PTFEリップシールとエラストマーゴムリップシールは、機能は似ていますが、材料特性、設計、性能が大きく異なります。PTFEシールはフッ素樹脂の構造により、極端な高温、高速、過酷な化学環境に優れていますが、エラストマーは製造が簡単で、不規則な表面への適応性に優れています。主な違いは、接触パターン、スプリング機構、温度範囲、耐薬品性などで、それぞれが特定の産業用途に適しています。
キーポイントの説明
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材料構成と特性
- PTFE:フッ素-炭素結合を持つフッ素樹脂で、優れた熱安定性（-53℃～232℃）と化学的不活性を持つ。腐食性媒体（酸、溶剤）や高速用途（35m/s以上）に最適。
- エラストマー:水素-炭素結合を持つゴムベースの材料（ニトリル、バイトンなど）。熱安定性は低いが（通常-40℃～120℃）、柔軟性が高く、凹凸のある表面への適合性が高い。
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設計と製造
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PTFEシール:
- 別々に加工され、金属ケーシングに組み立てられる（直接成形はできない）。
- リップの接触パターンを広くし、ユニットへの負荷を軽くすることで摩耗を低減。
- リップの伸びと金属ケーシングの曲げ半径で張力を調整。
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エラストマーシール:
- 金属ケーシングに直接成形された一体構造。
- リップコンタクトが狭く、ユニット負荷が高いため、安定した圧力を得るためにスプリングが必要になることが多い。
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PTFEシール:
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性能特性
- 温度と速度:PTFEは、極端な低温／高温や高速の環境（例：航空宇宙、ケミカルポンプ）において、エラストマーよりも優れた性能を発揮します。
- 耐薬品性:PTFEはほぼすべての化学薬品に耐性を持つが、エラストマーは特別に配合されていない限り、油、酸、紫外線暴露で劣化する。
- 摩耗と摩擦:PTFEは低摩擦でシャフトの摩耗を抑えますが、エラストマーは弾性が高いため、低圧でのシール性に優れています。
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用途
- PTFE:過酷な環境（例：医薬品反応器、極低温システム）や高速機械に好ましい。
- エラストマー:コストと適応性が優先される自動車、食品加工、一般産業用途で一般的。
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コストとメンテナンス
- PTFEシールは加工が複雑なため高価ですが、過酷な条件下での寿命が長くなります。
- エラストマーは中程度の条件下では費用対効果が高いですが、頻繁な交換が必要になる場合があります。
材料の選択が総所有コストにどのような影響を与えるか、考えたことはありますか？ PTFEは初期コストが高いが、過酷な条件下での耐久性が高いため、長期的な投資を正当化できる場合が多い。
総括表
| 特徴 | PTFEリップシール | エラストマーゴムリップシール |
|---|---|---|
| 材質 | フッ素樹脂（化学的に不活性） | ゴム系（フレキシブル） |
| 温度温度範囲 | -53°C ～ 232°C | -40°C ～ 120°C |
| 耐薬品性 | 酸、溶剤、紫外線に強い | 配合されていない限り、油や紫外線で劣化する |
| 速度耐性 | 高い (>35 m/s) | 中程度 |
| デザイン | 機械加工、金属製ケーシングとの組み立て | ケーシングに直接成形 |
| コスト | 初期費用は高いが寿命は長い | 低コスト、短寿命 |
| 最適な用途 | 過酷な化学薬品、極端な温度、スピード | 一般産業、自動車 |
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