JP2003329534A

JP2003329534A - 化学溶液耐腐食性の導電層被覆線状電極並びにその電極を用いた漏液位置検知システム

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Publication number: JP2003329534A
Application number: JP2002135814A
Authority: JP
Inventors: Tsunematsu Mukoya; 谷常松向; Toshihiro Oka; 利博岡; Yoshimi Okuyama; 山好美奥; Eiji Hayashi; 栄司林; Hikari Sudo; 藤光須; Atsushi Kumasaka; 坂淳熊
Original assignee: Tobishima Corp
Current assignee: Tobishima Corp
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2003-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】腐食性の高い薬品容器内または廃棄物処分場
の遮水シートの溶液または漏液の検知用線状電極につい
て、腐食性溶液により腐食されず、従来の金属線と同様
の測定精度を確保でき、且つ施工が易しく、安価な線状
電極を提供することを目的とする。【解決手段】耐腐食性導電層として炭素材を混入した
耐薬品性合成樹脂を、銅などの線状金属の周囲に形成さ
せた導電層被覆線状電極。廃棄物処分場の遮水シートの
上下層には、その導電層被覆電線を用いた検知用線状電
極を敷設し、遮水シートからの溶液漏れの位置を検知す
る漏液位置検知システムであることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硫化物・塩化物な
どの溶液中で電解質の検知測定に用いる化学溶液耐腐食
性の導電層被覆電線並びに、その導電層被覆電線を用い
た漏液検知システムに関する。特に、廃棄物の埋め立て
による廃棄物処分場の遮水シートの漏水位置検知システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】硫化物・塩化物などの溶液の電解質の検
知或は測定に用いるための線状電極はその溶液による腐
食を防ぐため、金・白金等の貴金属線やチタン等の高価
な高耐食性金属線を用いる方法が援用されていた。

【０００３】例えば、化学薬品容器内で溶液の残量或は
その電解度などを測定する線状電極はその容器が多数あ
る場合或はその容器が大型容量である場合など、その測
定に使用する高価な線状電極のコストが問題であった。

【０００４】また、埋め立てによる廃棄物最終処分場
は、廃棄物からの有害な廃液の散逸を防止するための遮
水シートが敷設されている。これらの遮水シートは環境
による劣化及び廃棄物搬入に伴う外力からの破損を防止
する構造がとられているが、広大な面積の処分場では遮
水シート接合施工上の問題から発生する漏液などを含
め、漏液を早期に検知し修復することが求められてい
た。

【０００５】そのため線状電極を用いてその漏液の電解
質の電気的変化を検知する種々の漏水位置検知方法が研
究され実施されている。例えば特開平４−１３６７３２
号公報には遮水シートの上下に複数のワイヤ状電極を所
定の間隔で互いに直交するように並べ、そのワイヤ状電
極を上下１本づつ任意に選び、交流電圧を印加して電流
検出と位相検波を行う回路と差動回路とにより漏水発生
位置を検出する方式が開示されている。

【０００６】また、本発明者らが提案した特願２００１
−１１４５３２においても、遮水シートの上部に複数本
配列した第１の電極群と、遮水シートの下部（第１の電
極の反対側）に第１の電極と交差して配列させた第２の
電極群を並べ、一方の電極群を短絡して直流電圧を印可
し、短絡を開放した後の各電極の復極速度・復極量を測
定することにより漏水発生位置を検出する方式を開示さ
れている。

【０００７】また、特開平９−２９０２２８号公報には
遮水シートの内部に多数の電圧印加用導電線と電流検知
用導電線を分散配置して、電流検知用導電線に流れ込む
電流に基づき遮水シートの破損箇所を検知する装置が開
示されている。

【０００８】前述の公知の方法では線状電極を電流が流
れやすくするため、絶縁膜で被覆しない金属線が使用さ
れるのが一般的である。しかし、廃棄物処分場に溜まっ
ている液には硫化物や塩化物などの電解性溶液の腐食性
の高い物質が含まれているため、特に常時腐食性の高い
漏液に晒されることになる遮水シートの上部に敷設され
る線状電極は激しく腐食し数年間で断線等の故障を招じ
る恐れがある。

