食品加工、製薬、バイオテクノロジー、医療業界において、シーリング材は単なる漏れ防止部品以上の役割を果たします。衛生安全性、機器の信頼性、製品品質において極めて重要な役割を担っているのです。これらの業界では、高温滅菌、CIP/SIP洗浄システム、化学消毒剤、超クリーン環境などが頻繁に用いられるため、シーリング材には、低溶出性と高い生体適合性を維持しながら、極端な温度変化、化学物質、蒸気、経年劣化に対する優れた耐性が求められます。
従来の工業用シール材と比較して、食品および医療グレードのシールは一般的に、FDA、USPクラスVI、3-A衛生基準、EU 1935/2004などの規格に準拠することが求められます。
一般的な食品・医療用シーリング材
シリコーン（VMQ）
シリコーンは、無毒性、優れた柔軟性、そして強い生理学的不活性性といった特性から、食品および医療分野において最も広く使用されている封止材の一つです。医療用チューブ、食品機器、呼吸器などに一般的に使用されています。
標準的な動作温度範囲：
- -60℃～+220℃
- 特殊化合物（最高+250℃）
標準的な耐圧性能：
- 約10MPaまでの静的シール用途
- 真空条件下で優れた性能を発揮
シリコーンは以下のものに対して優れた耐性を示します。
- 温水と蒸気
- アルコール
- オゾンと紫外線への曝露
- 弱酸および弱アルカリ
しかし、一般的に以下のような場合には適していません。
- 鉱物油
- 石油系流体
- 芳香族炭化水素
- 強酸または高濃度のアルカリを長期間にわたって
代表的な用途としては以下のようなものがあります。
- 医療機器
- 輸液システム
- 食品充填機
- 製パン・乳製品製造設備
EPDM（エチレンプロピレンジエンモノマー）
EPDMは、食品、飲料、医薬品業界、特に高温水や蒸気環境において幅広く使用されています。
標準的な動作温度範囲：
- -40℃～+150℃
- 連続蒸気用途では140℃以下を推奨
標準的な耐圧性能：
- 10～25MPaまでの静的シール性能
EPDMは、以下のものに対して優れた耐性を発揮します。
- 蒸気と温水
- CIP洗浄用薬品
- 希釈された酸とアルカリ
- アルコールベースの溶液
- オゾンと風化
ただし、EPDMは以下のようなものとの接触には推奨されません。
- 鉱物油
- 動物性油脂と植物性油脂
- 石油系潤滑油
- 芳香族溶剤
代表的な用途としては以下のようなものがあります。
- 飲料製造ライン
- 医薬品システム
- CIP/SIP機器
- 乳製品および発酵システム
フッ素ゴム（FKM／バイトン）
FKMは、高い耐薬品性と高温安定性が求められる用途で広く使用されています。
標準的な動作温度範囲：
- -20℃～+220℃
- 最高+250℃までの特殊グレード
耐圧性：
- 適切なシール設計では、30 MPaを超えることが多い。
FKMは優れた耐性を備えています。
- 油脂類
- 有機溶媒
- 酸
- 様々な化学液体
また、圧縮永久歪みが少なく、優れた長期的なシール安定性を備えています。
しかし、FKMは以下のような環境への長期曝露にはあまり適していません。
- 高温蒸気
- お湯
- ケトン体
- アミン
代表的な用途としては以下のようなものがあります。
- 医薬品化学システム
- 高温滅菌装置
- 高純度流体の取り扱い
- 医療用ポンプおよびバルブ
PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）
PTFEは、ほぼあらゆる化学物質に対する耐性と卓越した清浄性で広く知られており、腐食性の高い環境や衛生的な環境に最適です。
標準的な動作温度範囲：
- -200℃～+260℃
標準的な耐圧性能：
- シール設計と充填材によっては35MPa以上となる。
PTFEは以下のものに対して高い耐性を持つ：
- 強酸と強アルカリ
- スチーム
- 有機溶媒
- アルコール
- 洗浄剤および消毒剤
その他の利点としては、以下の点が挙げられます。
- 極めて低い摩擦係数
- 焦げ付きにくい表面
- 無毒性
- 抜群の清潔さ
しかし、PTFEは弾性が比較的低く、冷間流動を起こしやすいため、バネ式シール構造と組み合わせて使用されることが多い。
代表的な用途としては以下のようなものがあります。
- バイオ医薬品機器
- 超高純度流体システム
- 滅菌充填装置
- 医療用バルブおよびポンプ
FFKM（パーフルオロエラストマー）
FFKMは、医薬品、半導体、高純度産業向けに利用可能な最高性能のシーリング材の一つと考えられています。ゴムの弾性とPTFEに匹敵する耐薬品性を兼ね備えています。
標準的な動作温度範囲：
- -15℃～+320℃
標準的な耐圧性能：
- 最大約35MPa
FFKMは、以下のものに対して優れた耐性を示します。
- 強酸と強アルカリ
- 高温蒸気
- 酸化性化学物質
- 有機溶媒
- 滅菌剤
また、極めて低い溶出量と非常に長い耐用年数も特長です。
主な欠点は以下のとおりです。
- 非常に高額
- 複雑な製造プロセス
代表的な用途としては以下のようなものがあります。
- バイオ医薬品システム
- 無菌医薬品製造プロセス
- 半導体クリーンアップ装置
- ハイエンド医療機器
化学媒体がシーリング材に及ぼす影響
蒸気と温水
高温蒸気はゴムの老化を促進し、圧縮永久歪みを増加させる。
蒸気環境に適した推奨材料：
- EPDM
- FFKM
- 蒸気用PTFE
標準的なFKMおよびNBRは、一般的に長期間の蒸気暴露には推奨されません。
酸性およびアルカリ性の洗浄剤
CIPシステムでは、一般的に硝酸、リン酸、水酸化ナトリウム溶液が使用されます。
一般的なシーリング材には以下のようなものがあります。
- PTFEとFFKMは、総合的に見て最高の耐薬品性を提供する。
- EPDMはアルカリ環境下で特に優れた性能を発揮します。
- FKMは酸性媒体により適している
一般的なシリコーンは、濃アルカリ溶液中で膨張したり劣化したりする可能性があります。
アルコールと消毒剤
エタノール、イソプロパノール、過酸化水素は、衛生管理や滅菌処理において一般的に使用される。
以下の材料は一般的に優れた性能を発揮します。
- シリコーン
- PTFE
- FKM
- FFKM
一部のEPDM化合物は、長時間のアルコール曝露後にわずかに膨潤する可能性がある。
材料選定に関する推奨事項
標準的な食品加工機器においては、EPDMや食品グレードのシリコーンは、優れた耐蒸気性と衛生特性を備えているため、多くの場合、最も経済的で実用的なソリューションとなる。
医薬品、バイオテクノロジー、および超クリーンな用途においては、優れた耐薬品性と滅菌性能を持つPTFEとFFKMが好まれている。
医療機器には、優れた生体適合性と安全性特性を持つ医療グレードのシリコーンやPTFEが一般的に使用されている。
結論
食品業界や医療業界において、シーリング材は単に漏れを防ぐための部品ではなく、衛生状態、稼働の信頼性、機器の寿命に直接影響を与える重要な要素である。
シーリング材を選定する際、技術者は以下の点を慎重に評価する必要があります。
- 動作温度
- 作動圧力
- 化学媒体
- 滅菌方法
- 清掃頻度
- 規制遵守要件
シール材を用途条件に適切に適合させることによってのみ、長期的で安全かつ信頼性の高いシール性能を実現できる。
投稿日時：2026年5月25日
