される他のフッ素樹脂と比較しま
した。
結果を表11および表12に示します。
表11：ヘイラー ® ECTFEおよびETFEポリマー（エチレンテトラフルオロエチレン）の引裂抵抗。室温での押出フィル
ム100 μm、ASTM D624のダイC、速度500 mm/min、グリップ間隔60 mm
材料
（押出フィルム）
荷重／厚さ [N/mm]
厚さ
[μm]
流れ方向
垂直方向
ヘイラー® 500
100
213.0
222.5
ETFE
100
158.0
170.5
表12：ヘイラー ® ECTFEおよびPVFポリマー（フッ化ビニル樹脂）の引裂抵抗。室温での押出フィルム
100 μm、ASTM D1004、速度500 mm/min
材料
（押出フィルム）
厚さ
荷重／厚さ [N/mm]
試験温度 [°C]
[μm]
流れ方向
垂直方向
ヘイラー® 500
23
8
190
199
PVF
23
12
118
175
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
/
17
電気特性
一般特性
体積抵抗率
ヘイラー® ECTFEの標準および変性コポリマーは、高い体
積抵抗率と表面抵抗率、高い絶縁耐力と低い誘電率、およ
び適度な誘電正接を備えているので、電気絶縁性が要求さ
れる用途に適しています。
体積抵抗率は、電流に対する材料の電気抵抗に、電流経
路の単位長さあたりの断面積を乗算したものとして定義さ
れます。体積抵抗率の試験では、材料に1分間500 Vを印加
し、電流を測定します。体積抵抗率が高くなるほど、材料は
電気絶縁部材での使用に適しています。
図26に、ヘイラー® 500LCの温度に対する体積抵抗率を示
します。
図26：ヘイラー® 500LCの温度に対する体積抵抗率
1E+19
1E+18
体積抵抗率 [Ω∙ cm]
1 kHzを超える周波数で、誘電正接は周波数と共にわずかに
変化します。ヘイラー® ECTFEの誘電率は、温度と周波数が
広範囲で安定です。ヘイラー® ECTFEは、要求が高い用途の
プレナムケーブルの被覆に使用できます。非常に優れた電気
特性により、高機能ケーブルの設計を単純化できます。
ヘイラー® ECTFEは吸水率が非常に低く、温度の影響を受
けにくいため、ヘイラー® ECTFEで被覆したケーブルは広範
な環境条件で電気特性を維持します。PVCで被覆したケー
ブルは、経年劣化中に水分を吸収するため、電気特性が大
幅に低下することが分かっています。ヘイラー® ECTFEがも
つ低温延性により、割れや裂けを起こすことなく低温の場
所に設置できます。
ヘイラー® ECTFEの代表的な電気特性の平均値を表13に示
します。
1E+17
1E+16
1E+15
1E+14
1E+13
1E+12
1E+11
1E+10
0
表13：ヘイラー ® ECTFEの代表的な電気特性
150
200
体積抵抗率（Ω· cm）
D257
> 1015
表面抵抗率（Ω）
D257
> 10
絶縁耐力
厚さ1 mm（kV/mm）
D149
30 ～ 35
比誘電率
D150
14
1 kHz時
2.5
1 MHz時
2.6
D150
1 kHz時
0.0016
1 MHz時
0.015
熱可塑性樹脂は、電気絶縁性能によってさまざまな用途で
使用されます。特定の樹脂がもつ性能を予測可能にする物
理パラメーターを設計者に提供する目的で、複数の試験が
開発されました。
誘電率
誘電率すなわち比誘電率は、試験材料を絶縁体として使用
しているコンデンサーと、絶縁体ではなく真空を使用した同
じコンデンサーの電気容量の比として定義されます。絶縁
材料は、次のまったく異なる二つの目的に使用されます。第
一は部品を支持して相互に絶縁し、短絡を防ぐことであり、
第二は誘電体として機能することです。第一の目的では誘電
率が低い方が望まれます。第二の目的では、高い誘電率によ
ってコンデンサーを物理的に小さくすることができます。
図27にヘイラー® 500LCの温度に対する誘電率を示しま
す。
図27：ヘイラー® 500LCの温度に対する誘電率
2.75
2.70
誘電率
ヘイラー ®
ECTFE
誘電正接
100
温度 [°C]
ASTM
物性値
50
2.65
2.60
2.55
2.50
2.45
0
50
100
温度 [°C]
18
/
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
150
200
誘電正接
誘電正接（損失正接、tan δとも呼ばれる）は、交互に変化す
る電圧が印加された材料が放散する熱量（エネルギー）の
尺度です。多くのケーブル用途、特にLAN通信銅線ワイヤー
で低い誘電正接が望まれます。
ヘイラー® 500LCの誘電正接を温度の関数として図28に示
します。
図28：ヘイラー® 500LCの温度に対する誘電正接
誘電正接
1E+00
1E–01
1E–02
1E–03
0
50
100
150
200
温度 [°C]
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
/
19
耐環境特性
一般的な耐薬品性
ヘイラー® ECTFEは、全体的に非常に優れた耐薬品性を示
します。一般的に、ヘイラー® ECTFEを化学的に侵食する物
質はわずかしか知られておらず、ポリマーを大幅に膨潤して
性能を低下させる薬品は限られています。
ヘイラー® ECTFEフッ素樹脂は、以下に対して優れた耐性を
示します。
• 強／弱の無機酸およびアルカリ
• 弱有機酸およびアルカリ
• 塩
• 脂肪族炭化水素
• アルコール
• 強酸化剤
• ハロゲン
ただし、ヘイラー® ECTFEは、特に高温で以下により膨潤す
ることがあります。
• エステル
• 芳香族炭化水素
• エーテル
• ケトン
• アミド
• 部分的にハロゲン化した溶剤
ヘイラー® ECTFEは、アミン、溶融アルカリ金属、フッ素ガ
ス、およびCIF3のような特定のハロゲン化合物により、侵食
されることがあります。
化学的侵食と膨潤は、非常に複雑な現象です。ヘイラー®
ECTFEやその他の樹脂について、化学的用途への適合性に
影響する既知の要件は次のとおりです（記載順は優先順位
を示すものではありません）。
• 特定の化学組成または混合組成
• 温度および温度の変動
• 侵食する薬品の濃度（個々の成分とはまったく異なる錯体
の場合がある）
• 反応ガスの濃度における圧力の影響に起因する発熱エネ
ルギー、反応熱または混合圧力
• 曝露期間
• 応力レベル
• 速度
• 懸濁固形分
• 厚さ
• ライニングやコーティングの場合、地電位に対する基材金
属の電位差
ヘイラー® ECTFEの適合性を判定する推奨手順は次のとお
りです。