【０００９】しかも線状電極が断線した時点では当該線
状電極が廃棄物や遮水シートに埋もれているため、その
補修が非常に困難である。

【００１０】以上のような線状電極の腐食を防ぐ手段と
して、前述した化学薬品容器における残量、電解度の測
定用線状電極と同様に金・白金などの貴金属線やチタン
などの高耐食性の金属電線を用いる方法が考えられる。
しかしながら、これらの金属を線状電極の素材として使
用すると漏水位置検知システムが高価になりすぎるとい
う問題があった。

【００１１】このシステムで上記線状電極として炭素繊
維を用いる方法も考えられるが、炭素繊維は金属に比べ
て導電性が低く、長い線状電極としてはその抵抗値によ
り検知精度が低下する。また、炭素繊維線間の接続が難
しいため、敷設作業に多大な労力と費用を要する問題が
あった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の問題
に鑑みてなされたものであり、腐食性の高い化学物質溶
液内に電解質検知或は測定のための線状電極或はその電
線が晒されても、耐腐食性があり測定可能であり、とく
に、腐食性の高い廃棄物処分場の漏液に晒される検知電
極電線として用いても長期間腐食する恐れがなく、従来
の金属線と同様の測定精度を確保でき、且つ施工が易し
く、安価な線状電極を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項１の発明の化学溶液耐腐食性の導電層被覆線
状電極は、金属を腐食させる化学物質溶液内で、その液
の電解質の検知・計測を少なくとも行うため、線状金属
の外周囲を耐腐食性導電層により被覆した線状電極であ
って、その耐腐食性導電層は炭素材を混入させた耐薬品
性合成樹脂であることを特徴とする。

【００１４】この発明によれば、耐腐食性導電層を有す
るため線状電極は腐食性の高い化学物質溶液に腐食され
ることがない。このため線状金属は銅などの導電性の高
い安価な金属材料とすることができる。従って、金・白
金等の貴金属線やチタン等の高価な高耐食性金属線を用
いることなく、腐食性の高い化学物質溶液の検知・計測
を行なうことができる。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１記載の発明で
あって、前記化学溶液は少なくとも硫化物、塩化物を含
み、前記炭素材は炭素粉或は炭素繊維であり、前記耐薬
品性合成樹脂はポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹
脂、クロロプレンゴム、シリコンゴムの中のいずれかで
あることを特徴とする。

【００１６】請求項２の発明によれば、廃棄物処分場の
漏液に多く含まれる硫化物、塩化物に対して耐腐食を有
し、また、安価で所望の粒形やサイズが入手できる炭素
材を用い、所望の硬さを選択可能な耐薬品性を有する合
成樹脂を用いることができる。このため、従来、腐食を
考慮した大径の線状金属を用いていたためのコストや、
取り扱いの不便を、小径で適度な軟らかさにすることで
解消することができる。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１又は２記載の
発明であって、前記耐腐食性導電層は、導電被覆層の抵
抗率が１Ω−ｃｍ以上となるように炭素材を混入させた
耐薬品性合成樹脂であることを特徴とする。

【００１８】請求項３の発明によれば、樹脂に混入する
炭素材の混入量の少ない樹脂で導電被膜層を形成するこ
ととなるため、耐腐食性導電層の耐腐食性の高い線状電
極とすることができる。また、電位差検知のための微少
（μアンペア程度）電流の電位差検知に十分な電極を得
ることができる。

【００１９】請求項４の発明の導電層被覆線状電極を用
いた漏液位置検知システムは、廃棄物処分場の底面に敷
設された遮水シートの漏液位置を複数の線状電極群を用
いて電気的変化で検知するシステムにおいて、少なくと
も該線状電極群の一部または全部に請求項１または２記
載の導電層被覆線状電極を使用することを特徴とする。

