シール材の解説：高温・低温・再生水配管向けEPDM、NBR、シリコーン、PTFE

バルブの信頼性は、その最も小さな部品に等しい。浙江省玉環市で真鍮製バルブおよび水栓金具の製造を25年以上続けてきた当社が、現場での不具合の多くがどこから始まるかを明確にお伝えできます。それは鋳造でも、機械加工でも、めっきでもありません。問題は、使用条件に不適切な材質で指定されたわずか3グラムのOリングにあります。本ガイドでは、EPDM、NBR、シリコン、PTFEの各ゴム・シール材が高温水、低温水、再生水といったさまざまな環境下でどのように振る舞うかを解説し、10年後も確実に密封機能を果たすシール材の選定方法をご案内します。

シール材の選定が、あなたが思っている以上に重要である理由

エラストマーおよびプラスチックは不活性ではありません。水中に浸すと、水分を吸収し、膨潤・硬化したり、可塑剤が溶出したり、残留消毒剤と反応したりします。不適切な材質を選択すると、シャフト部からの漏れ、ボールバルブの固着、ガスケットの粉化などが生じます。飲料水用配管システムでは最悪の場合、異味・異臭の発生や、本来数十年持続すべき継手の早期劣化を招くおそれがあります。欧州および英国では、飲料水と接触するシール材は、WRAS認証や各国の関連法令に基づく材料承認を満たす必要があります。これは単なる性能の問題ではなく、法的適合性に関する要件です。

4つの主力製品の比較

EPDM（エチレンプロピレンジエンモノマー）

EPDMは水に対する標準的なエラストマーです。高温・低温の水、蒸気、オゾン、紫外線、および風化に対して優れた耐性を示し、約-40℃～+150℃の広い温度範囲で柔軟性を維持します。この範囲は、家庭用温水貯湯（最大90℃）やレジオネラ対策として行われるパステル化方式による一時的な熱衝撃にも十分対応できます。食品・飲料水用途向けのEPDM配合材は、WRAS認証、NSF/ANSI 61規格などに対応した製品が入手可能です。

一方、EPDMには有名な弱点が一つあります。それは油およびグリースに対する耐性が極めて低いことです。石油系潤滑油、鉱物油、有機溶剤などからは厳重に避ける必要があります。また、高濃度の強力な酸化剤に対しても、耐性は中程度にとどまります。

真鍮製継手における代表的な用途：バルブのシャフトおよびボネット部のOリング、本体ガスケット、チェックバルブおよびホース接続部のシールリングなど。

NBR／ニトリルゴム（NBR：アクリロニトリル・ブタジエンゴム）

ニトリルゴムは、石油系の用途に適したゴムで、鉱物油、グリース、燃料に対して優れた耐性を示します（使用温度範囲：約－30℃～＋100／＋120℃）。耐摩耗性も良好で、コストパフォーマンスに優れています。潤滑油、油圧作動油、あるいは油分を含む流体にさらされるバルブや継手には、最適な選択肢です。

ただし、長期間の飲料水用温水供給用途には不向きです。ニトリルゴムは耐熱劣化性がやや低く、オゾンや天候による劣化、および高濃度の強力な酸化性消毒剤（例：塩素）による攻撃を受けやすいため、これらは給水システムにおいて日常的に遭遇する条件です。

主な用途：油圧・暖房回路用シール、油圧・空気圧継手、および系統内に添加剤が含まれる特定のラジエーターバルブなど。

シリコン（VMQ）

シリコーンは極端な温度環境に強い素材で、約マイナス50℃からプラス200℃以上でも弾性を保ち、オゾンや紫外線（UV）に対しても優れた耐性を示します。食品-gradeおよび飲料水用グレードも一般的であり、そのため家庭用電化製品やサーモスタット用カートリッジなど、さまざまな用途で採用されています。

一方で、機械的特性には課題があります。EPDMやNBRと比べて引き裂き強度や耐摩耗性が低く、ガス透過性が高く、特定の油類や燃料にさらされると軟化または膨潤しやすいという特徴があります。また、通常は価格も高めです。

主な用途：ダイアフラムシールやサーモスタット素子用シール、ミキサーカートリッジ内のメンブレンシート、および軽微な機械的負荷がかかるが、非常に広範な温度範囲を必要とするアプリケーションです。

PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）

PTFEはエラストマーではなくフッポリマーであり、その性質が使用方法を大きく左右します。PTFEはほぼすべての物質に対して化学的に不活性で、使用温度範囲はマイナス200℃からプラス260℃まで対応し、一般的なシール材の中で最も摩擦係数が低く、腐食・硬化・吸水も一切しません。このため、ボールバルブのシート材として定番であり、ねじ継手用のシールテープとしても標準的に用いられています。