• 問題となる薬品をできるだけ正確に特定する
• 最高温度と通常の使用温度を測定する
• 提供されたリストで、推奨最高温度を確認する
後述する推奨最高温度は、応力がかからない部品に対する
ものです。関連する応力が存在する場合は、材料に対する
影響がさらに大きくなることを考慮する必要があります。
さらに、混合物の相乗効果、反応、または複雑な処方による
影響は、表からは予測できません。どのような場合でも、代
表的なサンプルを使用して、適切な耐薬品性試験を実施す
る必要があります。
次の表に、一般的な化学薬品に対するヘイラー® ECTFEの
耐薬品性の概要を示します。
本書では、実際の概要を記載していますが、詳細について
は、ソルベイスペシャルティポリマーズの担当者にお問い合
わせください。
20
/
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
表14：ヘイラー ® ECTFEの耐薬品性の概要
薬品
化学式
濃度
最高温度 [°C]
HCl
37 %
150
酸
塩酸
HF
50 %
150
硝酸
HNO3
65 %
66
リン酸
H3PO4
85 %
150
硫酸
H2SO4
98 %
125
発煙硫酸
23
NH4(OH)
30 %
150
KOH
30 %
121
水酸化ナトリウム
NaOH
50 %
121
次亜塩素酸ナトリウム
NaClO
5 % – pH 12で安定化
150
CH3(CH2 )4CH3
100 %
150
C6H5CH3
100 %
66
メタノール
CH3OH
100 %
65
エタノール
CH3CH2OH
100 %
140
CH3COOH
100 %
> 100
50 %
> 121
CH3COCH3
100 %
66
C6H5COCH3
100 %
50
100 %
50
フッ化水素酸
アルカリ
水酸化アンモニウム
水酸化カリウム
炭化水素
n-ヘキサン
トルエン
アルコール、エーテル
有機酸、エステル、ケトン
酢酸
アセトン
アセトフェノン
酢酸エチル
従来のポリマー溶剤
ジメチルホルムアミド
ジメチルスルホキサイド
CH3CON(CH3 )2
100 %
50
CH3SOCH3
100 %
> 100
100 %
25
C6H5Cl
100 %
66
CHCl3
100 %
非耐性
CH3CN
N-メチルピロリドン
ハロゲン化溶剤
クロロベンゼン
クロロホルム
アミン、ニトリル
100 %
> 100
アニリン
100 %
100
ジメチルアミン
100 %
25
30 %
> 88
原油
100 %
150
Dexron II（ギアオイル）
100 %
150
ガソリン
100 %
150
ディーゼル燃料
100 %
150
鉱油
100 %
150
アセトニトリル
過酸化物
過酸化水素
H 2 O2
自動車業界で使用される液体
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
/
21
一般的に、ヘイラー® ECTFEは多くの薬品に対して非常に優
れた耐透過性を示します。バリア性は、置かれている環境下
での化学品の性質に大きく依存し、材料の透過特性は、透
過する物質の特徴に基づいて得られます。
ガス
ヘイラー® ECTFEは、単純ガスに対して非常に優れた耐透
過性を示します。
図29に、ヘイラー® ECTFEにおける水素、窒素、酸素、およ
びアンモニアの透過係数を温度の関数として示します。ポ
リマー鎖と特定の相互作用を起こさない単純ガスの場合、
分子のサイズが小さくなるにつれて透過性が増加します。一
方、極性分子NH3の透過性は、そのサイズに基づく単純な予
測よりも高くなります。
図30および図31に、ヘイラー® ECTFE、および他のフッ素化
材料と水素化材料での塩素および硫化水素の透過係数の
比較を示します。
図29：ヘイラー® ECTFEにおけるガスの透過性
1,000
100
100
10
10
30
40
50
60
70
80
90
100 110
温度 [°C]
水
水は小さい極性分子であり、ポリマー鎖に作用して水素結合
します。ヘイラー® ECTFEの水蒸気に対する耐透過性は、他
のフッ素樹脂よりも優れています。
80
温度 [°C]
図30：ヘイラー® ECTFEと他のポリマーにおける塩素
透過性の比較
100,000
100,000
10,000
10,000
1,000
100
10
1
0.1
PA 6
70
PCTFE
60
PFA
50
ECTFE
40
PVDF
30
PVC
20
HD-PE
10
LD-PE
0
図32：23 °Cでの各種ポリマーにおける水蒸気透過性
の比較
O2
N2
NH3
H2
P [cm³ · mm/m² · atm ·d]
1
–30 –20 –10
図33：90 °Cでの各種ポリマーにおける水蒸気透過性
の比較
20
30
40
50
60
70
80
温度 [°C]
ETFE
ECTFE
90
100
100,000
10,000
1,000
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
PFA
HDPE
PFA
ECTFE
100
PVDF
1,000
10
/
20
以下の各グラフは、室温と90 °Cでの水蒸気の透過性をヘイ
ラー® ECTFEと他のポリマーや他のフッ素樹脂と比較した
ものです。
0
22
PVDF
ECTFE
HDPE
ETFE
10
P [cm³ · mm/m² · atm ·d]
P [cm³ · mm/m² · atm · d]
10,000
ヘイラー® ECTFEにおける水蒸気の透過性は約
750 cm3 ·mm/m2 ·atm·d（23 °C）、
7,600 cm3 ·mm/m2 ·atm·d（90 °C）です。
1,000
P [cm³ · mm/m² · atm ·d]
図31：ヘイラー® ECTFEと他のポリマーにおける硫化
水素透過性の比較
P [cm³ · mm/m² · atm ·d]
透過性
水系電解質
疎水性フッ素樹脂としてのヘイラー® ECTFEにおける電解質
An+xBm–y の透過には、イオンAn+およびBm– ではなく中性物
質A xByの透過も含みます。
通常、電解質の透過係数は高濃度溶液でも低く、電解質の
揮発成分に関係します。揮発性物質のみが無視できない透
過速度をもつ一方、不揮発性電解質の透過は数年後でも検
出されません。
ただし、水溶液の透過を検討するときには、前述の水の透
過を考慮する必要があります。図34に示すように、ヘイラー®
ECTFEは他の部分フッ素化ポリマーまたは完全フッ素化ポ
リマーと比較した場合でも、電解質に対して卓越した耐透過
性を示します。
ヘイラー® ECTFEは、屋外での日光曝露にも物性値や外観
