現在市販されているフッ素ゴムでは、フッ化ビニリデン系(FKM)、テトラフルオロエチレン-プロピレン系(FEPM)、テトラフルオロエチレン-パープルオロビニルエーテル系(FFKM)等が代表的で、その中でも、フッ化ビニリデン系が中心的なものであり、市場全体のだいたい8割強占めています。ふっ素ゴムは、その優れた耐熱性、耐油性、耐薬品性により、自動車用途中心に、化学プラント、半導体関連機器など幅広く使用されています。耐油性は、他のいずれのゴムよりも良く、一部のリン酸エステル系の作動油を除き、鉱油系など現在作動油として使用されているもののほとんどに高温まで耐えます。耐薬品性、耐溶剤性、耐オゾン性も他のゴムに比べて抜群に優れています。ただし、有機酸、ケトン、エステル、アミン系の薬品には、耐性がありません。それでも、グレードによっては、それらにも耐性を持ったフッ素ゴムもあります。しいて欠点をあげるなら、価格が他のゴムに比較して高いこと、耐寒性が悪い(最近、低温性を改善したグレードも出ています。)ことがあげられます。
また、フッ素ゴムFKMと同じものとして、広く使用されているDIN/ISO規格による略号FPMは、現在ではASTM規格と同様にDIN/ISO規格も略号FKMとなっており、使用することが少なくなっています。
商品名(FKM)
1.バイトン(Viton) 2.ダイエルG 3.ダイニオン（旧フローレル）
4.テクノフロン 5.ミラフロン（販売撤退）
商品名(FEPM)
6.アフラス
商品名(FFKM)
7.カルレッツ(Kalrez) 8.ダイエル パーフロ
商品名(FFKO)
9.サイフェル(SIFEL)
メーカー
1.ケマーズ(デュポン社より分離独立) 2,8.ダイキン工業 3.Dyneon/住友スリーエム 4.Ausimont （5.旭化成工業） 6.旭硝子 7.DuPont Performance Elastomers(デュポン) 9.信越化学工業
フッ素ゴムは、ゴムの中でも抜群の耐油性を持ったゴムですが、最近では、そのふっ素ゴムにも多数の種類があり使用用途に合ったものを選択しなければならなくなっています。また、エンジンオイルなどにアミン系の添加剤などの使用よって従来からＯリングやパッキンなどに使用していたフッ化ビニリデン系のふっ素ゴムが使用できないこともあります。耐油ゴムとしてふっ素ゴムを選択する場合でも必ずテストした上で用途、目的に適するか確認をし使用しなくてはいけません。
エンジンオイル中でのフッ素ゴムの物性低下は、熱による酸化劣化の影響より、主にゴムとエンジンオイル中の添加剤との反応に伴う架橋密度の上昇や表面効果に基づくことが推定されます。ベースオイル中浸漬だけではゴムの影響は小さく、とくに摩擦及び酸化防止剤としてエンジンオイル中に添加されているジアミルジカルバミル酸の金属塩(ZnあるいはPb)とゴムの相互作用が、エンジンオイル中のフッ素ゴムの劣化を促進することがあります。
ゴムの耐油性、耐薬品性の一覧はこちら
フッ素原子は、極めて強いC-F間結合すると同時に、他のC-C間、C-H間などの結合も強化する作用を持っています。このようなフッ素原子の性質が、フッ素ゴムの耐熱性の高さの要因となっています。耐熱性が優れているシリコーンゴムに比べても、はるかに長時間、良好なシール性能を維持できることから、フッ素ゴムが高温部分の各種シール材として使用されています。
もっともよく使用されているフッ化ビニリデン系フッ素ゴムでは、三元共重合体(三元系フッ素ゴム)のほうが二元共重合体(二元系フッ素ゴム)より若干耐熱性および耐薬品性が優れていますが、シール材として使用される場合、耐熱性以外の性能も考慮して選択されます。
各種ゴムの耐熱性(各温度で24時間老化後)、各種ゴムのシール性能保持力(%)150℃
主なフッ素ゴム
フッ化ビニリデン系ゴム(FKM)
Ｏリング、オイルシール、パッキン、ガスケットなど一番よく使用されている。
バイトン（デュポン）、ダイエルＧ（ダイキン工業）、ダイニオンなど
