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JP2003534630A - 導電性コーティングを有するガラス製構成部材とその使用方法、ならびにそれを用いて製造された装置、設備、及び導管 - Google Patents

導電性コーティングを有するガラス製構成部材とその使用方法、ならびにそれを用いて製造された装置、設備、及び導管

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JP2003534630A
JP2003534630A JP2001586204A JP2001586204A JP2003534630A JP 2003534630 A JP2003534630 A JP 2003534630A JP 2001586204 A JP2001586204 A JP 2001586204A JP 2001586204 A JP2001586204 A JP 2001586204A JP 2003534630 A JP2003534630 A JP 2003534630A
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JP
Japan
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glass
coating
conductive
equipment
component
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001586204A
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English (en)
Inventor
カール−ハインツ・ヴィンター
クラウス・ゲルト
Original Assignee
クーファウエフ・エンジニアリング・ゲーエムベーハー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by クーファウエフ・エンジニアリング・ゲーエムベーハー filed Critical クーファウエフ・エンジニアリング・ゲーエムベーハー
Publication of JP2003534630A publication Critical patent/JP2003534630A/ja
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    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、装置ならびに設備の組み立て、および導管の組み立てのためのガラス製構成部材であって、表面抵抗を低減するための外側のコーティング、特に、透明な導電性有機ポリマーからなるコーティングによって自身の表面が全て又は部分的に被覆されているガラス製構成部材、ならびにその使用方法、そしてこれらガラス製構成部材が取り付けられた装置、設備、及び導管を提供する。このとき、上記コーティングは、ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチロールスルホン酸塩からなることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置ならびに設備の組み立て、および導管の組み立てに用いられる
ガラス製構成部材、その使用方法、そしてガラス製構成部材から構成されて作ら
れる装置、設備、および導管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
化学産業、製薬産業、あるいは食品産業に使われる装置類、設備類、および導
管類は、ガラスからなる複数の構成部材から構成されることが知られている。ガ
ラス製構成部材は、その都度使用目的に合わせたガラス、特にホウケイ酸ガラス
から製造される。ガラス製構成部材ないしこれらから作製される装置、設備、及
び導管に対して要求されるものの中には、先ず何よりも、所定の運転温度で処理
や移送がなされる物質に対して要求される化学的耐性、ならびに必要な幾つかの
機械的特性が含まれるが、この機械的特性には、発生する温度と圧力での強さに
加えて、所定の環境下でのガラス表面への傷の付き難さも含まれると言える。ホ
ウケイ酸ガラス等からなるガラス製構成部材のガラス表面を引掻きや衝撃といっ
た外部からの損傷に対して確実に保護するために、装置ならびに設備の構成にお
いては、コーティングや外周側のカバーを用いてガラス表面を保護することが一
般的である。よく用いられる保護コーティングは、ポリウレタンをベースにした
透明なコーティングで、商品名Ｓｅｃｔｒａｎｓとして知られている。このよう
なＳｅｃｔｒａｎｓ−コーティングは、吹き付けによって、ガラス表面上に向け