【００２０】請求項４の発明によれば、廃棄物処分場の
底面で、硫化物、塩化物を含む腐食性の高い漏液に常時
晒される環境においても腐食しない線状電極とすること
ができる。このため、数十年の寿命が要求される廃棄物
処分場の漏液位置検知システムの信頼性を確保すること
ができる。また、請求項１または２記載の導電層被覆線
状電極とすることにより従来より小径の金属線とするこ
とができ線材コストを抑えることができ、さらに敷設作
業が容易となる。

【００２１】請求項５は、請求項４の発明であって、前
記遮水シートの上部に請求項１から３記載の導電層被覆
線状電極を複数本平行に配列させた第１の電極群と、そ
の遮水シートの下部に第１の電極群と交差させて、複数
本平行に配列させた第２の電極群とを備え、第１の電極
群と第２の電極群への電圧印加による電気的変化を測定
して漏液位置を検知することを特徴とする。

【００２２】請求項５の発明によれば、遮水シートの上
下の第１と第２の電極群が交差していることにより、漏
水発生個所の電気的変化により漏水個所を特定すること
ができる。この構成において、少なくとも遮水シートの
上部に配列された第１の電極群は、廃棄物処分場の漏液
に常時晒されることとなるので前記導電層被覆線状電極
を用いることにより腐食による断線を防止することがで
きる。

【００２３】請求項６は、請求項５記載の発明であっ
て、前記第１の電極群と第２の電極群を異なる材質の線
状電極で構成することを特徴とする。

【００２４】請求項６の発明においては、漏水があった
場合のみ腐食性の漏液が流入する遮水シートの下側の前
記第２の電極群には、従来から用いられていた銅、アル
ミニウム、ステンレスなどの金属線を線状電極として敷
設してもよい。

【００２５】請求項７は、請求項５または６記載の発明
であって、前記第１及び第２の電極群は、前記遮水シー
トの上層部及び下層部による緩衝シートの中にそれぞれ
織り込み或は貼り付けて固定されることを特徴とする。

【００２６】請求項７の発明によれば、線状電極の敷設
作業が容易で効率よくできる。また、緩衝シートに固定
されていることから線状電極が保護されて外力による破
損をより防止することができる。

【００２７】請求項８の発明は、請求項５、６または７
の何れかに記載の発明であって、前記第１及び第２の電
極群は、複数の線状電極が略等間隔で平行に配列された
ものであることを特徴とする。

【００２８】請求項８の発明によれば、互いに交差する
第１及び第２の電極群の線状電極とにより遮水シートの
漏液位置の座標を特定しやすくすることができる。

【００２９】請求項９の発明は、請求項５、６、７また
は８何れかに記載の発明であって、前記第１と第２の電
極群とが略直交する方向に配列されることを特徴とす
る。

【００３０】請求項９の発明によれば、線状電極が直交
交差することにより請求項７の発明の等間隔平行と組合
せて更に漏液位置の座標を特定しやすくすることができ
る。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。

【００３２】図１は本発明の化学溶液耐腐食性の導電層
被覆線状電極１の構成を示す外観図とその断面図であ
る。

【００３３】ここで、１ａは金属線であり、通常はコス
トの安価で導電性の良い銅線である。１ｂは炭素粉或は
炭素繊維を混入させた耐薬品性合成樹脂で形成した耐腐
食性導電層である。

【００３４】その耐薬品性合成樹脂はポリエチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂、クロロプレンゴム、シリコン
ゴムなどである。

【００３５】また、前記耐腐食性導電層は、導電被覆層
の抵抗率が１Ω−ｃｍ以上となるように炭素材を混入さ
せた耐薬品性合成樹脂を用いて形成することによれば、
耐腐食性の高い線状電極とすることができる。

【００３６】図２は、その導電層被覆線状電極１を用い
て、硫化物或は塩化物などを含む化学物質溶液の入る容
器２を示す。溶液容器２の容器内に不透明の溶液２ａが
あり、容器蓋２ｂには複数本の長さの異なる前記導電層
被覆線状電極１、１がその蓋２ｂを貫通して固定されて
いる。

