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フッ素樹脂コーティングの剥離とは

フッ素樹脂コーティングは、フッ素コートやフッ素加工といった呼称でも知られており、撥水性・すべり性・耐薬品性を与えるために行われる表面処理のことです。航空機・自動車・調理器具などさまざまな製品に使用されています。

この記事では、フッ素樹脂コーティングを施す際に起きる「剥離」について、原因と予防方法を紹介します。

フッ素樹脂コーティングが剥離する原因

フッ素樹脂コーティングは、フッ素樹脂そのもの又はフッ素樹脂を含む塗料を基材に塗布し、加熱をしてコーティングが完成します。

剥離の原因は、基材側と塗膜側、その他の原因に分けて考えられます。それぞれの原因をみていきましょう。

基材の形状や使用条件

コーティングが剥がれる原因として、基材の腐食・摩耗・基材の薄さ・傷などが挙げられます。

基材に腐食や傷などができていると、コーティング剤を吹き付けてもきれいに覆われず、腐食部分や傷のところから剥がれやすくなります。

基材の厚みにも注意が必要です。基材そのものが薄すぎると、コーティングを吹き付けても特性を十分に発揮しきれず、剥離が起きることがあります。

塗膜の薄さ・厚さ・気泡

塗膜の厚みは、均一かつ適度な厚みをもたせる必要があります。塗膜が薄すぎるとピンホールという目に見えないくらいの小さな欠陥があったり、薬液等の浸透が早かったりするため適度な厚みを確保することが重要になります。また、逆に厚すぎる余分なコーティングはコストがかかってしまうため、どこまで耐久性が必要かを考慮し、バランスの良いコーティング設計が必要になります。

その他の原因

長期間溶剤や薬液などに浸漬して使い続けていると水分、溶剤、薬剤が浸透し、基材と塗膜の界面付近で気化や凝集が起き、水ぶくれのような塗膜の剥離が起きることがあります（ブリスター）。フッ素樹脂コーティング自体が侵されることは無くても、浸透は必ず発生するため極力浸透しにくい材料を選定したり、膜厚を厚くしたりすることで寿命を伸ばすことができます。

また、浸透した薬剤によっては基材が腐食することがあります。浸透については、温度高低差が大きい使い方をすると進行しやすく、同じコーティング仕様でも寿命に差が出てしまうことがあります。

その他、コーティングの傷やマスキング等の見切り部において、そこから水や薬剤が入り込んで剥がれに繋がることがあります。

フッ素樹脂コーティングの剥離を防ぐ方法

フッ素樹脂コーティングの剥離を防ぐためには、基材の形状・摩耗度・皮膜の適切な厚みをそれぞれ確認しておく必要があります。

基材としては、角部は面取りを入れ塗料がひけにくいようにする、隅部はRをつけ、塗料が均一に乗りやすくするなど。

加工仕様としては、基材を十分に洗浄する、適切な下地処理を行う(ブラストにより表面積を増加し、適度な凹凸をつけアンカー効果を高める)、塗料を塗布する際に塗料が適度に濡れている状態であること(乾燥しやすく、濡れ性が悪いと十分に基材の凹凸に塗料が入らずアンカー効果が低減する)、適切な乾燥・焼成条件で処理する(例えば乾燥が早すぎると塗料の固形分の偏析や平滑にならないなどが起き、塗膜の接着にマイナスの影響がある。他にも十分に焼成されていない塗膜は強度が弱く、剥離しやすい状態になる場合がある）

使用上の注意点では、急激な温度変化をさせない(塗膜の膨張・収縮は塗膜の接着に悪影響)、キズ・打痕を避けるなどです。

フッ素樹脂コーティング加工業者と使用条件や要求機能について十分に相談し、適切なコーティング仕様、加工方法で加工してもらうようにしましょう。

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