グラスライニング創業70年を迎えて
70 Years Progress of Glasslining Business

宮内啓隆＊
Hirotaka Miyauchi

大川敦彦＊＊
Atsuhiko Okawa

多田篤志＊＊
Atsushi Tada

北岡俊男＊＊＊
Toshio Kitaoka

椿野直樹＊＊＊＊
Naoki Tsubakino

グラスライニング製機器は，戦後の経済成長とともに発展し，今日の化学，医薬，食品産業において，欠かすことのできない耐食機器として使用されている。本報では，株式会社神戸製鋼所の琺瑯部門から始まったグラスライニング70年の歩みをグラス，製造技術・設備ならびに反応機として重要な撹拌機の変遷を追って振返る。とくに，国内市場において高度化するグラスライニング製反応機のニーズに対応した当社の機能性グラスを紹介する。加えて，当社がさらなる歩みを進めるた
めの将来的な展望をグローバルな視点から述べる。
Glasslined equipment has been developed with postwar economic growth, and nowadays widely used inchemical, pharmaceutical and food industry as a corrosion-resistant material that can’t be replaced. This
report reviews 70 years progress originated in Kobe Steel, Ltd., through historical development of glass,manufacturing facility and agitator. Particularly, series of our functional glass satisfying sophisticatedneeds of the domestic market are presented. In addition, our future prospects for further progress areindicated based on the global point of view.

Key Words：
グラスライニング

Glasslining

機 能 性 グ ラ ス

Functional glass

撹

拌

技

術

Mixing technology

製

造

設

備

Manufacturing facility

まえがき

清潔性を持たせた材料であり，食器や台所用品，建株式会社神鋼環境ソリューション（1954～1989

材パネル等に広く使用されていた材料である。一

年：神鋼フアウドラー株式会社，1989～2003年：神方，「グラスライニング」は邦名「耐酸琺瑯」とも

鋼パンテツク株式会社）は1954（昭和29）年に設立

呼ばれ，この「琺瑯」の技術を発展させたことでよされた。しかしその生立ちをたずねるならば，さらり耐食性の高い材料となっている。

に古く1946年にまで遡ることになる。この年，当社

本年2016年は，当社のグラスライニング技術の礎の前身である株式会社神戸製鋼所の琺瑯部門が事業となった琺瑯製品の製造開始から70年目にあたる。

を開始した。

本稿にてその技術や設備などの変遷，加えて近年国「琺瑯（ほうろう）」とは，鋼板の表面にガラス質

内市場における多様化する機能性ニーズに対応したの釉薬を焼付けることで鋼板表面に美観や装飾性，グラスや将来の展望について述べる。

2

神鋼環境ソリューション技報＊＊＊＊

プロセス機器事業部 生産部 調達グループ ＊＊プロセス機器事業部 生産部 製造室
プロセス機器事業部 技術部 開発グループ＊＊＊＊

プロセス機器事業部 技術部 GL 設計グループ

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

1.

グラス（釉薬）の変遷て使用してきたグラスを表１「グラスライニング70

一般的に鋼板は腐食環境には弱く，通常使用する年の略史年表」に示す。

場合は表面を塗装やメッキなどの防食処理により環設立時の標準グラス＃5300は SiO2-B2O3系ガラス

境遮断をすることでその耐食性を高めている。しかでアルカリ成分は15 ％で大きな特長は無いが溶融しながら，より腐食環境の厳しい酸や高温の溶液な軟化性に優れスムーズで綺麗な表面状況を示した。

どを使用する設備に対して，一般の塗装やメッキなどでは鋼板の防食をすることはできない。
グラスライニング材料は，酸や各種薬剤に対する耐食性が高いグラスを鋼板の表面に焼付けた金属とその後，当社の標準グラスはその主な用途である
化学・医薬産業の化学的高耐食性能のニーズに合わせるべく，耐熱衝撃性，耐酸性，耐水性の向上も進めた＃5900グラスとなった。

グラスの複合材料であり，構造物として高い強度を

その後＃6100グラスを経て，60年代の終わりには持ちながら，かつ化学的耐食性も高い材料として知ZrO2 を含む珪酸塩グラス＃3300を開発し，耐酸性，られている。したがってグラスライニング材料にお耐水性，耐アルカリ性を飛躍的に向上させた。

いてこのグラス自体の機能や性能は製品の生命線とその後，より耐酸性能，耐水性能を向上させた＃も言えるもので，当社においては創業期から，グラ

3100グラスを経て，80年代半ばに，ZrO2の他に当社

スを原料から自社製造することを基本とし，現在も独自の成分を添加することでグラスライニングの施

この基本姿勢は受継がれている。まずはこのグラス工性，耐酸性，耐水性，耐アルカリ性の全ての性能（釉薬）の変遷について紹介する。

を究極までバランス良く向上させた＃9000グラスの黎明期（琺瑯からグラスライニングへ）開発に至った。このグラスについては，その施工

1946年から株式会社神戸製鋼所の琺瑯部門で製造性，性能バランスの良さ故，現在も標準グラスとし

1. 1を開始した洗面器や食器などの家庭用品の琺瑯製品
は海外向けの輸出品として好評を博していた。
一方，神戸製鋼所が立地する神戸市東部は灘の銘て使用されている。
上記の各標準グラスの耐食性比較を図１に示す。
1. 4

耐付着表面改質「Ag 処理」

酒の産地として有名であり，この灘五郷の各酒造会

60年代から，グラスライニング製の反応機がポリ社は戦災により被害を受けていた。当時使用していマなどの合成樹脂の重合に使用されていたが，初期

た木製のタンクは焼け，琺瑯製のタンクは破損し当の使用時には付着は問題ないものの，長期間使用す時材料不足のため，新品のタンクの入手が困難であるに従い，内容物のポリマがグラスライニング表面ったことから，タンクの修理・再生は各酒造会社のに付着し，製品の歩留まり，品質の低下や機器洗浄要望するところであった。これに応え，1948年に琺による稼働率の低下などが大きな問題となってい瑯製酒タンク用の焼成炉として大型炉を導入，翌た。この問題に対して，ガラスで行われている表面

