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代表的なフッ素樹脂「テフロン」素材のワンポイント講座


ptfe分子構造ptfe分子構造2

テフロン(PTFE)とは

テフロンという名称はデュポン社の商標です。
現在は広く一般的にテフロンという通称が用いられています。
正式名称はポリテトラフルオロエチレンです。
なお、テフロン(PTFE)はフッ素樹脂の一つであり、代表的なフッ素樹脂は他にポリフッカビニリデン(PVDF)やポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)などがあります。

上記それぞれ特色がありますが、テフロン(PTFE)をはじめとしたフッ素樹脂に共通する性質としては
・耐寒性、耐熱性が非常に良好である為、連続使用温度の範囲は-250℃~250℃程度です。テフロン(PTFE)の融点は327℃ですが、分解開始はその温度より高いので常温に戻せば元に戻ります。
・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。また溶剤にも強く、溶出物がありません。
・非粘着性を持つ為、接着剤を受け付けません。また物質が付きにくいことから濡れにくく、汚染対策にも有効です。
・低摩擦特性がある為、すべりやすく高加重や低速度での使用が可能です。PTFE(テフロン)の摩擦係数は樹脂の中で最も小さいです。
・耐候性が優れており、数年屋外で使用しても不変です(物性の低下なし)。これはフッ素原子同士の結合力が強い為です。
・電気特性 樹脂の中では最高値です。温度や周波数に影響されることなく、耐アーク性にも優れています。
吸水率については0です。
・難燃性試験では不燃の扱いです。
など非常に優れた性質を持っています。

テフロン(PTFE)の使用例

テフロン(PTFE)は身近な例としてフライパンにコーティングされているのを皆さんご存知かもしれませんが、これはテフロンの非粘着性、耐熱性の特性を活かしているからです。
また一般的にテフロン(PTFE)はパッキンとして使用されています。
先に紹介した性質でテフロン(PTFE)は耐熱・耐寒性が良好であり、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使用ができる為です。
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。

テフロン(PTFE)の使用業界

薬剤で腐食しないので安全性を求められる化学プラントや理化学機器、数多くの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。

テフロン(PTFE)の切削加工時の注意点等

比較的加工性は良好ですが、テフロン(PTFE)の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。
特にテフロン(PTFE)は20℃付近で体積変化が大きい為注意が必要です。
テフロン(PTFE)の加工精度は材料そのもの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処理が必要です。
なおテフロン(PTFE)の線膨張係数は10×10-5乗ですので、以下の条件での寸法変化を例として挙げます。
参考までにこの線膨張率は鉄の10倍、アルミニウムの4倍程の値となります。
◇5x100x1000mmのテフロン(PTFE) を20℃→80℃へ上昇させた時の1000mm長さの変化は10×10-5乗x1000x(80-20)=6.0mmとなり、最大で6mm伸びる計算となります。
しかしながらテフロン(PTFE)の体積変化は20℃付近で大きくなるので実際の値とは異なることをご承知ください。
おおよそのテフロン(PTFE)の公差としては16mmで±0.1~0.3程度が目安ですがそれ以上の精度をお求めの場合は別途ご相談ください。

以下参考までにJIS規格PTFE(テフロン)の加工公差表を添付します。

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をこえ 40以下 ±0.2 ±0.6
40をこえ 63以下 ±0.3 ±0.8
63をこえ 100以下 ±0.4 ±1.0
100をこえ 160以下 ±0.5 ±1.2
160をこえ 250以下 ±0.6 ±1.4
250をこえ 400以下 ±0.7 ±1.7
400をこえ 630以下 ±1.0 ±2.0
630をこえ 1000以下 ±1.5 ±2.5

弊社では恒温管理として常時23℃に工場内を保っており、テフロン(PTFE)切削加工直前に加工材料を切断して温度変化による寸法不具合の対策を行っています。
なお測定は25℃程度の状態で約4時間以上放置してから行うのがよいとされています。
またテフロン(PTFE)は切削加工時にバリが発生しやすく、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。
湯本電機では長年のテフロン(PTFE)加工のノウハウがある為、形状に合わせた加工を行っています。
テフロン(PTFE)は弾性を持つ為、外部からの衝撃で変形しやすい為、打痕などには注意が必要です。
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。

テフロン(PTFE)の在庫

弊社では切削加工品短納期対応をする為、常時在庫として所有しています。
丸棒は10~φ100、板材は3~50mmはいつでもございますが、その他の材料についても即日入荷が可能です。
なお通常テフロン(PTFE)の丸棒は1000mm、板材については300mm、500mm、1000mmがございます。
テフロン(PTFE)切削加工はもちろん、材料のみの販売も御受け致します。

テフロン(PTFE)加工、樹脂加工・プラスチック加工は湯本電機にお任せ下さい。
短納期で高品質の樹脂加工品を大阪・東京から全国へお届けします。

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