ポリテトラフルオロエチレン（Polytetrafluoroethylene, PTFE）とは、テトラフルオロエチレンの重合体で、フッ素原子と炭素原子のみから成るフッ化炭素樹脂である。
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概要
1938年に米国デュポン社の研究員であったロイ・プランケットによって発見され、1946年に製品化された。デュポン社ではテフロン® (Teflon®) という商品名がつけられている。現在ではテフロンの名称は、ポリテトラフルオロエチレンだけではなく、デュポン社のフッ素樹脂一般の呼称となっており、同社の販売するテトラフルオロエチレンとその他のモノマーの共重合体などもテフロンの名で呼ばれる。しかし、一般にテフロンと呼ぶ場合には、ポリテトラフルオロエチレンのことを指すことが多い。
ポリテトラフルオロエチレンはフッ素樹脂で化学的に安定で耐熱性、耐薬品性に優れる。強い溶解性をもつフッ化水素酸にも溶けないことから、こうした薬品の運搬にはテフロン製容器が使用されている。
また、テフロンは現在までに発見されている物質の中で最も摩擦係数の小さい物質であることも特長の一つである。
最初にポリテトラフルオロエチレンが注目されたのはマンハッタン計画の中である。核燃料製造の過程で使用される六フッ化ウランには強い腐食作用があり取り扱いに大変な危険を伴っていたが、設備のパッキンやライニング材料にポリテトラフルオロエチレンを使用することで安全に取り扱う事が可能となり、原子爆弾の開発に大きな役割を果たすこととなった。
用途
フライパンなどの調理器具の表面のコート塗装などに多く使用されている。食品、調味料による侵食に強く、また摩擦が小さいことから食品の焦げ付きを防ぐ役割を担っているが、強火による加熱や食材などを入れっぱなしにする事による劣化や剥がれに注意が必要である。
その他、電気関係や高温腐食性流体を扱う化学的機械的用途において広く加工用素材として利用される。チューブ、ホース、テフロンシート、さまざまなパッキン、剥離材、絶縁材、断熱材、粘着テープ、摺動材、製造(食品、プラスチックフィルム、ゴム、セラミックス)、耐熱コンベアベルト、テフロンコーティング、無電解ニッケルテフロンメッキ、すべり材、ベアリング、スリーブ、フランジ、ワッシャー。潤滑や撥水機能の向上を目的として他の合成樹脂・油脂などへの添加剤として用いられる。さらに、二硫化モリブデンなどと同様、エンジンオイルへの添加剤にも用いられるが、効果については意見が分かれる。
また、半導体製造用の各種薬液の製造、搬送、貯蔵等のプラントには、必ず使われており、現代の最先端技術を陰で支える重要な物質である。
特性・注意点
ポリテトラフルオロエチレンは加熱によっても熱流動を起こさないため、通常の樹脂のように溶解成型を行うことができない。そのため、成型は粉末の圧縮加温によって行われる。これは製品の製造効率上好ましくないことである。そのため、溶解成型が可能なフッ素系樹脂として、類縁有機フッ素化合物の共重合体や有機フッ素塩素化合物の重合体が開発され、各種のブランド名をつけられて販売されている。
ポリテトラフルオロエチレンは放射線の作用によって容易に重合度が低下し、脆性化することが知られている（但し、化学的な安定性は維持されるとの指摘がある）。これは放射性物質を取り扱う上での問題となるが、新たな加工法として有用との指摘もなされている。[1]
ポリテトラフルオロエチレン他のフッ素樹脂は化学的に非常に安定であるが、高温の溶融アルカリ金属やフッ素系ハロゲン間化合物には徐々に侵される場合がある。
安全性
ポリテトラフルオロエチレンそれ自体は化学的に不活性で毒性はない。しかし、調理器具が約260℃に達すると劣化し始め、約350℃以上になると分解される[2]。このとき生成する物質は鳥類を死に至らしめ、人間に対してはインフルエンザのような症状（ポリマーガス熱）を引き起こすことが報告されている[2]。
比較すると、調理用の油脂・油・バターは約200℃で焦げ始め、煙を生じる。また、肉類は通常200～230℃で揚げる。しかし、もし空のまま加熱しているのに気づかなかった場合、この温度以上に加熱されることがある。
1959年の研究では、コーティングされたフライパンの空焚きによる煙の毒性は、通常の調理用油から生じる煙に比べて低いことが示された[3]。
製造過程において生じる発癌物質
2005年、アメリカ合衆国環境保護庁の科学諮問委員会は、テフロンを製造する過程で使用するペルフルオロオクタン酸が「発癌性物質の可能性が高い」とした。この結果は最終報告ではなく、草稿の一部である[4]。デュポン社は、オハイオ州およびウェストバージニア州にある製造プラント近隣の住民からこの化合物による地下水汚染で訴えられ、3億ドルの賠償金で和解した。現在、この化合物は米環境保護庁によって規制されていない。
2006年1月、アメリカにおいて唯一ペルフルオロオクタン酸を製造しているデュポン社は、2015年以降この化合物を製造プラントから放出しないことに合意した[5]。しかし、完全に使用をやめることは認めなかった。この合意は、調理器具に使用されるポリテトラフルオロエチレンだけでなく、食品パッケージ、衣類、カーペットなどの製品にも適用されるといわれている。また、デュポン社はペルフルオロオクタン酸なしにポリテトラフルオロエチレンを製造するのは不可能であるが、代替物を模索していると表明した。
ペルフルオロオクタン酸は製造過程においてのみ使用され、硬化プロセス後には微量のペルフルオロオクタン酸しか残留しない。デュポン社は、適切に硬化されれば、製造されたフライパンには計量不能な程度のペルフルオロオクタン酸しか残らないと主張している[6]。
脚注
- ^ http://www.rist.or.jp/atomica/database.php?Frame=./data/dat_detail.php?Title_No=08-04-02-13 原子力百科事典ATOMICA 高分子材料の放射線劣化と改質II (08-04-02-13)
- ^ い ろ デュポン, Key Questions About TeflonR, 2007年12月3日閲覧。
- ^ Dale Blumenthal. "Is That Newfangled Cookware Safe?". アメリカ食品医薬品局. 2006年5月20日 閲覧。
- ^ "Perfluorooctanoic acid human health risk assessment review panel". アメリカ合衆国環境保護庁. 2005-05-20 閲覧。
- ^ Juliet Eilperin (2006年1月26). “Harmful PTFE chemical to be eliminated by 2015”. ワシントン・ポスト 2006年9月10日 閲覧。
- ^ "About Teflon". デュポン. 2006年5月20日 閲覧。
関連項目
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