1949年からは修理のみならず新品の酒タンクの製造改質技術を応用し，グラスライニング層表面に化学を開始した。

的な処理を行うことで表面改質させ，ポリマなどの同時に，この酒タンクの製造と並行し，それまで付着を減少させる「Ag 処理」技術を開発した。

の琺瑯用釉薬をベースに，より耐食性を高めたグラ
スライニング用のグラス（釉薬）の研究を進め1950
年には製薬会社ユーザへ500 LT の反応機を納入した。
1. 2

グラスライニング技術の確立#9000 133313

酒タンクの修理・製造のみならず，化工機分野へ

Nucerite #8100 13の適用拡大に伴い，機器製造における大容量タンク#3100 13に関する設計・製作技術上の問題，より高いグラス#3300 23の耐食性能，耐熱性などの問題を解決すべく，当時

#6100

62

世界のグラスライニング機器メーカでもっとも優れ

55

#5900

58

62

ていた米国フアウドラー社をパートナとし，当社は1954年に神鋼フアウドラー株式会社として設立された。
1. 3

標準グラスの変遷

54

5

38
100
114

100

100

100

20 ％ HCI
B.P.V.P.

Pure water

4 ％ NaOH

B.P.:Boiling point

当社が現在まで，その時代毎に標準のグラスとしVol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

#5300

31

3

図１

神鋼環境ソリューション技報

V.P.:Vapor Phase

L.P. : Liquid Phase

標準グラスの耐食性比較
3

4

1950～

動

社 活

グラスライニング用グラス

撹拌翼

神鋼環境ソリューション技報

1970～

年

グラスライニング製商品

1977～
標準グラス「＃3100グラス」

1953
重油焼成炉 ３号炉完成
引続き，４号炉５号炉導入

1985～
標準グラス「＃9000グラス」

1981～
グラスライニング用フリット（ガラス）の国産化開始

1962
神戸工場完成

1990～

2000～

1991～
高効率攪拌翼「フルゾーン」

1991～
耐 ア ル カ リ グ ラ ス「 ＃4300グ
ラス」

1995
阪神淡路大震災2001～
新標準攪拌翼「ツインスター」

2005
低溶出グラス「＃9000AF」

2004～
耐静電気グラス「ECOGL」

2003～
医薬用グラス「PPG」導入

2015～
コンタミレス攪拌翼「スイン
グスター」

2015～
高伝熱グラス「＃9000HT」

2011～
低溶出グラス「＃9500グラス」

2010～
耐静電気グラス「ECOGL Ⅱ」

2010～

2016
2001
NEDO 省エネ設備として１号 工場照明 LED 化
炉を電気からガスラジアント
チューブ炉へ改造

2013
2000
1996
1985
1976
大型電気炉８号炉の合理化工 PC 制御によるアクセサリ用 中型缶体用ラジアントチュー ３号炉を電気からガスラジア ベトナム・ロンドウック工場
操業開始
ントチューブ炉へ改造
ブ炉５号炉完成
３号炉
事

1981～
低温用グラスライニング機
器，GMP 対 応 機 器， コ ニ カルドライヤーブレンダー，濾
過乾燥機，多管式熱交換器など様々なグラスライニング製機器を開発・販売開始。

1982～
1970～
SUS 用グラス「＃3800グラス」
1963～
耐付着表面改質「Ag 処理グラス」
耐衝撃性グラス「ヌーセライト」

1969～
標準グラス「＃3300グラス」

1963～
標準グラス「＃6100グラス」

1960～
標準グラス「＃5900グラス」

1963
技術センターの設置

1963
1948
世界最大箱型電気炉８号炉完
1955
酒タンク焼成用石炭ガスマッ 都 市 ガ ス 重 油 併 用 新 １ 号 炉 成（東洋最大）
フル焼成炉１号炉完成
1968
大型組立工場増設
自動挿入・矯正機付２号炉増設

1946㈱神戸製鋼所山手工場
釉薬溶解用るつぼ炉，電気炉

1980～

代

グラスライニング70年の略史年表

2003
1992
1989
1975
化工機のアフターサービス会 社名を「神鋼パンテツク㈱」 グラスライニング神戸工場を 社名を「㈱神鋼環境ソリューション」に変更
播磨製作所へ移設・統合
社「神鋼フアウドラーサービ に変更
神戸ハイテクパーク内に「技ス㈱」を設立1966
術研究所」を建設「工業用グラスライニング製
大型反応器の開発」により石
1994
油学会技術進歩賞受賞
大証２部上場

1960～

表１

1961～
1950
1946
㈱神戸製鋼所琺瑯部から商標 琺瑯製建築用パネルの生産開 ポリプロピレン，ネオプレン， 1971～など合成樹脂・繊維・ゴム用 グラスライニング製薄膜蒸発「ブラックキャット」ブラン 始
機器，医薬品製造用途向けの 機の製造開始
ドで琺瑯鉄器を輸出
グラスライニング機器の製造
1955～
大型酒タンク・ビールタンク 増加
の製造開始
1963～
塩化ビニル製造用グラスライ ユーティリティ型酒タンク
ニング製重合槽の製造開始
1966～
ポリスチレン等の合成樹脂， グラスライニング製ワインタ
合成ゴム製造のためのグラス ンク
ライニング機器の製造開始

