ラ

イ

ン

グ

un;ng

G]cISS￣

グス

フ

化工穐事業部

沢

製品開発室

田

雅

MasamitsuThisreportoutlines

history

theglass of chemicalequipment,
developed者9000

glass.

This

new

is比e

and

tllis

glass
glass

of

our

andalsostandard

provideslining

being

glass

outlinesthefor theusedcharacteristics

insteadof tile tlSual

standard

glass

corrosion

resistanceagainstan acids,

the best

standard
our

of

光

Sawadanewly♯3100, ♯5000
water

and

alkali.

当社設立以来,グラスライニング機器紅用いられてき
た,標準グラスの変遷とそのもつ諸性能,そして,この度開発した新しいグラス者9000VLついて紹介する.

高耐アルカリ性を有す全域高耐食性グラスである｡
ま

え

き

が

あらゆる分野で使用されてきた｡
当社は,グラスライニング業界のリーダー的存在であ

この新しいグラス♯9000は,従来の当社標準グラス者3100,#5000に代わる,標準グラスであり,高耐酸性,高耐水性,

1.

耐水性を有しているので,石油化学,医薬,染料,食品等

約30年前,グラスライニング機器として1号磯を製作して以来,現在に至るまで数多くのグラスライニング機器を製作納入してきている｡その間メーカーとして,グラスラ
イニング機器の中枢部であるグラスの研究むこ絶え間ない努
力をしてきた｡
ライニンググラスは,ど‑カ,試験管などの一般高耐食性ガラスと異なり,耐食性はもとより,母材である鋼との接合性も具備したものでなくてはならない｡加えてユーザ

り,化工機用標準グラスの耐酸性,耐水性において,極限ともいえるような性能をもたせた｡ところが最近では,耐ア)I/カリ性をも向上させたグラス忙対する要望が増えてきた｡そして,今では,酸からアルカリまで全域に十分耐え得る標準グラスでなければならず,新しい時代の標準グラスとして♯9000を開発したo詳細Rlついてほ後述する｡
標準グラスの変遷

2.2

当社が現在まで,標準として使用してきたグラスを,第1表紅示すo
設立時の標準グラス#5300は,SiO2‑B203系ガラスで,†一夕ルアルカリ成分15%の常識的なガラスであった｡特に大きな特長はないが,溶融軟化性をこ優れ,スムースでき
れいな表面状況を示した｡‑･ニ‑ズに庵力応えていくためVLは,優れた機械的強度,その他様々な性能をもったグラスが必要となった｡そうなると一種類のグラスで全ての機能を持たせることは非
常に困費臣であり,自然R:グラスの種類も増えざるを得なく

蓉5900は, ♯5300を改良して,耐熱衝撃性,耐酸性,耐水性を大幅に向上させ,別名耐酸故郷といわれていたグラス
ライニングの位置付けを明確化したグラスであったといえ
る｡

なった｡

本稿では,これらライニンググラスを当社設立当時まで
瀬昇り,整理すると同時に,改めてグラスの特性ケこついて説明しておきたい｡そして最近開発した新しい化工機用標
準グラス♯9000を紹介する｡

享5000
Nuceritc

標準グラス

章800〔)

化学磯暑芳用耐食性ライニング材としてのグラスは,珪酸や湖酸のような酸性成分を主としており,高度の耐酸性,
第1表
Table

標準グラスの使用変遷
1#5900の耐食性を改善した当時として

幸9000

2.当社の化工機用グラス
2.1#6100は,蕃5300,

は画期的なニューグラスであった｡
B208成分の1)ッチな欄珪酸塩ガラスがこの頃までは,Transitionof standard

glass

I
.1;)16()'6570l〇'80'(i5j=5300テ5900､幸6100､き3300き3100､三900O､
Glass

幸3100
h‑ucerite♯710()

23

≠3300

23

き(;100

55

辛5900

58

62

62

10()

草530()100

き5OOO､20%IICl
B.P.
Nucerite

き70OOj=TIOO､≒8000､き8100､

B.P∴

Boiling

第1図
Fig‑.

14

1J.P.

point

;
:

Pしu‑e Water
B.P. Ⅴ.P.

V.P∴

Vapor

4%NaOI1
80℃

L.P∴

phase

L.P.

