空圧バルブのシールは、NBR、HNBR、FKMのいずれかが常に最良だと決めつけるのではなく、特定のバルブ位置と曝露条件に対して、特定の配合材を承認して選定します。判断には、使用流体、濃度、温度、接触時間、圧力、運動、潤滑剤、必要な根拠を含めなければなりません。ポリマー系統名は、その記録の出発点にすぎません。
この区別により、よくある2つの誤りを防げます。ある材料が主流体には耐えても、組立用グリースとコンプレッサー油の持ち込み、凝縮水、洗浄薬品などの副次的な物質に接触した後で破損する場合があります。同じバルブでも、動的なスプールシール、パイロットシール、静的なボディOリングを併用しており、それぞれの使用条件が同じとは限りません。
空圧バルブ用シール材とは、バルブ内の所定位置で使用する、指定されたポリマー配合材とシール形状を意味します。配合材とは、ベースポリマー、加硫系、充填剤、可塑剤、加工助剤、着色剤、硬度を含む、供給者が管理する配合を意味します。
要点
- NBR、HNBR、FKMは材料系統を示すものであり、承認済みの配合材を示すものではありません。
- 適合性表を参照する前に、8つの使用条件を記録します。
- 温度表は一次選定用のデータであり、バルブの定格ではありません。
- 採用前に、実際のシール、潤滑剤、ハードウェア、使用条件を検証します。
NBR、HNBR、FKMは実際に何を規定しているのでしょうか？
ISO 1629:2025は、ゴム略号に関する国際命名規格の第5版です。ポリマー鎖の化学構造に基づいて記号を定義しているため、NBR、HNBR、FKMは材料系統名として有用ですが、各系統について単一の硬度、加硫系、添加剤構成、色、完成バルブの性能を規定するものではありません（ISO 1629:2025、2026年7月22日閲覧）。
NBRはニトリルブタジエンゴムです。アクリロニトリル含有量は耐油性と低温柔軟性に影響し、加硫系と添加剤は老化、圧縮永久ひずみ、摩擦、抽出挙動を変化させます。そのため、同じ黒色のNBRシールでも、同じバルブ内で異なる挙動を示すことがあります。
HNBRは水素化ニトリルブタジエンゴムです。水素化によってNBR主鎖の不飽和結合が減少し、一般に耐熱性、耐オゾン性、耐老化性が向上します。ただし、この変化によって、すべてのHNBR配合材があらゆる溶剤、洗浄剤、潤滑剤、蒸気サイクルに適合するわけではありません。
FKMはフッ素ゴム系統を示します。Viton™は複数のFKM製品群に対するChemoursの商標であり、すべてのFKM配合材の一般名称ではありません。ChemoursがA、B、F、ETP、低温用の各タイプを区別しているのは、耐流体性、加硫系、圧縮永久ひずみ、低温柔軟性が異なるためです（Chemours Viton Selection Guide、2026年7月22日閲覧）。
色だけでは化学組成を証明できません。
供給者が識別のために配合材を着色することはありますが、黒色はNBR、緑色はHNBR、茶色はFKMという普遍的な規則はありません。承認記録には、メーカー、配合材コード、硬度、シール形状、ロット追跡情報を記載してください。
ポリマー系統の特定で分かるのは、「どの化学組成を出発点としたか」という1点です。購買仕様ではさらに、「どの配合材を成形したか」「どのシール形状を供給したか」「バルブ内のどこで使用するか」という3点に答える必要があります。
バルブ内のシール位置によって荷重は異なります
SMCのVXA21/22カタログでは、空気、水、油、真空の各仕様に対してNBR、FKM、EPDMを選択できます。また、摺動部品および真空仕様部品のグリースも指定されており、承認を正確なバルブオプションごとに行う必要性が示されています（SMC VXA21/22、2026年7月22日閲覧）。
材料系統名だけでバルブ全体を承認することはできません。
動的なスプールシールは繰り返し摺動するため、切換サイクル全体を通じて摩擦、摩耗、漏れを許容範囲に保つ必要があります。ポペットやダイヤフラムはたわみ、または弁座に着座します。一方、静的なボディOリングでは、主に締め代、圧縮永久ひずみ、流体曝露、接合部形状が重要です。パイロットシールは、主流路とは異なる圧力、潤滑剤、供給空気にさらされる場合があります。
| バルブ内のシール位置 | 主な役割 | 材料承認を左右する確認事項 |
|---|---|---|