1954～
フアウドラー翼1954～
標準グラス「＃5300グラス」

当1949
化工機用「耐酸釉薬」の実用化

1949
酒タンク製造開始

1940～

1950
1946
㈱神戸製鋼所琺瑯部門が琺瑯 化工機 １号機納入
製品の製造を開始
1954
神鋼フアウドラー㈱設立
1948
酒タンク修繕を開始

項目

工場・設備

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

⎫
⎜
⎜
⎬上引層
ヌーセライト ⎜⎜⎭高耐食性標準グラス

Si

図２

O

Na

下引層

Ag

鋼

Ag 処理技術グラス骨格模式図（Na から Ag にイオン結合が変化）++

図３ 耐衝撃グラス「ヌーセライト」の複層構造（神鋼ファウドラーニュース1982 Vol.26 No.3より）グラスライニング層において付着増加の要因としその下層に耐衝撃性結晶化グラスを施工する「複層て考えられるのは表面の電気化学的な性状，および構造」とすることで，この問題を解決した（図３参粗度などの物理的な性状の変化が考えられる。様々照）。

な方向から検討，実験を行い，グラス中の Na イオ

グラスライニング製機器使用中に，何らかの衝撃

ンを Ag イオンで置換（図２参照）することで，グをグラス面に与え破損させてしまった場合も，通常ラスの耐水性を３倍に向上させることができた。耐のグラスライニング層では衝撃により全層が破損し水性向上のメカニズムとしては，通常，腐食の初期てしまうのに対して，ヌーセライトの場合，破損は段階においてグラス表層から動きやすい Na イオン

表層の標準グラスのみで下層の結晶化グラス層でクが溶出しグラス表層の電気化学的性状が変化してしラックの進展が食止められ，破損によるグラスの剥

まうが，この Na イオンを Ag イオンに置換するこ

離面積が通常の標準グラスのみの場合より小さくなとでイオンが動きにくくなった結果，耐水性が向上ることから，Ta などによる補修がし易いという特したと考えられる。加えて，耐水性が向上したこと長がある。60年代から90年代まで標準グラスが進化

で長期間表面粗度の変化も少なくなり，耐付着性能

する中，下層にこのヌーセライトを施工し，最表層が長期間継続する好結果となった。70年代以降，数に最新の標準グラスを施工したグラスが撹拌翼やバ

多くの合成樹脂重合用のグラスライニング重合反応

ッフルなどのアクセサリに数多く適用された。
現在は Ta 補修した状態で使用し続けるユーザが機に使用されている。
グラスライニングの表層を改質するこの表面改質少なくなり，一定の役目を終えたグラスとなった技術は当社独自の技術であり，後々の新しい機能性が，後述する機能性グラスにおいても当社のグラス

グラスの開発においても，本技術がその礎となってライニングはしばしば，この「複層構造」を採用しいる。

ており，他社には見られない特長となっている。

1. 5

耐衝撃性グラス

ヌーセライト＃8100

1. 6

極低温用高耐食グラス＃3800

グラスライニングは，金属とグラスという熱膨張

通常の炭素鋼を使用したグラスライニング機器率の異なる材料を複合させることで，焼成後にグラは，低温用鋼板 SLA325A を使用することで－45 ℃

ス層に残留圧縮応力が掛かるよう設計された材料でまでの使用が可能であるが，それ以下の使用温度にあるため，通常のガラスより機械的強度が強化されおいては，素地金属にオーステナイト系のステンレており，数倍割れにくくなっているが，１）それでもス鋼板を必要とする。しかしステンレス鋼の熱膨張「ガラスは割れる」と言うイメージが強い。そこで率（17.3×10-6/K） は 通 常 の 炭 素 鋼（11.5×10-6/K）「割れないガラスを」というニーズに応え開発したに比して大きいため，炭素鋼用のグラスをそのままのが「ヌーセライト」である。この名称はライニン

ステンレス鋼に適用すると，熱膨張率の差異に起因グ可能な結晶化グラスを意味している。グラス層中するグラス層中の残留圧縮応力が過大となりグラスに結晶を生成させることで耐衝撃性，熱伝導率，耐層の破損の原因となる。

摩耗性を向上させている。ただし，一般的には非晶

このことを解決するためステンレス鋼板用グラス質であるグラスと比較すると結晶化ガラスの耐食性として，この熱膨張率も考慮した新たなグラス成分が低下するため，化学的耐食性が要求されるライニ設計を行い＃3800グラスを開発した。これにより，ング層の最表層には高耐食性標準グラスを施工し，－196 ℃の極低温までグラスライニング機器が使用

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報5

できるようになった。
1. 7

い用途で使用可能となった。

耐アルカリグラス＃4300

更に近年，グラスライニング製機器にも耐食性だ

主に酸性成分よりなるグラスはアルカリ溶液に対しては酸に対するほど耐食性は高く無い。とくに温けでなく＋αの付加価値を求められるようになった。

度，濃度の少しの上昇で加速度的に腐食が顕著とな

それはグラスライニング製機器自体の使いやするため，一般的に高温，高濃度のアルカリ雰囲気にさ，後述する撹拌性の改善，洗浄性向上，メンテナ

おいては耐食金属材料が用いられる場合が多い。

ンス性向上等グラスの耐食性以外の価値であり，こしかしながら工程中で酸性・アルカリ性の両方で使用される場合や金属イオンの溶出が問題となるニ

れらのニーズに対して改良・改善を重ねることとなった。

ーズに対して，耐酸性は標準グラス＃9000の約半分

とくにグラスについては，耐食性に加え安全性向の性能であるが，耐アルカリ性能については標準グ上と高度なファイン化のユーザニーズに応え，耐静

ラス＃9000の約２倍の性能を持つ耐アルカリグラス

電気，低溶出，省エネといった新たな機能性を持た＃4300を1991年に開発した。＃4300グラスの耐アルせたグラスの開発へと展開して行った。

カリ性能を図４に示す。

1. 8

一般的に，グラスライニングの施工原理として，

医薬用グラス PPG

21世紀に入って，まず始めに商品化されたグラス

グラスを細かく粉砕した泥漿状の釉薬を鋼板表面にが PPG（Pfaudler Pharma Glass）である。これまで

吹付け，高温で焼成することで，グラスの粒同士がの標準グラスは「濃紺色」であり場合によっては視軟化流動・融着しグラス層を形成する。一方，グラ認性に問題が有る場合があったが，PPG の特長は，スの腐食初期段階においては，ミクロ的にはグラス