Liquidphase

標準グラスの腐食比
1

神鋼ファウドラー技報

Corrosion

rates

of standard

glasses

Vol.

29

No.

2

(1985/9)

主流であったが,より厳しい腐食条件紅耐え得るグラスとして,ZrO2を含む珪酸塩ガラスを,コンピュータを用

いて成分設計を行い,♯3300を完成させた｡このグラスは,耐食性が全体VLわたり非常に大きく向上しただけでなく,ライニングの作業性も優れたバランスの良いものとなった｡

者3100は,日増しに強くなった耐酸性,両手水性への要求に応えるため,特に而.酸,耐水性の向上を狙って研究した
結果,生まれたグラスであり,SiO2成分を最大限に含んでおり,ライニング出来るグラスとして限界ともいえる性能をもたすことが出来た｡
写真1結晶化ガラスの走査型電子顕微鏡写真

一方では,酸,ア)I,カ1)両方の腐食条件紅グラスライニ
ングが用いられるようになり,耐アルカ1)性も具備したグP血oto･1

SEMof crystallized

glass

ラスが必要となった｡そこで開発されたものが♯5000であった｡このグラスは,耐アルカリ用成分として良く知られているZrO2を,ライニング作業性を損なわない範囲で最大量加えたものであり,耐酸性から耐アルカリ性まで,広

00

Glass

範囲の腐食環境に耐えることができるo
しかし,蓉3100並の耐酸性,両手水性を維持して耐アルカl)性も向上させるために,

Cover

SiO2やZrO2の添加量を増す

ことは,作業温度が著しく上昇するのみならず,熱膨摂係数が小さくなり,作業性の悪さによる,機器としての性能低下,例えば,coat

cerite

R部のグラス剥離のし易さというような問
Ground

題が残る｡
新しい標準グラス♯9000は,

coat

Steel

ZrO2の他KL.特殊な成分を加えることによって,これらの問題を全て解決し,耐食性

写真は,#3100の耐酸性,耐水性をもち,かつ耐アルカリ性は#5000より優れた,今後標準として使用していくのにふさ

P血oto.2

2

ヌ‑セライTt♯8000の断面写真
section of nucerite ♯8000

Cross

わしいグラスとなった｡

核形成剤を添加し,それが熱処理されることVLよって,結以上述べたグラスの他に,当社では,耐機械的強度に優れたセラミックライニングとしてtくヌーセライTnという晶が生成される｡ガラスマト1)ックス中に,

Li20‑SiO乏や結晶化ガラスを,撹拝賀,バッフル等のアクセサ1)一類FL

Li20‑A1203‑4SiO4などの,多数の微細な結晶が存在した

標準としてライニングしてきた｡

状態のものである｡｢SA‑72+という言いかえれば,ガラスとセラミックスの中間体であり,名称のヌーセライ十で,1962年から使われ始めた｡その後,ヌーセライ一に標準グラス並の而寸食性を付与させた,特長として,一般に耐衝撃性,耐磨耗性,熱伝導率が通常#7000は別名｢SA‑12+,｢SA‑40+,

万能ヌーセライ下が♯7100であり,現在に至ってはi8000である｡これらの詳細￠こついては,次コ頁で説明する｡
尚これら標準グラスの耐食性の比較を,第1図に示す｡∫ I S及びI

SO規格に準じた耐食試験を行ない,それから得られたデータを♯5300を100として,比に換算し直して表わしている｡棒グラフ中の数値が′J､さいほど,棒グラフのガラスむこ比べて非常紅優れている｡
当社はこれに連れることわずかにして,ライニング用結晶化ガラスを開発し,実黄を積み重ねてきて,現在の膚準
メ‑セライト#8000に至っているo
ヌーセライ十#8000は
写真1のような結晶を含む結晶化ガラスを写真2に示すようなシステムに採用している｡すなわち,上引層が結晶化
ガラスのヌ‑セライ†と,高耐食性グラスの2撞類によっが短かい程,耐食性が優れているということである｡て構成されている｡従ってグラス面への機械的衝撃は,メ