| 動的スプールシール | 摺動しながらポート間を分離する | 摩擦、摩耗、グリース保持、粒子、切換頻度、漏れ |
| ポペットまたは弁座シール | 弁座に密着して閉止する | 接触応力、復元性、圧痕、粒子、差圧 |
| パイロットピストンまたはアーマチュアシール | パイロット段を作動させる | パイロット圧力、排気経路、温度、潤滑剤、応答時間 |
| 静的ボディOリング | 固定接合部を密封する | 締め代、溝充填率、圧縮永久ひずみ、流体、組立損傷 |
| 外部筐体シール | 洗浄水と粉じんの侵入を防ぐ | 洗浄剤、温度、噴射圧力、筐体設計、老化 |
空気圧バルブであっても、複数の薬品にさらされる可能性があります。コンプレッサー潤滑油、配管洗浄残留物、ねじシール剤、工場塗布グリース、凝縮水、工程から飛来する蒸気が内部シールに到達する場合があります。外部のマニホールドシールは、アルカリ性泡洗浄剤、酸性リンス液、消毒剤、高温洗浄水にさらされることがあります。材料を選定する前に、曝露経路を追跡してください。
バルブの承認は、システム全体を対象とする必要があります。
シール材を1つ変更すると、故障箇所が別の部品へ移ることがあります。耐薬品性のあるスプールシールを使用しても、適合しないパイロットシールやグリースは保護されません。また、樹脂製リテーナー、コイル封止材、ボディ塗装も個別に確認する必要があります。単独のOリングではなく、接液・曝露する部品表全体を承認してください。
乾燥空気で使用する場合は、関連ガイドの無給油空気とスプールバルブシールで、無給油バルブでも工場塗布グリースに依存する場合がある理由を解説しています。切換が遅い場合は、材料の摩擦と内部パイロット圧力の問題を切り分けてください。
バルブ用途におけるNBR、HNBR、FKMの違い
Trelleborgの2026年3月版静的シールガイドでは、一次選定用の標準温度範囲として、NBRは-30°C～+100°C、HNBRは-30°C～+140°C、FKMは-20°C～+200°Cとされています。これらは材料系統レベルの一次選定値であり、空圧バルブの定格ではありません（Trelleborg Static Seals、2026年版、2026年7月22日閲覧）。この境界を明確にしてください。
温度表は候補を絞り込むためだけに使用します。
これらの数値は、静的シールのガイドに記載された材料系統の一般的傾向です。その温度で空圧バルブを運転してよいという許可ではありません。グリースやコイル絶縁材が、樹脂部品、機械的すきま、パイロット性能、動摩擦とともに機能するため、バルブメーカーがより狭い温度範囲を設定している場合があります。
| 材料系統 | バルブの候補となる理由 | 配合材単位で検討すべき制約 |
|---|---|---|
| NBR | 鉱物油とグリース、一般的な工業用圧縮空気、入手性の高さ | 熱、オゾン、耐候性、極性溶剤、洗浄剤への曝露、低温柔軟性 |
| HNBR | 多くの標準NBR配合材より高い耐熱性と耐老化性、良好な機械特性 | 対象薬品、低温始動、硬度、動摩擦、価格、入手性 |
| FKM | 熱、油、燃料、オゾン、多くの炭化水素への曝露 | アミン、高pH薬品、一部のケトンと蒸気用途、低温、FKMタイプ |
NBRは一般的な圧縮空気用途の実用的な出発点になることが多いものの、「一般的」の内容を定義する必要があります。コンプレッサー油の変更、吸気中の溶剤蒸気、エアラインルブリケータの追加によって内部曝露が変わることがあります。対象バルブで承認されている空気品質と潤滑規則を確認してください。熱、オゾン、老化が懸念される場合、HNBRはニトリル系候補の適用範囲を広げられます。ただし、すべてのFKM用途を自動的にカバーするとは考えないでください。その化学的挙動は、アクリロニトリル含有量、水素化率、加硫系、充填剤、実際の使用流体によって変わります。
熱や特定の炭化水素がNBRにとって厳しい場合、FKMが候補になります。ただし、あらゆる薬品に対する万能な上位材ではありません。適切なニトリル配合材より低温シール性が劣る場合もあり、蒸気、苛性薬品、アミン、含酸素溶剤に対する挙動はFKM系統間で大きく異なることがあります。
低温環境向け空圧バルブガイドでは、シール表だけでは判断できない低温始動時のすきま、グリース、コイル、水分の制約を解説しています。高サイクル機械では、材料検討と高頻度サイクル用途のバルブ選定方法を組み合わせてください。これらの確認は別々に行う必要があります。
