「低摩擦性」とは
物体と物体が触れ合っているとき、それぞれに摩擦力という力が働きます。イメージしやすい言葉で説明するならば、「すべる」「すべらない」という表現が多く使われているのではないでしょうか。
ここで、すべりやすさの指標として摩擦係数というものがあります。
一般的にこの数値が小さいものはすべりやすい、大きいものはすべりにくいとされており、静止しているものを動かす際に生じる摩擦係数を「静摩擦係数」、動いているものを動かす際に生じる摩擦係数を「動摩擦係数」と呼びます。
フッ素樹脂コーティング(テフロンコーティング)を施したものの摩擦係数は、静摩擦係数・動摩擦係数ともに非常に小さいので、低摩擦性に優れ、さらに潤滑油やグリスなどの潤滑剤などの使用を嫌う環境下でも使用することが可能です。
材質 | 静摩擦係数 |
PTFE | 0.06 |
PFA | 0.08 |
FEP | 0.14 |
フッ素樹脂コーティングの低摩擦性
フッ素樹脂コーティング(テフロンコーティング)が持つ「低摩擦性」は、その分子構造に深く関係しています。右図に示されたPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)の化学構造は、直鎖状で非常にきれいな配列をしています。この規則正しい構造によって、表面は凸凹が少なく、非常に平滑な状態になります。そのため、PTFEは優れた低摩擦性を発揮するとされています。
PTFEの化学構造式
また、化学的な観点から見ると、C(炭素原子)とF(フッ素原子)の結合は非常に強い結合エネルギーを持っています。フッ素は炭素との結合においてトップクラスの結合エネルギーを示し、そのため、相手の材料の分子との引力(分子間力)が弱くなります。この弱い分子間力が、フッ素樹脂が凝着しづらく、低摩擦性に優れている理由の一つとされています。
フッ素と炭素の結合エネルギーについて
低摩擦性に優れたコーティング一覧|㈱エフ・シー
グレードNo. | 非粘着性 | 低摩擦性 | 耐摩耗性 | 耐薬品性 | 帯電防止 | 膜厚 | 耐熱温度 | 材質 |
FCX-130 | 〇 | ◎ | ◎ | × | × | 30μm | 220℃ | PTFE |
FCX-730 |
◎ | ◎ | ◎ | × | × | 40μm | 260℃ | PTFE |
FCX-030H | ◎ | ◎ | ◎ | 〇 | × | 50μm | 260℃ | PFA |