新しい導電性グラスライニング“ECOGL Ⅱ”
New Electrically Conductive Glass Lining“ECOGL Ⅱ”多田篤志＊Atsushi Tada

香川博行＊＊
Hiroyuki Kagawa

宮内啓隆＊＊
Hirotaka Miyauchi

当社ではグラスライニング機器の使用時に発生した静電気によるグラス層の破損を防止するため，＇04年に導電性グラスライニング ECOGL（Electrically Conductive GL）を開発し，上市した。その優れた耐静電気性能がユーザに評価され，反応機，CDB（Conical Dryer Blender）等で約100機と納入実績を伸ばしてきた。一方で ECOGL には，缶内視認性の向上や静電気対策以外の多種多様な用途への適用等のニーズが増えてきている。そこでさらに多くのニーズに対応可能な新しい導電性 GL として，ECOGL Ⅱを開発した。ECOGL Ⅱは，ECOGL と同等の耐静電気性能を有しており，さらに缶内視認性に優れた明るいグラス色相，多種多様な用途において使用可能な耐腐食性を備えた導電性 GL である。
The electrically conductive glass lining（ECOGL）has been developed to prevent breakage of the glass
layer by static charge accumulation during the operation of glass lined equipments. ECOGL has been put
on the market in 2004 and the excellent static charge accumulation prevention performance is evaluatedby customers. Although the number of ECOGL＇s track records reaches approximately one hundred asreactors, CDB（Conical Dryer Blender）etc., there are needs of improvement of visibility in glass lined
equipments and application to multi-use by users of ECOGL. ECOGL Ⅱ was developed as a new ECOGL to respond to these needs. ECOGL Ⅱ is a electrically conductive glass lining with light glass color,long anticorrosive life for multi-use and static electricity-proof performance equivalent to ECOGL＇s one.

Key Words：
導電性グラスライニング

Electrically Conductive Glass Lining

静Static Electricity

電気

帯 電 防 止 効 果

Static Charge Accumulation Prevention

ノーピンホール性No-pinhole Grade

静電気破壊防止効果

Static Electricity Destruction Prevention Performance

缶Visibility in glass lined equipments

内視認性【セールスポイント】
・ECOGL と同等の性能（耐静電気性能，ノーピンホール性等）を備える
・明るいグラス色相であるため，機器内の視認性が向上
・導電層厚みが従来の３倍であるため多種多様な用途での使用が可能
Vol. 7 No. 1（2010 ／ 8）

神鋼環境ソリューション技報

9まえがき法であり，静電気の発生を完全に防ぐことは困難でグラスライニング（Glass lining，以下 GL）とはある。②は内容物や機器に導電性を付与し，発生し素地金属上に高耐食性のグラス層をライニングするた静電気を緩和する方法である。内容物に対して導ことによって，ガラスの耐食性と鋼の強靱性を兼ね電性を付与することは，製品品質に影響を及すため備えた複合材料である。グラス層は絶縁物であるた現実的ではない。そこで機器側の帯電を防止するため，GL 製の反応機内で電気抵抗率の高い有機溶媒めに，グラス層に導電性を付与し，発生した静電気や粉粒体などの内容物を攪拌した場合，攪拌や沈降を緩和して，静電気障害の発生を防止するという対等の摩擦によって静電気が発生し，大きな帯電が生策をとられることが多い。

じる。帯電が一定以上になると沿面放電が発生し，しかしこのような対策だけでは，十分に GL 機器

グラス層が絶縁破壊する静電気障害が報告されていの破損を防止することはできない。前述したようる

１）２）。静電気に起因する放電は GL 機器の損傷をに，グラスへ導電性を付与することによって，グラ引き起こすだけにとどまらず，放電によって内容物ス面の帯電を防止することは可能であるが，絶縁性が爆発する危険性があり安全上の大きな問題であの内容物の帯電を完全に防止することは不可能である。

