有名な耐熱性に加えて、PTFE Oリングの性能は、そのほぼ普遍的な化学的不活性性と独自の機械的特性によって決定的に定義されます。これらの特性により、従来のエラストマーがすぐに故障する環境向けの特殊なシーリングソリューションとなります。また、その低摩擦表面により、動的用途への使用範囲が広がります。
重要な点は、PTFEの熱安定性は格別ですが、シーリングにおけるその主な価値は、事実上あらゆる化学物質に耐える能力にあるということです。しかし、この利点は、ゴムと比較した場合の相対的な剛性によって相殺されるため、設計において考慮すべき重要なトレードオフとなります。
信頼性の高いシールの基盤：化学的不活性性
PTFEの熱安定性以外で最も重要な特性は、化学的攻撃に対するその深い耐性です。
### ほぼ普遍的な耐性
PTFEは既知のプラスチックの中で最も化学的耐性が高いものです。腐食性の液体、ガス、酸、塩基、溶剤など、他の材料を劣化させるものに対してほとんど影響を受けません。
### 純度と非汚染性
PTFEは非常に不活性であるため、封入する流体に汚染物質を溶出させません。これは、その非粘着性の表面と相まって、食品、医療、半導体業界のサニタリー用途に最適です。
負荷下での性能：主要な機械的特性
Oリングが圧力下で物理的にどのように振る舞うかは、耐薬品性と同じくらい重要です。PTFEには明確な機械的特性があります。
### 硬度とシーリング力
PTFE Oリングのデュロメータ（硬度）は通常、ショアDスケールで60～65です。これはほとんどのゴム製Oリングよりも著しく硬いため、効果的なシールを形成するにはより大きな力が必要です。
### 強度と耐久性
引張強度は3625～4496 psiの範囲であり、PTFEは強い材料です。これは、特に可動部品を伴う用途において、耐摩耗性と耐摩耗性に貢献します。
### 永久変形への耐性
圧縮された後に元の形状に戻る材料の能力は、圧縮永久ひずみ（compression set）として知られています。PTFEは真のエラストマーではありませんが、長期にわたるシール維持に不可欠な、永久的な変形に対する機能的な耐性を提供します。
動的用途での利点：表面特性
回転軸やピストン上の動きを伴うシールでは、Oリングの表面特性が最も重要になります。
### 極めて低い摩擦
PTFEは、固体材料の中で最も低い摩擦係数の一つを持ち、金属上では約0.2で測定されます。これは、部品が最小限の抵抗と発熱でそれに対して動くことができることを意味します。
### 自己潤滑性と非粘着性表面
この低摩擦は、PTFEに自己潤滑性も与えます。他のシールで一般的なスティックスリップ現象を防ぎ、よりスムーズで信頼性の高い動作を可能にします。その非粘着性により、清掃とメンテナンスも簡素化されます。
トレードオフの理解：弾性の課題
完璧な材料はなく、PTFEの主なトレードオフはその真の弾性の欠如です。これは、成功するシール設計にとって重要な要素です。
### 固形PTFEの剛性
ゴムとは異なり、PTFEは比較的剛性の高いプラスチックです。エラストマーのような「弾力性」や「復元力」がありません。これは、シール面の不完全性に対して許容度が低く、グランド（Oリングが収まる溝）の慎重な設計が必要であることを意味します。
### コールドフロー（クリープ）のリスク
特に高温下で持続的な圧力の下では、PTFEは「コールドフロー」またはクリープする傾向があります。これは、時間の経過とともにゆっくりと変形し、長期の静的用途でシール力が失われる可能性があることを意味します。
### 解決策：カプセル化
この制限を克服するために、カプセル化Oリングが使用されることがよくあります。これらは、PTFEの薄くシームレスなジャケットで覆われた弾性コア（シリコンやFKMゴムなど）を備えています。この設計は、ゴムの弾性と復元力と、PTFEの化学的・熱的耐性を兼ね備えています。
目標に合わせた適切な選択
適切なシーリング材料の選択は、用途の要求に完全に依存します。
- 極端な耐薬品性が主な焦点である場合： PTFEは業界標準であり、攻撃性の高い媒体にとって唯一実行可能な選択肢であることがよくあります。
- 用途に動的な動きが関わる場合： PTFEの低摩擦は大きな利点ですが、その剛性を設計が許容できることを確認してください。
- 高圧下で信頼性の高い長期静的シールが必要な場合： PTFEのコールドフローの可能性を考慮してグランドを慎重に設計するか、カプセル化Oリングを検討する必要があります。
最終的に、この完全な特性プロファイルを理解することで、PTFEの固有の制限を軽減しつつ、その優れた強みを活用することができます。
要約表：
| 特性 | 主な特徴 | シーリングにおける重要性 |
|---|---|---|
| 化学的不活性性 | 酸、塩基、溶剤に対するほぼ普遍的な耐性 | 過酷な環境下での劣化と汚染を防止 |
| 機械的硬度 | ショアD 60～65（ゴムより硬い） | 効果的なシーリング力のために正確なグランド設計が必要 |
| 表面摩擦 | 極めて低い係数（約0.2） | 可動部品を伴う動的用途に最適 |
| 主なトレードオフ | 真の弾性の欠如、コールドフローのリスク | 不完全な表面での使用を制限。カプセル化設計を推奨 |
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