Play組み込みのehcacheのDIがうまく動作してくれないので、独自にehcache2.10.4を使ってキャッシュヘルパーを実装したのですが、一部のオブジェクトでキャッシュされないという事象が発生しました。
当初、new Element(key, obj)もcache.put(elem)で例外が発生しないので、キャッシュ処理でなく周辺を探していたのですが、ログ出力設定が漏れていただけで、実際にはehcache内部でエラーが発生していました。
logback.xmlに設定を追加したらしっかりと問題を報告してくれました。
logback.xml
<logger name="net.sf.ehcache" level="ALL"/>
参考
spring - How to enable logging of Ehcache - Stack Overflow
https://stackoverflow.com/questions/10705107/how-to-enable-logging-of-ehcache/10705998#10705998