潤滑性クロムめっき「テフ・ロック」
Lubrication of Chromium Plated Surfaces-TFE.LOK○
R

製剤機械技術研究会誌

掲載資料

オテック株式会社
OTEC CO.,LTD.

潤滑性クロムめっき「テフロック」
Lubricated Chromium Plating 「TFE．LOK®」
オテック株式会社 野中 康裕
Yasuhiro NONAKAOTEC CO., LTD.
Key Words-TFE．LOK®，chromium plating，lubrication

１． はじめにテフロックは、工業用クロムめっきの機械的特性である高硬度で優れた耐摩耗性と、4 フッ化樹脂（ＰＴＦＥ）の非粘着性、低摩擦係数などの特性を複合した機能性めっきである。
表面処理には様々なものがあり、その特性も多岐にわたる。その中でも工業用クロムめっきは、硬度、耐摩耗性、耐荷重性、離型性、耐熱性、耐食性、鏡面加工性、再加工性などが良いことから様々な分野で利用されている。しかし、摩擦部においては潤滑剤とのなじみが悪いため、凝着などにともなう焼付き、カジリ摩耗などに注意を要する。一方、ＰＴＦＥコーティングは非粘着性、低摩擦係数、自己潤滑性、耐熱性（327℃）、耐薬品性に優れた特性を持っている。しかし、寸法精度の確保が難しい、機械的強度が弱いため傷がつきやすい、素材との密着強度も比較的弱いといったことから用途によっては使用できなかった。
これらの課題を解決し、クロムめっきとＰＴＦＥの長所を兼ね備えた表面処理がテフロックである。
２． テフロックの加工
テフロックの標準的な加工工程は以下の通りである。
バフクロム

バフ

ポーラス

加熱

PTFE

自然研摩

めっき研摩

処理

200℃

封孔

冷却

適応できる素材は、鉄、銅、アルミ、およびそれらの合金、鋳物など広範な金属材料である。めっき前に必要に応じて表面調整のためのバフ研摩などを行い、50〜70μm のクロムめっきを行う。そして、バフ研摩などで最終表面調整を行う。精度を要するものについては、めっき後に砥石研削や研磨を行って要求を確保するケースもある。
次に、クロムめっきを写真 1 のようにポーラス処理し、約 200℃に加熱したところへ−70℃に冷却したＰＴＦＥで封孔処理を行い、自然冷却する。

処理温度は約 200℃と低温であるため、素材への熱的影響はほとんどない。処理
表面の粗さ設定が自由で、部分加工や再加工が出来る。また、より優れた耐食性を要する場合には、テフロックの下地に無電解ニッケルめっきを行う。最大処理形状は、ﾌﾟﾚｰﾄ類で 700×3500、円盤形状でφ900、ロール形状でφ600×3500 程度まで可能である。
表 1 テフロックの標準仕様
めっき厚50〜70μm

クラック数

約 300 本／cm

プラトー数

約 130000 個／cm2

空孔率

約 10％

表面粗さ

1S 以上

100μm

写真 1 ポーラス処理面
３． テフロックの特性
表 2 に各種めっき皮膜およ
表 2 各種めっき皮膜および金属素材の硬さ
び金属材料の硬さを示した。テめっきおよび鋼種
硬度（Ｈｖ）
フロックのベースはクロムめっクロム−炭素めっき（熱処理）
1500〜1800きである。クロムめっきは他のクロムめっき
800〜1000
めっきと比べて金属素地とのニッケルめっき
400〜500
密着性が良く、硬度もＨｖ800
ニッケル−リンめっき
400〜500〜1000 前後と高い。テフロック
ニッケル−リンめっき（熱処理）
800〜1000
はめっき後に 200℃に加熱す60るため、若干硬度は下がるが、 銅めっき
40
それでもＨｖ850 前後あり、硬く、 亜鉛めっき
アルミおよびアルミ合金
20〜140
傷がつきにくく耐久性に優れて中炭素鋼焼入れ焼戻し
160〜285いる。
オーステナイト系ステンレス鋼
200〜260
図 1 に各種複合皮膜のアブクロムモリブデン鋼
245〜440
レッシブ摩耗試験の結果を示す。テフロックは耐磨耗性に優れたクロムめっきがベースになっているため、過酷な条件においても良好な結果が得られている。

う結果が得られている。
図 2 に各種表面処理の摩擦測定結果を示した。クロムめっきの摩耗初期における摩擦は小さく滑りやすいが、摩耗が進行するとともに摩擦係数は大きくなり、摩耗が定常的な状態になると摩擦は一定値を示す

20
ニッケルめっき＋フッ化黒鉛

15
摩耗量 (μｍ)

また、テーバー摩耗試験でもテフロックは硬質クロムめっきやＰＴＦＥコーティングと比べて優れた摩耗特性を持つとい

耐熱温度は、連続使用の場合は 260℃、断続使用の場合は 300℃である。
テフロックの耐食性については、クロムめっきと同様でアルマイト＋フッ素樹脂
テフロック

005001000
摩耗回数 (DS)

15002000

図 １ 各種複合皮膜の摩耗特性
0.70.6動摩擦係数（μk）の複合効果が非常に大きいことが分る。

105ようになる。テフロックの動摩擦係数は 0.1μk 前後の値で非常に小さく、クロムめっきの7 分の 1 程度であり PTFE とニッケルめっき＋フッ素樹脂

工業用クロムめっき

0.50.40.3

アルマイト＋フッ素樹脂

0.2
ニッケルめっき＋フッ素樹脂
0.1
テフロック
00102030

摩擦回数（DS)