ただし、PTFEには「復元性（弾性回復力）」がありません。Oリングは圧力変動時に形状を回復して密封性を維持する必要がありますが、PTFE単体ではそれができないため、金属製またはエラストマー製の補助スプリング（エナジャイザー）を併用しない限り、圧縮型Oリングとしてほとんど使用されません。代わりに、形状によって圧縮状態が保たれるシート材、バックアップリング、ベアリング、静的シールなどへの適用が適しています。

主な用途：全通径ボールバルブのボールシート、エラストマーオーリング背面のバックアップリング、グランドパッキン、ねじ継手用シールテープ。

シール材と使用条件のマッチング

| 使用条件 | 実際の水質状況 | 推奨シール材 | 避けるべきシール材 |

|---|---|---|---|

| 冷水（飲料水） | 塩素またはクロラミン残留、時折のUV照射、最高約25°C | 飲料水承認済みEPDM、PTFE製シート | 長期使用に適したNBR；飲料水承認なしの配合品は不可 |

| 温水（飲料水／暖房用） | 60～90°C、熱サイクル、スケール付着、レジオネラ対策のための定期的な加熱 | EPDM；ボールバルブではPTFE製シート；サーモスタット要素にはシリコン | 持続的な高温下では標準NBRは不適 |

| 再利用水／グレーウォーター／雨水 | 化学組成が変動しやすく、消毒剤濃度が高め、オゾンまたは二酸化塩素による処理、場合によっては流出水に含まれる油分の痕跡あり | 水側シールにはEPDM；シートにはPTFE；炭化水素が実際に存在する箇所のみNBR使用 | 3種類すべてに対応すると想定された「汎用」配合品 |

| 油・燃料・潤滑系 | 炭化水素が存在 | 温度条件に応じてNBRまたはFKM（ビトン）系 | EPDM（膨潤・劣化により機能喪失） |

生産現場からの2点のメモです。まず、当社の真鍮製ボールバルブでは、通常、PTFE製シートとエラストマー製ステムOリングの組み合わせを採用しています。PTFEは滑らかでトルクが低く、滴下しない完全な遮断を実現し、エラストマーは動的シールを担当します。次に、バイヤーから「中東の屋上に設置して高温水を扱い、かつ強力な塩素処理が施された水を流す」という用途を提示された場合、当社は、単価がやや高くなるものの、汎用的な安価なOリングではなく、EPDMまたはパーフルオロエラストマー系のグレードを推奨します。完成済みの壁内でのシール不良は、適切なOリングの価格の100倍ものコストを要するからです。

購入者および仕様策定者のための仕様確認チェックリスト

RFQまたはデータシートにシール要件を記載する際は、以下の項目を含めてください。

使用流体、連続およびピーク時の温度範囲、および耐圧性能。

飲用水接触承認の有無（例：ご依頼先市場における飲用水接触用途向けのWRAS／NSF 61／ACS／KTWなど）

硬度 — 水用Oリングでは、実用上の標準はショアA硬度70。低圧用途にはやわらかめの60、高圧または押し出し防止用途には硬めの80～90が適しています。

化合物のトレーサビリティ — 色だけではなく、材料データシートおよびロット証明書を必ず確認してください。

システム添加剤 — 熱交換器用防食剤、殺菌剤、グリコールなどの添加剤は、選定に影響を与えます。事前にすべて開示してください。

予備部品戦略 — 大規模プロジェクトでは、長期にわたる保守作業で材質の整合性を保つため、同一ロットのシールキットを予備としてあらかじめ調達することをおすすめします。

サプライチェーンにとってなぜ重要なのか

優れたOEMパートナーは、シールの選定を単なるコスト項目ではなく、エンジニアリング上の判断事項と捉えます。当社シンドンでは、自社試験室にて組立済みバルブを対象に、トルク特性、漏れ性能、シール材との適合性を実測評価しています。また、当社エンジニアは、現場で不具合を起こす可能性のある仕様について、見積提出前に明確に指摘・提案いたします。これは、単に真鍮製鋳物を購入するのではなく、信頼性の高いシーリングシステムを導入することの本質的な違いです。

当社が取り扱っていないコンパウンドや認証が必要な場合は、サービス条件および図面を、エンジニアリングチーム（メール：[email protected]）または[お問い合わせページ](https://www.cn-xindong.com/)よりご送付ください。シールスタックの提案、認証の可否確認、および全材料のトレーサビリティを含むお見積りを迅速にお届けいたします。

*シンドン・エンジニアリングチーム — 浙江シンドン衛生陶器有限公司（1999年設立、中国浙江省玉環市）*