フッ素樹脂とは？材質・特徴・使用例を解説

産業分野において広く使用されている高機能樹脂の一つに、フッ素樹脂があります。
一般的な汎用プラスチックやエンジニアリングプラスチックと比べても、
耐熱性・耐薬品性・電気絶縁性・低摩擦性といった特性が群を抜いており、
過酷な環境下でも安定した性能を発揮します。

特に、半導体製造、化学工業、電気・電子、食品・医療など、
安全性と耐久性が同時に求められる分野で欠かせない存在です。
さらに、表面の非粘着性や耐候性にも優れているため、
調理器具や建材など私たちの生活の身近なところでも利用されています。

本記事では、フッ素樹脂の材質や特徴、長所と短所、加工方法、代表的な使用例、
そして種類ごとの違いまで詳しく解説します。
フッ素樹脂の導入を検討している方に向けた基礎知識として、ぜひ参考にしてください。

  

1、フッ素樹脂とは？

 

フッ素樹脂とは、炭素原子の骨格にフッ素原子が結合した高分子化合物の総称です。
代表的なものに PTFE（四フッ化エチレン樹脂） がありますが、
それ以外にも多数の種類が存在し、それぞれ特徴が異なります。

フッ素原子は化学的に非常に安定しており、強力な炭素-フッ素結合によって、
他のプラスチックでは実現できない「耐熱性・耐薬品性・電気絶縁性」を実現しています。

例えば、化学薬品を扱う装置の内面ライニング、半導体製造装置の流体搬送部材、
さらにはフライパンのコーティング材など、産業から生活まで幅広く活躍しています。

2、フッ素樹脂の材質

 

フッ素樹脂は、基本的に「炭素-フッ素結合」の強さに支えられています。
この構造により、以下の性質が実現されています。

• 化学的安定性：酸・アルカリ・溶剤などにもほとんど侵されない

• 熱安定性：樹脂によって差はあるが、200℃以上での連続使用が可能

• 電気特性：絶縁性が高く、高周波領域でも性能を維持

ただし、種類ごとに構造や特性が異なります。
例えばPTFEは結晶性が高く溶融成形ができない一方、PFAやFEPは溶融加工が可能です。
この多様性こそがフッ素樹脂の大きな特徴です。

3、フッ素樹脂の主な特徴

 

フッ素樹脂に共通する特徴は以下の通りです。

• 耐熱性：広い温度範囲で使用可能（-200℃～+250℃以上）

• 耐薬品性：強酸・強アルカリ・溶剤にも安定

• 非粘着性：表面エネルギーが低く、物質が付着しにくい

• 低摩擦性：摩擦係数が非常に小さく、滑りやすい

• 電気絶縁性：高い誘電耐力を持ち、絶縁材として優秀

• 耐候性：紫外線・風雨・屋外環境に強く、長期間安定

これらの特性は「他の樹脂で代替が効かない」ことから、特殊用途で選ばれる理由になっています。

 

 

4、フッ素樹脂の長所

 

フッ素樹脂の利点を整理すると以下のようになります。

• 広い温度範囲で安定して使用可能

• 強酸・強アルカリを含む薬品環境でも劣化しにくい

• 摺動性に優れ、摩耗を抑えられる

• 高い絶縁性で電気・電子分野に最適

• 不燃性を持ち、安全性が高い

• 食品衛生性に優れ、医療・食品分野に利用できる

これらの特性により、化学工業・半導体・自動車・医療・電気電子、
といった先端分野で不可欠な材料となっています。

 

 

5、フッ素樹脂の短所

 

万能に思えるフッ素樹脂にも弱点があります。

• 機械的強度が低い（他のエンプラより剛性が劣る）

• 成形が難しい種類がある（PTFEは溶融加工できず焼結や切削が必要）

• コストが高い（原料価格も加工コストも高い）

• クリープ特性（長時間荷重で変形しやすい）

• 接着困難（表面エネルギーが低く、接着や塗装が難しい）

こうした短所を理解したうえで、種類ごとの特性を見極めて利用することが重要です。

 

