YUMOTO ELECTRIC INC プラスチック加工・樹脂加工の 湯本電機株式会社

使用素材 PTFEの事例

以前までベークライト製治具を使用していたが、使用中に異臭が発生するため解決できる素材で作り直して欲しいというご相談です。

異臭の原因

実際に使用していた治具は焦げ付きが発生していました。
治具の使用時に摩擦による熱で、ベークライトの連続使用温度を超える高温状態になっていたと考えられます。
熱硬化性樹脂であるベークライトは、連続使用温度を超えても溶けることはありませんが、焦げ付きが発生します。
この焦げた時の匂いが今回の異臭の原因であったと推測されます。

PTFEへの材質変更で摩擦による問題を解決

使用用途から、該当の治具は摩擦と高温状態になることを考慮した摺動性と連続使用温度の高い素材に変更することが適切だと考えられます。
治具のすり減り具合からも、匂いだけでなく摩耗により精度の悪化も懸念されたためです。

そこで今回はPTFEでの製作を提案させて頂きました。PTFEは耐熱性・摺動性に優れたスーパーエンジニアリングプラスチックです。連続使用温度は約260℃と高く、難燃性であるため燃えにくく自己消火性があります。摩擦係数が小さく、摩耗しにくいため摺動部品などに利用されます。

強度面についても十分であるということで採用して頂き、匂いの発生と治具精度の悪化を防ぐことができました。

【お客様の声】

候補素材について丁寧にご提案いただき、ありがとうございました。
色々な樹脂素材を扱っているということで、アドバイスも納得の行くものでした。
適切な素材を選ぶことができました。
（製造業/広島県）

まとめ

この事例では摩擦と耐熱温度の2つが課題でした。今回は他の条件などを考慮しPTFEを選定していますが、実際には摩擦に強く耐熱温度の高い素材は他にもあります。ベークライトのようなフェノール樹脂にも高摺動性の素材があり、他のエンジニアリングプラスチックにも摺動性グレードが存在するものもあります。

ちなみに、ベークライトの通常グレードの難燃性はUL規格だとHBに相当します。これは燃えにくいですが、自己消火性はないことを示しています。今回のように摩擦により焦げ付きが発生するような環境で使用を続けていると、発火した恐れがあります。自己消火性がないためそのまま燃え広がり火災に繋がるリスクがありました。ベークライトにはUL規格でV-0に相当する難燃性を持った難燃ベークライトが存在します。こちらは燃えにくく自己消火性を持った材質で、PTFEと同程度の難燃性素材です。今回は摩擦とそれによる摩耗が別の問題を発生させていることも判明したので、これらの問題を解決できる素材を提案させて頂きました。

湯本電機では、お客様のご予算などの条件に合わせての材質・加工方法変更や設計変更提案といった「込み入った案件」を得意とします。まだ具体的に決めることができていない、といった案件でも完成までご相談頂けますので、お気軽にお問い合わせください。

今回の提案事例内のプラスチック素材紹介

ベークライト

耐熱性・機械的強度に優れた汎用的な素材です。硬度が高く引張強度に優れますが、衝撃による欠けや割れが発生しやすい側面もあります。フェノール樹脂と基材（紙や布）の積層板であり、基材部分は摩擦に弱く摩耗しやすい特性があります。

PTFE

摺動性に優れたスーパーエンジニアリングプラスチックです。連続使用温度が260℃と高く、引張強度・耐衝撃性にも優れています。膨張率が高く、温度による寸法変化が起こりやすい材質です。

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。

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。

設計変更で解決の事例

表面にテフロンコーティングをした搬送架台を使用中のお客様から、表面のコーティング剥がれが頻発するため剥がれにくくして欲しいと相談がありました。当時の状況では、搬送架台表面のコーティングが剥がれることで作業効率が落ち、再コーティングの費用も嵩んでいました。

架台自体を摺動性に優れた素材で製作するのは1つの手段ですが、今回の場合は要求される強度が高く、候補素材がPTFEのようにスペックが高くなるため材料費も高くなります。そのため、低コストで改善できる方法から検討することにしました。

まずコーティングの剥がれがどのタイミングでどこから発生しているかを調査しました。
この搬送架台は表面（荷物が通過する面）にビス止めされており、その箇所の僅かな隆起で摩擦が起こり剥がれの原因となっていました。
そこで裏面から固定する設計に変更することで、搬送架台表面に干渉物のない形状にしました。
この変更により、コーティングの剥がれは改善し、スムーズな搬送ラインに生まれ変わりました。

当社では切削加工で製作した製品への表面処理として、テフロンコーティングも行います。
テフロンコーティングとは製品の表面に膜を形成することにより、耐熱性や摺動性を付与する加工です。
PTFE・PFA・FEP・ETFEの4種類のテフロンコーティングを取り扱っています。

今回の提案事例内のプラスチック素材紹介

PTFE

フッ素樹脂の1つで、滑らかな手触りと摺動性が特徴のスーパーエンジニアリングプラスチックです。
連続使用温度が260℃程度と高く、摩耗に強い特徴から摺動部品などの素材として使用されます。

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。

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。

使用素材 UHMW-PE（ニューライト）の事例

海外製の機械を中古品で購入し、しばらくは使用できていましたが、故障したので分解して中を見てみると、PTFE製のローラーが破損していました。
メーカーに問い合わせると廃番となっており、部品の入手が不可能だったため、なるべく安くその部品を作って欲しいというご相談を頂きました。

使用環境や使用条件を伺うと、その部品は摺動性は必要ですが、PTFE程の耐熱性は必要ないことが分かりました。
そこでこの部品はUHMW-PE（ニューライト）での製作を提案させて頂きました。

UHMW-PE（ニューライト）は滑り特性に優れ、摺動部品などに使用される素材です。
また、スーパーエンジニアリングプラスチックであるPTFE（テフロン）よりも安価です。
この部品加工ではUHMW-PE（ニューライト）での製作を了承して頂き、過剰品質を防ぎ、コストを抑えることができました。

【お客様の声】
廃番となっていた部品でしたので、ダメもとで見積もり依頼を出させていただきました。
何社か依頼しておりましたが、元々同じ材質のPTFEで見積もっていたため、高額でした。
どうしようか悩んでいるところに、別の素材でも条件を満たしているのでどうかとUHMW-PE（ニューライト）をご提案いただき、お願いしました。
同じ材質じゃないとダメだと思いこんでいたので、別の材料でコストダウンをできたことに感謝しております。
(製造業/東京都)

【ワンポイント】
ご使用環境や用途によっては代替可能な素材があります。
過剰品質となる素材を選定すると、余分なコストがかかってしまいます。
ご使用環境や用途をヒアリングさせて頂くことで、最適な素材を提案することができます。

◆UHMW-PE(ニューライト)の素材ページはこちら

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