がほとんど変化しません。促進耐候試験および屋外耐候試
験により、この製品はUV光や天候に対して非常に優れた安
定性を示すことが分かりました。ヘイラー® ECTFEの機械特
性および光学特性にわずかに影響が現れたのは、Q-UV耐
候試験機のUVB-313光源への曝露で9,000時間後*、キセノ
ンアークランプ耐候試験機での曝露で10,000時間後**、フ
ロリダ州の屋外曝露で9年後でした。図36および図37に、ヘ
イラー® ECTFEフィルムの卓越した耐候性を示します。
これらすべてにより、ヘイラー® ECTFEは、太陽電池用フレ
キシブルフロントシート、太陽電池用バックシートのラミネー
ト部材、張力がかかる建築用シートなど、長期天候に曝され
る屋外用途に適した製品です。
注：
1E+00
* Q-UVパネルの条件：UVB-313ランプで70 °Cで8時間、暗室湿潤環境
50 °Cで4時間
1E–01
**WOM. ci35の条件：キセノンアークランプ、照度0.35 W/m2、ブラックパ
ネル：60 °C、内側と外側のフィルターはホウケイ酸塩、暗室サイクルと降
雨サイクルなし
37% HCl
PFA
ECTFE
PVDF
1E–03
PFA
ECTFE
1E–02
PVDF
P [cm³ · mm/m² · atm · d]
図34：水溶液に含まれるHClおよびHNO3分子のフッ
素樹脂における透過性
耐侯性
65% HNO3
有機薬品
透過プロセスは材料表面における透過物質の吸着を受けて
ポリマー鎖を経由した拡散により説明できるため、透過性
と膨潤性の関係を明らかにする必要があります。ヘイラー®
ECTFEを膨潤させる物質として知られている薬品（前節を
参照）は、ポリマーの透過率も大きいと予測されます。
図35：ヘイラー ® ECTFEと他のフッ素樹脂における一
般的な薬品の透過性の比較
1,000
100
ヘキサン、50°C
PFA
ECTFE
PVDF
PFA
ECTFE
PVDF
PFA
ECTFE
PVDF
0.1
PFA
1
ECTFE
10
PVDF
P [cm³ · mm/m² · atm · d]
10,000
塩化メチ
ジメチルアセトメタノール、
レン、50 °C アミド、50 °C
50 °C
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
/
23
図36：QUV耐候試験機で9,000時間試験したヘイラー® ECTFEフィルムの光学特性
0
5,000
4,000
全透過率の保持
–2
–3
3,000
–4
–5
2,000
–6
1,000
–7
–8
イエローインデックス指数
–1
0,000
–9
–1,000
–10
0
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
8,000
9,000
10,000
エージング時間 [h]
図37：キセノンアーク耐候試験機で10,000時間試験したヘイラー ® ECTFEフィルムの光学特性
1,000
3.5
0,800
全透過率の保持
3.0
0,600
2.5
2.0
0,400
1.5
0,200
1.0
0.5
0,000
0.0
イエローインデックス指数
4.0
– 0,200
– 0.5
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
エージング時間 [h]
エネルギー放射に対する特定材料の耐性を評価するとき
に、最初に検討する項目は、放射線の量です。
一般的に、ヘイラー® ECTFEはさまざまな放射源に対して
200 Mradまで非常に優れた耐性を示します。ただし、ガン
マ線照射のような高エネルギーの継続曝露に対しては、材
料の長期性能に影響する可能性があるため注意する必要が
あります。
化学薬品による腐食の場合と同様に、このような照射の影
響は累積的であり、照射が繰り返される場合には深刻な破
損に繋がるおそれがあります。
図38：QUV-Bパネルで9,000時間後の
ヘイラー® ECTFEフィルムの機械特性の変化
100
80
60
引張強さの保持率
伸びの保持率
[%]
高エネルギー放射線への耐性
40
20
0
0
2
4
6
エージング期間 [年]
24
/
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
8
10
耐火性
次の各試験により、ヘイラー® ECTFEは他の部分フッ素化樹
脂と比較して、優れた特性があります。
• UL 94
• 限界酸素指数（LOI）
• 自然発火点
• Factory Mutual（FM）
限界酸素指数（ASTM D2863）
自然発火点（ASTM D1929）
Factory Mutual（FM 4910）
• ホットワイヤーイグニション（HWI）：この試験では、電熱
線に対する樹脂材料の耐着火性を測定
• 高電流アーク着火（HAI）：この試験では、アークを発生す
る電源に対する絶縁材料の相対的な耐着火性を測定
• 高電圧アークトラッキング速度（HVTR）：この試験は、絶
炎の中に入れた場合、多くの熱可塑性樹脂とは異なり、
ヘイラー® ECTFEは融解したり滴下したりしません。炭化物
が形成され、酸素と熱媒体のバリアとして機能します。炎を
遠ざけると、ただちに消えます。52 %までの酸素を含む雰
囲気内で、着火したり炎が伝播したりしません。ヘイラー®
ECTFEは、非常に低い発煙特性を示します。
UL 94
材料の耐着火性の評価に使用される基本試験を示します。
V-0等級（0.18 mm）
> 52 %
655 °C
縁材料に高電圧、低電流アークを印加したときに、材料表
面に目視で分かる炭化導電路が生ずる度合を測定
• 高電圧低電流耐アーク（D495）：この試験では、絶縁材料
で、局所的な熱分解、化学分解、および腐食による導電
路の形成に要する（絶縁材料が耐える）時間を測定
• 耐トラッキング指数（CTI）：この試験では、材料表面に電
解質を50滴、滴下した後に永久的な炭化導電路が形成さ
れる電圧を測定
表15にUL規格746Aに従って試験したヘイラー® 300および
500の結果を示します。
ヘイラー® 901グレードに適合
樹脂材料の燃焼特性を測定する、事前選択試験プログラム
が二種類あります。
一つ目は、着火した後の試験片が消火する、または延焼する
材料の傾向を測定するものです。このプログラムは、UL 94
規格に説明されています。樹脂材料から成形された試験片
を、試験法の仕様に従って水平または垂直の向きにし、規定
時間、規定の着火源に曝します。垂直の等級V-0は、材料が
垂直位置で試験され、着火源を取り除いた後、規定の燃焼
時間内に自己消火すること、また発火物質を滴下しないこと
