PTFEコーティングOリング
PTFEコーティングOリングとは
PTFEコーティングOリングは、従来のゴム製Oリングコア(NBR、FKM、EPDM、VMQなど)を弾性基材とし、その上に薄く均一で強固に接着されたポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のフィルムを塗布した複合シールです。この構造は両材料の利点を融合させ、独自の性能特性をもたらします。
主な応用分野
PTFEコーティングされたOリングは、その優れた特性により、特別なシール要件のある厳しい環境で広く使用されています。
化学および石油化学産業:
強酸、強アルカリ、強酸化剤、有機溶剤などの腐食性の高い媒体を扱うバルブ、ポンプ、リアクター、パイプフランジのシーリング。
汚染を防ぐために高純度化学物質供給システムを密封します。
製薬・バイオテクノロジー業界:
高い清浄度、浸出なし、汚染なしが求められるプロセス機器のシーリング (バイオリアクター、発酵槽、精製システム、充填ラインなど)。
CIP (定置洗浄) および SIP (定置滅菌) プロセスで使用される強力な化学洗浄剤や高温蒸気に対する耐性のあるシーリング。
食品・飲料業界:
FDA/USDA/EU の食品接触規制に適合した機器用シール (例: 加工機器、充填機、配管)。
食品グレードの洗浄剤や消毒剤に対して耐性があります。
半導体・エレクトロニクス産業:
極めて低い粒子生成と金属イオン浸出を必要とする超純水 (UPW) および高純度化学物質 (酸、アルカリ、溶剤) 供給および取り扱いシステム用のシールです。
真空チャンバーおよびプラズマ処理装置用のシール(低ガス放出が求められる)。
自動車産業:
ターボチャージャーシステムやEGRシステムなどの高温箇所のシール。
トランスミッションや燃料システムにおいて低摩擦性と耐薬品性が求められるシール。
新エネルギー車のバッテリー冷却システムへの応用。
航空宇宙および防衛:
油圧システム、燃料システム、環境制御システムにおいて、高い信頼性、極度の温度耐性、特殊な燃料/油圧流体に対する耐性が求められるシール。
一般産業:
低摩擦、長寿命、耐摩耗性(特に高速、高頻度の往復運動)が求められる空気圧シリンダーおよび油圧シリンダー用のシール。
耐薬品性と非粘着性が求められるさまざまなバルブ、ポンプ、コネクタ用のシール。
真空装置用シール(低ガス放出が求められる)。
独自の利点とパフォーマンス特性
PTFEコーティングされたOリングの主な利点は、その構造から得られる強化された複合性能にあります。
優れた化学的不活性:
主な利点の一つは、PTFEはほぼ全ての化学物質(強酸、強アルカリ、王水、有機溶剤など)に対して優れた耐性を示すことです。これは、ほとんどのゴム基材だけでは実現できない特性です。コーティングにより、腐食性媒体がゴムコアから効果的に遮断されるため、過酷な化学環境下におけるOリングの適用範囲が大幅に広がります。
極めて低い摩擦係数(CoF):
重要な利点です。PTFEは、既知の固体材料の中で最も低いCoF値(通常0.05~0.1)を有しています。そのため、コーティングされたOリングは、動的シール用途(往復ピストンロッド、回転シャフトなど)に最適です。
離脱と走行摩擦を大幅に軽減します。
摩擦による熱と摩耗を最小限に抑えます。
シール寿命を延ばします (特に高速、高周波数アプリケーションの場合)。
システムのエネルギー効率を向上します。
広い動作温度範囲:
PTFEコーティング自体は、-200℃から+260℃(短期的には+300℃まで)という非常に広い温度範囲で性能を維持します。これにより、ベースゴムOリングの耐熱温度が大幅に向上します(例えば、NBRベースは通常約120℃に制限されますが、PTFEコーティングにより、選択したゴムによってはより高い温度でも使用可能です)。また、低温性能も確保されています。
優れた非粘着性と非濡れ性:
PTFEは表面エネルギーが非常に低いため、水系および油系液体に対して優れた耐接着性と非濡れ性を備えています。その結果、以下の効果が得られます。
シール面の汚れ、コーキング、またはメディア残留物の付着を軽減します。
清掃が簡単で、食品や医薬品などの衛生基準が高い分野に特に適しています。
粘性媒体でもシール性能を維持します。
高い清浄度と低い浸出物:
滑らかで緻密なPTFEコーティング表面は、粒子、添加剤、低分子量物質の浸出を最小限に抑えます。これは、半導体、医薬品、バイオテクノロジー、食品・飲料などの超高純度アプリケーションにおいて極めて重要であり、製品汚染を効果的に防止します。
優れた耐摩耗性:
PTFE本来の耐摩耗性は最適ではありませんが、極めて低いCoF(摩擦係数)により摩耗率が大幅に低減します。適切なゴム基材(支持力と弾力性を提供)と適切な表面仕上げ/潤滑剤を組み合わせることで、コーティングされたOリングは、動的用途において、一般的に裸のゴムOリングよりも優れた耐摩耗性を発揮します。
ゴム基材の耐薬品性の向上:
このコーティングは、ゴム内部のコアを媒体の攻撃から保護します。これにより、通常はゴムが膨張、硬化、または劣化する媒体において、より優れた固有特性(弾性やコストなど)を持つゴム材料(例:NBR)の使用が可能になります。PTFEの耐薬品性によって、ゴムの弾性を効果的に「保護」します。
優れた真空互換性:
高品質の PTFE コーティングは密度が高く、本質的にガス放出が少なく、ゴムコアの弾力性と相まって効果的な真空シールを実現します。
3.重要な考慮事項
コスト: 標準のゴム製 O リングよりも高価です。
取り付け要件:鋭利な工具によるコーティングの損傷を避けるため、慎重に取り扱ってください。取り付け溝には、十分な引き込み面取りと滑らかな表面仕上げが必要です。
コーティングの完全性:コーティングの品質(密着性、均一性、ピンホールの有無)は非常に重要です。コーティングが破損すると、露出したゴムは強化された耐薬品性を失います。
圧縮永久歪み:主に選択したゴム基材に依存します。コーティング自体には圧縮弾性はありません。
動的耐用年数:コーティングは素ゴムに比べてはるかに優れていますが、長時間の激しい往復運動や回転運動では、最終的には摩耗します。より耐摩耗性の高いベースゴム(例:FKM)を選択し、設計を最適化することで、耐用年数を延ばすことができます。
まとめ
PTFEコーティングOリングの真価は、従来のゴム製OリングにPTFEコーティングを施すことで、優れた化学的不活性、極めて低い摩擦係数、広い温度範囲、非粘着性、高い清浄性、そして基材保護といった特性を付与できることにあります。PTFEコーティングは、強い耐腐食性、高い清浄性、低摩擦性、そして広い温度範囲といった厳しいシーリング課題に対する理想的なソリューションです。選定にあたっては、具体的な用途(媒体、温度、圧力、動的/静的)に基づいて適切なゴム基材とコーティング仕様を選択し、コーティングの完全性とシーリング性能を維持するために、適切な設置とメンテナンスを行うことが重要です。
以下の表は、PTFE コーティング O リングの主な特性と用途をまとめたものです。






