防食概論:塗料・塗装

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         ふっ素樹脂とは

 JIS K 5500「塗料用語」にはふっ素樹脂,及びふっ素樹脂塗料に関する定義はない。JIS K 6900「プラスチック−用語」では,ふっ素プラスチック(fluoroplastic)を“1個又はそれ以上のふっ素原子(F)を含む単量体で製造する重合体,又はそのような単量体とその他の単量体との共重合体で,そのふっ素含有単量体が質量で最大量存在するものを主成分とするプラスチック。”と定義している。
 ふっ素樹脂そのものは,1938年にデュポン社でフロンの偶発的な重合反応で発見されていた。その後1946年に,デュポン社からテフロンという商品名でポリテトラフルオロエチレン(PTFE:四ふっ化樹脂)が商品化された。
 樹脂の優れた特性(耐熱性,耐燃焼性,耐寒性,非粘着性,低摩擦特性,耐薬品性,電気絶縁性,耐候性など)が注目され,多くの用途に用いられている。

【ふっ素樹脂の分類と代表例】

 一般的に,ふっ素樹脂は,完全ふっ素化樹脂,部分ふっ素化樹脂,及びふっ素化樹脂共重合体に分けられる。次に主な例を示すが,名称,及び記号はJIS K 6899-1 2006「プラスチック−記号及び略語−第 1 部:基本ポリマー及びその特性」を参考にしている。

主なふっ素樹脂の構造

主なふっ素樹脂の構造


 完全ふっ素化樹脂
 ポリエチレンの水素原子を完全にハロゲン族のふっ素原子に置換した構造で,テフロンという商標で知られるポリテトラフルオロエチレンPTFEpolytetrafluoroethylene,四ふっ化エチレン樹脂ともいう)である。
 耐熱性が最も高く,短時間,無負荷の条件では300℃での使用に耐える。表面エネルギーの最も小さい材料で,110°を超える水接触角など撥水・撥油性,特異な非粘着性を示すなどユニークな材料である。また,固体はグラファイトに似たすべり面を持つ構造のため,摩擦係数も非常に小さい
 
 部分ふっ素化樹脂
 
 ポリエチレンの水素の一部がふっ素に置換された構造のものを部分ふっ化樹脂という。一つの水素を置換したポリふっ化ビニルPVFpolyvinyl fluoride,ふっ化ビニル樹脂ともいう),二つの水素を置換したポリふっ化ビニリデンPVDFpolyvinylidene difluoride)がある。
 また,PTFEのふっ素原子1個を同じハロゲン族の塩素原子に置き換えたポリクロロトリフルオロエチレンPCTFEpolychlorotrifluoroethylene,三ふっ化塩化エチレン樹脂ともいう)も部分ふっ化樹脂に分類される。
 
 ふっ素化樹脂共重合体
 ふっ素化樹脂共重合体とは,部分ふっ素樹脂あるいは完全ふっ素樹脂との共重合体をいう。共重合とは,2種類以上のモノマーを用いて行う重合で,これにより生成したポリマーを共重合体 (copolymer) と呼ぶ。
 ペルフルオロアルコキシアルカン樹脂PFA:tetrafluoroethylene – perfluproalkylvinylether copolymer,パーフルオロアルコキシアルカン,又は四ふっ化エチレン-フロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂ともいう),及びペルフルオロ(エチレン-プロピレン)プラスチックFEPfluorinated ethylene – propylene copolymer,テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン,四ふっ化エチレン-六ふっ化プロピレン共重合樹脂ともいう)は,PTFEに次いで耐熱性が良い材料として知られる。
 エチレンと四ふっ化エチレンの共重合体であるエチレン/テトラフルオロエチレンプラスチックE/TFEethylene – tetrafluoroethylene copolymer,エチレン-四ふっ化エチレン共重合樹脂ともいう)は,図から分かるようにふっ素で囲まれていない部分を有するため,耐熱性は比較的低く150℃が使用限界である。
 

【廃棄について】

  一般的に,ふっ素,塩素などハロゲン原子を含む材料を焼却する際にさまざまの問題が生じる。そこで,日本弗素樹脂工業会は,ふっ素樹脂の廃棄について,ホームページで次のような注意(2013年現在)を喚起している。

ふっ素樹脂の廃棄について

ふっ素樹脂の廃棄について

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