を示し、最高の安全性を表します。
表15：UL 746A規格に基づく耐着火性
厚さ
[mm]
燃焼
等級 HWI
HAI HVTR D495
CTI
0.18
V-0
–
–
2
7
0
1.5
V-0
2
0
2
7
0
3.0
V-0
2
0
2
7
0
二つ目の試験プログラムでは、電気的発火源に対する樹脂
の耐着火性を測定します。材料の耐着火性と表面トラッキン
グ特性は、UL 746A規格で説明されています。
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
/
25
限界酸素指数 – LOI
ULの温度指数（RTI）
酸素指数はASTM D2863により、室温を初期温度として、こ
の試験方法の規定条件に従って材料を酸素と窒素混合気
中で燃焼させたときに、その発火燃焼を維持させるために
最低限必要な酸素濃度を容積パーセントで表した値と定義
されています。
UL 746B規格に従って、ヘイラー® ECTFEのある特定の物性
値の保持期間が調査されました。材料の寿命は、重要な物
性値が当初の値の50 %に低下するまでの期間と見なされま
す。材料の最高使用温度は、化学的劣化、熱劣化により重要
な特性の等級が許容できないほどに低下しない相対温度
指数（RTI）として定義されます。
通常の大気に含まれる酸素は約21 %であり、酸素指数が21
よりも十分大きい材料は、難燃性であると見なされます。酸
素濃度が高い雰囲気内でのみ燃焼するからです。
特定用途に対する特性の要件によっては、一種類の材料で
複数のRTIが適切な場合があります。
したがって、ヘイラー® ECTFE樹脂は、表16に示すように十
分に難燃性が高いと見なされます。
• RTI Elec：電気的RTI、重要な電気絶縁特性と関連
• RTI Mech Imp：機械的衝撃RTI、重要な耐衝撃性、弾性お
表16：ヘイラー ® ECTFEとETFEポリマーの限界酸素指
• RTI Mech Str：機械強度RTI、耐衝撃性、弾性および柔軟
数（LOI）の比較
LOI
よび柔軟性の特性と関連
性が必須ではない、重要な機械強度と関連
ヘイラー ® ECTFE
ETFE
> 52 %
32 %
UL規格746Aに従って試験したヘイラー® ECTFE 300および
500の値を表17に示します。
表17：ヘイラー ® ECTFEのUL温度指数（RTI）
厚さ
[mm]
26
/
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
RTI
Elec
RTI
Mech Imp
RTI
Mech Str
0.18
150
150
150
1.5
160
150
160
3.0
160
150
160
安全性、衛生、健康への影響
ヘイラー® ECTFEのようなフッ素樹脂は、化学的安定性が高
く反応性が低いことで知られています。
フッ素樹脂の毒性学的研究で、人体の健康に影響を及ぼす
有意な危険は報告されませんでした。人体の皮膚に対する
刺激物質や感作物質として知られているフッ素樹脂はあり
ません。
吸入により大量のフッ素樹脂に曝露された後、尿中のフッ
化物が増加しますが、毒性作用は観察されませんでした。
一部のヘイラー® ECTFE樹脂は、最適な加工やその他の特
性を得るために、充填材、顔料、安定剤などの添加物を加え
て処方しています。樹脂の使用で、これらの添加物が他の危
険を引き起こす可能性があります。
個々の市販グレードに添付している安全データシートで、具
体的な健康情報を確認し、必要なすべての安全指示に従う
必要があります。
詳細については、
「Guide for the safe handling of
fluoropolymer resins」を参照してください。
製品の分解による毒性
ヘイラー® ECTFEの主要グレードは、260 ～ 280 °Cの温
度範囲で成形する必要があります。そのような条件で
は、ECTFEポリマーが分解する危険はありません（混入物質
の存在下を除く）。
一般的に、作業場所の適切な換気を確保することが重要で
す。分解を防ぐために、製品を350 °C以上に加熱しないこと
が重要です。燃焼中に放出される主なフッ化物はフッ酸
（HF）であり、吸入したり、皮膚や粘膜に接触したりすると危
険です。
HFに関する指標として、ACGIHTLVの上限値（作業中の
いずれの曝露でも超えてはならない濃度）は2 ppm
（1.7 mg/m3）、指示2000/39/ECに制定された業務上曝露の
上限値の指標は短期間（15 分）で 3 ppm（2.5 mg/m3 ）であ
り、NIOSHが規定したIDLH（生命または健康にただちに危
険を及ぼす濃度）は30 ppmです。
火災発生時には、砂または粉末消火剤で消火することが望
ましいです。水を使用すると、酸性溶液が生成されるおそれ
があります。
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
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27
認可
食品との接触
ヘイラー® コポリマーに使用されているフッ化モノマー（エ
チレン、クロロトリフルオロエチレン）、およびターポリマー
（エチレン、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロプロピ
ルビニルエーテル）は、食品に接触するプラスチック材料お
よび物品に関するEC規制n° 10/2011およびその修正の要件
に適合しています。
米国食品医薬品局（FDA）規格の適合性に関して、ケラー&
ヘックマン法律事務所（Keller & Heckman LLP）は、ソル
ベイスペシャルティポリマーズの情報に基づき見解書を公
開しました。ケラー&ヘックマン法律事務所は、ヘイラー®
ECTFEのDAグレード（例：ヘイラー® 300DA）は、米国連邦
食品･医薬品･化粧品法、および食品添加物規制、21 CFR
177.1380(a)(4)（全ての食品群との接触において、120 °Cまで
の食品加工機器における反復使用に適応）に準拠し、法規
の基、使用が可能である、と述べています。
特定グレードの現在の認定に関する情報は、ソルベイスペシ
ャルティポリマーズの担当者にお問い合わせください。
水との接触に関する国際規格
認可は定期的に期限が切れるため、市場の需要によっては
再認可を受けないこともあります。最新の認可状況につい
ては、ソルベイスペシャルティポリマーズの担当者にお問い
合わせください。
米国衛生財団（NSF)は、公衆の衛生および安全に関する規
格を制定する非営利の非政府組織です。制定した規格に適
合する材料のリストも提供しています。
