PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）は、化学的不活性、熱安定性、低摩擦性により、シール用途に広く使用されている。しかし、PTFEにはいくつかの欠点があり、特定のシナリオではその有効性が制限されることがある。持続的な圧力下でのクリープやコールド フローの発生しやすさ、機械的強度の低さ、一貫し た圧縮を実現する上での課題などである。PTFEは耐薬品性と柔軟性に優れる反面、これらの制限により、長期的なシール性能が重要な高圧用途や高荷重用途には適していません。これらの欠点に対処するためには、代替品や強化PTFEのバリエーションが必要になる場合があります。
キーポイントの説明
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クリープとコールドフロー
- PTFEはクリープ（一定荷重下での緩やかな変形）やコールドフロー（室温での塑性変形）を起こしやすい。
- このため、特に高圧環境では、時間の経過とともにシール力が低下する可能性があります。
- 例フランジガスケットでは、圧力が持続するとPTFEが変形し、シール効果が低下することがある。
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機械的強度が低い
- バージンPTFEは引張強度が低く、高負荷用途には不向きです。
- 高圧下では、PTFEシールが変形または破損し、漏れにつながる可能性がある。
- 強化PTFE（ガラス繊維や炭素繊維など）は強度を向上させることができるが、それでも限界がある場合がある。
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均一な圧縮を達成することの難しさ
- 純粋なPTFEには柔軟性がないため、ガスケットで均一な圧縮を達成するのは困難です。
- 凹凸のある表面や動的な用途では、シール性能が安定しない場合があります。
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アルカリに弱い
- PTFEはほとんどの酸や溶剤に耐性がありますが、強アルカリには弱いという欠点があります。
- アルカリ環境では、PTFEシールは以下のような代替品よりも早く劣化する可能性があります。 カスタムPTFE部品 特定の化学薬品にさらされることを想定して設計されています。
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代替品と比較した場合の温度制限
- PTFEは-200°Cから+260°Cの範囲で優れた性能を発揮するが、一部の材料（PEEKなど）はより高い耐熱性を持つ。
- 極端な高温では、PTFEは軟化したり、構造的完全性を失うことがあります。
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動的シールにおける弾性摺動
- 圧力がかかると、PTFEシールは溝内でずれることがあり、線接触から面接触に移行します。
- これは、油圧システムのような動的用途ではシール効率を低下させる可能性がある。
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高圧用途におけるバックアップサポートの必要性
- PTFEは高圧に耐えるために補強材（PEEKバックアップリングなど）を必要とすることが多い。
- サポートがない場合、PTFEシールは荷重によって押し出されたり、破損したりする可能性があります。
PTFEは依然として汎用性の高い材料であるが、これらの欠点は、アプリケーション固有の要件を評価することの重要性を浮き彫りにしている。重要なシーリングニーズに対しては、ハイブリッド・ソリューションや代替材料の方が長期的に優れた性能を発揮する可能性がある。
総括表
| 欠点 | シール性能への影響 |
|---|---|
| クリープとコールドフロー | 負荷がかかると徐々に変形するため、特に高圧環境では時間とともにシール力が低下する。 |
| 機械的強度が低い | 引張強度が低いため、PTFEは高負荷用途に適さず、漏れの可能性がある。 |
| 不均一な圧縮 | 柔軟性に欠けるため、均一な圧縮が難しく、シール性にばらつきが生じる。 |
| 限られた耐アルカリ性 | 強アルカリに弱く、そのような環境では代替品よりも早く劣化する。 |
| 温度制限 | 260℃を超えると軟化または完全性を失うため、極端な高温には不向き。 |
| 弾性スライディング | 油圧システムのようなダイナミックな用途では、圧力でシフトし、効率を低下させる。 |
| バックアップサポートの必要性 | 高圧下での押し出しを防ぐ補強材（PEEKリングなど）が必要 |
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