写真１に示すように明るく視認性に優れ見やすい

表面の腐食・減肉は均一には進行せず，グラスの粒「ライトブルー色」である。これにより，缶内の付同士が融着した境界部分が選択的に腐食することが着等を目視で確認しやすくなり洗浄性が向上した。

知られている。このことから，この＃4300グラスは

また標準グラスよりも耐アルカリ性が20 ％向上しグラス自体の耐アルカリ性を高める成分をグラス組ており定置洗浄目的でアルカリ洗浄を行う反応機に成として添加するのに加え，グラスの粒同士の境界も有効なグラスである。

部に耐アルカリ性を高める成分を添加することで，PPG は 提 携 解 消 後 も 友 好 な 関 係 を 続 け て い る

グラスライニング層全体の耐食性能を向上させた。

Pfaudler GmbH が医薬用途向けに開発したグラスでこのように，市場の耐食性向上のニーズに応えてあり，国内医薬市場でのニーズを見込み，2003年か

新しいグラスを開発し適用範囲を広げ，種々の厳しら技術提携し製作・販売を行っている。PPG 販売
以降好評を頂き，この明るい色調のグラスへの要求が国内では強くなってきている。

pH13 pH14
1.0

1. 9

0.9
0.8

耐静電気用グラス ECOGL シリーズ

2004年には，絶縁性のグラスライニング機器内で

NaOH
80 ℃

発生する静電気による機器破損等のトラブルに対処

腐食率（mm/y）

0.7
0.6

9 000

0.5
0.4
4 300
0.3
0.2
0.1

＃9000

0

5

10

15

20

25

濃度（％）

図４
6

＃4300グラスの耐アルカリ性

30

写真１

PPG
PPG と＃9000のグラス色調比較※ Pfaudler Pharma Glass（PPG）は Pfaudler GmbH との技術提携品です。

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

放電エネルギの緩和方向

放電エネルギの緩和方向
GRD

導電グラス層
導電性グラス

標準グラス層GRD

金属母材【表層導電性構造】（ECOGL シリーズ）
放電エネルギが面方向に拡散

金属母材【全層導電性構造】（一般的導電性グラス）
放電エネルギが１個所に集中

図５

各導電性構造の放電に対する挙動

放電破壊電圧（kV）

75

50

25

ECOGL Ⅱ

図７－⒜

0

全層導電性
標準グラス
グラス
（#9000）（一般的導電性グラス）

図６

標準グラス
（＃9000）

ECOGL

各グラスの色調

表層導電性
グラス（ECOGLシリーズ）

模擬放電印加時のグラス放電破壊電圧するグラスとして導電性グラス「ECOGL（Electrical
Conductive GL）」を商品化した。このグラスは，ヌECOGL Ⅱーセライトより続く当社独自の複層構造のグラスで標準グラス（＃9000）ECOGL

図７－⒝ ライト照射時の各グラスの視認性（300 mm 直上より LED ライトにて照射）あり，表層部のグラス層のみを導電性にする構造を採用している。グラス層に導電性を付与することでグラスの帯電は防止できるが，内容物が絶縁物を撹拌する限り，静電気の発生・帯電は避けられない。

ライニング業界でもっとも静電気による放電に対し場合によっては撹拌により内容物の帯電が大きくなて強いグラスである。

ると，導電性を有するグラスでも放電が発生してグ

2010年には，視認性向上のニーズを受け図７のよラスの破損が生じる場合がある。しかしながら，表

うな明るい色調で視認性が向上し，導電層の厚みを層部のみを導電性にすることにより，内容物の帯電増し，より厳しい腐食環境で使用できるように改良が大きくなり放電が発生した場合でも図５に示すよ

した ECOGL Ⅱを商品化した。この当社独自の表層

うに，放電のエネルギを面方向で緩和し，下層の絶導電構造は静電気トラブルの解決に貢献し多くのユ縁グラス層で静電気による破損を防ぐため，グラス

ーザーに採用頂いている。またこの導電性グラスは層全体としては破壊されにくくなる。一方，全層を欧米に先駆け日本で開発・実用化された技術であり導電性グラスにした場合，一旦放電が発生してしま

今後欧米でも同様のニーズが具体化する可能性もあうと，一点に放電のエネルギが集中するため，逆にる。

グラス層が低い電圧でも破壊されてしまう。模擬放

1. 10

低溶出グラス＃9000AF，＃9500

電を印加した場合のグラスの破壊電圧を図６に示

グラスは化学的耐食性に優れた材料であるが，腐す。このように表層部のみを導電性とした ECOGL

食された際にわずかながらグラスの成分が溶出すが放電によるグラス破損に対して強いことは，実験る。とくに溶出しやすいのは Na や K 等のアルカリ的にも確認されており，現時点で ECOGL はグラス

金属成分であり，電子材料等を生産する分野では，Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報

7この微量な溶出を可能な限り低減することが求めら

材質の変更を気にすることなく，これまで同様にごれる。

使用頂くことが可能である。

当社は70年代より前述の「Ag 処理」のようなグ＃9000HT は省エネ効果があることから，導入に

ラス表面の改質技術を有しており，完成後のグラス

際しては生産性向上設備投資促進税制等の優遇措置にこの技術を応用し，表面近傍のアルカリ金属成分の対象となる場合もある。

等を除去して微量な溶出を低減させ た グラス ＃2.

