「吉田SKT」ブログ編集チームです。フッ素樹脂の種類は実にさまざまで、PTFEをはじめ、PFA、FEPなど種類によってそれぞれ特性に違いがあります。記事前半では、フッ素樹脂の種類や特性、それぞれの樹脂の特長の違いを中心に解説します。ついて詳しくご紹介します。最後によくある質問にもお答えしています。チェックしてください。Q5:フッ素樹脂のPFAS規制について教えてください。Q6:フッ素樹脂コーティングの取り扱いについて教えてください。まとめフッ素樹脂とはフッ素樹脂とは、分子構造の中にフッ素原子を含む特殊なプラスチックのことです。その原料となるのは、蛍石というハロゲン系鉱物です。フッ素樹脂の歴史は、1938年にアメリカのデュポン社のロイ・プランケット博士が偶然発見したポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に始まります。多くの産業を支えています。複数の優れた性質を併せ持つことが挙げられます。これほど多くの特性を兼ね備えたプラスチックは、実は非常に稀有な存在です。フッ素樹脂の原料【蛍石】PTFEパウダーフッ素樹脂の種類と特徴フッ素樹脂は、その分子構造の違いから「パーフルオロ系」と「部分フッ素系」の2種類に分類されます。必要な用途に適しています。一方で、部分フッ素系にはETFE、ECTFE、PVdFなどがあり、パーフルオロ系に比べて機械的特性に優れ、耐摩耗性が必要な用途に適しています。PropylenePFAより早く開発された溶融性パーフルオロポリマーで、TFEとヘキサフルオロプロピレン(HFP)との共重合体です。polymerPTFEの溶融粘度を下げて射出成形できるように開発された樹脂で、テトラフルオロエチレン(TFE)とパーフルオロビニルエーテル(PFVE)との共重合体でPTFEに匹敵する特性ながら、熱溶融成型が可能です。copolymerクロロトリフルオロエチレン(CTFE)とエチレンとの共重合体で、機械的強度や加工性に優れます。ETFEに比べ難燃性と硬さに優れています。Ethyleneクロロトリフルオロエチレン(CTFE)の単独重合体で透明で硬く、ガス透過性がフッ素樹脂の中で最も小さいです。Fluorideフッ化ビニリデン(VdF)の単独重合体で、硬く、フッ素樹脂のなかで最も誘電率が高く、高温で極性溶媒に溶解します。Fluorideフッ化ビニル(VF)の単独重合体で成型が難しいため、フィルムが主用途となっています。Ethylene/2,2-bistrifluoro-methyl-4,5-difluoro-1,3-dioxole非晶質フッ素樹脂で透明な樹脂です。PTFEとPFA、FEPとETFEの違いまでわかる資料フッ素樹脂(PTFE・FEP・PFA)の違いフッ素樹脂として最も有名なものとしてPTFEがあげられますが、PFAやFEPといったフッ素樹脂も耐熱性や耐薬品性が高いプラスチックとして知られています。ここでは代表的な3つのフッ素樹脂にどのような違いがあるのか解説します。PTFEは、最初に開発されたフッ素樹脂です。一方で、溶融粘度が高いため、熱可塑性プラスチックでありながら、一般的な射出成形やブロー成形などの成形方法で製品が作れない特徴があります。FEPは、PTFEに次に開発された樹脂です。溶融粘度を下げることで、一般的な熱可塑性プラスチックの加工方法で製品を作ることが可能になりました。一方で、PTFEに比べると耐熱性が低くなり、連続使用温度は200°CとPTFEに劣ります。PFAは、FEPの次に開発されたフッ素樹脂です。PFAはFEPと同様に、射出成形やブロー成形などの成形方法で製品を作ることができます。連続使用温度はPTFEと同等の260°Cです。FEPに比べて耐熱性が高く、フォルムやボトルなどの容器などさまざな製品があります。次に、フッ素樹脂の特性についてご紹介します。強い粘着物に対しても離型がよく、付着しないか、または、付着しにくい性質のことです。フッ素樹脂は表面エネルギー(表面張力)が低く、化学的に安定している分子構造により、多くの物質となじみにくく、非粘着性に優れます。水や油がついても良く弾きます。よって汚れがつきにくく簡単に洗浄できます。フッ素樹脂は表面エネルギー(表面張力)が低く、水や油との表面張力の差が大きいため、濡れにくくほとんどの液体を弾くことができます。低摩擦性フッ素樹脂の中でも特にPTFEは、大変滑りやすく固体の中で最小の静摩擦係数をもっています。潤滑性に非常に優れていて固体潤滑剤としても利用されます。