【００３７】それら導電層被覆線状電極１、１の中の短
い電線からその２本のペアに電圧を印加し、電解質電流
が流れるまで、次第に長いペアに移していけば、その液
面を検知することができる。また、電解度も計測でき
る。

【００３８】この発明によれば、耐腐食性導電層を有す
るため線状金属は腐食性の高い化学物質溶液に腐食され
ることがない。このため線状金属は銅などの導電性の高
い安価な金属材料とすることができる。従って、金・白
金等の貴金属線やチタン等の高価な高耐食性金属線を用
いることなく、腐食性の高い化学物質溶液の検知・計測
を行なうことができる。

【００３９】また、廃棄物処分場の漏液に多く含まれる
硫化物、塩化物に対して耐腐食を有し、また、安価で所
望の粒形やサイズが入手できる炭素材を用い、所望の硬
さを選択可能な耐薬品性を有する合成樹脂を用いること
ができる。このため、従来、腐食を考慮した大径の線状
金属を用いていたためのコストや、取り扱いの不便を、
小径で適度な軟らかさにすることで解消することができ
る。

【００４０】次に導電層被覆線状電極を用いた漏液位置
検知システムの一実施の形態を説明する。図３は前述し
た漏水位置検知方法において、その遮水シートの上部及
び下部に、それぞれｍ個、ｎ個の前記導電層被覆線状電
極１、１を所定の間隔で互いに直交するように配設した
状態を示した図である。

【００４１】図３（ａ）は前記導電層被覆線状電極１を
用いた漏液位置検知システムの遮水シート１４の上層部
・下層部の構成図を示す。

【００４２】図３（ａ）は遮水シート１４の上部に不織
布などによる緩衝シート１３の中に織込んだｍ本の導電
層被覆線状電極１からなる上層電極群１１（第１の電極
群）の示す。

【００４３】図３（ｂ）は上層部及び下層部の間にある
遮水シート１４を示す。

【００４４】図３（ｃ）は遮水シート１４の下部に不織
布などによる緩衝シート１３の中に織込んだｎ本の導電
層被覆線状電極１からなる下層電極群１２（第２の電極
群）を示す。

【００４５】図３（ｄ）は廃棄物処分場の底面に下から
順に、下層電極群１２、遮水シート１４、上層電極群１
１が敷設された構造の断面図を示す。

【００４６】上層電極群１１と、下層電極群１２は、図
４に示したように遮水シート１４を挟んで、直交して配
置される。

【００４７】それぞれの図４に示した選択回路１０ａ、
１０ｂにより逐次上下１本づつ電極電線を選択し、電圧
を印加して電解質による電流を検出して、それら電極の
交差点付近でそれらの電流を測定すれば遮水シート１４
から漏れている溶液があるか否かを調べることができ
る。

【００４８】以上の電極電線を自動的に走査するマイク
ロコンピュータ制御により漏水位置を表示する漏水検出
回路は多く公開されている。

【００４９】前述した特開平４−１３６７３２号公報も
その一つであり、遮水シート部１０へ対して逐次に各交
差で直交する上層電極１１と下層電極１２の１本づつ選
択し、その間に電圧を印加して、それぞれの検出電流を
測定し、遮水シート部１０の検出電流２次元分布を表示
することができる。

【００５０】図４は上層電極群１１のｘ番目と下層電極
群１２のｙ番目の電極交差点に電流が検出され、その付
近に漏水位置ｚがあることを示したものである。

【００５１】以上一実施の形態を説明したが、遮水シー
トの漏液位置を電気的に検知する手法であれば、何れの
方法であっても、前記導電層被覆線状電極による線状電
極を適用することができる。

【００５２】図５は、遮水シートの漏水検知線状電極の
材質比較表である。遮水シート部１０、２０に用いる線
状電極が導電性樹脂被覆線状電極（電線はＣｕ、Ａｌ等）被覆のない金属電線（電線はＣｕ、Ａｌ等）炭素繊維線形或は編んだ線状電極３つの場合を線状電極として要求される機能別に比較し
たものである。