て特定層に塗装される。このコーティングの連続使用温度は、１４０℃に達し、
その際、短時間には１８０℃までの温度にさらされる。Ｓｅｃｔｒａｎｓ−コー
ティングは、ガラス表面を引掻きや衝撃から守るだけでなく、それでも生じてし
まうガラスの破損に際して飛散を確実に防止する。コーティングは、減圧運転時
において、壊れたガラス製装置から媒質が流出するのことに対しても何らかの保
護を保証することができる。
【０００３】 ガラス製の構成部材および設備の表面を保護する他の手段としては、ガラス繊
維マットでガラス製構成部材の周りをカバーしてしまうことで、この場合、ガラ
ス繊維マットは、ガラスパーツ上にもたらされた後、ポリエステル樹脂に浸漬さ
れる（「ＧＦＰカバー」）。このように周囲をカバーすると、普通、十分透明で
あるとはいえ、上述のようなＳｅｃｔｒａｎｓ−コーティングによる透明性は得
られない。ＧＦＰカバーされたガラス製構成部材の最大運転運度は１５０℃にな
る。
【０００４】 上述のコーティングおよび外周カバーは、確かに機械的特性を向上させはする
。しかしながら、これらは、電気的な表面抵抗が典型的な場合１０12Ωを超える
ような非導電性の材料から構成されるために、コーティングされないガラスと比
較すると極めて静電的に帯電し易い。コーティングされないガラスは、通常、そ
の表面に水の皮膜を形成し、そのために通常かなり低減された電気的な表面抵抗
を有し、ＢＧ−ＣｈｅｍｉｅのＮｒ．ＺＨ１／２００「Statische Elektrizitae
t」の指し示す所によれば、通常、電気的な帯電に対する防護対策を特に講じる
必要がない。大気と接触しているガラス表面の場合、固有電気的表面抵抗は、普
通の湿度で最大１０8Ωを有し、問題にならない領域に留まる。
【０００５】 非導電性のコーティングといった電気を通さない構成部材ならびにこれから作
られた導管及び設備の局所的ないし広がりを持つ帯電によって、特定の化学的工
程においては、混合材の発火を招くような火花放電ないしブラシ放電が発生する
ことになる。外周カバーないしポリウレタンコーティングを有する上述のガラス
製の構成部材および設備は、そのため、発火性の混合物質を使用する場合には、
許容できない帯電に対して特別の除去対策を通じて安全が図られなければならな
い。
【０００６】 無処理のガラスからなる設備でさえ、ガラス表面が湿った周囲空気に触れるこ
とがなく、そればかりか、無水性の、及び／又は水と結合する媒質、例えばベン
ゼンないしトルエンといった媒質に接触して、そのために保護している導電性の
水の皮膜が欠如しているような場合には、時として帯電による危険性が生じるこ
とがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、これまで必要であった付加的な防護策を講じる必要なしに、
ガラス製構成部材およびそれから作られた装置、設備、そして導管の安全性を、
これらの帯電性に関して保証することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本課題は、請求項１から請求項４に記載のガラス製構成部材、請求項５および
請求項６に係るその使用方法、ないしそれから製造された請求項７および請求項
８に係る装置、設備、そして導管によって解決される。
【０００９】 本発明のガラス製構成部材の主な特徴は、表面抵抗を低減するための外部コー
ティングによってガラス製構成部材自身の表面が完全ないし部分的に被覆されて
いることである。
【００１０】 ここで、「表面」とは、何ら限定することなく、周囲の空気と接触している外
部表面ならびに例えば設備ないし導管の内側にある表面を包括するガラス製構成
部材の任意の表面のことを意味する。表面抵抗を低減するためのコーティングに
よってこの表面が「完全ないし部分的に」被覆されているとは、例えば、内側表
面ないし外側表面だけが被覆されることもあれば、さらに／あるいは、表面コー
ティングが例えば閉じられた切れ目のないコーティングとして設けられなくても
よいばかりでなく、例えばプリントされた線状の網としても、あるいは、設備に
おいて特に帯電の恐れのある一部にだけ設けられるといったことも可能であると
いうことを意味する。
【００１１】 内側表面に形成されるコーティングの場合、各媒質に対する必要な化学的耐性
が確保されていなければならないことは言うまでもない。その他には、内側のコ
ーティングにおいてさらに付け加えるような特殊な点は無いので、後に、外側表
面にコーティングが被覆されているガラス製構成部材ないしそれから作られた装
置、設備、及び導管に関して本発明の実施形態が述べられよう。
【００１２】 被覆されたコーティングは、個々のガラス製構成部材の表面抵抗を少なくとも
コーティングなしのガラスの固有電気的表面抵抗にまで、つまりおよそ１０8Ω
ないしそれより低い値にまで下げるものでなければならない。コーティング材料
