撥油（はつゆ）

撥油とは、油が物体の表面に付着・浸透するのを防ぐ性質、あるいはその効果を指します。特に製造業においては、機械部品、電子機器、建材、繊維などさまざまな製品の表面処理技術として活用されており、製品の耐久性向上、メンテナンス負荷軽減、品質保持に貢献しています。撥油の基本原理から応用事例、最新の撥油コーティング技術まで、実務に役立つ情報を詳しく解説します。

撥油の基本原理

撥油は、表面が油分をはじく性質のことを指し、科学的には「低表面エネルギー処理」と「微細構造形成」によって実現されます。

• 低表面エネルギー処理：フッ素樹脂（例：PTFE＝テフロン）やシリコーン樹脂など、表面エネルギーが極めて低い物質でコーティングすることで、油や水を弾く性質を持たせる。
• 微細構造の付与：表面にナノ～ミクロレベルの凹凸構造を付けることで、液体との接触面積を最小限に抑え、接触角を大きくする（撥油角が90°以上になると「撥油性」と定義される）。

これにより、油が玉のように転がり落ちる「ローリングオフ効果」が発生し、表面に付着・浸透しづらくなります。

撥油と撥水の違い

撥水は「水を弾く性質」、撥油は「油を弾く性質」を意味します。水と油では表面張力や粘性が異なるため、撥油性を持たせるためには撥水以上の処理が必要です。例えば、以下のような違いがあります：

撥油コーティングの種類

製造業で使用される撥油処理には、主に以下のような技術があります。

• フッ素樹脂コーティング：PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）やPFAなど。耐熱性・耐薬品性に優れ、金型や食品加工装置に多用される。
• 有機フッ素系ナノコーティング：液状またはスプレー形式で施工可能。電子基板、レンズ、スマートフォン表面などに使用。
• プラズマ処理：大気圧プラズマで表面改質を行い、撥油性を短時間で付加可能。非接触・ドライプロセスのため高精度。
• ゾルゲル法による無機・有機ハイブリッド：ガラスや金属への高密着性を確保しながら、撥油・撥水・耐摩耗性を付加可能。

製造業における用途と事例

撥油性は多くの業界において、生産性・製品信頼性の向上に寄与しています。以下に具体例を示します。

• 自動車部品：エンジン内部のオイル通路、ピストン、オイルフィルターなど。油膜保持・清浄性の両立。
• 航空機部品：ジェットエンジンや機体外装に撥油・撥水複合コーティングを施すことで、空気抵抗と汚れ付着を抑制。
• 建材・外壁材：ガルバリウム鋼板やセラミック外壁材に撥油処理を施すことで、塗装劣化や油煙汚れの付着を防止。
• 食品製造ライン：金型やシュートに撥油処理を施すことで、食品残渣の付着や成形不良を削減。
• 半導体・精密機器：撥油・防指紋コーティングにより、光学部品やタッチパネルの透明性・操作性を維持。

撥油性能の測定と規格

撥油性を数値で評価するには、「接触角測定法」が一般的です。測定対象液体としてオリーブ油、鉱物油、ヘキサデカンなどを使用し、接触角（油の滴が広がらず球形になる角度）で評価します。以下は代表的な基準です：

• 撥油接触角100°未満：非撥油性
• 撥油接触角100～120°：撥油性あり
• 撥油接触角120°以上：高撥油性

また、ASTM D724やISO 16532-1などの国際標準が存在し、製品評価や品質保証にも用いられています。

撥油技術の課題と将来展望

従来の撥油コーティングには、以下のような課題がありました：

• 耐久性の低さ（擦れや洗浄による劣化）
• フッ素系化学物質に対する環境規制（PFAS規制など）
• 高温・薬品環境下での撥油効果低下

近年では、これらの課題を克服するために以下のような技術革新が進んでいます：

• 非フッ素系高撥油材料の開発（シリカナノ粒子複合など）
• 摩耗耐性を高めた多層構造コーティング
• 自己修復機能を備えた撥油性フィルム

将来的には、IoT対応製品への応用（センサ表面の汚れ防止）、自動車の自浄塗装、工場設備のスマートメンテナンスなど、さらに多様な分野での活用が期待されています。

まとめ

撥油は、製品の長寿命化、保守性向上、美観維持、エネルギー効率向上など、製造業に多大なメリットをもたらす重要な技術です。用途に応じた素材選定とコーティング法の最適化により、生産効率と品質の向上を両立させることが可能です。今後も、持続可能な材料開発や加工技術の進歩に伴い、撥油技術の応用範囲はさらに広がることでしょう。