9000AF を2005年に開発した。

工場・設備の変遷

当社の前身である株式会社神戸製鋼所の琺瑯部門

また2011年には，グラス中の Na 成分の含有量をが，山手工場の一角に1946年琺瑯工場を建設した。

極限まで低減することで，Na の溶出を従来の1/10

釉薬溶解のるつぼ炉を新設し，焼成炉は海岸工場かに減少させた新たな低溶出グラス＃9500を開発し

ら電気炉を移設した。その後も生産設備の拡充に取た。＃9500グラスは耐食性が向上しているため，結組み，順調な発展を辿ってきた。酒タンクの需要と果として図８に示すように，Na 成分以外の溶出も化工機の受注も著増していた1962年に隣接する神戸

従来品以下に低減している。また耐食性が向上して製鋼所溶接棒工場の茨木市移転とともに当工場跡地いることから，低溶出性が必要とされる分野だけでを取得し，工場を約２倍に拡張した。1963年には，なく，より腐食性の厳しい用途で採用されているケ

Siemens 社の施工指導の下，世界最大の箱型超大型ースもある。

電気焼成炉８号炉を建設，1968年には重厚長大化す

1. 11

高熱伝導性グラス＃9000HT

る産業界，とくに石油化学工業界の需要に応えるべ

ガラスは樹脂材料ほどではないが，1.0 W/mK とく大型組立工場を建設した。

熱伝導の悪い材料であり，グラスライニング製機器

1976年には東播磨地区10万 m2の敷地にステンレ

はライニングされているグラス層が伝熱の律速とな

ス製大型機器の製作に対応した「播磨製作所」を竣っている場合が多い。この伝熱性を改善すべく2015

工。その後1992年にはグラスライニング製品につい

年に高伝熱性グラス＃9000HT を開発した。

ても本社（灘工場）から播磨製作所に全て移転，統＃9000HT は，グラス層厚みを低減するとともに，合した（写真２，３参照）。さらに2013年には医薬・

熱伝導の良好なグラス層を挿入することによって，ファインケミカル用機器のクリーンな雰囲気での組

熱伝導を向上させており，例えば図９に示すような立試運転の必要性から作業性も考慮しエアコン装備

条件においては，グラスライニング製反応機の総括した「F 組立エリア」も建設し小型機器から大型機

熱伝達係数（U 値）は従来の1.5倍以上に向上する。

器まで，またクリーンな組立を要求される機器まで

このため昇温・冷却時間の短縮，温度応答性が向上

一貫して対応可能な工場となった（図10）。以下に

し温度制御性が向上するといった効果がある。後述

各設備の変遷について紹介する。

する高効率撹拌翼（フルゾーン）と組合わせれば，

2. 1

焼成炉

機器と内容物間の熱の移動が良好になり，さらなる

グラスライニング機器の製造において，中核をな

伝熱性の向上が可能となる。また接液部のグラス

す設備は焼成炉である。グラスライニング用の焼成は，従来より広くご使用頂いている当社標準グラス＃9000を施工しているため，内容液に接するグラス
約1.5倍

溶出量（ppb）

40

#9000

48

#9500
試験条件

30

0

500
約2.1倍

0

20
10

7

5
Na

5
Li

図８
8

純水70 ℃

総括伝熱係数 U（W/m2K）

約1.6倍
50

1

1
Ca

＃9500の溶出性

検出限界以下K

槽内：水
外套：スチーム 槽内：メタノール
外套：温水
槽内：ひまし油
外套：スチーム

図９ 種々のプロセスにおける U 値概算結果（黒）9000＋３枚後退翼，（赤）9000HT ＋フルゾーン翼

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

写真２

播磨製作所

全景

写真３

播磨製作所

鳥瞰図

図11

リジェネレイティブバーナー

図12

ラジアントチューブの高性能工業炉導入フィールドテストを経て，電気炉から都市ガスの高効率リジェネレイティブバーナ
ー搭載の高性能グラスライニング焼成炉へと順次変更・導入を行った。そして間接加熱式のラジアント
チューブ方式を採用したことで，高い輻射熱が得られ品質向上を実現できた（図11，12参照）。主要炉に電気式からガス式高性能グラスライニング焼成炉を採用したことで，CO2 排出量を年間1 300トン削減することができ，地球に優しい工場づくりの第一歩となった。また，Factory-Automation 技術を最大限活用し，主要炉において自動温度制御システムな
図10

らびに自動搬送焼成システムを採用し，省人化を推F 組立エリア進めてきた。
炉は，熱源と炉の型式が時代とともに大きく変わっ

2. 2

ガラス原料溶解設備てきた。石炭焚きマッフル炉に始まり，重油焚き直グラスライニングの生命線はグラスフリットにあ

火炉，ガス焚き直火炉，電気炉へと進歩してきた。

ると云われ，当社ではグラス原料溶解設備を備えてまた，環境負荷低減向けにいち早く取組み，NEDO

いる。高度化，多様化するユーザニーズに応えるべ（独立行政法人

く，新しいグラスフリットをスピーディに自社開発

新エネルギー・産業技術総合機構）

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報

9する環境を整えている。必要なグラスの機能に応じに改善し，安全に作業できるよう設備改善を行ってた成分に基づき，原料を計量・混合・溶解を経て急いる。

冷し，グラスフリットを製造する。製造グラスフリ3.