フッ素樹脂(PTFE)は分子構造が化学的に対称で直鎖状なので、表面の凹凸が少なく滑らかな表面をしているため低摩擦性に優れると考えられています。耐薬品性ほとんどすべての酸やアルカリ等の化学薬品に侵されたり、腐食することがほとんどありません。フッ素樹脂は分子間の結合力は大変強く、その安定した分子構造により優れた耐薬品性を発揮します。※例外として溶融アルカリ金属や高温高圧環境でのフッ素ガスなどがあります。樹脂の中では耐熱性が高く、260°Cの高温に耐えます。大きく、電気絶縁性に優れます。影響を受けにくく長い時間屋外使用しても劣化することがありません。(LOI)が95%以上の難燃性材料です。不活性で純粋性に優れます。フッ素樹脂は種類によって異なる特長を発揮する場合があります。用途が決まっていて使い分けが分からない場合やもっと詳しく知りたいときはお気軽にお問い合わせください。フッ素樹脂のプロがご案内いたします。フッ素樹脂のデメリットこのようにさまざまな特長を発揮するフッ素樹脂ですが、使用に際しては以下のようなデメリットもあります。コスト面のデメリットフッ素樹脂はとても高機能な樹脂ですが、エンプラに比較すると高価であり、特に大量に使用する場合にはコストが高くなることがデメリットに挙げられます​​。難易度の高い加工性のデメリットフッ素樹脂は、種類によって一般的な熱可塑性樹脂の加工方法が適用できません。テフロンTMコーティングとしてしられるフッ素樹脂コーティングについても、一般的な塗装のように自宅や簡易的な設備で行うのは難しく高温の焼成炉やブラスト機など専門的な機器を必要とし、コーティング技術についても熟練の技術が必要です。選択の難しさによるデメリットフッ素樹脂と一言にいってもかなりの種類があります。樹脂の種類によって特徴が異なるため選択には専門知識が必要になることもデメリットの一つといえます。成形方法と製品~コーティングの活用分野や用途フッ素樹脂の成形方法と成形製品フッ素樹脂は熱可塑性樹脂のため、融点以上の温度で成形することでさまざまな製品を作ることができます。ついて詳しく解説フッ素樹脂製品をお探しの際は、吉田SKTまでお気軽にご相談ください。豊富な取り扱い品目よりご案内いたします。フッ素樹脂コーティング(フッ素樹脂塗装)フッ素樹脂は液体や粉体の塗料を塗布して焼付(焼成)することで塗膜化し、コーティング被膜を形成することができます。)を付与して表面改質に用いられる方法です。フッ素樹脂自体は付着しにくい性質があるため特殊な加工方法が必要になります。そのため、一般の塗装とは異なる加工方法が必要です。フッ素樹脂加工やフッ素樹脂コーティングと呼ばれ、身近な調理器具からさまざまな産業で利用されています。参考記事:フッ素樹脂コーティング(テフロンTMコーティング)の解説フッ素樹脂コーティングにおいても、用途に適切なフッ素樹脂を選択する必要があります。吉田SKTでは、使用用途に適したコーティングをご提案いたします。ご検討の際は、ぜひご相談ください。ポンプなどに使用されています。フッ素樹脂の特性を発揮する分子構造(PTFE)多くの産業に使用されるフッ素樹脂は、なぜさまざまな特性を発揮することができるのでしょうか。ここでは、フッ素樹脂のさまざまな特性を生み出す分子構造について、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を例に解説します。炭素の結合がフッ素原子によって密に覆われており保護されている。炭素原子(C)と水素原子(H)からなるポリエチレン樹脂と、炭素原子(C)とフッ素原子(F)で成り立つPTFE樹脂の分子構造を比較すると、炭素と水素(C-H)と炭素とフッ素(C-F)の結合部分が異なる。炭素原子(C)とフッ素原子(F)からなる直鎖状の高分子で、炭素原子とフッ素原子の結合力は有機結合の中で最も強く炭素原子同士の結合力も高い。C-F結合は、C-H結合に比べて結合エネルギーが高く、C-F結合を破壊するには大きなエネルギーが必要。分子量が100万~数千万と非常に長い分子鎖でできている高分子。分子内の原子の配列が緊密で対称的になっており、電化の分極がとても小さい。特徴的な分子構造により低い表面エネルギー(表面張力)をもつ。さまざまな稀有な特性を発揮します。代表的なフッ素樹脂PTFEについてはさらに詳しい解説をご用意してます。おすすめリンクもご覧ください。PTFEとは?~テフロンTM樹脂との違いも解説~フッ素樹脂(コーティング)のよくあるご質問Q1:テフロンTMフッ素樹脂と一般的なフッ素樹脂の違いは何ですか?「テフロンTM」はケマーズ社のフッ素樹脂の商品名です。