フィラーを配合したPTFEリップシールは、PTFE本来の長所（化学的不活性、広い温度耐性など）と、強化された機械的・熱的特性を兼ね備えています。グラファイト、ガラス、カーボンなどの充填材は、PTFEのクリープや摩耗などの制限に対応するとともに、潤滑性、耐荷重性、熱安定性を向上させます。これらのシールは、フッ素化合物や液体アルカリ金属で劣化する可能性はありますが、耐用年数の延長、摩擦の低減、腐食性の強い媒体への適合性など、要求の厳しい用途で優れた性能を発揮します。
キーポイントの説明
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機械的特性の向上
- 耐クリープ性:純粋なPTFEは持続的な荷重を受けると変形する傾向がある。ガラス繊維や炭素繊維のような充填材はマトリックスを補強し、コールドフローを抑え、圧力下でもシールの完全性を維持します。
- 耐摩耗性:充填材（グラファイトやブロンズなど）により表面を硬くし、高速・高負荷用途での磨耗を最小限に抑えます。
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熱安定性
- PTFEの使用範囲（-65°F～325°F）はそのままに、充填材が熱放散を改善し、熱膨張と劣化のリスクを低減します。
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摩擦低減
- 自己潤滑性:グラファイトフィラーは潤滑膜を形成し、摩擦係数を下げます。
- 非-スティック表面:PTFEの粘着防止特性を維持し、シールリップへの材料の蓄積を防止します。
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化学適合性
- ほとんどの化学薬品（酸、溶剤）に耐性を示すが、フッ素化合物や液体アルカリ金属は劣化の原因となるため避ける。
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電気的および環境的耐性
- 誘電特性:フィラーの影響を受けないため、電気用途に適しています。
- UV/エイジング耐性:エラストマーと異なり、PTFEフィラーブレンドは、日光や長時間の暴露下で脆くなったり劣化したりすることはありません。
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用途別フィラー
- グラファイト＋ガラス／カーボン:低摩擦と耐摩耗性をバランスさせたダイナミックシール。
- ブロンズ:重機械の負荷能力を向上させます。
これらの特性により、充填PTFEリップシールは、化学処理、航空宇宙、自動車など、過酷な条件下での信頼性が重要視される産業向けの堅牢な選択肢となっています。
総括表
| 特性 | フィラーの効果 |
|---|---|
| 耐クリープ性 | ガラス繊維と炭素繊維が荷重による変形を低減します。 |
| 耐摩耗性 | 黒鉛/青銅フィラーが表面を硬化させ、摩耗を最小限に抑えます。 |
| 熱安定性 | PTFEの温度範囲（-65°F～325°F）を維持し、熱放散を改善。 |
| 摩擦低減 | グラファイトが自己潤滑を可能にし、PTFEの非粘着性を保持。 |
| 化学適合性 | ほとんどの化学薬品に耐える（フッ素、アルカリ金属は避ける）。 |
| 電気抵抗 | フィラーは誘電特性を損ないません。 |
| 耐紫外線・耐老化性 | 太陽光や長時間の暴露でも脆化しません。 |
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