る。静電気により大きな帯電が発生するような使用

当 社 は2004年10月 に 導 電 性 グ ラ ス ラ イ ニ ン グ

環境では，導電性 GL を使用しても内容物の帯電が『ECOGL（Electrically Conductive GL）』を開発し，上大きくなり，グラス面に対して内容物から静電気放市した。その優れた耐静電気性能が高く評価され，電が発生して，GL 層が絶縁破壊するような事例が反応機，CDB（Conical Dryer Blender）等で約100機ある。このように GL 機器における静電気障害対策と納入実績を伸ばしてきた。ECOGL が適用されるは，内容物から放電が発生する場合に対しても対策静電気障害が問題となる用途は増加しているが，一を図る必要がある。

方で ECOGL には，缶内視認性の向上や静電気対策

1. 2

ECOGL の特長と適用事例以外の多種多様な用途での使用等のニーズが増えてグラスに導電性を付与する方式は，図１に示すよきている。このようなニーズに答えるべく，ECOGL

うに２種類の方式が実用化されており，１つは（a）と同等の性能を備え，かつ様々な用途での使用に耐のようにグラス全層を導電グラス層として体積方向えうる明るい色相の導電層を有した ECOGL（ECOGLに静電気を緩和する方式であり，もう１つが（b）

Ⅱ）を開発した。本報では新たに開発した ECOGLのように標準グラスの最表層を導電グラス層としⅡについて，その特長を紹介する。て，表面方向に静電気を緩和する方式である。GL

ECOGL に対するニーズ

機器のような大面積かつ複雑な形状の構造物の静電

1.

1. 1

GL 機器における静電気障害対策

気を緩和する場合，素地金属までの緩和距離が短い

一般的に静電気障害による GL 機器の破損を防止ことから（a）の体積方向緩和方式が採用されるこするためには，①静電気の発生防止と②発生した静とが一般的である。しかし後述するように，放電に電気の緩和という２つの対策がとられている。GL対 す る 耐 絶 縁 破 壊 性 と 品 質 担 保 性 の 観 点 か ら，

機器において，①は攪拌速度の低下，原料投入方法

ECOGL は（b）の表面方向緩和方式を採用していや投入速度の調整等，運転方法の変更により静電気る。

３）の発生を抑制する方法がとられている 。しかしこ

表面方向緩和方式では緩和距離が長くなるため，れらの方法は，あくまで静電気の発生を抑制する方

ECOGL の帯電防止性能を懸念される可能性がある

㪂

導電グラス層㪂

素地金属

㪂

帯電電荷（D）体積方向緩和方式

図１10㪂㪂

標準グラス層㪂㪂（E）表面方向緩和方式（当社(&2*/）

導電性 GL の断面構造と帯電緩和方式

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 7 No. 1（2010 ／ 8）

が，ECOGL は静電気安全指針を満足する導電性をているユーザにおいて，体積方向緩和方式の導電性有しているため，十分な帯電防止性能を備えていGL と ECOGL を同環境で使用した結果，体積方向る。その例として，GL 製 CDB（図２参照）では，緩和方式の導電性 GL 機器では放電によるグラスの静電気の発生により乾燥・混合した粉体が機器内グ破損が多発したが，ECOGL では破損が全く発生しラス面に付着することが問題となっていたが，ECOGLないことが実証されている。の適用によってグラス面の帯電を防止し，粉体の付1. 3

ECOGL の改善ポイント着を大幅に減少可能であることを確認している。ここのように優れた性能を備えた ECOGL は，多くのように実機においても ECOGL は良好な帯電防止のユーザにご好評頂いているが，さらに多くのニー性能を示すため，多くのユーザにご好評頂いている。

ズに対応するためには，改善すべきポイントがあまた1. 1で述べたように万が一内容物の帯電による。その一つが「視認性の向上」である。ECOGLり放電が発生した場合，ECOGL で採用している表は導電性を付与するために添加する導電物質が黒色