ットは物性試験を行い，品質を確認している。計量

3. 1

グラスライニング製製品の変遷
グラスライニング製反応機の誕生

誤差を小さくし，ヒューマンエラーの介在する余地

1946年の琺瑯部門が事業開始して以降，神戸製鋼を無くしコンタミを防ぐために釉薬原料自動計量搬

所では酒タンクの修理・製造の過程で進めていた釉送システムを導入し，トレーサビリティ確保のため薬の研究と並行して，日本の化学工業界の将来性に原料の計量データまで全て記録されている。また中いち早く着目し，化学工業用の耐酸釉薬の研究を続間原料であるグラスフリットを貯蔵するための自動けていた。

倉庫も設けた。原料混合時間を大きく短縮できる混

1949年９月にはその基礎的研究がほぼ完了し，引合機（PS ミキサー）と溶解されたグラスの急速冷続き実用化に向け検証を行い，翌1950年に製薬会社

却粉砕装置（いずれも当社開発製品）など，さながから500LT 反応機を受注した。（写真５参照）

ら粉体プラントとなっている。

3. 2

2. 3

省エネ・自動化・安全性向上

PVC 用大型グラスライニング製重合機とフア

ウドラー翼

省エネについては1996年～2001年に掛けて順次，1954年の神戸製鋼所と米フアウドラー社との共同

前出の焼成炉を電気炉から高効率都市ガス炉へ変更

出資により神鋼フアウドラー株式会社が設立されたしていった効果がメインとなるが，その後，周辺機が，同年初頭からの不況の影響もあり，化工機部門器についても省エネを推進め，省エネの基本であるの生産は伸悩み状態であった。しかし，同年４月，

インバータ機器，ヒートポンプ方式の空調，工場・

合成樹脂・合成繊維用機器を相次いで受注，1955年

事務所照明の LED 化等，環境負荷低減に向け取組に政府の合成樹脂５カ年計画が実施されたことによんでいる。

り化工機をめぐる環境はにわかに好転した。それままた自動化設備も積極的に採用している。溶接ロ

で，乳化重合法により国内で生産されていた塩化ビ

ボット導入はもとより，従来手作業で行ってきた鏡

ニール樹脂（PVC）の品質が，欧米から輸入した樹板の芯出し・ノズル孔等の罫書き作業を CAD 図面

脂より相当劣ることが判明し，塩ビ各社は懸濁重合

データを用いて自動で高精度で行う「鏡板罫書きロ法へ製法転換すべく，欧米からの技術導入が行われボット」をロボットメーカと共同で開発し，品質向た。そして，この懸濁重合法の心臓部となる重合機

上，省人化に向け取組んでいる（写真４参照）。

を米フアウドラー社が米国塩化ビニール樹脂製造各製造工程の自動化と合わせて，作業の安全性を向社に納入していたことから，当社は米フアウドラー

上させる設備改善も行っている。最近の例として，
グラスライニング機器をより安全に組立・試運転検査を可能とする「自動昇降機能付き組立デッキ」
を，また作業用クレーンにつても衝突回避機能付き

写真４
10

写真５

罫書きロボット

神鋼環境ソリューション技報

化工機第１号機
Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

社から図面提供を受け国産化を開始した。その結ル式に変わるなど技術革新を遂げた。

果，塩化ビニール樹脂製造用に14 000 L グラスライ

グラスライニング製フアウドラー翼は断面がオー

ニング製重合機（写真６参照）が次々と採用されはバル形状の３枚後退翼で，通常は槽の底鏡部に配置じめた。この14 000 L グラスライニング製重合機のし，低粘度から中粘度の広い粘度範囲で多目的の撹登場によって，国内の塩ビ重合機は，材質がステン拌に適している。撹拌翼より吐出した液流は槽壁にレスからグラスライニングに，撹拌翼の形状が従来沿って上昇し液面部で反転して槽中心部を下降するのパドル型やタービン型からいわゆるフアウドラーというパターンで，槽内に一つの大きな上下循環混

翼（図13参照）と言われる３枚後退翼に変わり，撹

合を起こさせることを特長としている。前述の塩化拌翼の回転数がタービン翼と比べて低速回転とな

ビニール樹脂重合機用の撹拌翼として認知されグラり，軸封部がグランドシール式からメカニカルシー

スライニング製反応機に標準的に採用した結果，約60年という長い年月を経た現在も，グラスライニン
グ製反応機用の代表的な標準撹拌翼の一つとしてグ
ラスライニング業界で採用され続けている。
高効率翼フルゾーン

3. 3

前項で説明したようにグラスライニング製反応機
用の撹拌機はフアウドラー翼が標準となったが，フアウドラー翼が対応できない高粘度域を含む広粘度
範囲用の撹拌翼として1990年にグラスライニング製『フルゾーン』（図14参照）を開発した。フルゾーン
はステンレス製反応機用として①

広い粘度範囲での効率良い均一混合②

低粘度用タービンや高粘度用ダブルヘリカルリ
ボンが適用しにくい中粘度領域での混合効率の向上③

槽内全体におよぶ大きな一つの循環流の形成を通じての効率良い混合の達成を目的として開発され，これをグラスライニング可写真６

能としグラスライニング製反応機に適用した。

14 000 L 重合機

サイクロ減速機

サイクロ減速機

ドライシールドライシール
マンホール

マンホール

4 〜ブラケット
１〜ビーバーテイルバッフル

4 〜ブラケット２〜ビーバーテイルバッフル

フルゾーン翼フアウドラー翼

図13

図14

フアウドラー翼反応機

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報

フルゾーン翼反応機
11

フルゾーンは上下にそれぞれ異なる機能を持つ特サイクロ減速機

殊ワイドパドルを２段，立体的に組合せた特長的な形状であり，上下翼間隔と上段翼のフィンにより上段・下段翼の各々の吐出流を融合，槽内全域におよドライシールぶ大きな循環流を形成する一方，下段翼には上下翼の吐出力バランスを考慮した後退翼を採用することマンホールで効率良い吐出を実現した撹拌翼である。1991年の
上市以降，乳化重合・晶析・水添反応・溶解等の様々なプロセス改善に貢献していたこともあり，上4 〜ブラケット

