PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）は、耐薬品性、温度耐性、低摩擦性に優れているため、シール材として広く使用されている。しかし、圧縮下でクリープやコールドフローを起こしやすいという重大な欠点があり、経時的にシール性能が損なわれる可能性がある。この問題には、PTFEをゴム芯材で補強するか、その他の構造的改良を加えることで、有益な特性を維持しながら変形に対する耐性を高めることで対処するのが一般的です。
要点の説明
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主な欠点クリープ／コールドフロー
- PTFEには「記憶性」がなく、持続的な圧力下で永久的に変形します（クリープまたはコールドフローと呼ばれる現象）。
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そのため、以下のような問題が生じます：
- 経時的なシール力の低下。
- フランジ用途でのガスケット薄肉化や押し出し。
- 高圧システムにおける漏れの可能性。
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クリープへの対応
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接着ゴムコアによる補強:
- PTFEシール内にゴム製コア（シリコーンやフッ素ゴムなど）を埋め込み、弾性回復を行うことでクリープを抑制します。
- ゴム材料は、温度要件に基づいて選択される（例えば、高熱にはシリコーン、費用対効果にはEPDM）。
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構造の変更:
- 剛性を向上させるために充填材（ガラス繊維、カーボンなど）を加えること。
- 設計 カスタムPTFE部品 変形を抑えるために、厚い断面やサポートリングを備えた特注のPTFE部品を使用する。
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設置のベストプラクティス:
- 不均一な応力を最小化するために、フランジ表面を滑らかできれいにすること。
- 過圧縮を避けるため、ボルトトルクを制御する。
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接着ゴムコアによる補強:
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トレードオフと代替案
- 強化PTFEはクリープを解決する一方で、純粋なPTFEに比べ、耐薬品性や温度範囲が若干低下する可能性があります。
- 競合材料（PEEK、グラファイトなど）は耐熱性が高いが、PTFEの汎用性やコスト効率には欠ける。
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クリープにもかかわらずPTFEが人気であり続ける理由
- 比類のない化学的不活性（酸、溶剤に耐える）。
- 広い温度範囲（-200℃～+260℃）。
- 食品/医療用FDA/AMS規格準拠。
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購入時の注意事項
- ダイナミックシール（回転シャフトなど）には、弾力性のあるゴムを裏打ちしたPTFEを優先する。
- 静的シールの場合は、フィラー強化PTFEまたはハイブリッド設計を検討する。
- システム圧力や媒体との適合性を常に確認すること。
これらの要因を理解することで、購入者は特定の用途に対して性能と寿命のバランスが取れたPTFEシールを選択または指定することができます。
まとめ表
| デメリット | 解決策 | 主な利点 |
|---|---|---|
| クリープ/コールドフロー | 接着ゴムコアで補強 | 強化された弾性と回復力 |
| シール力の低減 | 構造改良（フィラー） | 剛性と耐変形性の向上 |
| 漏れの可能性 | サポートリング付きカスタムPTFE部品 | 高圧システム用カスタムソリューション |
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