面方向緩和方式は，体積方向緩和方式よりも絶縁破であるため，黒色のグラス色相となる。黒色は光を４）壊されにくい性質を示す 。いったん，内容物より吸収するため，閉鎖された機器内の状態を照明で照

静電気による放電が発生すると，体積方向緩和方式らして確認する場合に，缶内の視認性が標準グラス

では，放電電荷が体積方向へ漏洩しようとするた（紺色）と比較して劣っている。

め，放電エネルギが局所的に集中し，通常の絶縁性また静電気が発生しやすい使用環境では，主に有GL が絶縁破壊しない低電圧の放電であっても絶縁機溶剤等が使用されるため，グラスに対する腐食性破壊してしまう。これに対して表面方向緩和方式では非常に小さい。ECOGL は主としてこのような腐は放電電荷が面方向に緩和され，放電エネルギが分食性の小さい環境での使用を想定していたため，表散することによって，下層の通常グラス層にかかる層に施工する導電グラス層厚みを約0.1 mm とし，電圧が低下し，絶縁破壊されにくくなると考えられコストと性能のバランスを図っていた。しかし最近る。実際に静電気放電によるグラスの破損が多発しユーザにおいて１つの機器を１つの用途に固定して使用するのではなく，その他様々な用途で使用するケースが増加しており，今後 ECOGL も標準グラスと同様の腐食性が厳しい環境でも使用されるケースが増えてくると考えられる。その場合，導電グラス層が腐食され，導電性を示さなくなることを不安視される可能性があると考えられる。
そこで ECOGL の優れた性能を担保しつつ，薄色のグラス色相とすることによって缶内の視認性を向上し，導電グラス層厚みを３倍に増加することによって耐腐食性を向上した新しいニーズに対応可能な
導電性 GL（ECOGL Ⅱ）を開発した。

2.

2. 1
図２

CDB（Conical Dryer Blender）外観

ECOGL Ⅱの特長

ECOGL Ⅱのグラス色相

ECOGL Ⅱは薄色の導電性物質を使用してグラスに導電性を付与しているため，図３に示すように標ECOGL Ⅱ

標準グラス（＃9000）図３Vol. 7 No. 1（2010 ／ 8）

ECOGL

各グラスの色相

神鋼環境ソリューション技報

11

ECOGL Ⅱ

標準グラス（＃9000）ECOGL

図４ 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）

導電グラス層

高電圧ピンホール検査

標準グラス層ＥＣＯＧＬⅡ完成

素地金属標準グラス層施工完了

ノーピンホール性担保

導電グラス層施工

図５

ECOGL Ⅱでのノーピンホール性の担保の仕方

表１

各グラスの耐食性

このことから，ECOGL Ⅱの導電グラス層の耐腐食

腐 食 率（mm ／年）
耐食試験種類標準グラス（＃9000）ECOGL

ECOGL Ⅱ

寿命は ECOGL の約３倍に向上しており，標準グラスと同様の腐食性の厳しい用途でも使用可能な導電性 GL となった。

耐水性（純水，沸点，気相）

0.01

0.010.01

2. 3

耐酸性（20 % HCI，沸点，気相）

0.04

0.04

0.04

ホール検査を実施することで，ノーピンホール性を酸アルカリ性（1N-NaOH，80 ℃，液相）

0.20

0.200.20

ECOGL Ⅱの品質担保性

通常，GL 機器ではグラス完成後に，高電圧ピン担保している。高電圧ピンホール検査とは，グラス表面に直流高電圧を印加し，ピンホールやグラス層中に粗大泡が存在して絶縁破壊電圧が低下している個所を，強制的に絶縁破壊することで検出する検査

準グラスより明るい青色のグラス色相となる。図４

方法であり，容易かつ確実にグラス全面のピンホーに暗室にて標準グラス，ECOGL，ECOGL Ⅱの各グル検査が可能な方法である。ピンホールや粗大泡がラスサンプルに300 mm 直上から LED ライトで照ら残存している個所は，腐食環境で機器が使用されたした場合のグラスの視認状態を示す。ECOGL がラ場合に短期間で金属母材に達する孔食が発生してしイト直下のグラス面にしか光が届いていないのに対まうため，ノーピンホール性は耐腐食性が必要なマして，ECOGL Ⅱはサンプル全面に光が届いており，ルチ使用の機器においてもっとも重要な性能であ