次の表に、85 °CでNSF規格61への適合が認定されている
ヘイラー® ECTFEポリマーを示します。
表18：NSF規格61（飲料水システム部品 – 健康への影
響）に適合するヘイラー ® ECTFEのグレード
グレード
ヘイラー® 300LC
ヘイラー® 350LC
ヘイラー® 500LC
ヘイラー® 901
ヘイラー® 902
28
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ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
加工
概要
一般的な検討事項
ヘイラー® ECTFEは、従来の熱可塑性樹脂と同じ方法で成
形できる溶融性フッ素樹脂です。ただし、いくつかの特性を
考慮する必要があります。基本的な成形の推奨事項を以下
に説明します。
溶融温度が260 ～ 280 °Cになるように温度を設定する必要
があります。起動時には、溶融体を温度範囲の下限に保持
します。すべての装置が十分に動作するようになった後、最
適な押出が得られるように溶融温度を調整します。すべての
成形終了時に、ヘイラー® ECTFE樹脂は、200 °C以下で装
置からパージします。
ヘイラー® ECTFE樹脂を成形するときの安全に関する一
般的な参考文献として、
「Guide to the Safe Handling of
Fluoropolymer Resins」
（PlasticsEurope（ベルギー、ブリュ
ッセル）発行または米国プラスチック工業協会（ワシントン
DC）発行）を参照してください。
ヘイラー® ECTFEの溶融性グレードはすべて、ペレット形状
です。さらに、コンパウンド向けの粉末グレード（ヘイラー®
5001C）も用意しています。
構造部材
高温のヘイラー® ECTFE樹脂と接触する部品はすべ
て、Xaloy 306、B.C.I. No.2、Duranickel、Hastelloy C などの
耐腐食材を推奨します。ホッパー、スライド、スロートは、錆
が樹脂に混入しないような耐食材を推奨します。溶融樹脂
の安定性が低下する可能性があるので、銅合金や保護層の
ない工具鋼と、溶融樹脂との接触を防ぐことが特に重要で
す。ただし、炭素鋼の金属プラークでの腐食試験により、現
在のヘイラー® ECTFE技術が以前のECTFEと比較して腐食
性を改善していることを示しています。
表19：押出機のタイプ
装置寸法
長さ／直径比
バレル加熱
フランジ加熱
スクリューのタイプ
ブレーカープレート
スクリーンパック
駆動
制限なし
20：1 ～ 30：1
標準加熱法
3つ以上のゾーン
必須
1条
圧縮比2.5：1 ～ 3：1
計量部の長さ：25 %
スムーズな移行
（3 ～ 4条以上）
推奨
60、80、100メッシュ（オプション）
5 ～ 100 rpmで調整可能
溶融部熱電対
推奨
圧力計
推奨
取扱い
特殊な処理は不要です。樹脂は水分を吸収しないので、乾
燥は不要です。吸水率が低いので、摩擦による静電気の放
出はありません。したがって、樹脂の容器を常に密閉して、ペ
レットやパウダーへの異物の混入を防ぐ必要があります。温
度の低い場所から樹脂を移動するときには、樹脂が成形場
所の室温に達するまで、ドラムライナーは開封しないでくだ
さい。これにより、大気中の水分がペレットに結露すること
を回避できます。
再生材
全組成の15 %未満で、物性値が有意に低下することなく再
生材を使用できます。明度が大幅に低下した再生材は廃棄
する必要があります。
安全性
安全な取扱いと使用に関する詳細な推奨手順については、
ヘイラー® ECTFEの安全データシートを参照してください。
高温に曝されるすべてのポリマー材料と同様に、安全に作業
するために、ヘイラー® ECTFEの加工時は適切に換気してく
ださい。発生する可能性のあるフュームやガスへの曝露を防
止するために、換気を行う必要があります。過剰な過熱によ
り、刺激または毒性のあるフュームやガスが発生することが
あります。
熱安定性
ヘイラー® ECTFE樹脂は安定な材料ですが、推奨最高温度
を超えると分解する可能性があります。分解は、時間、温
度、および溶融樹脂に接触する金属表面の性質によります。
押出材が灰褐色の場合は、分解が発生している警告サイン
です。黒点は、押出機内で、部分的に過熱され局所分解が
発生していることを示します。押出材に黒点が発生した場
合は、装置を停止して念入りにクリーニングすることを推奨
します。
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
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29
温度の制限
射出成形に関する推奨事項
熱重量分析（TGA）により、ヘイラー® ECTFEポリマーは
350 °Cで熱分解することを示しました。また、それより低い
温度でも長時間熱に曝された場合（押出機や射出成形装置
に長時間滞留した場合など）、熱分解する可能性がありま
す。実際、溶融温度が長時間300 °Cを超える場合、変色、黒
点などが発生することがあります。加工を中断する場合に
は、ただちにシリンダーからパージする必要があります。パ
ージ材として、ポリプロピレンや高密度ポリエチレンを使用
でき、作業の際は温度を200 °C以下にしてください。
ヘイラー® ECTFEを射出成形する場合、従来のインラインス
クリュー押出機を使用します。
押出に関する推奨事項
高温樹脂と接触するすべての表面に、耐食性を備えた材料
を使用することを推奨します。ヘイラー® ECTFE樹脂が熱
分解して、金属表面を腐食するHClが発生することがありま
す。経験により、この樹脂は270 °Cで45分後から分解が始ま
ることが分かっています。したがって、押出機内の滞留時間
を最小限に維持し、成形処理中にヘイラー® ECTFE樹脂を
過熱しないように注意する必要があります。
装置の耐用期間を確保するだけでなく、ヘイラー® ECTFE樹
脂の分解を防止するためにも、耐食性のある構造部材を推
奨します。ヘイラー® ECTFEの溶融樹脂は、鉄、銅、真鍮に
長時間接触すると分解します。分解により、黒色の分解した
樹脂とHClガスが生成されます。押出を中断したときは、装
置を樹脂でパージする必要があります。
表20：代表的な押出機の動作条件
装置
温度
ヘイラー ®
500／300
[°C]
ヘイラー ®
901
[°C]
後部シリンダー
235 ～ 260
250 ～ 265
中間シリンダー
260 ～ 270
260 ～ 270
前部シリンダー
260 ～ 277
270 ～ 280
クランプ
265 ～ 277
270 ～ 280
ダイ
