基本的に、PTFE摩耗ストリップとバンドはポリテトラフルオロエチレン（PTFE）樹脂から製造されます。しかし、特定の用途向けに性能を向上させるため、このベース樹脂にはほぼ常に充填材がブレンドされます。最も一般的な配合には、バージン（未充填）PTFE、青銅入りPTFE、カーボン入りPTFEのほか、ガラス入りまたはグラファイト入りPTFEなどの特殊グレードが含まれます。
重要な点はベースのPTFEではなく、それにブレンドされる充填材です。バージンPTFEは優れた耐薬品性と低摩擦性を提供しますが、充填材は耐摩耗性、圧縮強度、荷重下での耐変形性など、重要な機械的特性を向上させるために不可欠です。
PTFE摩耗ストリップの役割
ガイドバンドやベアリングストリップとも呼ばれる摩耗ストリップは、油圧および空圧シリンダーなどの動的システムにおいて重要な役割を果たします。
金属同士の接触の防止
その主な目的は、ピストンとロッドを案内し、可動する金属部品同士の直接接触を防ぐことです。これにより横方向の荷重が吸収され、システムが傷や早期故障から保護されます。
シール性能の最適化
摩耗ストリップは正確な位置合わせを維持することにより、プライマリシール（ピストンシールやロッドシールなど）が最適な条件下で機能することを保証し、シールシステム全体の寿命と信頼性を延ばします。
材料配合の理解
材料の選択は、用途の動作圧力、温度、流体媒体、速度に基づいて行われる重要な設計上の決定です。
バージンPTFE
これは純粋な未充填のポリテトラフルオロエチレンです。比類のない化学的不活性と極めて低い摩擦係数で選択されます。
しかし、耐摩耗性が低く、クリープ（持続的な荷重下で永久に変形する傾向）を受けやすいです。化学的適合性が最優先される低荷重用途に最適です。
青銅入りPTFE
これは一般的な油圧用途で最もよく使用される材料です。PTFE樹脂に青銅粉末（通常は重量比で40％または60％）がブレンドされます。
青銅を加えることで、圧縮強度と熱伝導率が大幅に向上し、ベアリング表面から熱がより効果的に放散されます。その結果、バージンPTFEと比較して高い耐荷重性と優れた耐摩耗性が得られます。
カーボン入りPTFE
カーボンは、機械的特性を向上させるために、粉末または繊維の形でPTFEに加えられます。
カーボン入りグレードは、優れた耐摩耗性と高い圧縮強度を提供し、多くの場合、青銅入りグレードよりも優れています。青銅が不適切な水中、蒸気中、および軽度のドライランニング用途で特に効果的です。
ガラス繊維入りPTFE
ガラス繊維を加えることで耐摩耗性が向上し、クリープに対する優れた耐性が得られます。中程度の荷重用途に適した汎用充填材です。
ただし、ガラス繊維はアルミニウムや真鍮などの柔らかい相手材を摩耗させる可能性があるため、設計時にはハードウェアの材料を考慮する必要があります。
グラファイト入りPTFE
グラファイトは、他の充填材（カーボンやガラスなど）と組み合わせて使用されることがあります。その主な貢献は、特に初期始動時の材料の自己潤滑性を高め、摩擦係数を低減することです。
トレードオフの理解
充填PTFEコンパウンドの選択は、常に競合する特性のバランスを取る作業です。すべての状況に「最良」の単一材料というものはありません。
コアとなるトレードオフ：機械的特性 対 化学的特性
青銅、カーボン、ガラスなどの充填材を加えることで、耐摩耗性や圧縮強度などの機械的特性が劇的に向上します。
しかし、これらの充填材は、バージンPTFEと比較してコンパウンドの耐薬品性をほとんどの場合低下させます。例えば、青銅入りPTFEは、青銅が腐食する可能性のある特定の化学薬品や海水用途には適していません。
充填材の割合が重要
充填材の割合は重要な変数です。例えば、60％青銅入りPTFEは、40％青銅入りグレードよりも高い圧縮強度と耐摩耗性を持ちますが、密度も高く、化学的耐性は低くなる可能性があります。
製造プロセス
未加工のブレンドされたPTFEコンパウンドは、圧縮成形でビレットを形成し、次にスキビング（ビレットから薄層を剥離）またはラム押出成形で連続した長さに加工することにより、摩耗ストリップに変換されます。その後、これらの長さを切断するか、CNC旋盤やフライス盤で機械加工して最終コンポーネントが製造されます。
用途に応じた適切な選択
選択は、システムの動作環境の最も厳しい側面に導かれるべきです。
- 極端な化学的適合性が主な焦点の場合： バージンPTFEを選択しますが、低荷重および低速の用途のみに限ります。
- 標準的な作動油中での高荷重が主な焦点の場合： 青銅入りPTFEは業界標準であり、最も信頼できる出発点です。
- 水中またはドライランニング条件下での耐摩耗性が主な焦点の場合： カーボン入りPTFEは優れた性能を提供し、青銅の腐食問題を回避します。
- 中程度の荷重でクリープを低減することが主な焦点の場合： 相手材が鋼鉄などの硬い材料である場合、ガラス繊維入りPTFEは優れた選択肢です。
最終的に、適切な摩耗ストリップ材料を選択することは、信頼性が高く長寿命の機械システムを設計する上で極めて重要なステップです。
要約表：
| 材料 | 主な特性 | 最適用途 |
|---|---|---|
| バージンPTFE | 優れた耐薬品性、低摩擦 | 化学的適合性が重要な低荷重用途 |
| 青銅入りPTFE | 高い圧縮強度、良好な耐摩耗性、放熱性 | 標準的な作動油を使用する汎用油圧用途 |
| カーボン入りPTFE | 優れた耐摩耗性、高い圧縮強度 | 水中、蒸気中、および軽度のドライランニング用途 |
| ガラス繊維入りPTFE | 良好な耐摩耗性、優れた耐クリープ性 | 鋼鉄などの硬い相手材を使用する中程度の荷重 |
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