市当初からグラスライニングへの適用ニーズはあっ
１〜ビーバーテイルバッフル

た。当初板翼で構成されたその構造からグラスライ
ニング施工が困難であったが，板翼へのグラスライ
ニング施工技術の改善を繰り返すことにより，同年にグラスライニング製フルゾーンが完成した。
1990年代以降，グラスライニング製反応機の用途
は石油化学からファインケミカル・医薬にシフトしツインスター翼ており，幅広い用途に適用できる高性能撹拌翼とし

図15て採用されている。
3. 4

ツインスター翼反応機

グラスライニング用新標準撹拌翼ツインスタ

ーの登場
グラスライニング製反応機の撹拌翼は，従来のフアウドラー翼に加えて，前述のフルゾーンが選択肢として追加されたが1990年代後半から低中粘度域の撹拌におけるグラスライニングユーザ特有のニーズ
として①

多品種少量生産への移行に伴い，一つの反応機で少液量から呼称容量までの幅広い液量において効率の良い撹拌が得られること②

サニタリー性，コンタミレスを保つためにシン

写真７

グラスライニング製多管式熱交換器

プルかつ洗浄性の高い翼形状であること③

クロスコンタミの原因となる分割部（本体フラ売台数が逆転し，2003年には単年度納入実績が100

ンジ等）が少ない密閉型の撹拌槽に取付が可能な台を超え，グラスライニング製撹拌機の新標準翼と撹拌翼であることなった。現在累計販売台数2 000台に迫るヒット商というように多様化・高度化しつつあった。
このようなニーズに対しフアウドラー翼のコンパ
クトさとフルゾーンの少液量対応・撹拌能力をベー品となったことは，ユーザニーズを的確に捉え，それを上手く解決（開発）し商品化した成功例である。
3. 5

グラスライニング製多管式熱交換器

スにシンプルで高い撹拌性能を有する撹拌翼として，化学，医薬品工業における製造ライン中には，プ

2001年に『ツインスター』（図15参照）を開発した。

ロセスのメイン機器となる前述のような反応機の周ツインスターはフルゾーンと同様に板翼を採用し辺機器として，種々の材質，構造の熱交換器が使用

翼下面を下鏡に沿わせることで少液量撹拌を可能とされている。当社でもグラスライニング製熱交換器した。また後退した２枚板翼により吐出流を強化しとして，二重管式熱交換器，多重缶式熱交換器を数たことで，フルゾーンにはおよばないがフアウドラ

多く製造していたが，単位伝熱面積当たりの容積がー翼では対応困難な撹拌（粒子浮遊，高粘度液撹大きいため，「もっとコンパクトなグラスライニン

拌）まで対応できる新しいグラスライニング製撹拌

グ製熱交換器を」というユーザニーズに応える形

翼として市場に受入れられた。

で，80年代半ばに世界初となるグラスライニング製

開発翌年の2002年にはフアウドラー翼との年間販12多管式熱交換器（写真７参照）を開発した。

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

多管式熱交換器は，シェル（胴）内に多数のチューブ（管）を有する，１パス型熱交換器であり，グもありグラスライニング機器マーケットは拡大する傾向にある。

ラスライニングされたチューブ内面側をプロセス流

一方国内マーケットは約70～100億（当社推定）体，シェル側を加熱または冷却媒体が通過することであり，その用途は主に医薬・電材等のファインケ

により，プロセス流体の熱交換を行うものである。

ミカルであり，製造工程の複雑さ，「ものづくり」

このチューブ内面のグラスは従来のグラスライニンの観点から新興国への生産移転も少なく，大幅に伸グと異なり，中空ガラス管を鋼管内面に溶着させる

びることは期待できないが堅調に推移するものと見インサート方式を採用しており，含泡率が少なく，込まれる。

ピンホールが発生し難いものとなっている。管板とまた，国内のグラスライニング機器に対するニー

チューブは溶接一体構造としており，この熱容量差

ズは，コモディティ化した一般的な機器と，スペシが極めて大きい部材接合部のグラスライニングは，ャリティ化したより高付加価値の機器に二分化して当社の開発した特殊焼成方法により可能となった。

いくと予想され，とくに後者の高付加価値グラスラ

カーボン製熱交換器と比べると，伝熱面積当たり

イニング機器が増加すると見込まれることが他地域の総括伝熱係数は低いものの，近年の医薬・ファイとは異なる。その結果グラスライニング機器には耐ン用途でのコンタミレスのニーズの高まりから，グ

食性に加え現状以上に高度な，また複合した機能をラスライニング製多管式熱交換器の需要も高まりつ有したグラスが要求され，またさらなるファイン化

つあり，生産体制を一新し完全内製化も実現し，さに対応したクリーンさ，洗浄性向上も要求されるとらなる高品質化を進めている。

考えられる。

4.

