遠心分離機ハウジング
製薬業界に特化した遠心分離機メーカーが、 ある製品のハウジングに大径Oリングを必要としていました。
シールの課題:
このシールは、強い遠心力を受けるため、激しい物理的特性が要求されました。 さらに、遠心分離機の清掃を容易にするため、デッドスペースを発生させることなく 溝に取り付ける必要がありました。
シールの要求条件:
- 各種溶媒などの洗浄剤への耐性
- FDAとUSPクラスⅥの両規格への準拠
解決策:
必要とされる数量が少なかったため、当初ツール作成の費用はかなり高額になると予測されていました。 そこでFlexiMold™ によるO-リングを選定しました。 この当社独自の製造技術では、専用ツールを必要とせず接合部の性能を含め、モールド成形品と同じ特性・機能を持つO-リングを製造することができます。 この事例では、プロセス流体との適合性を確保するため、イソラストJ9515が指定されました。
結果:
このジャイアントO-リングは、短期間で納入され、ツール費用をかけることなく成形モールド品と同等の性能を示しました。
コーヒーメーカー
業務用コーヒーメーカーは、1時間に300杯のコーヒーを入れることが要求されますが、 この条件は、すべてのコーヒーメーカー部品、特にシールにとって過酷な条件です。
シールの課題:
プラスチック部品を使用する家庭用コーヒーメーカーとは異なり、業務用コーヒーメーカーの部品は金属製で 表面が硬く、さらにコーヒー粉がシールと金属部分の間に入り込む事により、シールの磨耗が早くなります。
ある大手業務用コーヒーメーカー様は、トレルボルグ・シーリング・ソリューションズと共同で、 シール寿命をメンテナンス周期10万サイクルまで延長することを目標に開発を行いました。
シールの要求条件:
- コーヒー豆による磨耗への耐性
- 脂肪と酸への耐性
- 通常運転時の圧力は、熱水中で1.6Mpa（16-bar）
- CIP洗浄剤への耐性
- FDA 規格への準拠
解決策:
必要とされる耐磨耗性を実現するため、ターコン® ステップシール2Kの表面形状を 変更しました。さらに、FDA規格を満たし、プロセス流体や洗浄液に耐性を持ち、 高圧下で使用可能なMFグレードの材料を選定しました。
結果:
改良ターコン®ステップシール2Kを用いた設計は、要求サイクルを試験において達成し、 現在では、多数のコーヒーメーカーに使用されています。
ターコン® MFの詳細
充填機
充填機は、ピストン稼動の充填ヘッドをたくさん動かします。
シールの課題:
ある充填機メーカーで、充填ヘッドに使用しているエラストマーシールにフルーツの粒子が捕捉されていることが判明しました。 この問題が汚染の原因になっていましたが、シールの設計上清掃が困難でした。
さらに、エラストマーがピストンシャフトに付着してピストンの動きに悪影響を及ぼしていたため、 充填量が不安定になっていました。.
シールの要求条件:
- 高い耐薬品性
- CPI洗浄剤と最高150°Cの蒸気への耐性
- FDAとUSPクラスⅥの両規格への準拠
解決策:
トレルボルグ シーリング ソリューションズは、エラストマーシールをターコン®バリシールハイクリーンに 交換することを提案しました。この製品は、既存O-リング溝にフィットするので、 部品再設計は不要でした。シールリップを加圧するステンレス鋼製スプリングには シリコン被覆が施されるため、シールの洗浄・滅菌が容易で、汚染のおそれがありません。 さらにターコン®PTFE材の低摩擦特性により、長期間の停止後も固着の問題もありません。 選定したターコン®MF材のグレードは、すべての該当規格に準拠しています。
結果:
ターコン® バリシールハイクリーンを採用した結果、汚染の危険が完全に排除された上、 シールの低摩擦特性により、充填動作が改善されました。
ターコン® MF の詳細
ターコン® バリシールハイクリーン の詳細
フランジガスケット
今日の処理工場では、何千種という長さの異なる配管が配置され、 連結部ごとに継手が使用されていますが、これらの継手はクランプガスケットとＯ-リングでシールされています。 個々の部品は安価であっても、数量が多いため、全体のメンテナンス費は莫大になる可能性があります。
シールの課題:
グローバル企業である、ある企業では、配管接続部のシールに使用されるフランジガスケットが、 システム媒体や腐食性の強い洗浄剤に常に接触する事により、急速に劣化していました。 そこでこの企業は、定期メンテナンスの間隔を長くする事により、メンテナンス費を削減することを目標としました。 しかし、不純物の混入は、製造バッヂの廃棄につながり、莫大なコストが発生するため、 シール性能を犠牲にすることはできませんでした。
シールの要求条件:
- 酸・アルカリ混合CIP洗浄剤への耐性
- FDA, USPクラスVI、3-A の各規格への準拠
- シールの長寿命化により、定期メンテナンスの間隔を現状より延ばすこと
解決策:
トレルボルグ シーリング ソリューションズは、研究所での試験を繰り返し、CPI洗浄剤に最適な材料を特定していきました。 試験結果に基づいて、フランジガスケットをEPDM E7502製のものに交換することを提案しました。
結果:
フランジガスケットの材質変更によってシール寿命が延び、生産性向上、 定期メンテナンスの間隔延長の目的が達成されました。 また、E7502がサニタリー用途に特定して開発された製品であることから 汚染も減少しました。
ミックスブルーフバルブ