2.3‑セライトの層で食い止め,腐食に対しては,最上層の高耐食性グラスによって保護されるわけである｡このヌーセ

ヌーセライトグラスライニングは通常のグラスに比べ,強化されているため,数倍割れ難くなっており,割れた時のダメージもはるかに小さいが,それでもガラスは割れるというイメー
ジが強い｡そこでtく割れないグラスを〃というニーズに応えて開発したものがヌ‑セライ7.であるo｢ヌーセライトライ十♯8000の主な特長は次の通りである｡
1 )耐衝撃性は一般耐食グラスの約4.5倍
2)万が一破損した場合でも,破損面積が通常グラスに比べて+＼さいので,補修し易い｡(Nucerite)+という語は,当社の登鏡商号であって,ラ

3)耐食性ほ当社標準高耐食グラスと同等

イニング可能な結晶化ガラスを意味している｡

4

結晶化ガラスは,約28年前,アメリカのコー‑ング杜がttパイロセラムというく笥Elれ難い

窯業材料として発表したものであり,一般的にはガラス中FL̲目的に応じた結晶
Vol.

29

No.

2

(1985/9))耐熱衝撃性は当社標準高耐食グラスと同等

5)従来のヌーセライト紅比べ,ライニング施行性が大幅に改良されたので,品質が向上するだけでなく,撹拝巽やバッフ)I,以外の本体への施行も可能忙なった｡

神鋼ファウドラー技報

15

NaO甘/goo

C

1.0
h
＼
∈
f:

0.5

2

6

4

8

10

12

Shock

16

14
energy

20

18

22

幕2園

衝撃エネ/レギ‑とグラス剥離部径との関係

デig. 2

Relation

betweenshock

energy

24

26

28

30

(Nm)

and

15
pl‑I13

10

15

20

25

30

%NaOlipn14

diameterchippedof glass
NaOl‑Iメ‑セライ†#8000とグラス♯3100の落球衝撃試験の比較

>■､

/ 20%

2.0

＼

一夕を第2囲に表わす.
試験方法は,一定の重量,大きさの鋼玉求を,一定の大きEE:のテストピースのグラス側に落下させるものであり,港高さの変位を衝撃エネ)I,ギ‑の大きさに換算した｡
その結果,第1図で明らかなように,♯3100は6Nm

1.0(3の鋼球を20cmの高さから落下させたとき)より,グスの剥離部の径が急VL大きくなるのに対し,ヌーセライ
幸8000は27Nm(90cmの高さ)となり,♯8000の方が衝60(こ対して優れていることが分かるol最近の特殊用途グラス

80

loo

dC

第3囲‡4300の耐食性

I.1超低温用高耐食グラス

Fig.

3

Corrosion

resistance

これまで当社ほ,医薬品製造分野の低温使用向けグラスイニング機器として,使用温度‑80oCまでの要望に対

of #4300ている.特R:低温になるほど向上する傾向がある｡
耐アルカリ用グラス｢蓉4300+
前述したようむこ,主紅酸性成分より成るグラスは,ア/I,てほ,グラスライニング用素地金属紅,;% Ni鋼等の低温圧力容器用鋼板を用いて対処納入して

2.4.2

た｡

カリ溶液忙対してほ,酸に対するほど耐食性は強くなく,
特に温度,濃度の上昇VLは加速度的紅腐食が顕著になるた

SLA33A及びしかし近年,これまでの使用温度180oCより,さらVL
い温度で使用できるグラスライニング機器の必要性が高
そこで素地金属R:,オ‑ステナイll系スってきているoめ,一般に高温,高濃度のアルカ1)性雰囲気中においてンレス鋼を用いたグラスライニング機器を開発すること
よって,節‑200oC迄の使用を可能とした｡

しかしながら金属を嫌う内容物でほ,グラスの必要性が出てくる｡

は,金属材料が多用される｡

このステンレス用高耐食性グラスは素地金属として,蘇当社の#4300は,このような要求Rl応えて,特紅耐ア)I/

振係数が普通のグラスライニング用綱紀比べて,大きい

カリ性を向上させたグラスである.その性能を第3園に示‑ステナイト系ステンレス鋼を用いているため,今迄のうな,ライニンググラス並の熱膨張係数でほ,特に低温

す.上のグラフは年間腐食率と濃度,下のグラフは温度とでの機械的,熟的強度が保持できない｡そのために,熱涙係数を大きくするようなグラス組成になっている点が畏である｡

