【フッ素樹脂 接合方法】接着・溶接・溶着の方法と課題を徹底解説！陽和の提案と成功事例

フッ素樹脂とは？その特性と用途

フッ素樹脂とは、フッ素原子を含むプラスチックの総称であり、
代表的な種類としてPTFEやPFAなどが挙げられます。

耐熱性や耐薬品性、低摩擦性などの卓越した特性を備えており、
これらの特性を活かして半導体製造装置や化学プラントなど、
あらゆる業界で幅広く利用されています。

フッ素樹脂の種類や特徴について詳しく知りたい方は、
こちらのページをご覧ください↓
フッ素樹脂とは　詳しくはこちらから新しいウィンドウで開きます

フッ素樹脂の接合が難しい理由は？

フッ素樹脂は、
フライパンのテフロンコーティングとしても知られ
非常にくっつきにくい性質をもっています。
この性質を「非粘着性」と呼ばれ、
接着剤がうまくぬれ広がらず密着しにくいため、
一般的な接着剤では十分な接着強度を得るのは難しくなります。

フッ素樹脂の非粘着性について詳しくはコチラ
フッ素の非粘着性について　詳しくはこちらから新しいウィンドウで開きます

また、フッ素樹脂は化学的に安定しているため、
多くの薬品や溶剤に対して高い耐性を持ちます。
そのため、接着剤や溶剤を使って表面を溶かし、化学的に接合することが困難です。

フッ素樹脂の耐薬品性について詳しくはコチラ
フッ素の耐薬品性　詳しくはこちらから新しいウィンドウで開きます

さらに、フッ素樹脂は融点が高い（PTFEは327℃)ため、
溶かして接合する工法でも難易度が高くなります。

フッ素樹脂の耐熱性についてはコチラから
フッ素樹脂の耐熱性　詳しくはこちらから新しいウィンドウで開きます

フッ素樹脂の接合技術が求められるシーンや用途

非粘着性や融点の高さにより、非常に接合しにくいフッ素樹脂ですが、
フッ素樹脂の接合技術は、以下の業界や用途で重要です：

• 医療機器：非粘着性や耐薬品性を活かし、フッ素樹脂は配管や器具に利用されます。
• 化学装置：化学薬品を扱う配管など、耐薬品性と耐熱性が求められる環境
• 半導体産業：半導体製造で使用される配管や容器など

このように、耐薬品性、耐熱性、クリーン性が求められる場所で、
フッ素樹脂は多く利用されています。

フッ素樹脂の接合方法の種類とは？

フッ素樹脂の接合方法には、代表的なもので接着・溶接・溶着の３つがあります。
それぞれの方法にはメリット・デメリットがあり、
選択を誤ると接合が不十分になる可能性があります。
ここでは３つの接合方法を紹介していきます。

フッ素樹脂×接着剤

モノを接合する際に、最初に思い浮かぶ手段として接着剤が挙げられます。
しかし、フッ素樹脂は非粘着性を持つ特性上、
一般的な接着剤ではしっかりと接合することが難しく、
簡単にはがれてしまうことがあります。

フッ素樹脂を接着剤で接合する場合、以下の方法が一般的に用いられます：

• 表面処理：フッ素樹脂の表面を荒らすことで接着強度を向上させます。
• プライマーの使用：接着剤の密着性を高めるために専用のプライマーを塗布します。

しかし、接着剤を使用した場合、
フッ素樹脂の優れた特性である耐熱性や耐薬品性やクリーン性に対し、
接着剤の性能が劣ることがあります。
そのため、過酷な環境下で使用すると接着剤が劣化し、
フッ素樹脂本来の性能を十分に発揮できない場合があります。

フッ素樹脂×溶接

フッ素樹脂には溶接という接合方法もあります。
溶接する際には、PFAの溶接棒を高温で溶かし、接合部に使用します。
PFAもフッ素樹脂であるため、接着剤の使用時に発生するような
耐熱性や耐薬品性、クリーン性を損失といった問題は起こりません。

さらに溶接棒を用いることで、接合箇所を柔軟に選ぶことができるため、
大型の構造物の接合にも適しています。

ただし、溶接は一般的に人の手作業で行われるため、
仕上がりの品質が作業者の技術に依存しやすいという課題があります。
その結果、再現性にばらつきが生じる可能性があります。