今後の展望

4. 1

機能性グラスとハイブリッド化

機能性グラスの今後の方向として下記の様な展開

グラスライニング機器の世界市場は現在約400～500億円（当社推定）であるが，近年の欧米の経済が考えられる。

成長率の低下もあり右肩上がりとは言えない状況で①

現行機能性グラスのさらなる高性能化ある。地域的には欧米では主にバルク製品用途に使②

複数の機能性を合わせ持ったグラス（ハイブリッド化）

用されており成長率低下および新興国への生産移転によりグラスライニング機器市場は減少傾向であ③

新たな機能性グラスの開発

り，逆に新興国（とくにインド，中国，東南アジア

上記の中で，とくに②の「複数の機能性を持ったグの一部）では経済成長ならびに欧米からの生産移転

ラス」は，単に現在ある機能性グラスのフリットを単に混合するだけでは要求する性能を発揮すること

サイクロ減速機はできず，また焼成（ライニング）も困難なことが予想される。そのためグラスの成分設計から検討

フレキシブルシール
マンホール

し，そのフリットをライニングする生産技術まで検討する必要がある。
4. 2

コンタミレスと洗浄性の向上

グラスライニング製機器は本来その表面性状（親
水性が高い，平滑度が高い）から，洗浄性は優れている。しかし化学機器として使用する上ではやはりノズル内部，フランジ部，ガスケットスキマ等，機4 〜ブラケット器のデッドスペースの洗浄性の悪い箇所もある。こ
１〜ビーバーテイルバッフル

れらを無くすことがベストであるが困難な場合も多く，その部分を洗浄するツールが重要となっている。
撹拌機（軸封）については，ツインスター，フア
ウドラー翼，フルゾーンの３本柱に加え，2012年にさらなるクリーン化に対応すべく無摺動クリーン撹

ビーバーテイル型
スイングスター翼

図16

スイングスター翼反応機

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）拌機「スイングスター」を開発した（図16参照）。
スイングスターは独自の旋回撹拌方式と，従来の撹拌機軸封に採用されていた回転型シールに代わる新神鋼環境ソリューション技報

13

れた複合材料であり，ビジネスモデルとしては地産地消モデルが適している。現地生産により東南アジ
ア地域におけるグラスライニング製機器の需要増に対し，素早い対応が可能となり，海外市場への進出を加速する拠点と考えている。

む

す

び

当社のグラスライニングは，（株）神戸製鋼所琺

瑯部門からスタートし，フアウドラー社との提携で成長し，現在グラスライニング国内トップメーカと
写真８

LD 工場（ベトナム工場）

して独自に海外にも目を向けて，世界のグラスライ
ニング市場をめざし着実に活動を進めている。ここ

開発の無摺動フレキシブルシールを採用した新しいまで成長できた最大の要因は，国内ユーザからの厳撹拌機である。

しい品質向上，機能性向上の要求に応え，新製品開このフレキシブルシールは，摺動部自体が無くシール液も不要であり摺動材の摩耗粉やシール液の混発，品質向上を継続してきたことは言うまでもな
く，今後もこの対応は当社の基本である。

入というコンタミを防止することが可能である。まこの厳しい国内市場で培われてきた当社のグラス

たシール構造もシンプルであり洗浄性にも優れておライニング技術は国際的な視点で見ても高いレベル

りクロスコンタミの防止にも有効である。

にあり，ここ10年程でグラスライニング開発先進国

新しい撹拌機構と軸封方式で，製品の高純度化がは欧州から日本へ移ったと言っても過言では無い。

進む電子材料分野や医薬・医療品分野に提案し徐々今後は東南アジア，新興国での潜在的な海外市場にに実績を増やしている。

も目を向けると同時に，最先端技術を武器に世界的

4. 3

海外市場でのさらなる成長に信頼されるグラスライニングメーカとして歩みを世界のグラスライニング機器市場の動向として進めていく所存である。そして，時代とともに移り

は，前述のように，欧米先進国市場の縮減，新興国

変わる市場ニーズにあった新製品開発や事業展開を

市場の拡大が見込まれる状況にある。

推進めることで，国内および海外の多様な産業の発

当社はこれまでも台湾，韓国をはじめタイ，シンガポールに多くのグラスライニング製機器を輸出してきたが，今後さらに海外市場での拡販で成長を求める計画である。
例えば ASEAN 主要国の中央に位置するベトナムは， 近 年， 旺 盛 な 需 要 を 背 景 に， 依 然 ５ ％ 台 のGDP 成長率を維持しており，石油化学プラントや製鉄所の稼働により素材産業の発展も期待できる。
このような状況の下，当社は2013年にベトナムに製造拠点を構え，東南アジア初のグラスライニング
製機器製造工場として稼働させた（写真８参照）。
新工場の生産品目は，グラスライニング製熱交換器，反応機，貯槽等を予定しており，コストセンタ
としての日本向け製品のみならず，順次東南アジア
市場向けに製造・販売を展開する計画である。本来
グラスライニングは他の高級耐食性金属に比してと展に貢献していきたいと考えている。
［参考文献］
１） 澤 田 雅 光 神 鋼 フ ア ウ ド ラ ー 技 報 Vol.29 No.2
（1985）ライニンググラス
２）飛翔 神鋼パンテツク40年史（1995/3）
３） 神 鋼 フ ア ウ ド ラ ー ニ ュ ー ス Vol.17 No.3，No.4（1973）グラスライニング製重合機のポリマー付着とガラスの表面処理（イオン交換処理）（その１）（その２）４）神鋼フアウドラーニュース Vol.16 No.3（1972）グ
ラスライニング製反応機について
５） 菊 池 雅 彦 他 神 鋼 パ ン テ ツ ク 技 報 Vol.35 No.1
（1991）高効率撹拌翼『フルゾーン』の開発
６）中村隆彦他 神鋼パンテツク技報 Vol.45 No.1（2001年）グラスライニング製新型撹拌翼『ツインスター』
７）榎本正 神鋼フアウドラー技報 Vol.29 No.3（1985）
グラスチール製多管式熱交換器
８） 小 川 智 弘 他 神 鋼 環 境 ソ リ ュ ー シ ョ ン 技 報
Vol.9 No.2（2012年）無摺動クリーン撹拌機『スイングスター ®』

くに耐酸性に優れ安価なコストパフォーマンスに優14

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）