フッ素樹脂にはPTFE、PFA、FEPなどの種類があり、テフロンTMにもテフロンTMPTFE、テフロンTMPFA、テフロンTMFEPなどがあります。参考記事:テフロンとフッ素樹脂の違いとは?テフロンの特徴やフッ素樹脂メーカーまでご紹介Q2:家庭用のフライパンのフッ素樹脂加工と吉田SKTのフッ素樹脂コーティングは何が違いますか?フライパンのフッ素樹脂加工はフッ素樹脂のなかで、主にPTFEという樹脂を使用しています。膜厚も20-50μmのものです。当社はこれらのコーティングも加工できますが、ものがくっつきにくくなる特性をもつ非粘着性コーティングだけでも、膜厚が1μm程度の「ナノプロセス®」や、フッ素樹脂のみで凹凸を付けた「TPシリーズ」、「スーパーTPシリーズ」などの複数のコーティングがあります。コーティング材料もPTFE以外にPFA、FEPさらにはシリコーン材料など、非粘着性コーティングや製品で100種類以上あります。参考記事:フッ素樹脂加工(テフロン加工)のフライパンのメリットは?長持ちさせるコツも解説Q3:PTFEとPFAの違いを教えてくださいPTFEとPFAの違いとしては、まずは融点に違いがあります。PTFEが327°Cに比べ、PFAはだいたい305-308°Cになります。PTFEは結晶化度が高く、真っ白な色をしています。PFAはPTFEより結晶化度が低く半透明です。潤滑性は結晶度の高いPTFEのほうが摩擦係数は低くなります。PTFEは融点以上になってもほとんど流動せず成形性が悪いのに比べ、PFAは良く流動し射出成形やフィルム押し出し、厚塗りコーティングなど加工性に優れています。PTFEとPFAについて、より詳しい内容はこちらの記事もご確認ください。ついて詳しく解説Q4:フッ素樹脂とシリコーン(シリコン)樹脂の違いを教えてください代表的なフッ素樹脂のPTFEは、炭素原子(C)とフッ素原子(F)が直鎖的につながった分子構造です。炭素原子同士(C-C)の結合部はフッ素原子で隙間なく覆われてフッ素原子によって保護されています。分子量が100万~数千万と非常に長い分子鎖でできています。シリコーン樹脂はシロキサン結合(-Si-O-Si-)を基本構造として、有機基が結合した合成高分子です。シロキサン結合の結合力の強さにより耐熱性や化学的安定性に優れ、表面を覆っているメチル基の作用により表面張力が低く撥水性や離型性に優れます。参考記事:ご存知ですか?離型性に優れる「シリコーン」と「シリコン」の違いQ5:フッ素樹脂のPFAS規制について教えてください。現在、難分解性をもつPFASは、欧州で規制が検討されています。PFASが規制されるとほぼすべてのフッ化化合物(フッ素樹脂含む)がEU域内での下記物質の製造、上市、使用が禁止されます。フッ素樹脂は、その構造上の定義および難分解性からPFASとされていますが、他の低分子量PFASのような毒物学上および環境上の懸念を有していません。フッ素樹脂は、その独自の特性のゆえに、人の健康や環境に対して、重大なリスクをもたらさないことを相当数の科学的データで確認できます。現在、PFASの規制案に対してECHAガイドラインに沿ったパブリックコメントが提出できます。PFAS規制案についての詳細はこちらをご確認ください。Q6:フッ素樹脂コーティングの取り扱いについて教えてください。フッ素樹脂はフライパンやホットプレートなどにも使用されるため金属と同等の硬さと思われているかたもいらっしゃるかもしれませんが、フッ素樹脂はプラスチックの中でも決して硬い部類ではありません。PTFEコーティングの鉛筆硬度はF~H程度です。そのため、開梱や設置時、使用中の取り扱いによっては傷がついてしまうことがあります。弊社では製品納入の際、フッ素樹脂コーティングの取扱い注意事項をまとめたチラシを同封させていただいています。以下ではフッ素樹脂に関連するおすすめリンクをご用意いたしました。こちらもご覧ください。テフロンとフッ素樹脂の違いとは?テフロンの特徴やフッ素樹脂メーカーまで紹介フッ素樹脂コーティング(テフロンTMコーティング)の解説フッ素樹脂(テフロン)の安全性とは?テフロン加工製品を使うとき気になる安全性について解説まとめ以上のように、フッ素樹脂には多くの種類があり、さまざまな用途や環境でご使用いただけます。使用する条件に合った製品やコーティングを適切に選ぶことでより長い期間お使いいただけます。フッ素樹脂製品やコーティングをどのように選べばよいのかわからない時やお探しの製品が見つからない場合は吉田SKTまでお問い合わせください。