6、フッ素樹脂の加工方法

 

フッ素樹脂の加工方法は種類によって異なります。

• 圧縮成形＋焼結：PTFEなど、粉体を固めて焼き上げる方法

• 押出成形：FEP・PFAなど溶融可能な樹脂でチューブやフィルムを製造

• 射出成形：ETFEやPVDFなど熱可塑性フッ素樹脂で成形品を製造

• 切削加工：棒材・ブロック材を機械加工して精密部品を製作

• ライニング加工：金属配管やタンクの内面にフッ素樹脂を被覆

用途に応じて、最適な加工方法が選ばれます。

 

7、フッ素樹脂の代表的な使用例

 

フッ素樹脂は以下のような分野で利用されています。

• 化学工業：薬液タンク、配管ライニング、バルブシート

• 半導体製造：薬液搬送チューブ、洗浄装置部品、フィルター

• 電気・電子：高周波ケーブル、センサー、プリント基板材

• 自動車・機械：シール材、摺動ライナー、ベアリング部品

• 食品・医療：調理器具コーティング、医療用チューブ、滅菌機器部材

「薬品に強い」「粘着しない」「高い絶縁性」といった特性が、特殊な用途を生み出しています。

8、フッ素樹脂の種類一覧（PTFE、PFA、FEP、ETFE、PVDF、PCTFE、ECTFE）

 

フッ素樹脂には多くの種類があり、それぞれ特徴が異なります。主要な7種類を整理します。

• PTFE（四フッ化エチレン樹脂）
  最も代表的なフッ素樹脂。耐薬品性・耐熱性に優れるが、溶融成形できない。

• PFA（パーフルオロアルコキシ樹脂）
  PTFEに近い性能を持ちながら溶融加工が可能。半導体分野で広く使用。

• FEP（フッ化エチレンプロピレン樹脂）
  PTFEに次ぐ耐薬品性を持ち、透明性や成形性にも優れる。フィルムやチューブに利用。

• ETFE（エチレン・テトラフルオロエチレン共重合樹脂）
  機械的強度が高く、建材（膜構造建築）や電線被覆に利用。

• PVDF（ポリフッ化ビニリデン樹脂）
  強度・耐候性に優れ、リチウムイオン電池のバインダー材や配管材に使用。

• PCTFE（ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂）
  低温特性に優れ、クリープが少ない。航空宇宙や極低温用途で使用。

• ECTFE（エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合樹脂）
  機械的強度と耐薬品性のバランスに優れ、化学プラント配管やタンクライニングに使用。

これらを用途ごとに選定することで、フッ素樹脂の持つ特性を最大限に活かせます。

 

9、フッ素樹脂製品の選び方チェックリスト

 

フッ素樹脂を導入する際には以下の観点で検討すると安心です。

• 使用環境：温度範囲、薬品の種類、圧力条件

• 必要性能：絶縁性、耐摩耗性、透明性、成形性

• 加工方法：焼結、射出成形、押出成形、切削など

• コスト：材料単価だけでなく、加工コストやメンテナンス性を含めて判断

• 規格適合：FDA・USP・RoHS・REACHなどの認証や規格対応の有無

これらを整理し、用途に最適な種類を選ぶことが重要です。

 

10、まとめ

 

フッ素樹脂は、耐熱性・耐薬品性・非粘着性・絶縁性といった特性を兼ね備えた高機能樹脂です。
PTFEをはじめ、PFA・FEP・ETFE・PVDF・PCTFE・ECTFEといった多様な種類があり、
それぞれ特性に応じて産業分野で広く利用されています。

他の樹脂では代替が難しい性能を持つため、今後も需要の拡大が見込まれる素材です。


木成ゴム株式会社では、
「フッ素樹脂で部品を加工したい」
「最適な種類を比較して選びたい」
「薬品や高温に耐える特殊素材を検討したい」
といったお客様のニーズに対応できる体制を整えております。

豊富な材料知識と加工実績をもとに、材料選定から試作・量産までトータルでサポートいたします。
まずはぜひお気軽にご相談ください。