坂下VLグラス及びグラスライニング機器としての主な性の関係を表わしている｡#4300の主な用途としては以下の通りである｡
1)金属イオンによる汚染を嫌うアルカリ物質
2)金属との接触によって起る変色を錬うアルカ1)物質
3)金属との接触で敏感に影響する高分子のア)i,カl)物
質を記す｡)オーステナイト系ステンレス鋼の前処ヨ墾方法と,専用の下引グラスの開発によって,従来のグラスライ=ング

4)アルカリ填では,缶体金属の酸化,還元が不安定になる場合
耐摩耗性ヌーセライ†と同等の密着度が確認された｡

2.4.3)耐食性は,旧当社標準グラス#6100相当であってJIS
晩格の,化学工業用グラス｢1瞳+として十分使用でき

無数の微細な結晶であり,これらの結晶ほガラスマ†リッ

るものである｡

クス中に適当に分布している.結晶紅はいろいろなものが)使用可能温度は,約‑200oC‑200oCであり,耐熱衝
撃性は,当社棲準グラスと同じである｡

あり,それぞれによって,ヌーセライ†としての機械的,物理的,化学的性質が異なるものである｡)グラスの機械的衝撃強度は,当社標準グラスより優れ｢C20+

前述したように,ヌーセライトの構成成分は,ガラスとヌ‑セライトC20は,通常のグラスFL比べて,耐熱衝撃

神鋼ファウドラー技報

Vol.

29

No.

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(1985/9)

第2表ロ‑ルカバー材の誘電定数Table.
Wheel
0.8

:

1Veight

2

Dielectric

constantof roll coverMaterial

fI18】

material
Dielectric

constantlOOOgreJ)Natural

SBR

gum

Silicon

gum

3′･‑′
5

Epo〉【y resin

3. 5/､′5

2. 5‑4

0.6

の
∽

Eyp

○

4′‑ノ6

erom

0･4

ゼ

Cbloroprene

ヒd
Q)

1

gum

5′‑8

甘0

a

Standard

6 ′‑′7glass

0.2｢T‑31+

題を解決したグラスライニング製pヨニ計であり,従来のガ
400

20O

600

800

1OOO
r･t)･111･

第4囲
Fig.

4

Abrasion

resistanceof nucerite

ラス膜電極では不可能とされていた条件下においても,pH値の測定を可能にした｡

ヌーセライトC20の耐摩耗性C20耗性を要求される部分に使用している｡標準グラスとの耐pH計は,被測定溶液中の水素イオン括量の大きさに比して,電極部に発生する電位を測定するものであり,電極部のガラスは,必然的に三箆抗値の/J､さなものが要求され磨耗性の比較を第4囲に示す｡この試験はテ‑バーの磨耗試験機により,回転しているテストピースのグラス側に砥る｡メゾンデpHは構造のみならず,
pH測定に必要なす
べての電気的特性と,耐食性を備えた電極用ライニンググ

石を当てて,グラスを強制的に磨耗させる方法である｡縦軸が磨耗によって減少したグラスの重量で,横軸はテスト

3.

性も優れているが,特に耐摩耗性に富んでいるので,耐磨ライニンググラスの評価
今迄述べてきたガラスは,全てライニンググラスであピースの回転数を示している｡
ヌーセライトC20の方が,ラスに大きな特長をもっている｡♯3100より約2倍優れている

ことが理解できる｡
但し施行性,耐食性は標準耐食グラスより劣っているので,使用出来る範囲が狭い｡当社では,ノ‑スリーブタイ
プの撹拝賀の軸頭部にのみ,標準仕様として使っている｡
2.4.4†1)‑メ‑ロ‑ル用グラス｢T‑31+
近年プラスチックフイ)I,ム,
JC,金属箔などの印刷性,
接着性を改良するために,電気処理法の一種として,コロり,常に素地金属との接合性,化学的性能,機械的性能が考慮されている｡このことはグラスライニングの基本原則
であって30年経過しても変わっていない｡但し,それらの評価の方法,精度は年々向上してきている｡以下ケこ現在のライニンググラスの評価について記述する｡
3.1浅留圧縮応力
グラスライニングや珪鄭の,基本原理である,金属とガ
1つは機

ナ放電処理が広く採用されている.グラスライニング製tラスの結合のメカニズムというのは2種類ある｡
械的結合であり,もう1つは化学的結合である｡

リ‑メrロ‑/I,は,このコロナ放電用受ロー)I,として,多くの長所を有しているので,従来の樹月旨製,ゴム製のローを行なって素地忙凹凸を形成するために,その表面で溶融