耐薬品性表でFKMが不適合になるのはなぜですか？
Chemoursは、耐流体性表で9種類のViton™タイプを比較しています。従来のA、B、Fタイプはアミンと高pH苛性薬品に対して非推奨とされる一方、ETP-Sはこの分類で最も高い評価を得ています。したがって、最終承認に「FKM」という指定だけでは範囲が広すぎます（Chemours、2026年7月22日閲覧）。
表の評価は、明示された前提条件下での特定材料と特定流体の組み合わせに対する結果です。その評価は、ベースポリマー系統、独自配合材、静的Oリング、浸漬試験片のいずれかを対象としている場合があります。濃度、温度、時間、試験方法、合否基準も示されていなければ、文字や数値だけから分かることはほとんどありません。ParkerのO-Ring Handbookでは、「良好」「可」「疑問」「不適」「データ不足」の5段階を使用しています。また、「可」の評価は通常、静的用途に限って許容できると説明しています。この制約は、数千回、数百万回と摺動するスプールシールにとって重要です（Parker Oリングハンドブック、2026年7月22日閲覧）。
表は一次選定に使用し、試験で承認します。
次の8項目から適合性記録を作成してください。
- 流体： 正確な化学物質名または市販製品名と最新版の安全データシート。
- 濃度： 通常値、最大値、希釈方法、混合物、残留物。
- 温度： 低温始動、連続、ピーク、洗浄、停止、浸漬。
- 接触時間： 連続、間欠、飛沫、蒸気、パージ、滞留。
- 圧力： 通常、差圧、封入圧、真空、サージ、減圧。
- 運動： 静的、往復、着座、切換頻度、休止時間。
- 潤滑剤： 工場塗布グリース、エアライン油、コンプレッサーからの持ち込み油、組立助剤。
- 根拠： 対象配合材のデータ、表の条件、適合文書、試験。
混合物には特に注意が必要です。純粋な洗浄剤Aに対する表の評価は、製品残留物、コンプレッサー油、防錆剤、リンス薬品Bと混合した洗浄剤Aを承認するものではありません。温度と蒸発によって、シール部で濃度が上昇する場合もあります。工程配合が変わった場合は、承認をやり直してください。表同士の評価の違いは診断情報として利用します。評価の相違は、配合材や加硫系の違いを反映している場合があります。硬度、温度、曝露時間、測定特性によっても結果は変わります。評価を平均してはいけません。実際のバルブに最も近い試験を特定し、残る差をシールメーカーまたはバルブメーカーに確認してください。
SMC、Parker、Chemours、Trelleborgの各資料を分析すると、繰り返し見られる承認上の不足は、材料系統名の欠落ではありません。実際の不確実性は、配合材、シール位置、曝露条件、バルブ全体の各レベルで識別情報が不足することによって生じます。この区別が重要です。
外部洗浄については、マニホールド筐体とコネクタに加え、ケーブル引込部と排水も一緒に検討してください。IP等級は、規定された筐体試験における侵入保護を示すものであり、洗剤に対するエラストマーの適合性を認証するものではありません。IP65、IP67、IP69Kマニホールドガイドでは、この2つの承認を分けて説明しています。必ず別々に扱ってください。
対象バルブの配合材単位の試験
ASTM D471-16a(2021)は、浸漬後の変化として、質量、体積、寸法、抽出物、引張特性、伸び、硬度など6群を対象としています。またASTMは、使用条件が大きく異なるため、加速浸漬試験が完成部品の性能と直接相関しない場合があると注意しています（ASTM D471、2021年、2026年7月22日閲覧）。
ISO 1817:2024も、使用液または標準液への浸漬前後の特性を測定してゴムの耐性を評価します。どちらの規格も、すべてのバルブに共通する単一の許容膨潤率を定めてはいません。担当技術者が、実際のシール形状、溝、摩擦、漏れ、使用条件に応じた許容限界を設定する必要があります（ISO 1817:2024、2026年7月22日閲覧）。
段階的な検証計画を使用してください。
- 文書確認： バルブ品番、シール位置、配合材コード、硬度、加硫系、潤滑剤、材料証明書、規制適合宣言を確認します。
- 材料の一次選定： 追跡可能な試験片を、実際の流体、濃度、温度、時間、順序で曝露します。未使用の対照試験片と比較し、関連する寸法と特性の変化を測定します。