270 ～ 280
277 ～ 290
溶融温度（ダイ出口）
溶融圧力（ダイ）
270 ～ 295
290
70 ～ 200 bar
70 ～ 200 bar
分解を最小限に抑えるため、推奨最低温度から徐々に温度
プロファイルを上げていく必要があります。これにより、分
解の危険なしに最適な結果が得られます。
30
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ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
ヘイラー® ECTFEの高温樹脂と接触するすべての表面に、
耐食性を備えた材料を使用することを推奨します。これは、
内部のシリンダー壁とスクリューに必要です。一部の表面硬
化処理された工具鋼でも一定期間において問題なく使用で
きます。射出成形装置に高温樹脂を残留させないように、
一般的な手順に注意深く従う必要があります。成形を中断
する場合は、ただちにポリプロピレンや高密度ポリエチレン
を使用して、装置から樹脂をパージする必要があります。パ
ージができない場合は作業中の温度を200 °C以下にしてく
ださい。
ショットサイズ
ヘイラー® ECTFE樹脂を射出成形する場合の推奨ショ
ットサイズ（スプルートランナーを含む）は、装置容量の
40 ～ 70 %です。小さいショット量を使用する場合、シリンダ
ー内での滞留時間が長くなるため、樹脂が分解する傾向が
あります。大きいショットでは、材料の加熱が不均一になっ
たり、材料温度が低くなります。
射出成形の条件
部品形状、金型形状、サイクル時間、および可塑化能力に
より、成形条件は成形品ごとに異なります。試作を繰り返し
て、最適な成形条件を見つける必要があります。低い温度と
圧力レベルから始めて、最適な条件が得られるまで温度と
圧力を交互に増加することを推奨します。
射出シリンダーの温度
温度は287 °Cを超えないように設定してください。原則とし
て、適切な射出圧で高速充填を行うため、不要に温度を高く
設定しないでください。
射出圧
材料に加える圧力は50 ～ 1,380 barの範囲で設定可能で
す。薄物では、より高い圧力が必要です。
金型温度
成形で良好な表面と最適な物理特性を得るには、通常、金
型温度を90 ～ 150 °Cにする必要があります。温水ヒーター
を使用する場合は、できる限り高温にする必要があります。
このタイプのヒーターでは、成形品の表面光沢が減少し、小
さいキャビティへの充填が難しいことがあります。オイルま
たは電熱による加熱を推奨します。
成形サイクル
金型の形状および成形品の厚さによって、サイクルに必要な
時間は異なります。
通常、厚さが3 mm未満の成形品の場合、合計サイクル時間
は20 ～ 40秒です。射出時間は約10秒です。厚物の成形には
長い時間が必要であり、特に厚さが6 mmを超える成形品で
は60 ～ 150秒が必要です。この場合、射出時間は25秒に増
加します。
離型
ヘイラー® ECTFEは、金型離型剤を必要とすることがほ
とんどありません。離型剤を必要とする場合、その一つ
に、Dexter Corporation社（ニューハンプシャー州シーブルッ
ク）製のFreKote 44-NCがあります。
表21：代表的な成形条件
温度
後部シリンダー
230 ～ 245 °C
中間シリンダー
245 ～ 260 °C
前部シリンダー
260 ～ 275 °C
ノズル
255 ～ 265 °C
金型
100 ～ 110 °C
射出圧
55 ～ 140 bar
タイミング
合計サイクル（秒）
射出時間（秒）
スクリュー回転数（rpm）
メンブレンプロセスの推奨事項
ヘイラー® ECTFEは、特殊メンブレンの製造に適した材料で
あり、高活性化学薬品への高い耐性が要求される場所に使
用できます。
ヘイラー® ECTFEは疎水性材料です。最終製品として必要と
される親水性を得るための機能を工業レベルで後処理する
ことにより、メンブレンの表面を改質することができます。
傑出した耐薬品性をもつため、この材料は液相反転法で処
理することができません。中空糸や平膜を製造するために、
融点近傍（200 ～ 240 °C）でTIPSプロセスを使用する必要
があります。ヘイラー® ECTFEの処理に使用できる代表的な
溶剤は、アセチルクエン酸トリブチル、グリセロールトリアセ
テート（GTA）、フタル酸ジブチル（DBP）、フタル酸ジオクチ
ル（DOP）です。
ヘイラー® ECTFEの相分離図は文献にあります。フタル酸ジ
ブチル（DBP）に対するECTFEの溶解性の例を図39に示し
ます。この溶剤を使用する場合、25 %未満のポリマー濃度
で液液偏析、25 %を超えるポリマー濃度で固液偏析とポリ
マーの結晶化が得られます。例えば、ポリマー混合物に非溶
剤を加えて溶媒の極性を変えることにより、相分離図におけ
る液液脱混合の領域を広げることが可能です。
図39：フタル酸ジブチル（DBP）における
ヘイラー® ECTFEの相分離図
20 ～ 150
240
10 ～ 25
230
30 ～ 100
L
圧縮成形に関する推奨事項
代表的な圧縮成形サイクルのガイドラインとして、次の手順
を推奨します。
加圧押し込み金型を使用します。この金型は、天板、床板、
およびフレームで構成されます。
• 金型を260 °Cに加熱します。
• 室温のペレットを金型に入れます。
• 5 ～ 10 秒間、15 barの圧力を加えます。
• 圧力を5 barに下げて維持します。材料が溶融するにつ
れてプレスが徐々に閉じていきます。常に溶融体とプレ
ートを接触した状態に維持します。厚さ15 mmのプラー
クの場合、溶融が完了するには約1 ～ 10時間かかりま
す。15 barに達するまで、溶融サイクル全体を通じて圧力
を段階的に増加します。
温度 [°C]
220
210
200
L-L
S-L
190
180
170
0
20
40
60
80
100
組成 [wt% ECTFE ]
本書に記載されたすべての情報は、ヘイラー® ECTFEの成形例です。
ヘイラー® ECTFEの押出または成形が良好に行われるための仕様でも保証
するものでもありません。
• 成形後、1 ～ 10時間、冷却水を流します。
• プラークが室温になるまで15 barに保持します
（厚さ15 mmで約20分）。
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
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31
フォーム用グレード
ヘイラー® 558フッ素樹脂
ヘイラー® 558は、一次断熱材、同軸ケーブルのコア材、ケー