ルに変わるものとして,非常に脚光を浴びている製品の一種である｡
トリーク‑ロ‑}L,に要求される主な性能としては

前者は素地金属の前処理として,酸洗,サンドブラス†
したグラスが凹部に入り込み,冷却固化することによって,くさび状の結合をするというものである｡
後者については,素地のFeイオンが,グラス中に含まれているCoO,

1)精密な寸法精度
2) 高い硬度で傷が付かない｡

NiO,

MnO等と高温中でFe＋CoO‑FeO十Coなる反応を起こし,鉄珪酸塩の中間体を形成し

3)

高温忙耐え得る.

4)

放電時に発生するオゾンKL̲侵されない｡

結合することを意味している｡

5)6)

常温から高温まで,安定した高い誘電定数を示す｡

このように結合されたグラス自体が,一般のガラス単体

高い耐電圧強度を有する｡

FL比べて,はるかに高強度である理由は,熱膨弓長特性の異なる2種類の物体が,結合,固化したことによってグラス

7)平滑な表面で製品を傷つけない｡

側に内在された残留圧縮応力による｡すなわち,急冷扶作

これらの要求事項FL対して,グラスライニングはほとん
ど満足できるものであるが,なかでも特に,電気的特性,
表面の平滑度を改良したグラスがT‑31である｡
各種のロ‑ルカバー材の誘電定数を第2表に示す.
2.4.5

によって得られる,一般の強化ガラスと同じである｡
ライニングされたグラスが,機械的応力に対して,素fd･金属の降伏点まで割れずに耐えるのは,この残留圧縮応j:に起因する｡
最近のライニンググラスは,平均約20kg/mm2の残留

メゾンデpE電極用グラス

化学工業において,反応の制御等には,一般にpE計が圧縮応力を有するように設計されている｡そして,この侶用いられるが,運転中の反応缶中のpE値を直接測定するを支配する要素としてほ,グラスのライニング厚み,ライことは,熱的,圧力的,機械的K:も非常むこ厳しい条件となり,不可能な場合が多い｡メゾンデpHは,これらの諸間

ニング部の形状もあるが,主として,素地金属とグラスそれぞれの熱膨張特性であることほ前述した通りである｡

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神鋼ファウドラー技報

1;

Glass: A
bJ3

Stee l

〔:
【:
1=
q)

Glass: B
＼

･り
t･■り

Room

○
節

temp.
tH

1

⊂)

1
I

,‑

U
U

≡
A)

a
Glass

⊂:
0

1a
⊂:
【q
a
〉く
q)

71p

Sp

第6図

く弓

巨

Fig.

q)
A

ト

Upper

no

Max.

LolVer

nO

∂

Temp.

α

∂̀

α′

ライニンググラスの洛南軟化曲線
6Softenr)ing

c町Ve

Of lirling glassstraintensionl
めに,Glassに引張応力(Tensil
stress)が働く.そして,ten‑
転移点付近VLおいて引張応力が最大となる(Max.

StrainSteelよりsion).転移点以下常温までは,はば直線的に,小さな収縮率で冷却されていくo
この時, Glassに働いている応力が,引張から圧縮に変化する温度が侶無歪温度(LoⅥ7er nO Strain
temp.)である｡￣下￣ロ+

このような変化を経て,最終的に常温迄冷却されたGlass
中にはPなる量の圧縮歪が残ること忙なるわけであるoT

第5図下段のグラフは,残留応力と温度の関係を示したもの

D

喜芦

である｡

‑l盲

それでは,グラスライニングVLとって,これらの熱的特

l

十

No

stress‑strainl

性がどのような影響を及ぼすかを考察してみる｡
まずPの値が小さ過ぎると,ライニンググラス中の残留1)>

圧縮応力が′J＼さくなり,機械的,熱的衝撃VL対して弱くなる｡一方大き過ぎると,グラスとしての強度は向上するが,凸部にライニングされた場合,剥離し易くなるo

義
L<

ぎ選

Max.

tensionが大きくなると,焼成を繰り返す際の昇堤,冷却の過程で,一旦ライニングされたグラスが,引張⊥応力忙よって割れることになる｡特車こ昇温時に割れたライ
Temp.

第5国
Fig.

