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代表的なフッ素樹脂「PTFE」素材のワンポイント講座


PTFEとは

PTFEはフッ素樹脂の1つで、耐熱性やすべり特性に優れています。
一般的にテフロンと呼ばれています。
「テフロン」という名称はデュポン社の登録商標で、正式名称はポリテトラフルオロエチレンです。
PVDFやPCTFE、PFAと同様に代表的なフッ素樹脂で、使用頻度の高いプラスチック素材です。

フッ素樹脂(PTFE・PFA・PVDF等)の性質と種類

PTFEの特徴

耐寒性、耐熱性が高い
PTFEの融点は約327℃で、使用可能温度域は-250℃~260℃です。
プラスチック素材の中でも非常に広い温度域で性能を維持することができます。

薬品に強い
耐薬品性に優れ、高濃度・高温の酸、アルカリに侵されません。
溶剤にも強く、溶出物がありません。

非粘着性
非粘着性を持つため、接着剤を受け付けません。
物質が付きにくいことから濡れにくく、衛生管理にも有効です。

優れたすべり特性
低摩擦特性があるため、すべりやすく高加重や低速度での使用が可能です。
PTFEはプラスチック素材の中で最も小さい摩擦係数です。

優れた耐候性
耐候性が優れており、数年屋外で使用しても安定した性能を発揮します。
吸水性が低いため、濡れることによる影響もほとんどありません。
これはフッ素原子同士の結合力が強いためです。

絶縁性
プラスチック素材の中で最高レベルの電気絶縁性を持っています。
温度や周波数による影響も少なく、耐アーク性にも優れています。

難燃素材
PTFEは難燃性の素材です。
酸素と結合しにくい分子構造のため、燃えにくく燃えひろがりにくい特徴を持ちます。
炭素原子同士のC-C結合は、フッ素原子に覆われて隠れている状態です。
そのため外部からの影響を受けにくく、安定した構造を保つことができます。

ptfe分子構造ptfe分子構造2

PTFEの使用例

PTFEは切削素材として部品加工に使われる以外にも、コーティングに使われることも多い材質です。
身近な例としてはフライパンへのテフロンコーティングです。
これはテフロンの非粘着性、耐熱性の特性を活かし、焦げ付きにくくしています。

PTFEはパッキンとして使用されるケースも多いです。
耐熱・耐寒性に優れ、化学薬品・溶剤などに侵されず、真空から高圧まで広い条件下で安定して使用できるためです。
さらに、非粘着性・低摩擦の特性は運動用途に適しているので、パッキンやシールとして長期間使用できるメリットがあります。

薬剤による劣化を起こしにくいので、安全性を求められる化学プラントや理化学機器の部品にも使用されます。
また、多様な薬剤が必要な半導体や液晶関連、さらには医療業界や食品業界などに使用されます。

優れた特徴の多い素材で、多様な業界で部品加工の素材に用いられています。

PTFEの切削加工時の注意点

比較的加工性は良好な素材です。
切削加工で特に注意する点は、温度環境による寸法変化が大きいことです。
特にPTFEは20℃付近での体積変化が大きい素材であるため、注意が必要です。

加工精度は素材の残留応力や、工具の影響により左右されます。
寸法精度が求められる場合は、素材を使用温度より高い温度にアニール処理後、機械加工するといった手順が必要です。

また、切削加工時にバリが発生しやすい素材です。
工具の選定や刃物の送り速度を形状に応じて合わせる必要があります。

PTFEは弾性を持つため、他の素材よりも外部からの衝撃で変形しやすい特徴があります。
加工品の取り扱いには特に注意して、梱包時には打痕が発生しないよう注意が必要です。
また、その性質から寸法測定時に強く押し付けると正確な値が計測できません。

JIS規格PTFEの加工公差表

呼び寸法の区分 許容差
(単位:mm)
1級 2級
1以上 16以下 ±0.1 ±0.3
16超過 40以下 ±0.2 ±0.6
40超過 63以下 ±0.3 ±0.8
63超過 100以下 ±0.4 ±1.0
100超過 160以下 ±0.5 ±1.2
160超過 250以下 ±0.6 ±1.4
250超過 400以下 ±0.7 ±1.7
400超過 630以下 ±1.0 ±2.0
630超過 1000以下 ±1.5 ±2.5

当社では恒温管理として常時23℃に工場内を保っています。
PTFEの切削加工直前に加工素材を取り出し、温度変化による寸法不具合の対策を行っています。
測定は25℃程度の状態で約4時間以上放置してから行います。

PTFEの在庫

当社ではプラスチック切削加工のご注文に短納期対応をするため、一定数のテフロン素材を在庫しています。
丸棒は10~φ100、板材は3~50mm厚を揃えています。

なお通常PTFEの丸棒は1000mm、板材については300mm、500mm、1000mmがございます。
状況によっては在庫がない場合もあります。予めご了承下さい
PTFE切削加工のご相談の際には、在庫の有無、最短納期を回答させて頂きます。

PTFE切削加工事例

PTFE切削加工PTFE切削加工

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湯本電機では切削加工から3Dプリントまで、様々なプラスチック加工に対応しております。
対応可能な加工については「プラスチック加工・樹脂加工 加工方法一覧」へ。

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