PTFE加工品の精度と成型品の方向性の解説

PTFEの加工精度を求める際には、本質的特性を考慮す

1. はじめにバルカー技術誌

Spring 2017
No.32

る必要があり、その項目を下記に示す。

PTFEは熱膨張係数が金属に比較して大きく、かつ室温１．熱伝導率が小さい。

転移点が20℃付近にあり体積変化約1～２％を生じる。また、２．熱膨張率が大きい。

柔軟性や弾力性があり、薄肉のものは切削しにくく寸法精度

３．23℃付近で大きな体積変化（約 1％～2％）がある。

が出しにくい。成形加工の残留応力を残存する素材は、切４．弾力性がある。

削加工時の摩擦熱、または切削後の経時変化により変形を５．残留ひずみが存在する場合がある。

起こすことがあり、寸法精度への影響を及ぼすことがある。
このような性質を持ち、加工精度は金属材料と同等の寸以上、加工精度は大きさや形状にもよるが、最小公差は±法許容差を要求される場合があり、使用者と製作者とのトラ0.05 程度、またはJIS K6884 規定値（1 級）の約 1/2と考えらブル要因の一つと考えられる。よってPTFEの加工精度につれる。

いて解説する。

ただし、弾性を持つため寸法測定のときに測定器端部を強く押し付けると正しい値が得られない。例えば、マイクロ

2. 普通寸法許容差についてメーターの押し付け方によっては0.1mm 以上の差を生じる場

Table1にJIS K6884-1971に規定されている「四ふっ化エる。

合もある。使用者と製作者には、この点のご留意も必要となチレン樹脂普通寸法許容差（削り加工）」を示す。
Table1

四ふっ化エチレン樹脂普通寸法許容差（削り加工）

単位 mm

呼び寸法の区分

許容差
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

PTFEは通常、圧縮成型した後フリーシンタ（焼成）を行う
ので、コイニング（金型に入れてシンターし、加圧冷却）
した
り、外層が急冷された成形品に比べ内部応力は小さい。
ただし、高い寸法精度を要求する場合や、形状が複雑な場合は、素材のアニール処理（アニーリング）を行う。

63をこえ

100 以下±0.4±1.0

100をこえ160 以下±0.5±1.2

素材成形時のストレスを解消することによって、寸法精度160をこえ

250 以下±0.6±1.4を向上させ、また、経時変化を抑えるには有効的な手法とな250をこえ400 以下±0.7±1.7

400をこえ630 以下±1.0±2.0る。

630をこえ1000 以下±1.5±2.5

本規格は圧縮成形または押出成形によりPTFE 成形品の素材を機械加工する場合について、1mm 以上 1000mm 以下の寸法に対して定めたものである。この規格の「・・普通・・」の意味は、図面に数値または記号で指示されていない場合に適用することを意味する。
193. アニール（アニーリング）処理効果

・アニーリング：熱または機械的な応力によって生じた成形品の内部歪を除去するために、一定の温度を保持した後、徐冷する操作を言う。

技術論文

4. 表面粗さ
加工精度は表面粗さにもいえることであり、普通寸法許容差同様に材料特性を考慮した数値設定が必要である。
樹脂は加工表面の切削熱の影響を受け、弾性体であるため、金属加工表面の要求は厳しいと考える。
一般的に表面粗さは、加工機の回転速度と送り速度の関係性と、加工切削工具（刃物）による仕上りの違いが発生す

Figure2

表面粗さの種類：最大高さ（Rmax）

る。
Table2：PTFE 表面粗さの加工目安を表記
Figure1：算出平均粗さ（Ra）

バルカー技術誌

Figure2：最大高さ（Rmax）
Figure3：丸棒、スリーブ材から加工方法
Figure4：シート（板材）の加工方法
Table2

粗さの区分け外径加工

Figure4

面加工

Spring 2017

Figure3（単位：μm）

2 種類（新・旧）の相互関係は便宜上を表したもので厳密性はない。現在でも古いJIS（旧）表記を使用している企業も少なくない。

No.32

この旧表示は約 60 年前程に制定され、古くから慣れ親しんでおり、製作側の末端まで浸透するには時間がかかることに加え、機能部品であれば既存の技術に準じる傾向がある

5. 成型品の方向性
PTFE 成型品は成型方法から方向性があり、方向によりためと言える。
そのため新・旧の相対関係を知っておくことも大事である。

物性が異なる。PTFEの一般的な成型方法として圧縮成型法がある。
Figure5に圧縮成型方法の工程を示す。

Figure1

表面粗さの種類：算出平均粗さ（Ra）

Figure5

圧縮成型方法の工程
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PTFE 加工品の精度と成型品の方向性の解説

圧縮成型方法は原料を金型内に投入し上下方向から押し固めていくため、方向性が生じる。成型時に圧縮方向に成型する方向をＭＤ：molding direction、その直角方向をＣＤ：crossectional direction と呼んでいる。

6. おわりにPTFEは化学的に不活性であり耐薬品性に優れており、広い温度範囲においても使用出来る点や固体物質中で最ＰＴＦＥの材料の中で充填材をＰＴＦＥ原料に混ぜ合わせ小の摩擦係数を持っていることから多くの用途で使用されてた充填材入りＰＴＦＥがあるが、繊維状の充填材は成型中にきた。また、金属に比べると遥かに機械加工しやすい材料で配向するため物性が著しくことなるので、設計・使用にあたっあり、樹脂材料の中でも比較的柔らかく、組み合せて使用しては注意する必要がある。

た場合は馴染みやすい特徴のある材料でもある。

変化する特性としては、

近年、精密機械の分野でも多くのPTFE 加工品が使用さ

圧縮クリープ性：MD 方向の値が CDに比べが高い
引張り強度、伸び：CD 方向の値が MDに比べ高く、れ、それに伴い寸法精度の要求も高くなってきている。工作機械や工具の進化とともに加工技術の加速に対応していく。
なお、ご使用用途に合わせた寸法精度の要求と許容値をご

伸びやすい

バルカー技術誌

線 膨 張 係 数：MD 方向の値が CDに比べ大きい
素材がスリーブ状のものや丸棒状のものは見た目で成型方向を確認し加工することが可能であるが、板状のもので複使用者と製作者で確認する必要がある。

7. 参考文献

雑な加工が必要となる場合は初期の加工段階で印を付ける

１）
バルカーハンドブック 技術編などすることで方向性を付けて置く必要がある。

２）三井・デュポンフロロケミカル株式会社

平成 22 年 9月

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ふっ素樹脂 デュポンTM テフロン実用ハンドブック３）JIS K 6884-1971

No.32

川井 成子

太田 伸幸

研究開発本部 開発部
機能樹脂製品開発グループ
樹脂第３チーム

研究開発本部 開発部
機能樹脂製品開発グループ
樹脂第３チーム

訂正とお詫び バルカーテクノロジーニュース夏号 №31に掲載いたしました、“PTFE線膨張係数解説”
3. 寸法補正計算例において誤記がございましたので、ここに訂正しお詫び申し上げます。
誤：寸法変化＝1000×（100－0）
×20×10−5＝20
正：寸法変化＝1000×（0－25）
×20×10−5＝−5
よって、0℃での長さは995mm（収縮）となる。

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