不働態皮膜を形成することか
図2 各種表面処理の動摩擦係数ら優れている。しかし、塩酸やフッ酸などのハロゲン化物に対しては腐食が進行する。

４． テフロックの応用
4.1 プラスチック成形部品
プラスチックの成形部品への適用は、潤滑性が良いことから樹脂の流動性を改善し、成形圧力を下げることが出来たりする。また、非粘着性に優れている
ため、樹脂の焼付きの減少にともなう生産効率のアップとメンテナンスの簡略化や、離型性の悪い各種樹脂の使
写真 2 成形金型

4050

用を可能にする。この様なことから、流動性が悪く成形が困難なＰＶＣの成形用マンドレルやロケット部品の製造用金型にも採用されている。
4.2 金属成形部品
鋼板類の成形では凝着摩耗や擦り傷、カジリ傷などが発生しやすいため、潤滑剤を塗布あるいは噴霧しながら行うことが多い。しかし、成形条件などによっては潤滑剤を用いても成形が困難な場合がある。写真 3 の樽型缶を成形するためのエクス
パンダ金型は、表 3 に示したよ
うにクロムめっきでは成形が出来なかったが、テフロック処理を行うことで量産化が可能になった事例である。

写真 3 エクスパンダ金型

表 3 エクスパンダ金型におけるクロムめっきとテフロックの比較
表面処理

滑剤の有無

成形結果

樽缶の胴径バラツキ（ｍｍ）

クロムめっき無破胴あるいは亀裂が発生−

クロムめっき連続ワックス塗布

約 10 缶前後で破胴あるいは亀裂

1 缶目と破胴前の胴径差 ３ｍｍ

テフロック

無10 万缶以上でも破胴なし

約１以内

テフロック

脂肪酸エステル

10 万缶以上でも破胴なし

約１以内

テフロック

パラフィン系ワックス

10 万缶以上でも破胴なし

約 0.5 以内

4.3 食品・医薬関連部品
この用途におけるテフロックの耐食性や安全性に関しては、一般的なクロムめっきやテフロンコーティングで支障が無ければ問題はほとんど無いものと考えられる。アメリカでは食肉加工の器具表面として安全性が農務省で認められており、日本でも食品、添加物等の規格基準（厚生省告示第 370 号）に基づく器具及び容器包装規格に適合している。
食品業界において食品が直接テフロック面と接する用途としては、離型性を要する飴の金型（杵）、ハムやチーズの切断用カッターﾌﾟﾚｰﾄ、耐久性や滑り性、付着防止を目的としたコーヒーや砂糖の充填機用ホッパー、オイルレス環境を要するミルクの充填機用ピストンとシリンダーなどがある。
食品業界と同様に安全性を重視 写真 4 オイルレス環境での歯車する製薬業界においては、耐久性や滑り性、付着防止を目的として錠剤のガイドやホッパーなどに利用されている。
4.4 包装機械部品
包装機械部品で代表的なものがヒートシーラーである。ヒートシーラーは熱伝導性の良いアルミや銅合金が主に使われている。しかし、そのままでは柔らかいため耐久性が無く、非粘着性も良くない。テフロンコーティングが使われる場合もあるが、機械的強度や熱伝導性が良くないため用途が限定される。テフロックはベースがクロムめっきであるため機械的強度 写真 5 ヒートシーラーや熱伝導性が良く、ＰＴＦＥのもつ非粘着性を兼ね備えていることから、設定温度の低下、耐久性の向上、メンテナンス性の向上などの効果が見られる。
4.5 その他
その他、建築関連のバイブレーター用ピストンへの適用は、無給油での高速摺動が可能となり、メンテナンスフリーを実現し大きな差別化が図れている。このようにテフロックは様々な分野や用途で利用されている。表 4 に応用例の一部を示す。

表 4 テフロックの応用例
ダイ、コアー、ニップル、ダイリング、調整リング、マンドレル、
プラスチック・ゴム 金型、トーピート、ブレーカﾌﾟﾚｰﾄ、スクリュー、スクリューヘッ
ド、ラミネートロール、カレンダーロール、プレスロール、ガイド
成形部品
ロール、エンボスロール、Ｔダイ、クロスヘッドダイなど
金属成形部品

絞り、曲げ、押出し、つば出し、へら絞りなどのダイ、ポンチ、ブッシュ、ローラ、ﾌﾟﾚｰﾄ、ガイドなど

食品・医薬
関連部品

ホッパー、ﾌﾟﾚｰﾄ、ガイド、金型、杵、臼、カッター、カッターホ
ルダー、ロール、スクリュー、インペラーなど

包装・物流
機械部品

ヒートシーラー、ガイド、ホッパー、ダイス、マンドレル、ホット
プレート、シュートガイド、テーブル、キャリアバーなど

その他、

ピストンロッド、軸受、カム、プランジャー、ミシン部品など

５． おわりに
ここでは機能性クロムめっきの中でテフロックについて述べたが、この他にも多種多様な機能を持ったクロムめっきがある。当社で行っている一部を紹介すると、熱処理によりＨｖ1500〜1800 にもなる超硬質アモルファスクロムめっき「クロアモール」は、硬いだけでなく耐食性、耐熱性や離型性にも優れ、半導体部品などの精密部品やプラスチック成形部品、アンプル瓶成形部品などに用いられている。高耐食性のクロムめっき「クロストン」は、ステンレスの防食用として食品や船舶関連部品に用いられたり、光沢度を調整できることからプラスチックの各種成形ロールなどに使われている。
この他にもかじり防止用クロムめっきや、チタンなどの難素材上の各種クロムめっきなど様々な機能を有したクロムめっきがある。これらの機能をうまく活用することで様々な差別化が図れる。当社は表面処理業者としてこれからも社会の様々なニーズに耳を傾けて出来る限りご要望に答えたいと考えている。
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