四フッ化エチレン-プロピレンゴム(FEPM)
アフラス（旭硝子）
四フッ化エチレン-パーフルオロメチルビニルエーテルゴム(FFKM)
カルレッツ（デュポン）、ダイエルパーフロ（ダイキン工業）
パーフルオロポリエーテルゴム(FFKO)
SIFEL/サイフェル(信越化学工業)
ビニリデンフルオライドを主成分とするフッ化ビニリデン系フッ素ゴム(FKM)は、耐熱性,耐油性,耐薬品・溶剤性等の特性や加工性、フッ素ゴムの中での価格などのバランスが良く、現在市販されているフッ素ゴムの中でも、中心的な役割を果たしており、フッ素ゴムと呼ぶ場合、このタイプのものを指すことが一般的です。
フッ化ビニリデン系フッ素ゴムにも様々な種類がありますが、もっとも流通されているものは、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロピレンの二元共重合体、いわゆる二元系フッ素ゴム(バイトンAタイプなど)と、これにテトラフルオロエチレンを加えた三元共重合体、いわゆる三元系フッ素ゴム(バイトンBタイプなど)で、いずれもFKMの略称で呼ばれています。
二元系フッ素ゴムは圧縮永久歪みが小さいため、パッキン等のシール材に適していますが、耐薬品性、耐熱性は三元系フッ素ゴムより若干劣ります。
FKMは耐熱性、耐油性、耐化学薬品性に優れた材料ですが、フッ素含有率と加硫系（架橋系）の組み合わせによって様々な用途に合わせることができます。一般的なフッ素ゴムは、低温性改良系、２元系、３元系の順にフッ素含有率が高くなり耐化学薬品性も増しますが、逆に低温性や加硫物性は劣るようになります。
フッ素ゴム(FKM)の加硫(架橋)は、通常ポリオール加硫、ポリアミン加硫、パーオキサイド加硫(有機過酸化物加硫）の3方法で行われます。
ポリオール加硫は、現在フッ素ゴムの中で圧縮永久歪みが最も小さく、成形性も良いため多くの分野で使用されています。
ポリアミン加硫は、パッキン等のシール製品として、重要な物性である圧縮永久歪みが他の加硫系のものより大きいため、用途は限定されますが、接着性、動的機械特性に優れているため、加硫接着などに用いられます。
パーオキサイド加硫は、架橋点が化学的に安定なC-C結合であるため、他の加硫系に比べて耐薬品性が優れています。
四フッ化エチレン-プロピレンゴムは、テトラフルオロエチレン(TFE)とプロピレン(P)との交互共重合体をベースとするフッ素ゴムで、「アフラス」の商標名で旭硝子によって市販されました。
アフラスは大きく2つのタイプに分類され、一つはTFE-Pの二元系で、もう一つはTFE-P-Tの三元系です。
二元系は、耐熱性,耐薬品性,耐極性溶剤性に優れ、また電気絶縁性が高く、誘電率が低いといった特徴を生かして、電線絶縁被覆用途や、パッキン、Oリング、ガスケットなどにも使用されています。
三元系は、二元系と比べて、耐寒性,非極性媒体への耐性が向上していますが、電気絶縁性は若干低下しています。フッ化ビニリデン系ゴム(FKM)より耐アミン性が優れており、これらの特性を生かして、自動車のエンジン回り等のシール材などに使用されています。
四フッ化エチレン-パーフルオロメチルビニルエーテルゴム(パーフロロエラストマー/FFKM)は、化学薬品や高温度下でフッ化ビニリデン系ゴム(FKM)やアフラス(FEPM)であっても劣化するような過酷な条件下でも使用できるゴムです。
このパーフロロエラストマーは、耐薬品性、耐熱性に優れた樹脂であるテフロン(ポリテトラフルオロエチレン/PTFE)のように完全にフッ素化された重合体で、デュポンが、1960年代にパーフロロエラストマー「カルレッツ」として開発され市販されています。また、ダイキン工業もカルレッツと同様のパーフロロエラストマーを「ダイエル パーフロ」の商品名で市販されています。
ゴムの中では、最高の耐熱性、耐薬品性を持っていますが、パーフロロエラストマーにもコンパウンド銘柄が各種あり、それぞれ特性に差が出ており、使用条件によって適当に選択されます。