標準グラスよりも良好な視認性をもつ GL であるこる。
図１（a）のような全層が導電性の GL では，正常とがわかる。
2. 2

ECOGL Ⅱの構造と耐食性なグラス面にも電流が流れて絶縁破壊してしまうた

ECOGL Ⅱは ECOGL 同様に，図１（b）のようなめ、高電圧ピンホール検査を適用することができな標準グラスの表層に導電グラス層を形成した表面方い。そのため，目視によりピンホール検査を実施す向緩和方式の構造である。ただし表層の導電グラスる必要がある。大面積の機器内全部のグラス面を確層の厚みは ECOGL の３倍の約0.3 mm 施工する仕実に検査することは，高い技能が必要であり，現実様となっている。また ECOGL Ⅱの耐食性は，表１的にはほとんど不可能であると考えられる。それにに示すように標準グラス，ECOGL と同等である。

対して ECOGL Ⅱは，図１（b）のように表層のみが12

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 7 No. 1（2010 ／ 8）

導電性の構造であるため，図５に示すように標準グ脱脂し，湿度５% 以下の雰囲気で１日以上保持しラス施工後に，高電圧ピンホール検査を実施してノて吸着水分を十分乾燥させる。その後サンプルのグーピンホール性を担保し，その後に導電グラス層をラス面の直上10 mm に設置した針状電極に，直流施工することが可能である。このように表面方向緩15 kV を印加してコロナ放電を発生させる。直下の和方式の構造を採用することで，確実にノーピンホグラス表面を30 sec 帯電させた後，サンプルを静電ール性を担保した高品質のマルチ使用向けの耐静電気電位測定器（春日電機製

気用 GL 機器を提供可能である。

ローブ（KS-2001）の下に移動させ，グラス面の帯ECOGL Ⅱの帯電防止性電圧の時間変化を測定した。図６より，ECOGL Ⅱ2. 4KSD-0109）の測定プ

標準グラス，ECOGL，ECOGL Ⅱの帯電防止性をの15 kV，30 sec 印加後の帯電圧は1 500 V 以下で，評価した結果を図６に示す。図中の帯電圧減衰曲線

帯電圧が半減するまでの時間は2.0 sec 未満である。

は，帯電性試験法（JIS L 1094）を模した次の方法

非 常 に 短 時 間 で の 減 衰 を 比 較 し て い る た め，にて評価した。各グラスを施工した100×100 mm

ECOGL よりも帯電防止性がわずかに劣っているが，の GL サンプルのグラス面をアルコールで清拭して使用上問題となるレベルの差異はなく，標準グラスと比較すると非常に良好な帯電防止性を有している
ことがわかる。

5000
㩷

また各グラスに対する静電気による粉体付着テス

4500
㩷

トの結果を図７に示す。図７は，グラス面をアルコールで清拭して脱脂した100×100 mm の各 GL サン

帯電圧（9）

4000
㩷

プルを，70 °に立てた状態で保持し，直流15 kV を印加したブラシ状電極で各サンプルのグラス面をな3500㩷

でるように接触させて20 sec 帯電させる。その後，

標準グラス（9000）3000
㩷

静電気によって付着しやすい SiO2 粉末（比表面積(&2*/2500㩷

（BET 法 ）：200 m2/g， １ 次 粒 子 平 均 粒 径：12 nm，(&2*/Ⅱ

見かけ比重：約100 g/L）を帯電させたグラス面に

2000
㩷

約３ g ふりかけ，付着性を確認した結果である。図７より，標準グラスには SiO2 粉末が多量に付着し1500
㩷ているのに対し，ECOGL と ECOGL Ⅱにはほとん