2

ニンググラスが,焼成され,その割れた部分が,再度溶けてふさがり,線状の跡忙なって残った状態を｢ヘヤ‑ライ

ライニンググラスと素地金属の熱的特性
5Therrnal

propertyoflining glass

and

steel

‑ヤーラインはグラスライニングによン+と呼んでいる｡
く見られるものであって,最終的VL‑は欠陥とならない場合

StressISt)･airLMax.
が多いが,作業性という点からみれは問題である｡
tensionは′J＼さいほど良い訳である.同時にあまり高温側

それでは,その残留圧縮応力が内在されるプロセスと,■○VL‑ならないほうが良い｡この理由は,第5園FL̲は図示されていないが,
Steelは冷却過程の約700oC付近において,第5図の上段のグラフは素地金属(Steel)とライニング

結晶構造の変化による異常膨蔓艮が起こる｡この膨張とライー1ラス(Glass)の,常温から500oC付近までの熱膨張曲線

ニンググラスの急激な収縮が重なり合うと,高い確率で割れて,そのまま常温まで冷却されてしまうからである｡
3.3
溶融軟化性

Lの状態でのライニンググラスの熱的特性について説明すL示している｡

一般VL GlassはSteelより熱膨蛋係数が′トさく,転移こ(Tp),軟化点(Sp)が存在することが特長であるo

この.うな特性をもつGlassの粉末がSteel上において,軟化
こ以上の800‑900oCの高温で焼成された後,冷却され,ミ々に粘性が高くなり,著しく高くなる軟化点付近からほじeelと異なったGlass特有の収縮が始まる｡(第5国中段
nostrain temp.))グラフ)この点が高無歪温度(ロpper
テあり,この温度から転移点まで,急激むこ収縮が起こるた

ライニンググラスを焼成する温度は,下引グラスの場合
は,素地金属との密着率が最高になるような,上引グラス
であれば,焼成後のグラス表面が滑らかになり,かつ一定
時間ホ‑)I,ドしても垂れ落ちてしまわないような,溶融軟
化率紅よって決定されるo特に上引グラスの場は,何回も繰り返し,施政,焼成されるので,初回忙焼成された上引グラスが,流動しない様忙毎回少しずつ温度を下げて焼成

神鋼ファウドラー技報

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2

(1985/9)

される｡従って,広い焼成温度範囲であることが望まし
Test

い｡

当社の上引グラスの溶融軟化率は,そのグラス粉末を,?

プレスでブロック状に押しかためて成形したものを,各種温度で焼成し, (ブロックの幅) / (ブロックの高さ)で表

conditions

1) Corrosive

>､

o･2

:

solution

20%Hc
q)

苛o.1

わし評価している｡
第6園ほ,ライニンググラスの溶融軟化率(縦軸)と温2) Testtemp∴3) Testperiod

140o(

=
○

'読
O

度(横軸)の関係の一例を示したグラスである｡

0･旨

4) TestpiecesAll GLU

一般むこ焼成温度での,ライニンググラスの粘度は,常温中の水あめ程度で,105‑106cpであり,溶融軟化率としAの焼成てFで示される範囲とする｡このときのGlass:
Glass:

温度a‑a′,

10

第7園

B.の場合ではb‑b'という範囲となBの方がGlass:

3O

40

:

50

sanples(rrll/c血?)腐食率とⅤ/Sの関係

Fig･

すなわち,

20

V/S

る｡
Glass:

:

481

L一

7

Relation

betweencorrosion

rate

and

V/S

Aより焼成温度範

囲が広く,作業性V‑優れていることが判る｡
ではなく,当社においても独自VL開発した装置を用いて,秦験を行なっている.この試験法を検討した時に,多くの知これらの違いは,主にライニンググラスの酸化物成分の組成によって支配されるものであり,熱膨張特性,耐食性以外R=グラスの成分設計をする際の,重要な条件にな見を得た｡その1つがⅤ/S値と腐食量の関係である｡