処理工場のマトリックス状に配管された自動処理システムにおいて、ミックスプルーフバルブは 重要な部品です。このような工場は、食品や印良品から医薬品や化粧品までに至る様々な 製品の製造に使われていますが、ミックスプルーフバルブは、製造とシステム洗浄の並行作業を 可能にし、媒体の混合を防ぐ役割を果たします
シールの課題:
トレルボルグ シーリング ソリューションズは、グローバル企業である、 ある大手バルブメーカーから、次世代バルブのシール設計について相談を受けました。 次世代バルブは、24時間稼動で、シールは高濃度CPI洗浄剤と過熱蒸気に接触し、 いくつかのバルブを動的使用することが必要でした。
シールの要求条件:
- 全シール材料のFDA準拠
- 油脂、オゾン、経年劣化に対する高い耐性
- 最高200°C耐高温性
- 最大濃度5% 、最高温度100°Cの酸性洗浄剤、濃度5% 、最高温度40°Cのアルカリ性洗浄剤への耐性
- 蒸気滅菌処理への耐性
解決策:
トレルボルグ シーリング ソリューションズは、大手バルブメーカーと 初期段階から共同開発を実施しました。有限要素解析と3Dモデリングを 使用して、シールの部品点を減らし、最適な形状を特定し、生産媒体、 洗浄剤、蒸気のすべてに対する化学薬品適合性を持つFKM V8605を 選定しました。
結果:
トレルボルグ シーリング ソリューションズが推奨したシール設計は 様々な液体を取り扱う処理装置、多数のバルブに実装されました。 これらのシールはCPI、SIPの洗浄剤への耐性を発揮し、結果として 定期メンテナンスの間隔を延ばし、製品収率を最大化することを実現しています。
クイックカップリング
クイックカップリングは、フレキシブな生産システム実現のため また、整備や修理を簡単・迅速に行うために、生産ラインで幅広く活用されています
シールの課題:
ある大手クイックカップリングメーカーが化学、飲料産業向け継手の開発を計画していましたが、 これらの用途での過酷な使用条件に、それまで使用していたエラストマーシールは対応できませんでした。 そこで、この企業は、トレルボルグ シーリング ソリューションズに、耐薬品性と耐蒸気性を兼備し、 該当する産業規格に準拠する解決策の提案を申し入れました。
シールの要求条件:
- 高い耐薬品性
- CIP洗浄剤と過熱蒸気への耐性
- FDAとUSPクラスVIの両規格への準拠
- 小さい公差
解決策:
トレルボルグ シーリング ソリューションズは、洗浄液やプロセス媒体の 種類に応じて、 EPDM E7502製またはイソラスト 製O-リングを推奨しました。
結果:
これらの材料を使用したシールを採用することで、O-リングを劣化させることなく、 クイックカップリングの洗浄、滅菌を行えるようになり、この企業の顧客も長寿命化の メリットを享受することができるようになりました。
イソラスト の詳細
安全弁
安全弁は重要な機器を保護するために設置されます
シールの課題:
ある大手医療機器メーカーが使用していた安全弁では、3個の部品から構成されるシールが 使用されていました。同社は、シールの構成部品の耐薬品性を向上させるため、FFKM材を 指定しましたが、トレルボルグ シーリング ソリューションズは、バリューエンジニアリングの 観点から部品点数を減らし、性能を強化した費用対効果が高いシール製品の開発が可能と考えました。
シールの要求条件:
- 高い耐薬品性
- ＣＩＰ洗浄剤と最高150°C の蒸気への耐性
- FDAとＵＳＰクラスVIの両規格への準拠
解決策:
当社独自の接着技術でイソラスト 材料を金属に接合し、3つの構成部品を 一部品として製造できるようになりました。
結果:
このようにして設計されたシールエレメントは、極めて経済性の高いことが証明されました。 メンテナンス周期の延長、シール材使用量の最小化と組み立て量の低減により、 総費用が大幅に削減されました。この部品の有効性の高さが実証されたことで、 同社は全製品に同じ概念を展開しています。
イソラストの詳細
タンクスプレーシステム
タンクには、洗浄用のスプレーシステムが組み込まれ、 通常ではスプレーヘッドが自動的に引き込まれる仕組みになっています
シールの課題:
トレルボルグ シーリング ソリューションズは、引き込み式スプレーボールシステムを 独自に開発していたある企業と共同開発を実施しました。 このシステムは、空気圧により動作する事で、自己排水が可能なことが大きな利点です。 片側に液体、片側に空気が配置される、包括的なシール設計が必要になり、 シールは両側から高温と圧力を受けるのに加え、さらに洗浄剤に使われる腐食性の強い薬品への耐性が要求されました。
シールの要求条件:
- 高い耐薬品性
- すべてのCIP洗浄剤に対する耐薬品性
- FDA、USPクラスⅥの両規格への準拠
解決策:
トレルボルグ シーリング ソリューションズは、ターコン® バリシールと 使用する薬品に応じてEPDM製やイソラスト製のO-リングを選定するシール設計を 提案しました。スプレーボールのネック部にあるエラストマー製O-リングの表面には、 FDA準拠のFFコーティングを施し、スプレーヘッドのスムーズな動作に必要な シールの摩擦特性を実現できました。
結果:
このシール設計は様々な試験に合格しました。1,000回の動作後も漏れがなく、圧力を維持し、 さらに最高140°Cの高温環境中で24時間稼動させる温度試験後も通常通り動作しました。
EPDMの詳細
イソラストの詳細