紫外線殺菌現場を変える！UVタフなフッ素系プラスチックと石英の徹底比較で見る材料選定術

紫外線（UV）による殺菌技術は、医療・食品・半導体など、私たちの生活と産業を支える多くの現場で広く利用されています。しかし、その「効果」を支えるカギが、実は「材料選び」にあることは意外と知られていません。

近年、従来の石英ガラスに加え、「フッ素系プラスチック」が新しい選択肢として急速に注目されています。なぜ今、フッ素樹脂が紫外線殺菌の現場で選ばれるのか？　従来の常識をくつがえす最新の材料技術と、現場で本当に求められる「性能・メリット」に迫ります。

紫外線殺菌の現場で注目される「材料選び」

紫外線（UV）を使った殺菌技術は、医療や食品・飲料、半導体といったさまざまな分野で欠かせない存在となっています。薬剤を使わず、残留物も出さないという衛生面・環境面でのメリットが大きく、現場での需要がますます高まっています。とくに、クリプトスポリジウムのような塩素が効きにくい微生物に対しても有効であることから、より多くの現場で活用が進んでいます。

この紫外線殺菌の性能を最大限に引き出すには、「どの材料を通してUVを使うか」がとても重要です。材料の選び方ひとつで、殺菌効果だけでなく、メンテナンスのしやすさやコスト、安全性まで大きく変わってきます。これまで定番だった石英に加え、最近はフッ素系プラスチックも注目されているのです。

石英の強みと課題

石英は紫外線、特に殺菌効果の高い波長（253.7nm）をよく通す性質があります。そのため、長い間この分野では「定番素材」として使われてきました。ただし石英は、「高価」「割れやすい」「重たい」「加工が難しい」といった課題も持っています。現場で扱う際や、定期的なメンテナンス、コスト面で悩みになることも多かったのではないでしょうか。

フッ素系プラスチックが現場を変える

近年、PTFEやFEP、PFAといったフッ素系プラスチックの利用が増えています。これらの材料は「軽くて丈夫」「割れにくい」「汚れがつきにくい」「加工しやすい」といった特徴があり、現場の作業効率や安全性を高めてくれます。さらに、紫外線に対する耐久性も高いため、長期使用でも安心です。

石英 vs フッ素系プラスチック

「結局、石英と何がどう違うのか？」という疑問を持つ現場担当者も多いはずです。ここで、両者の主な特性を比較してみましょう。

特性	石英	フッ素系プラスチック（PTFE・FEP・PFA）
紫外線透過率	非常に高い（91.5％）	低い（0.17％～0.04％：厚さにより変動）
割れやすさ	割れやすい	割れにくい
重量	重い	軽量
加工性	難しい	容易
コスト	高い	比較的安価
メンテナンス	手間がかかる	汚れがつきにくく清掃も楽
殺菌効果	非常に高い	石英の11～52％（厚さによる）
光の通し方	直進性（スポット型）	拡散性（広範囲に光を分散）
用途の自由度	低い	高い（曲げ・加工・設計自由度あり）

このように、石英は「紫外線透過率」や「直進性」で優れていますが、取り扱いやコスト面でデメリットも多い素材です。一方、フッ素系プラスチックは見かけの透過率は劣るものの、「拡散透過」や耐久性、作業効率など現場目線で大きなアドバンテージがあります。
目的や用途によって適材適所で選び分けることが、これからの紫外線殺菌分野でのベストな材料選定と言えるでしょう。

見かけの透過率と実際の効果は違う

「本当にフッ素系プラスチックは紫外線を通すのか？」という疑問を持つ方も多いかもしれません。確かに分光光度計で測ると、石英（2mm厚）の透過率が91.5％なのに対し、PTFE（0.1mm厚）は0.17％、1mm厚では0.04％と、非常に低い数値が出ます。これだけ見ると「やっぱり石英が一番」と思うのも無理はありません。

ですが、実際に菌の死滅速度で比べてみると結果は大きく異なります。たとえばPTFEフィルムは、見かけ上の透過率は石英の1/1000以下ですが、殺菌速度は石英の11～52％にも達しています。FEPやPFAも同じような傾向が確認されており、意外な実力を持っています。

「拡散透過」が生む新たなメリット

なぜこのような現象が起きるのでしょうか？
それは「拡散透過性」がポイントです。フッ素系プラスチックは、紫外線を直線的に通すだけでなく、光をさまざまな方向に広げる「すりガラス」のような特性があります。このため、特定の一点だけでなく、広い範囲に紫外線が届きやすくなり、殺菌効果が予想以上に高まることが分かっています。

これは、部屋の窓にすりガラスを使うと、光がやわらかく拡がって部屋全体が明るくなるのに似ています。紫外線でも同じようなことが起きているのです。

流通方式での試験でも明らかに

紫外線殺菌の現場では、流通方式（液体がチューブやパイプなどを流れる中で紫外線を当てる方式）でのテストが行われることも多いです。こうした場合でも、石英とフッ素系プラスチック（FEPやPFA）との間で大きな差は見られませんでした。たとえば99％の殺菌を達成するのに必要な時間は、石英が約650秒、FEPが約420秒、PFAが約460秒と、むしろフッ素系プラスチックの方が早い場合もありました。

また、市販されているフィルムを通した場合でも同じような傾向が見られたという報告もあります。これは、現場で使う際の信頼性を考える上で大きな意味があります。

殺菌達成までの時間（99％達成）

石英	約650秒
FEP	約420秒
PFA	約460秒

材料選びで現場が変わる

フッ素系プラスチックを使うことで、現場には次のようなメリットが生まれます。

一方、石英の直進性や高い透過性が求められる特殊な用途では、やはり石英が必要な場面も残ります。そのため、材料の特性や目的に合わせて「使い分ける」ことが大切です。

これからの紫外線殺菌分野で求められる視点

紫外線殺菌分野では、数字だけで材料の良し悪しを決めるのではなく、「現場でどう役立つか」という実際の使い心地や効果で判断することが重要です。フッ素系プラスチックは、単なる「見かけの透過率」では評価しきれないポテンシャルを持っており、実用面でも十分な性能を発揮しています。

今後は、現場での使い勝手や安全性、保守性なども考慮した材料選びがますます重視されていくでしょう。フッ素系プラスチックは、紫外線殺菌分野の新しい「スタンダード」として、さらに注目される存在になるはずです。

まとめ

フッ素系プラスチックは、「軽くて丈夫」「メンテナンスしやすい」「意外と高い殺菌効果」という3拍子揃った素材です。現場での困りごとを解決しつつ、従来の石英にはない新しい可能性も広げてくれます。

数字にとらわれすぎず、素材の本当の実力や現場での使いやすさを重視する。
これが、これからの紫外線殺菌分野で求められる新しい視点だといえるでしょう。