- 組付け静的試験： 実際のシールを代表的なハードウェアに組み込み、圧力、温度、滞留時間の曝露後に漏れまたはシール回復性を測定します。
- 動的バルブ試験： 完成バルブを、必要な圧力、切換頻度、温度、潤滑条件、汚染レベルで作動させます。切換、漏れ、摩擦の兆候、摩耗を測定します。
- 試験後検査： 試験済みシールと保管していた材料を比較し、膨潤、収縮、軟化、硬化、亀裂、はみ出し、付着物、表面損傷を確認します。
試験条件はバルブの使用条件に合わせる必要があります。
試験前に合否基準を定めてください。試験片は、機能を失わずに変色することがあります。一方、わずかな寸法変化でスプール摩擦が増え、切換が遅れる場合もあります。測定値は、材料変化とバルブの役割を関連付ける必要があります。ASTM D1414-22は、Oリングの物理特性と老化変化に関する手順を規定しています。Oリングの品質管理には利用できますが、普遍的な耐蒸気性承認と表現すべきではありません（ASTM D1414、2022年、2026年7月22日閲覧）。故障が安全性や汚染管理に影響する、または生産停止につながる場合は、予定している供給者と改訂版の組立サンプルを試験してください。実験室での浸漬試験は材料の順位付けには役立ちますが、パイロット通路、シール締め代、表面仕上げ、グリース分布、異物、コイル発熱、製造公差が組み合わさった影響までは再現できません。
見積依頼書と保守記録に含めるべき内容
SMCのVXA21/22選定表では、空気、水、油、真空、その他の組み合わせを含む少なくとも5つの使用条件を、特定のシールとボディのオプションに対応付けています。見積依頼書にも同じ品番レベルの精度が必要です（SMC VXA21/22、2026年7月22日閲覧）。
「FKMシール」や「耐薬品バルブ」だけを指定して問い合わせないでください。
供給者が対象範囲全体を検討できるよう、次の情報を提供します。
- バルブメーカー、シリーズ、完全な品番、改訂、機能、ポートサイズ
- シール位置、シール形状、配合材コード、硬度、加硫系、識別用としてのみの色
- 主流体、パイロット流体、濃度、混合物、汚染物質、安全データシート
- 連続圧力、ピーク圧力、差圧、真空、温度、曝露時間
- 切換頻度、年間サイクル数、滞留時間、漏れ限度、応答要件、故障時状態
- 工場塗布グリース、許可されるエアライン潤滑、コンプレッサー潤滑油、洗浄薬品
- ボディ、スプール、弁座、ばね、リテーナー、ダイヤフラム、塗装、チューブ、継手の適合性
- 食品接触、飲料水、酸素、医療、半導体、顧客固有の要求に必要な根拠
- サンプル承認、試験方法、許容限界、変更通知、ロット追跡性
価格は配合材、形状、数量、金型、認証、バルブオプション、入手性によって異なるため、NBRからHNBR、FKMへの一律の倍率で比較しないでください。まず、安全性、適合性、機能の基準を満たさない候補を除外します。その後、バルブ価格、検証費用、交換作業費、停止リスク、在庫、納期を用いて、適格な選択肢を比較してください。
故障の証拠は保存してください。
保守記録は材料選定の一部です。洗浄前にシールを撮影し、位置を記録し、未使用サンプルと比較し、ロット番号を保存してください。膨潤、永久ひずみ、片側摩耗、取付時の切傷、薬品による軟化では、それぞれ必要な是正措置が異なります。
正確な検査用語を使用してください。ブリスター、脆化、光沢化、ニブリング、層間剥離、チョーキング、孔食、粘着、引裂き、扁平化、摩耗、スコーリング、クレージング、潤滑不足は、それぞれ異なる証拠を示します。フレッティング、焼付き、スカッフィング、スポーリング、えぐれ、溶出、ブルーミング、結晶化、白化、異臭から、エラストマー以外の損傷が分かる場合もあります。「摩耗した」という曖昧な表現は避けてください。
| 観察された状態 | 調査すべきメカニズム | 決めつけてはいけないこと |
|---|---|---|
| 膨潤または粘着したシール | 流体吸収、添加剤抽出、不適合グリース | 硬い材料にすれば化学的問題が解決する |
| 硬化または亀裂のある表面 | 熱、酸化、オゾン、薬品侵食、低温での屈曲 | FKMが自動的に正しい代替材になる |
| 扁平な永久ひずみ | 熱、不適切な締め代、長時間の滞留、配合材の老化 | 漏れが耐薬品性不良を証明する |
| 片側摩耗 | 芯ずれ、横荷重、表面損傷、不均一な圧力 | ポリマー系統が摩耗を引き起こした |