は、被覆されたガラスの透明さに影響を与えないか、概ね影響を与えないものが
用いられることが好ましい。
【００１３】 上述の要求事項は、透明な導電性の有機高分子からなるコーティングを用いて
満たすことができる。導電性有機高分子からなる斯かるコーティングは、例えば
、塗装や、あるいは好ましくは吹付けといった種々の方法によって作製すること
ができる。適した導電性ポリマーは、コーティング形成用に溶剤中に溶かされて
いるか、あるいは、液体のキャリアー中に分散されている。
【００１４】 特に適した、しかも目下好ましい導電性ポリマーは、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ の商
品名で Ｂａｙｅｒ ＡＧ 社から入手可能な、ガラス及びプラスチックのコーテ
ィングに供されるポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチロールスルホン酸
塩（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）ポリマーである。これによって、導電性の透明で略無色
のコーティングが得られる。これは、現在では、プラスチックフォイルないし受
像管のコーティングに好適に用いられている。上記ポリマーを含有した水性の分
散体は、吹付けや塗装による以外に、スピンコーティング、プリント法およびロ
ーラ塗布技術によっても塗布することができる。付着性を高めるために、コーテ
ィングに、下地毎に適した付きを良くする添加物が含まれていてもよい。こうい
った添加物は、例えば、製品の Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ に関する Ｂａｙｅｒ ＡＧ
社の製品情報から得ることができる。
【００１５】 導電性のＰＥＤＴ／ＰＳＳポリマーによるコーティングは、ガラス製構成部材
上で最大１４０℃の温度まで使用することができる。
【００１６】 上述のＰＥＤＴ／ＰＰＳポリマーの代わりに用いられるものとして考えられる
その他の導電性ポリマーには、一例としてポリアニリンまたはポリピロールとい
ったものがあるが、例えば形成されたコーティングの透明さの点から言えば出来
はあまり良くないものになる。
【００１７】 導電性コーティングを有した本発明によるガラス製構成部材が設備、装置、お
よび導管に一体に組み立てられる場合、個々のガラス構成部材の接続箇所におい
て、この接続箇所を電気的に短絡させブリッジさせることに配慮するように製作
されることが好ましい。こうして、コーティングによって電気が流れるようにな
ったガラス製構成部材表面が、概ね全装置、全設備、あるいは全導管にわたって
確実に広げられるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を五つの図面に基づき詳述する。
【００１９】 図１には、ガラス管として形成されたガラス製構成部材が概略的に示されてお
り、このガラス製構成部材は、自身の端部に安全バットレスフランジ２が設けら
れている。このフランジは、現在業界で知られたフランジ形状の何らかの一例と
して示されている。他に知られたフランジ形状は、例えば縁をかしめて湾曲させ
たフランジ、研磨したフランジ、ボール／球継手軸受等がある。上記ガラス製構
成部材は、ポリウレタン（Ｓｅｃｔｒａｎｓ）といった非導電性のコーティング
材料からなる第１の保護コーティング４を備えており、このコーティングに、本
発明により例えばＰＥＤＴ／ＰＳＳからなるさらなるコーティング３が被覆され
ている。図中、さらに、電気を通す導電性のコーティングが符号３´によっても
示されている。このコーティングは、ガラス製構成部材の内側に塗布されている
。この導電性のコーティングを塗布する際に、例えば３〜１５μｍ、好適には約
６μｍのある特定の適した膜厚が吹付けによって得られるよう処理されるのが好
ましい。このように被覆を行なう場合、ガラスの透明性がそのまま維持される。
【００２０】 本実施形態においては、導電性コーティング３は、保護コーティングによって
予め被覆されたガラス製構成部材の表面全体にわたって塗布されている。このコ
ーティングは、フランジ端部同士間で導通状態にあり、例えば図２〜図５に基づ
いて以下にさらに詳細に説明するような方法でこれらのフランジ端部を短絡させ
ることができる。
【００２１】 塗布されたコーティングによって、予め被覆されたガラス製構成部材の表面抵
抗は、おおよそ１０7Ωにまで低下させられる。この値は、全く被覆されていな
いガラス及び単に保護コーティングだけを有するガラスと対比して以下の表に与
えられている。
【表１】
【００２２】 ガラス製構成部材が装置、設備、あるいは導管に組み込まれる場合、シール部
材、ネジ、及び圧縮バネを有するフランジリングといった公知の接続部材が用い
られる。図２乃至図５は、この種のパーツを用いながらどのようにして電気を通