る｡

腐食液の量であり,
横である｡

3.4

耐

食

性

酸性溶液の液相部のグラスが,腐食によってミクロンカ

グラスライニングは砿郷と異なり,優れた耐食性を有していなけれはならない.このことはJ‑ダ‑の探さまで浸食されると,腐食液中ケこは,グラスヰ
の各成分が,グラス組成比で,溶出されてくる.つまり主成分であるSiO2が多量に溶出され,腐食液の量次第てI SR4201において規格されている｡それによると,化学工業用として使用されるライニンググラスは,｢1種+に.属するものであり,(≒0.5mm/y),耐は,飽和状態R:なってしまうo
そうなると,時間R:関係75
く腐食が進行しなくなり,得られるデータK信頼性がなく(≒1.1皿皿/y)以なる.一例を第7囲に示す｡

耐食性としては,塩酸と水酸化ナトリウムの試験を義務づ
けているo

耐塩酸性は3.4gr/m2･d
7.2gr/m2･d

Ⅴを∃

Sは腐食されるライニンググラスの両

水酸イヒナトリウム性は,を示す｡当社では,カタログ等において,この年間腐食率48hrの試験の場合,このグラフから明らかなよう忙,
Ⅴ/Sが約20以下紅おいては,溶出したSiO2によって腐食が緩和され,年間腐食率が小さくなっている｡酸性溶拓

で表わす場合が多い｡勿論当社の化工機用ライニンググラ
ISO規格にある耐水性をスは1種に属するものであり,の液相部のグラスの耐食試験を行なう時は,
Ⅴ/Sを20上;上vL‑なるような条件を設定する必要があるということを芳も十分満足している.そして,特忙ある腐食液VL対し年間
腐食率が0.1mm/y以下になるような使用条件下においてしている｡

は｢Aランク+と称し,1年365日を毎日24時間フル運
0.1′‑0.2
転をして,5年以上耐え得ると判断している｡

シ1)カの影響の無いことも確認できたが,この方法におレ

下の腐食率のグラスでなければならないとしている｡
内の数字はI SO規格の場合の表示方法で,年間腐食率(｢Bランク+と称し,
2/‑5年の寿命nm/yの条件では,であろうと推測している.これ以上の厳しい条件では耐食用ライニンググラスとしての使用は｢不適+と考えられ)

Ⅴ/Sが20以下であっても腐食時間が短かければ,溶杜ては,腐食減量が少なく,他の要因による誤差が大きく75
り,適当な試験条件とはいえない｡

4.新しい標準グラス#9000
4.1細000の特長
近年,化学工業界忙もファイン化指向が高まるに伴f3

る｡

耐食性に有効なグラス厚みは,以上のことから,最小値
0.5mmが必要である｡
1.2/‑1.5mmの厚みにライニングしてお一般的には,

い,酸性の腐食条件中に中和･洗浄などの為,ア/I,カ.)恒物質を使用することが増えてきたo
また,1つの機器で乍
種類かの反応を行なうマルチパーパスの機器の要求などカり, Aランクの使用条件であれは,十分に5年以上耐え得あり,アルカ1)性に対しても強いライニンググラスの開票るものである｡

が必要となった｡

3.5

耐食データに及ぼす溶出シリカの影響∫ I S等のライニンググラスの耐食性を評価する場合,
規格R:準じて行なうことは当然であるが,それ以上に実際の使用条件に少しでも近い条件下で試験しておくことが重要なことである.事実,薬液の種類,濃度,温度など紅よって,腐食の形態もずいぶん違うものである｡少なくとち,ライニンググラスとして使用の可否をi矢定し易くする
ため忙は,高温耐食試験は欠かせないものの1つであるo
高温耐食試験紅ついては,何ら定められた方法がある訳
Vol.

29

No.

2

(1985/9)

この場合,ライニンググラスの耐アルカリ性を向上さ堪るために,最も簡単忙考え出される方法は,グラス中の7
ところがアルカl)成分を発)t'カ1)成分を増すことであるo
すと,相対的に酸性成分が減少し,耐ア/i,カリ性は向上づるが,逆に耐酸性がタ写る結果R=なる.耐酸,耐アルカリfEE
方を向上させることは原理に反し非常に困難なことで凍るo

しかしながら,高耐酸性を維持しつつ耐ア)I,カリ性萎も向上させることがライニンググラスにとって不可欠な勇件となってきた｡

神鋼ファウドラー技報

1J

第3表
Table.

耐食データ
3

Corrosiorl

(oC
date

22

Unit

20%
B.P.