フッ素樹脂×溶着

フッ素樹脂には溶着という選択肢もあります。
これは、フッ素樹脂同士を溶かして接合する工法です。
溶着は溶接と同様に、
異素材を使用しないため、耐熱性や耐薬品性、クリーン性を損なう心配がありません。

さらに、溶着は母材同士を溶かして接合するため、
漏れのリスクが低く、信頼性も高い接合方法です。

一方で、溶着は専用の溶着機を用いて行う必要があるため、
加工できるワークのサイズに制限があります。
ただし、溶着機を使用することで、高い再現性が得られ、
同じ品質の製品を繰り返し製造することが得意です。
その為、一品一様のようなカスタム製品にはあまり適していません。

接着剤・溶接・溶着のメリットとデメリットを比較

フッ素樹脂×接着・溶接・溶着 特徴早見表

特性	接着剤	溶接	溶着
フッ素樹脂の特性	損なう	活かせる	活かせる
ワークサイズ	小さいモノ向け	どんなサイズでも	小さいモノ向け
再現性	低い	普通	高い
接合部の信頼性	低い	普通	高い
接合部の自由度	高い	高い	低い

陽和が提案するフッ素樹脂の接合方法：溶着

陽和では、PTFE・PFAそれぞれのフッ素樹脂を溶着しています。
フッ素樹脂の溶着とは、熱と圧力を用いてフッ素樹脂同士を接合する工法です。
溶着部は強固に溶融結合しているため、引っ張ったり捻じったりしても、外れる心配はありません。
また溶着は、熱と圧力のみで接合する為、不純物が溶出することがなく、クリーン性にも優れています。

陽和が提案するフッ素樹脂の接合方法①：PFA溶着

陽和ではPFAの溶着を行っています。
PFAは熱で溶ける特性があるため、端面を熱で温め、溶かして接合します。
接合部分は、母材と同等の強度を持つため、高い信頼性を確保できます。
また、熱と圧力のみで接合するため、クリーン性も非常に優れています。

さらに、接合部分は完全一体化しているため、液漏れの心配もありません。
陽和ではビードレス溶着技術を活用し、
溶着時に発生するビード(盛り上がり)を内側にほとんど残さず溶着することが可能です。
この溶着により、半導体産業や医療業界のような、
よりクリーンな環境を求められる分野でも活用されています。

PFAビードレス🄬溶着　詳しくはこちら新しいウィンドウで開きます

PFA溶着における成功事例紹介

医療業界で使用される人工透析配管は、
PFA溶着の代表的な成功事例です。
患者の血液を透析器に送り込む重要な配管に、
フッ素樹脂の特徴である滑り性と、ビードレス溶着技術が生かされており、
配管内部のバイオフィルムや異物の滞留を抑制します。

【PFA溶着ソリューション事例】　段差や突起のない配管！？　詳しくはこちら新しいウィンドウで開きます

陽和が提案するフッ素樹脂の接合方法②：PTFE溶着

陽和ではPTFEの溶着も行っています。
PTFE溶着は、PTFE同士を熱と圧力を用いて結合させる工法です。
結合部分は母材と同等の強度を持ちます。
また、こちらも熱と圧力のみで接合するため、
接着剤など異材質の溶出の心配はございません。
PTFEの溶着では、異材質の埋設や、中空構造の形成も可能です。
この技術により、金属を内包したフッ素樹脂や、水に浮くフッ素樹脂など
今までのフッ素樹脂では不可能な形状も可能です。

PTFE溶着　詳しくはこちら新しいウィンドウで開きます

PTFE溶着における成功事例紹介

PTFE溶着の成功事例としてダイヤフラムポンプのダイヤフラムがあります。
ダイヤフラムポンプは多くの業界で使用されており、
フッ素樹脂を使うダイヤフラムは
化学薬品や薬液を使う場面で、その優れた耐薬品性とクリーン性が求められます。

金属内包のフッ素樹脂ダイヤフラムは
耐薬品性と耐久性を兼ね備え、メンテナンスや交換頻度を削減し
全体的なコスト削減に繋げます。

部品を一体化で交換頻度を「超」削減　詳しくはこちらから新しいウィンドウで開きます

もっと知りたい陽和のフッ素樹脂の接合情報

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