す接続が実現されるかを示している。
【００２３】 図２から図４に示されているように、例えばＰＴＦＥ・グラファイトといった
電気を通す材料からなるシール部材５ないし５´を用いることによって、安全バ
ットレスフランジを有する二つのガラス製構成部材の間の電気を通す接続が保証
される。上記シール部材５は、導電性コーティングが施されたガラス製構成部材
の表面にシール部材５が一層良好に接触するように、図２に示すように特殊な構
成とされている。このシール部材の外側の襟の部分は、この襟の部分が両方のガ
ラス製構成部材の導電性コーティング３上にしっかり載るように寸法決めされて
いる。電気的接触は、圧縮バネ９で生じる力によって両方のガラス製構成部材が
互いに押し付け合わせられることにより、さらにシール面自身を介しても得られ
る。
【００２４】 得られた接続部分の導電性を向上させるために、図２から図４の実施形態にお
いて用いられる金属製フランジリング７は、電気を通す挿入部６を備えている。
これにより、二つのガラス製構成部材は、シール部材５ないし５´を介する一方
で、さらに付加的に、金属製ネジ８によって互いに結合された挿入部６付きのフ
ランジリングを介しても電気を通すように接続される。上記挿入部は、このとき
、接触が得られるように、圧縮バネによって導電性コーティング３上に押し付け
られる。反力は、挿入部６を介してフランジリング７に伝えられ、導電性の金属
ネジ８を使ってネジ留めすることによって対向するフランジリング７とのブリッ
ジが形成される。
【００２５】 図４は、他の応用例を示す。この場合には、さらなる短絡を起こさせるための
図３に示される部材の他に、付加的に導電性のベルト１０が設けられている。こ
のベルトは、安全バットレスフランジ上を導かれ、両端部がフランジリング７の
挿入部６の下にある。
【００２６】 図５には、縁が湾曲したフランジ１１を有するガラス製構成部材の接続が示さ
れている。この場合、導電性の接続を得るために、好ましくは、再び導電性のＰ
ＴＦＥ・グラファイトからなる導電性のシール部材１２が挿入される。特殊鋼シ
ェル１３の下側に位置するエラストマー１４も、導電性材料から形成されること
が好ましい。シール部材１２とガラス表面との間は、外側にある特殊鋼シェル１
３を締めることによって接触させられる。このとき、軸方向の力だけでなく半径
方向の力も生成され、これらの力が、端面上、ならびに導電性コーティング３を
有する縁が湾曲したフランジの外側の折り返しの部分の上に、導電性シール部材
１２を押さえ付け、これにより、両方のガラス製構成部材が電気が流れるように
互いに接続される。
【００２７】 導電性は、ガラス製構成部材そのものの表面の特性であるため、本発明により
被覆されたガラス製構成部材を設備、装置、及び導管を製造するために用いる場
合、非導電性の材料からなる保護コーティングを有するガラス製構成部材に対し
て従来要求される保護対策は、もはや必要ではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 二つの安全バットレスフランジとコーティングを有するガラス製
構成部材を概略的に示す図である。
【図２】 特殊なシール部材を用いた、図１に示す安全バットレスフランジ
を有する二つのガラス製構成部材の導電性接続の一実施形態を示す図である。
【図３】 図２による接続に関する変形実施形態を示す図である。
【図４】 図２による導電性接続に関する他の変形実施形態を示す図である
。
【図５】 縁を湾曲させたフランジを有する二つのガラス製構成部材の導電
性接続の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
２・・・安全バットレスフランジ（フランジ） ３，３´・・・導電性のコーティング ４・・・保護コーティング ５，１２・・・導電性のシール部材 ６・・・挿入部 ７・・・フランジリング（シェルリング） １０・・・ベルト（ブリッジ部） １１・・・縁を湾曲させたフランジ（フランジ） １３・・・特殊鋼シェル（シェルリング） １４・・・エラストマ−（シェルリング）
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年２月２８日（２００２．２．２８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項２】 請求項１に記載のガラス製構成部材において、 前記さらなるコーティング（３，３´）は、ポリエチレンジオキシチオフェン
／ポリスチロールスルホン酸塩からなることを特徴とするガラス製構成部材。
【請求項３】 前記ガラス製構成部材を装置、設備、又は導管に一体に組み
立て、前記ガラス製構成部材の各々をこれらガラス製構成部材の接続箇所におい
て電気を通すように互いに接続する、ガラス製装置ならびにガラス製設備を製造
するための、そして導管を製造するための請求項１または請求項２に記載のガラ
