ボールバルブシートには、主に2種類のポリマーが使用されている：PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）とPEEK（ポリエーテルエーテルケトン）です。これらの材料は、卓越した耐薬品性、熱安定性、機械的特性により、バルブのシール用途に理想的な材料として選ばれています。PTFEはバージンタイプと充填タイプがあり、耐食性と低摩擦性に優れ、PEEKは高圧条件下での温度耐性と構造的完全性に優れています。これらのポリマーの選択は、温度範囲、化学物質への曝露、機械的応力など、具体的な使用条件によって決まります。
キーポイントの説明
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PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）
- バージンPTFE:化学的不活性に優れ、摩擦係数の低い純粋な形状で、一般的な腐食環境に適している。
- 充填PTFE:耐摩耗性、耐クリープ性、熱伝導性を向上させるため、ガラス、カーボン、グラファイトなどの素材を強化。高負荷用途に最適。
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PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）
- 優れた熱安定性（250℃まで）と機械的強度を持つ高性能熱可塑性プラスチックで、PTFEでは十分でないような過酷な環境でよく使用される。
- PTFEに比べて剛性と寸法安定性に優れ、高圧・高温用途に適しています。
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材料選択基準
- 温度:PEEKは200℃を超える温度で使用されるのが好ましいが、PTFEは260℃程度が限度である（充填タイプはこの範囲を若干拡大する可能性がある）。
- 耐薬品性:どちらの材料もほとんどの化学薬品に耐性を持つが、腐食性の高い媒体にはPTFEが優れている。
- 機械的応力:PEEKは剛性が高いため、機械的負荷や振動が大きい用途に適している。
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代替と制限
- 極端な温度（>280℃）では、金属シートのバルブが必要です。
- 特殊なナイロンや充填PTFEは、標準的なPTFEとPEEKの性能のギャップを埋めることができ、中間的な特性を提供します。
これらのポリマーは、ボールバルブの信頼性の高いシーリングと長寿命を保証しますが、コスト、性能、環境要因のバランスを考慮して選択する必要があります。
まとめ表
| ポリマー | 主な特性 | 最適 |
|---|---|---|
| PTFE | 化学的不活性、低摩擦、耐食性 | 一般腐食環境、低温～中温 |
| 充填PTFE | 耐摩耗性/耐クリープ性、熱伝導性の向上 | 高負荷用途、やや高温 |
| PEEK | 高い熱安定性（250℃まで）、機械的強度 | 高圧、高温、高振動環境 |
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