1000㩷

ど粉体が付着していない。これはグラス面に静電気500㩷㩷0が残っていないことを示しており，ECOGL Ⅱが十050100150時間（VHF）

図６

各グラスの帯電圧減衰曲線（DC15 kV，30 sec 印加時）

ECOGL ⅡECOGL

図７Vol. 7 No. 1（2010 ／ 8）分な帯電防止性を有していることがわかる。
2. 5

ECOGL Ⅱの耐放電破壊性

1. 1節で述べたように万が一内容物から放電が発生した場合を想定し，各 GL の放電発生時の絶縁破壊耐力（耐放電破壊性）を評価した結果を図８に示

標準グラス（＃9000）

各グラスに対する粉体付着性

神鋼環境ソリューション技報

130㩷6010㩷

放電破壊電圧（N9）放電破壊電圧（N9）705040302010020㩷30㩷40㩷50㩷60㩷(&2*/Ⅱ

標準グラス（9000）(&2*/70㩷

(&2*/Ⅱ（D）正電圧パルス印加時(&2*/

標準グラス（9000）（E）負電圧パルス印加時

図８ 各グラスの放電破壊電圧（N ＝15，電圧印加回数：３－６回／点，電圧上昇間隔：２－５ kV）（a）装置外観（b）油中電圧印加部

図９衝撃電圧試験装置

・印加電圧：9＝０〜400N9・パルス半減時間：約20μVHF
・パルス立ち上がり時間：＜20μVHF
・充電エネルギー：16×1011×92・放電形式：油中放電
・サンプル形状：100PP×100PP（9）9す。図８中の放電破壊電圧は，次の方法にて評価した。絶縁油中に浸漬した100×100 mm の GL サンプ
ルに，衝撃電圧発生装置（指月電機製作所製，図９参照）を使用して，図10のような静電気による放電を模したインパルス電圧を印加し，グラス層が絶縁破壊する電圧を測定した。
図８より，標準グラスが±30 kV のインパルス電

059圧 印 加 時 に 絶 縁 破 壊 す る の に 対 し，ECOGL とECOGL Ⅱが絶縁破壊するインパルス電圧は±50―60 kV と高く，1. 2節で述べたように，表面方向緩和方式の導電性グラスは耐放電破壊性が良好である
VHF

152μVHF

約20μVHF

図1014インパルス電圧波形

ことがわかる。ECOGL Ⅱの耐放電破壊性は標準グラスの1.7―2.0倍であり，ECOGL と同等の耐放電特性を示す。

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 7 No. 1（2010 ／ 8）

このように ECOGL Ⅱは静電気の帯電を防止するーザの方々にご採用いただき，その効果をご確認頂効果が大きいだけでなく，万一放電が発生した場合くとともに，製品の安全な生産操業にご活用頂けるにも絶縁破壊しにくい優れた耐静電気性能を有してことを期待している。

いる。

［参考文献］
１）静電気学会誌：静電気災害・障害基礎講座，Vo.12，No.6（1988），p.454-455
２） 児 玉 ら： 産 業 安 全 研 究 所 報 告 RIIS-RR-89（1989），
p.80
３）澤田雅光：神鋼パンテツク技報，Vol.34，No.3（1990），
p.22-27４）多田篤志ら：神鋼環境ソリューション技報，vol.4，No.2（2008），p.25-29

むすび

ECOGL Ⅱが ECOGL と同等の耐静電気性能を備え，缶内視認性に優れ，さらに多種多様な用途において使用可能な導電性 GL であることを紹介した。
当社の導電性 GL は他社製の導電性 GL にない特長を備えており，ECOGL Ⅱの開発によって，その利便性はさらに大きくなったと考える。是非多くのユ＊商品・市場技術開発センター プロセス技術開発部 新規プロセス室

Vol. 7 No. 1（2010 ／ 8）＊＊プロセス機器事業部 生産部 製造室

神鋼環境ソリューション技報

15