♯3100

HCI
V.P

0, 04

: m/y

20

pBTpe.
wv?tpe.I
I 48b%o6NE?p?
】

0. 01

0. 35

80

ぎ
C)

/!90OO

〔一

♯5000

0. 05

0. 02

0. 25

♯9000

0. 04

0. 01

0. 20

>
半5000

＼

100

ノ､＼.
､＼
､＼
♯3100

80

そこで考えられる成分がZrO2であるoZrO乏FLついて

35

30

25

20

15

(%)

,コンクリーTl補強用耐ア/レカ1)ガラス繊維の,中棟をす成分としてよく知られており,実績も多い｡ライニン
グラス組成にも,このZrO乏を増せは,耐酸性を確持しな

第8国
Fig･

10

5

fI20

fICLそ志

8

9

10

11

12

13

aoI‑I

14

(pH)

債用限界温度曲線(≦0.1mm/y)
8

Temp.

curve

of utilization

limit(≦0.1mm/y)

ら,耐アルカリ性を向上することができる｡最近の耐アカ7)用グラスというのは,この種のガラスVL属するものある｡ ZrO2は耐食性向上紅は,非常に効果的であるが,る温度と,塩酸深度,あるいはアルカリのpH値との関係

面,ガラス溶解温度,焼成温度の上昇,熱膨張係数が小で示したものである｡耐酸,耐水性を追求した♯3100は耐くなることによって,残留圧縮応力が大きくなり過ぎ

ア/レカ1)性が若干劣っているが,最高の耐食性を有している｡,などの問題がある｡そのためにグラスとしては,必然
紅増加量が制約され,ひいては耐食性の向上にも限界がじる｡無理に増加したものでは,作業性の低下により磯として使用中にグラスが剥離するなど,トラブルが発生る可能性が高く,装置としての品質面に問題が残る｡

4.3#9000は,全域において,その他の性能Stress‑Strain

4. 3. 1

♯9000はMax.

tensionが′J＼さくなっている｡このことは前述したように,焼成作業時の昇温,冷却過程でのグ

これら諸問題を全て解決し,作業性は従来の標準グラス

ラスVL加わる引張応力が,小さくなったということであり,紅良好で,かつ耐食性は酸から水,アルカ1)中こ至るまで域において,更に一段と優れたグラスが,新しい標準グ

ヘヤ‑ラインの発生が減少する｡そのため,作業性の向上
により,機器としての品質の向上ケこもつながるものであス#9000である.以下に主な特長をまとめる｡)耐酸,耐水性は最も優れている♯3100同等以上で,耐

る｡

4.3.2

アルカリ性は約2借上回る｡)ライニング中忙有害な分相,結晶化が起こらず,ガラ

4.3.3

スとしての安定性VL富む｡) ‑ヤーライン,毛穴等が少なく,作業性が良い｡

る｡)これらの結果,化学的にも物理的にも優れたグラスラ
イニング機署紬ミ製作でき,寿命の延長につながる｡
耐 食 性

2

∫ I S及びI

SOの規格に準じて,行なった試験結果を

耐熱衝撃性者3100, ♯5000と同等である｡
その他

機械的衝撃性,物理的性能等は従来のグラスと同一であ4.4

用途♯9000は, ♯3100, ♯5000同様,全ての機器への適用も可能であるが,顧客の要望ケこ応えるべく主に,高耐食性を必要とする分野へ利用していく予定である｡
ヌーセライ†

3表にまとめる｡
この結果より,耐酸性(耐塩酸性),耐水性は蓉3100と同紅維持して,耐ア/t'カl)性が大きく向上してしているこが分かる｡ ZrO2を耐ア)I,カ1)の主成分として成し得た
用グラス#5000よりも,全体iこ優れていることも理解でる｡

これらの性能を,更に実用的に表現したグラフを第8図示す｡
このグラフは,各グラスが｢Aランク+として使用出来♯8000の最表層の高耐食性グラスも白色の者3100から白色の肯9000(葬9000P F)に代えることが可能

で,この場合は｢#8100+と呼称される｡

5.

む

す

び

ライニンググラスは耐食性のみならず,作業性を向上させて,最高の状態で仕上げ,機器としての性能を100%発
揮させなければならない｡#9000は,このような奄札怠に立って開発したグラスであり,ユ‑ザ‑･ニ‑ズを完全に満足させるものであると確信する｡

神鋼ファウドラー技報

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(1985/9)