パーフロロエラストマー「カルレッツ」はこちら
フッ素化ポリエーテルを主骨格とし、末端にシリコーン架橋反応基を組み入れた液状フッ素ゴムで、『SHIN-ETSU SIFEL®』の商標名で信越化学工業によって販売されました。
SIFELは加熱による付加硬化タイプがメインですが、他にパーオキサイド硬化タイプ、UV硬化タイプもあります。
このパーフルオロポリエーテルゴムは、FFKM同様に耐極性溶剤性や耐アミン性に優れ、加えて特筆すべきは、硬化前が液状であることによるハンドリング性の高さ、-50℃の極低温でもゴム弾性を失わない低温性、硬化と同時に各種基材に接着できる（SIFEL2000シリーズ）などの特長を有しています。
これらの特性を生かして、自動車の内燃機関や石油掘削機器、プリンタのヘッドやインクタンクなどに使用されます。
各種ゴム物性や材料粘度のラインナップがありますので、使用条件に合わせて適切に選択できます。
| 項目 | SIFEL | F K M | FFKM | SIFEL・サイフェルと他のフッ素ゴムの比較 |
|---|---|---|---|---|
| ゴム強度 | 〇 | ◎ | ◎ | 常温下においてはFKMやFFKMにやや劣りますが、高温下では同等の強度を有しています。 |
| 低温特性 | ◎ | △ | × | 他のフッ素ゴム極低温グレードにも勝る低温特性を有し、SIFELは-50℃でもゴム弾性を失いません。 |
| 耐熱特性 | 〇 | ◎ | ◎ | SIFELは連続使用温度を200℃としているため、他のフッ素ゴムと同程度の耐熱特性を有しています。 |
| 耐油性 | ◎ | ◎ | ◎ | 他のフッ素ゴムと同様に耐油性に優れています。 |
| 耐極性溶剤性 | ◎ | × | ◎ | FKMは耐極性溶剤があまり良くありませんが、SIFELはFFKM同様に耐極性溶剤に優れています。 |
| 耐アミン性 | ◎ | × | ◎ | FKMは耐アミン性溶剤があまり良くありませんが、SIFELはFFKM同様に耐アミン性溶剤に優れています。 |
| ◎・・・最適 〇・・・好適 △・・・適 ×・・・不可 | ||||
FKM:バイトンA,バイトンB,ダイエルG
FEPM:アフラス
FFKM:カルレッツ,ダイエルパーフロ/パーフロロエラストマー
| / | FKM | FEPM | FFKM |
|---|---|---|---|
| ガソリン | ○ | × | ○ |
| エンジンオイル | × | ○ | ○ |
| ギアオイル | × | ○ | ○ |
| 鉱油系グリース | ○ | △ | ○ |
| シリコーン系グリース | ○ | ○ | ○ |
| ふっ素系グリース | △ | ○ | ○ |
| ウレア系グリース | × | ○ | ○ |
| エチレンジアミン | × | ○ | ○ |
| メタノール | × | ○ | ○ |
| エタノール | △ | ○ | ○ |
| アセトン | × | × | ○ |
| MEK | × | × | ○ |
| エチルエーテル | × | × | ○ |
| 酢酸エチル | × | × | ○ |
| THF | × | × | ○ |
| 無水酢酸 | × | △ | ○ |
| 濃硫酸 | ○ | ○ | ○ |
| 塩酸 | △ | ○ | ○ |
| 硝酸 | × | △ | ○ |
| 水酸化ナトリウム | × | ○ | ○ |
| アンモニア水 | × | ○ | ○ |
| 冷却水 | × | ○ | ○ |
| スチーム（熱水） | × | ○ | ○ |
| 目安使用温度 | -20～200℃ | -10～200℃ | 0～300℃ |
| 材料コスト比較 | △ | △ | × |
○:適合 △:チェックが必要 ×:不適 （耐油、耐薬品性の場合）
注意：この表は、あくまで目安としての参考ですので材料を保証するものではありません。
実際のご使用は、試験片などによる実用試験でご確認の上ご使用ください。