ス製構成部材を使用する方法。
【請求項４】 請求項３に記載の方法において、 接続のために前記ガラス製構成部材にフランジ（２，１１）を形成し、前記接
続箇所に、導電性のシール部材（５，１２）及び／又は挿入部（６）及び／又は
ブリッジ部（１０）及び／又はフランジリングないしシェルリング（７，１３，
１４）を設けることを特徴とする方法。
【請求項５】 請求項１または請求項２に記載のガラス製構成部材から製造
され、前記ガラス製構成部材の各々がこれらガラス製構成部材の接続箇所におい
て電気を通すように互いに接続されてなるガラス製装置およびガラス製設備およ
び導管。
【請求項６】 請求項５に記載のガラス製装置およびガラス製設備および導
管において、 前記ガラス製構成部材（１）には、これらガラス製構成部材の互いの接続のた
めに、そして他の材料からなる構成部材のために、フランジ（２，１１）が形成
され、さらに前記接続箇所に、導電性のシール部材（５，１２）及び／又は導電
性の挿入部（６）及び／又は導電性のブリッジ部（１０）及び／又は導電性のフ
ランジリングないしシェルリング（７，１３，１４）を備えていることを特徴と
するガラス製装置およびガラス製設備および導管。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 装置ならびに設備の組み立て、および導管の組み立てのため
    のガラス製構成部材において、 自身の表面が、表面抵抗を低減するための外側コーティング（３，３´）によ
    って全て又は部分的に被覆されていることを特徴とするガラス製構成部材。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のガラス製構成部材において、 前記コーティング（３，３´）は、透明な導電性有機ポリマーからなることを
    特徴とするガラス製構成部材。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のガラス製構成部材において、 前記コーティング（３，３´）は、ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリス
    チロールスルホン酸塩からなることを特徴とするガラス製構成部材。
  4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガラス製構成
    部材において、 非導電性のコーティング材料からなり、機械的特性を高めるための第１の保護
    コーティング（４）を備えるとともに、該第１の保護コーティング（４）の上に
    、さらなるコーティングとして前記表面抵抗を低減するための外側のコーティン
    グ（３）が設けられていることを特徴とするガラス製構成部材。
  5. 【請求項５】 前記ガラス製構成部材を装置、設備、又は導管に一体に組み
    立て、前記ガラス製構成部材の各々をこれらガラス製構成部材の接続箇所におい
    て電気を通すように互いに接続する、ガラス製装置ならびにガラス製設備を製造
    するための、そして導管を製造するための請求項１から請求項４のいずれか１項
    に記載のガラス製構成部材を使用する方法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の方法において、 接続のために前記ガラス製構成部材にフランジ（２，１１）を形成し、前記接
    続箇所に、導電性のシール部材（５，１２）及び／又は挿入部（６）及び／又は
    ブリッジ部（１０）及び／又はフランジリングないしシェルリング（７，１３，
    １４）を設けることを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガラス製構成
    部材から製造され、前記ガラス製構成部材の各々がこれらガラス製構成部材の接
    続箇所において電気を通すように互いに接続されてなるガラス製装置およびガラ
    ス製設備および導管。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載のガラス製装置およびガラス製設備および導
    管において、 前記ガラス製構成部材（１）には、これらガラス製構成部材の互いの接続のた
    めに、そして他の材料からなる構成部材のために、フランジ（２，１１）が形成
    され、さらに前記接続箇所に、導電性のシール部材（５，１２）及び／又は導電
    性の挿入部（６）及び／又は導電性のブリッジ部（１０）及び／又は導電性のフ
    ランジリングないしシェルリング（７，１３，１４）を備えていることを特徴と
    するガラス製装置およびガラス製設備および導管。
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