ブル用フォーム被覆材など、押出成形向けフォーム材の新
しい樹脂グレードです。この樹脂の使用温度は、ヘイラー®
ECTFEの他のグレードと同様に、超低温から150 °Cまでと
広範です。燃焼試験（ASTM 84 スタイナートンネル試験を
含む）で優れた性能を示し、多様な酸、アルカリ、および有
機溶剤に対する耐薬品性が優れています。さらに、ヘイラー®
558樹脂は薄い壁材でも優れた機械特性を示し、大量の放
射線にも耐性があります。
ヘイラー® 558は核剤、膨張剤、および加工助剤が含まれて
いるコンパウンドフッ素樹脂です。この樹脂を使用したフォ
ーム製品の空洞率は、溶融温度、ヘッド圧、冷却速度などの
成形条件を調整することにより制御できます。空洞率を減
少させる必要がある場合は、膨張剤の濃度を下げるために
ヘイラー® 500とヘイラー® 558を混合することができます。
さらに、ガス射出押出用に、核剤および加工助剤のみを配
合したヘイラー® ECTFE樹脂も提供可能です。
このフォーム用グレードはその他すべてのヘイラー® ECTFE
グレードと同様に、市販のカラーマスターバッチで容易に着
色でき、また樹脂に容易にプリントできます。
このグレードの物性値および成形に関する詳細について
は、ソルベイスペシャルティポリマーズの担当者にお問い合
わせください。
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ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
二次加工
溶接
ヘイラー® ECTFEは、PEやPVCなどの一般的なプラスチック
で知られた、標準的な技術を使用して溶接できます。特に、
高温ガス溶接は、ヘイラー® ECTFE 製ライナーの熱溶接で
一般的に使用されています。溶接した継目で実施した引張
試験では、溶接による強度低下はなく、元の製品と100 %同
様の強度を示すことが証明されています。
ヘイラー® ECTFEライナーの高温ガス溶接を行う場合は、
次の一般的な推奨事項が適用されます。
装置
適切なスクレーパーを使用して、2枚のシートの突き合わせ
位置がV字溝になるように切り落とすことを推奨します。溶
接ビードが不均一になる可能性があるので、専用工具を使
用してください。溶接する領域と溶接棒を念入りに洗浄して
ください。
警告：洗浄溶剤を使用すると、溶接ガンからの熱により火
災が発生するおそれがあります。
真鍮ブラシを使用して溶接ガンのノズルを掃除し、風量を
50 ～ 60 L/minに調整して、溶接ガンの温度を次の表に示す
値に設定します。
加熱電力が800 W以上の溶接ガンを使用します。
均質な溶接を行うには、適切な温度測定が重要です。ノズ
ル出口から 5 ～ 7 mm の位置にあるノズル内部のガス流の
温度を測定することを推奨します。
良質なヘイラー® ECTFEの溶接は窒素またはクリーンで乾
燥した空気を使用することで得られます。溶接施設にクリー
ンで乾燥した空気の供給源がない場合は、窒素による溶接
を推奨します。
さまざまな溶接チップが提供可能です。一次溶接には高速
チップを使用しますが、ライナーのさまざまな部分を所定位
置に固定するためにはタックチップを使用できます。
衛生、安全性、および環境
高温に曝されるすべてのポリマーと同様に、安全な作業のた
めに、ヘイラー® ECTFEの加工時には適切に換気してくださ
い。過熱により、刺激性または毒性のあるフュームやガスが
発生するおそれがあります。発生する可能性のあるフューム
やガスへの曝露を防止するために、換気または適切なガス
マスクを用意してください。
安全な取扱いと使用に関する詳細な推奨手順については、
ヘイラー® ECTFEの安全データシートを参照してください。
安全データシートについては、ソルベイスペシャルティポリ
マーズの担当者にお問い合わせください。
ヘイラー® ECTFEグレード
901、300、350、500
902
溶接ガン
温度
380 ～ 425 °C
(薄いライナーの場合は
380 ～ 400 °C）
425 ～ 495 °C
注：本書での推奨温度は、ノズル内部の測定温度です。溶
接ガンに温度計が付いている場合は、溶接を開始する前に
熱電対を使用して温度を確認してください。
溶接ガンを45 ～ 60°の角度に保持し、溶接するシートと溶
接棒が同時に溶融するように溶接の加圧力と速度を調整し
ます。通常、0.1 ～ 0.5 cm/sの溶接速度が適しています。
速度が遅すぎると、溶接棒が過熱して破損する場合があり
ます。一方、速度が速すぎると、溶接棒が十分に溶融せず、
2枚のシート間の溝に溶融材が十分に充填されません。
同様に、溶接の加圧力が低すぎる場合、2枚のシート間の溝
に十分に充填されません。一方、加圧力が高すぎる場合、溶
接ビードに沿ってへこみが発生することがあり、最終的にそ
の位置に応力が集中します。
溶接に関する推奨事項
溶接する断面と同じヘイラー® ECTFEのグレードで製造さ
れた溶接丸棒を使用してください。
警告：異なるグレードで製造された断面同士を溶接するこ
とは推奨しません。これが避けられない場合は、ソルベイス
ペシャルティポリマーズの担当者にお問い合わせください。
溶接面の付着物を慎重に擦ります。布で裏打ちされたシー
トを使用する場合は、繊維が含まれないように、ウェルドに
沿って布を取り除きます（シートごとに2 ～ 3 mm）。溶接す
る2枚のシートを揃え、間隔を0.5 ～ 1 mm以下で維持しま
す。
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
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33
機械加工
ヘイラー® ECTFEの機械加工は、ナイロンの場合とよく似て
います。フッ素樹脂のさまざまな機械加工に関するガイドラ
インを以下に示します。
ヘイラー® ECTFEの機械加工時に、内部応力が発生するこ
とがあります。この応力により、加工品が反る場合がありま
す。機械加工時に応力が発生しないように、次の点に注意し
てください。
1. 鋭利な工具を使用
2. 加工品の固定や切断に過剰な力を加えない
3. 冷却液を使用して、過熱を防止
通常、上記の原則に従うと、応力の発生しない部品が成形
可能です。最適な寸法管理が要求される場合には、アニーリ
ング処理を推奨します。
アニーリング処理では、使用最高温度からさらに約30 °C
高い温度で、オイルやその他の液体に入れて熱処理しま
す。150 °Cの場合、厚さ12.5 mmでは15分が適切です。厚さ
25 mmでは、4時間が必要であり、厚さが25 mm増えるたび