| 遅い、または不完全な切換 | パイロット圧力、排気、電圧、摩擦、異物、膨潤 | シール材だけが原因である |
| 外部洗浄時の漏れ | 筐体接合部、締結具、ケーブル引込部、シールの化学組成 | IP等級を上げれば耐薬品性が変わる |
薬品曝露がバルブ以外にも及ぶ場合は、この記録をより広範なアクチュエータの耐薬品性検討に関連付けてください。バルブが適合していても、シリンダー、チューブ、継手、センサー、排気部品まで自動的に適格になるわけではありません。
空圧バルブ用シール材に関するよくある質問
21 CFR 177.2600は、水性食品と繰り返し接触するゴム製品について、2段階の抽出試験を規定しています。限度は、最初の7時間で1平方インチ当たり20 mg、続く2時間で1平方インチ当たり1 mgです（eCFR、2026年7月22日閲覧）。
重要なのはポリマー系統名だけではなく、完成品と意図する用途です。
VitonとFKMは同じですか？
いいえ。FKMは業界で使用される材料系統の名称であり、Viton™は複数のフッ素ゴム製品群とグレードを対象とするChemoursの商標です。バルブ仕様には、供給者、配合材コード、硬度、加硫系、承認済み使用条件を記載する必要があります。「Viton」とだけ記載しても、承認に必要なすべての特性を特定できません。
FKMでNBR製バルブシールをそのまま置き換えられますか？
対象バルブを確認せずに安全に置き換えることはできません。FKMへの変更により、低温挙動、摩擦、圧縮永久ひずみ、膨潤、硬度、潤滑剤適合性が変わる場合があります。まずメーカーがその品番にFKMオプションを用意していることを確認し、次に流体、グリース、圧力、温度、漏れ、パイロット機能、切換条件を検証してください。
シールの色でNBR、HNBR、FKMを識別できますか？
これらの系統を識別する普遍的な色分け規則はありません。メーカーは配合材の社内管理用に黒、緑、茶、青などの色を使用する場合があり、異なる材料系統が同じ色になることもあります。色は視覚的な手掛かりとしてのみ扱ってください。識別には、梱包、部品表示、証明書、配合材コード、ロット記録を使用します。
FDA適合HNBR配合材を使えば、バルブ全体が食品用途に適合しますか？
いいえ。食品接触適合性は、完成したゴム製品、許可された成分、抽出限度、対象食品、接触条件、その他の接液材料によって決まります。対象配合材の宣言書と完成部品の根拠を要求してください。さらに、潤滑剤、ボディ、塗装、洗浄サイクル、衛生設計、追跡性も確認します。
バルブシール配合材を承認する前に、どのような根拠を要求すべきですか？
バルブ品番、シール位置、供給者の配合材コード、硬度、加硫系、温度・流体データ、適合性表の条件、潤滑剤承認、規制適合宣言、変更管理方針、ロット追跡性を要求してください。不確実または重要な用途では、実流体による浸漬結果と、事前に定めた許容限界に基づく完成バルブの漏れ・サイクル試験も追加します。
出典および技術資料
- ISO 1629:2025, Rubber and latices - Nomenclature、2025年発行、2026年7月22日閲覧。
- ISO 1817:2024, Determination of the effect of liquids、2024年発行、2026年7月22日閲覧。
- ASTM D471-16a(2021), Rubber Property - Effect of Liquids、2021年有効版、2026年7月22日閲覧。
- ASTM D1414-22, Standard Test Methods for Rubber O-Rings、2022年発行、2026年7月22日閲覧。
- Trelleborg Static Seals - O-Rings、2026年3月版、2026年7月22日閲覧。
- Parker Oリングハンドブック、2026年7月22日閲覧。
- Chemours Viton™ Fluoroelastomer Selection Guide、2026年7月22日閲覧。
- SMC VXA21/22 Direct Air Operated 2-Port Valve Catalog、2026年7月22日閲覧。
- 21 CFR 177.2600, Rubber Articles Intended for Repeated Use、2026年7月22日閲覧。