EVAの反発弾性:圧縮反発率とASTM規格

EVAの反発弾性:圧縮反発率とASTM規格

EVAフォームの反発弾性(「反発率」)とは、フォームが衝撃を受けた際に返す衝撃エネルギーの割合(%)です。測定は、直径16mm・質量16.3gの鋼球をフォーム上の高さ500mmから落下させ、跳ね返る高さを記録する方法で行います。フレキシブルEVAフォームに適用される管理規格はASTM D3574 Test H(ISO 8307と同一)で、EVAの典型的な値はフォームの密度と酢酸ビニル(VA)含有量に左右され、30%〜65%の範囲です。

シューミッドソール、スポーツ用パッド、緩衝包装、防振マウントにEVAフォームを指定する場合、反発値は衝撃のうちどれだけが跳ね返りとして戻り、どれだけが吸収されるかを示します。このガイドでは、正しい試験規格(混同されがちな点)、Test Hの正確な手順、密度/VA含有率と反発の関係、そしてDamao Techのようなサプライヤーから実際の性能を備えた材料が納入されるよう、発注書に反発仕様を書く方法を解説します。


反発弾性とは?

反発弾性は、フォームの弾性、つまり衝撃の運動エネルギーをどれだけ効率よく蓄えて返せるかを直接測る指標です。パーセントで表されます:

$$ \text{Rebound Ratio (%)} = \frac{\text{Rebound Height}}{\text{Drop Height}} \times 100% $$

  • 高反発(50〜65%以上) → エネルギー返還型フォーム。衝撃物を「跳ね返す」フォームです。ランニングシューズのミッドソール、スポーツフローリング、トランポリンパッドに使用されます。
  • 中反発(35〜50%) → バランス型の緩衝材。ケースインサート、ニーパッド、一般的な保護パッドに使用されます。
  • 低反発(20〜35%) → エネルギー吸収型フォーム。衝撃を返さず熱として散逸させます。緩衝包装、壊れやすい製品の輸送インサート、防振に使用されます。

このひとつの数値が「弾む」EVAと「反応のない」EVAを分けます。密度とShore C硬度が同一の2つのサンプルでも、VA含有量と架橋度によって反発挙動は大きく異なります。


ASTM D3574 Test H:EVAフォームに適した正しい規格

フレキシブル発泡ポリマー(EVAフォーム、ポリウレタンフォーム、ほとんどの独立気泡パッドフォームを含む)に対する権威ある反発試験は以下です:

  • ASTM D3574 – Test H:ボール反発弾性
  • ISO 8307 — 国際的に等価な規格で、手順も同じです
  • GB/T 6670 — 中国の国家規格として等価です

Test Hの手順

項目仕様
試験片EVAフォームパッド。厚み50mm以上、表面100 × 100mm以上
調湿試験前に23 °C ± 2 °C、湿度50% ± 5%で16時間以上
落下筒透明な垂直筒で、内径は鋼球に合わせます
鋼球直径16mm、質量16.3 g(±0.5 g)
落下高さ500 mm(鋼球下面から試験片表面まで)
測定鋼球の最大反発高さをライトカーテンまたは高速度カメラで読み取ります
結果試験片の5か所で5回ずつ落下させた平均値

報告される反発弾性は、反発高さと落下高さの比をパーセントで表し、最も近い1%に丸めた値です。


ASTM D3574とD2632とF1976の違い:混同しないこと

EVAの発注で最も多い仕様ミスは、規格を取り違えることです。各方法は異なる材料クラス向けに設計されています:

規格材料方法使用場面
ASTM D3574 Test Hフレキシブル発泡フォーム(EVA、PU)ボール落下、500 mm、16 mm/16.3 g鋼球EVAフォームの反発はこれが標準
ISO 8307フレキシブル発泡フォームD3574 Test Hと同一国際契約用。同じ数値になります
ASTM D2632加硫ゴム(ゴムシート、ガスケット)落下プランジャーの垂直反発❌ フォームには不適切。EVAでは実態より大幅に低い値が出ます
ASTM F1976運動靴のミッドソールより高い衝撃エネルギーでの衝撃減衰+エネルギー返還スポーツシューズの認証専用
ASTM D2240あらゆるポリマーShore A/C/00硬度計硬度の測定で、反発ではない。よく混同されます