に2時間を追加します。ヘイラー® ECTFEの熱伝導率は低い
ので、このステップでは加熱と冷却をゆっくりと行う必要が
あります。
ヘイラー® ECTFEは、多くの金属加工装置で容易に切削で
きます。特に、長時間の加工で最良の結果を得るには、次の
項目を検討する必要があります。
1. 低い熱伝導率により、切削加工中に成形品の表面温度が
急速に上昇します。これを防止するために、冷却液の使用を
推奨します。
2. 材料の融点が比較的低く（242 °C）、また熱伝導率が低い
ことから、正しい切削加工手順に従わないと成形品の表面
が軟化することがあります。
旋盤加工の場合、アルミニウムのような軟金属の切削加工
で使用する一般的な工具がヘイラー® ECTFEにも適してい
ます。最良の結果を得るには、角度をある程度変える必要
があります。すくい角30 ～ 40 °、横逃げ角5 °、および前逃げ
角5 °、前切れ刃角8 ～ 10 °とします。工具の切れ刃は、旋盤
中心と同じ高さにする必要があります。工具位置が低いと
加工品に削り残しが発生し、工具位置が高いと切削動作が
正しく行われません。加工品の表面外観を滑らかにするに
は、最終切削で、前述した汎用の旋盤加工用工具ではなく、
先端を丸めた工具の使用を推奨します。冷却液の使用に加
えて、工具面を研磨することでもより滑らかな外観が得られ
ます。
34
/
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
切断の場合、加工品への噛み込みを防ぐために、横逃げ角
5 °、前逃げ角10 ～ 15 °、工具高さの上面の横逃げ角5 °の工
具を推奨します。
ヘイラー® ECTFEの旋盤加工では、連続したリボン状の切
り子が発生する傾向があり、加工品に巻き付くことがありま
す。適切なすくい角を使用し、切削速度を調整するとこの問
題は解決できます。優れた設計の鋭利な工具、適切な切削
速度、および良好な冷却液を使用することで、バリをなくす
か、最小にすることができます。薄い板状の加工品の変形
を防止するには、加工品を3点または4点で固定するのでは
なく、コレットで固定する方が望ましい場合があります。
フライス加工の場合、鋼材用の標準の切れ刃で鋭利なもの
（ギア、ホイール、正面と側面、円筒形、キー溝、およびフィ
ンガー）をヘイラー® ECTFEに使用できます。これらの切れ
刃の角度は変更する必要はありませんが、柔らかく丈夫な
材料の切削加工に適したアルミニウム用の切れ刃が最適で
す。
基本的に、フライス加工では、旋盤加工と同じ回転速度、送
り速度、切込深さで使用します。最適な冷却液を使用する
ことも重要です。成形品のねじれや切れ刃の噛み込みを防
ぐには、注意深く均等に固定することが必要です。
フライス加工中のバリの発生を防ぐには、成形品の後ろに
別の板を配置することを推奨します。ナイロンのような低コ
スト材料が使用できます。
ヘイラー® ECTFEは容易に鋸加工ができます。電動弓鋸を
使用する場合、鋼材と異なり特殊な手順はありません。材
料の厚さに制限はありません。インチあたりの歯数が4 ～ 6
の粗い鋸を使用することが望ましいです。
縦帯鋸も使用できますが、帯の速度を速くしすぎないよう注
意が必要です（例：厚さ 75 mmで450 m/min）。ここでも、
すき歯や控え歯などの粗い鋸（インチあたりの歯数が4～6）
を使用する必要があります。この方法では通常、冷却液は使
用しません。また、成形品を鋸に対して過剰な力で押し付け
ないでください。
丸鋸を使用する場合、8.5 mmまでの厚みでは通常のホロー
グラウンド金属切削歯を使用できます。より厚みのある場
合は、特殊なすき歯や引き歯などの鋸が必要です。
ヘイラー® ECTFEをドリル加工する場合、一般的に標準ドリ
ルが適しています。鋭利なビットと冷却液を使用することを
推奨します。通常のドリルの上下運動が穴の冷却と切り子除
去に役立ちます。穴が深くなるにつれて、送り速度を減速す
る必要があります。
ヘイラー® ECTFEの弾性、およびドリル加工中の温度上昇
により、穴の設計値よりも直径が0.1 ～ 0.5 mm大きいドリル
を使用しなければならないことがあります。複数の穴を近
接して開ける場合、ねじれ防止のためにすでに開けた穴を
塞ぐこともあります。これらの手順は、経験により確立した
ものです。
材料の弾性により、リーマ仕上げは容易ではありません。鋭
利ならせん溝付きリーマを使用することにより、リーマ仕上
げが可能です。一部の機械工は、リーマ仕上げの前にワック
スや蝋を穴に詰めます。
ヘイラー® ECTFEのネジ切りやタップ加工は容易です。過熱
を防止し、切削油を使用することを推奨します。1番タップの
使用は省略できます。また、非常に小さい穴には3番タップ
のみを使用します。
ヘイラー® ECTFEシートは容易に押抜き加工ができます。可
能であれば、工具を念入りに研磨してください。成形品はし
っかり固定する必要があります。
ヘイラー® ECTFEの棒と管は、従来の装置を使用して芯な
し研削ができます。成形品の中心をホイールの中心線から
約0.1インチ下にし、冷却液には水溶性オイルを使用するこ
とを推奨します。
注：本書に記載されたすべての情報は、ヘイラー® ECTFEの
加工例です。詳細については、ソルベイスペシャルティポリマ
ーズの担当者にお問い合わせください。
ヘイラー® ECTFE デザインおよび加工ガイド
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SDS（安全データシート）をご希望のお客様は電子メールでご請求いただくか、または弊社の営業担当者へご連絡ください。弊社製品をご使用になられる場合は必ず事前に該当の SDS をお取り寄せの上、ご
検討ください。
弊社または関係会社は本製品および関連情報につき、明示または黙示を問わず、いかなる権利を許諾するものでもなく、またそれらの市場適応性および使用適合性を含め、いかなる責任も負いかねます。ソ
ルベイグループの製品が、食用、水処理、医療用、薬用および介護等の用途に用いられる場合、かかる使用が関係法令もしくは国内外の基準またはソルベイグループの推奨に基づいて制限または禁止される
可能性があることにご留意ください。埋め込み型医療機器としてお使いいただけるのは、Solviva® の生体材料群として指定された製品だけです。本情報および製品の使用につきましては、あくまでもお客様
ご自身の判断と責任において、かかる情報および製品が特定の用途に適しており、関係法令に適合していることをご確認頂き、使用方法や知的財産権の侵害のリスクなどをご検討のうえ、ご使用くださるよ
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