サプライヤーからD2632で試験した反発値が届いた場合は、D3574 Test Hでの再試験を依頼してください。数値はそのまま使い回せるものではありません。


密度とVA含有量がEVAの反発に与える影響

EVAフォームの反発は、発注時に指定できる2つの製造変数で決まります。

1. 密度(kg/m³)

同一のEVA配合であれば、反発は一般にある程度まで密度とともに上昇し、その後横ばいになります。非常に低密度のEVAは鋼球の下でつぶれて多くのエネルギーを吸収し、高密度のEVAは硬い気泡壁が元に戻ろうとして跳ね返ります。

2. VA(酢酸ビニル)含有量

VAの割合は、ポリマーマトリックスのゴム的な性質の強さを制御します。VAが高いほど弾性体に近づき反発は高まりますが、そのぶん柔らかくなり、コストも上がります。

EVAグレード密度(kg/m³)VA含有量典型的な反発(D3574 Test H)一般的な用途
低密度包装用33〜6014〜18%25〜35%衝撃吸収インサート、壊れやすい製品の包装
標準パッド用60〜10018〜22%35〜45%ケース内装、一般的な保護パッド
ミッドソール/インソール用100〜15022〜28%45〜55%靴のミッドソール、アスレチックインソール
高反発EVA130〜18028〜35%55〜65%ランニングシューズのエネルギー返還インサート、スポーツフローリング
高密度構造用180〜28014〜22%40〜50%工具トレイインサート、ガスケット、耐荷重パッド

B2B発注書での反発指定

性能が重要な用途向けにEVAフォームを発注する場合は、以下の4行をすべて含めてください:

EVAフォーム(独立気泡)
- 密度:     XX  kg/m³  ± 5%         (ASTM D3575 Suffix W による)
- 硬度:     XX  Shore C ± 3          (ASTM D2240 による)
- 反発:     ≥ XX%                    (ASTM D3574 Test H/ISO 8307 による)
- 圧縮永久歪み: ≤ XX%(50%ひずみ、70 °Cで22時間)(ASTM D3574 Test D による)

早見表:用途別の目標反発値

用途目標反発値(Test H)理由
壊れやすい製品の包装25〜35%エネルギー吸収を最大化して内容物を守ります
工具ケースインサート35〜45%工具が飛び出さない程度の緩衝性です
ニー/エルボーパッド40〜50%保護と感触のバランスです
ヨガ/床マット45〜55%不安定にならない快適な弾力です
ランニングシューズのミッドソール55〜65%一歩ごとにエネルギーをランナーへ返します
防振マウント20〜30%振動を熱として散逸させます

よくあるご質問

「反発」と「弾性」は同じ意味ですか?

フォーム規格では同じです。ASTM D3574 Test Hの正式名称は「Ball Rebound Resilience(ボール反発弾性)」です。「反発率」と「ボール反発」は同じ測定を指します。

EVAフォームにASTM D2632の結果を使えますか?

いいえ。D2632は加硫ゴム用で、はるかに重いプランジャーを使用します。EVAフォームに適用すると、反発が10〜20ポイント過小評価されます。必ずD3574 Test Hを指定してください。

Shore C硬度が高いほど反発も高いですか?

一概には言えません。硬度と反発は独立した特性です。硬くても「反応のない」フォーム(低反発・高減衰)もあれば、柔らかく高反発のフォームもあります。必ず両方を指定してください。


次のステップ

密度の選定についてはEVAフォーム密度ガイドを、硬度についてはEVAフォームの密度と硬度:Shore A、C、00ガイドをご覧ください。

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