【００５３】の電線は線延長が長いので、導電性の
割りにコストの安価なＣｕ、Ａｌ等として比較した。

【００５４】◎は優れている。○は良好、△は普通、×
は不可または不適を示す。総合的に遮水シート部１０、
２０には導電層被覆線状電極は要求される機能を十分満
足することが明らかである。

【００５５】

【発明の効果】本発明の化学溶液耐腐食性の導電層被覆
線状電極並びにその電極を用いた漏液位置検知システム
は以下のような効果を奏する。

【００５６】請求項１、２、３記載の発明によれば、耐
腐食性導電層を有するため、腐食性の高い化学物質溶液
の検知・計測を行なうことができる。また、従来、腐食
を考慮した大径の線状金属を用いていたためのコスト
や、取り扱いの不便を、小径で適度な軟らかさにするこ
とで解消することができる。

【００５７】請求項４、５，６の発明によれば、腐食性
の高い漏液に常時晒される環境においても腐食しない線
状電極とすることができる。このため、漏液位置検知シ
ステムの信頼性を確保することができる。また、線材コ
ストを抑えることができ、さらに敷設作業が容易とな
る。また、漏水発生個所の電気的変化により漏水個所を
特定することができる。この構成においては、腐食によ
る断線を防止することができる。さらに、銅、アルミニ
ウム、ステンレスなどの金属線を線状電極として敷設
し、コストを抑制することができる。

【００５８】請求項７、８，９の発明によれば、敷設作
業が容易で効率よくできる。また、線状電極が保護され
て外力による破損をより防止することができる。また、
遮水シートの漏液位置の座標を特定しやすくすることが
できる。また、請求項８の発明の等間隔平行と組合せて
更に漏液位置の座標を特定しやすくすることができる。

【００５９】また、請求項４から９の発明によれば、数
十年の寿命を要求される廃棄物処分場の漏液位置検知シ
ステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】化学溶液耐腐食性の導電層被覆線状電極の構造
図である。

【図２】化学溶液容器の液面測定方法の説明図である。

【図３】漏液位置検知システムの遮水シート部の構造図
である。

【図４】漏液位置検知システムの遮水シート部の構造図
である。

【図５】遮水シート部に用いる線状電極に要求される機
能の比較図である。

【符号の説明】

１導電層被覆線状電極１ｂ金属電線１ｂ耐腐食性導電層２化学溶液容器２ａ溶液２ｂ蓋１０、２０遮水シート部１１上層電極群（第１の電極群）１２下層電極群（第２の電極群）１３不織布１４遮水シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥山好美東京都千代田区三番町２番地飛島建設株式会社内 (72)発明者林栄司東京都千代田区三番町２番地飛島建設株式会社内 (72)発明者須藤光東京都大田区南蒲田一丁目21番12号日本防蝕工業株式会社内 (72)発明者熊坂淳東京都大田区南蒲田一丁目21番12号日本防蝕工業株式会社内Ｆターム(参考） 2G067 AA09 BB25 CC01 DD23 EE08 4D004 AA46 BB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属を腐食させる化学物質溶液内で、そ
の液の電解質の検知・計測を少なくとも行うため、線状
金属の外周囲を耐腐食性導電層により被覆した線状電極
であって、その耐腐食性導電層は炭素材を混入させた耐薬品性合成
樹脂であることを特徴とする化学溶液耐腐食性の導電層
被覆線状電極。
【請求項２】前記化学溶液は少なくとも硫化物、塩化
物を含み、前記炭素材は炭素粉或は炭素繊維であり、前
記耐薬品性合成樹脂はポリエチレン樹脂、ポリプロピレ
ン樹脂、クロロプレンゴム、シリコンゴムの中のいずれ
かであることを特徴とする請求項１記載の化学溶液耐腐
食性の導電層被覆線状電極。
【請求項３】前記耐腐食性導電層は、導電被覆層の抵
抗率が１Ω−ｃｍ以上となるように炭素材を混入させた
耐薬品性合成樹脂であることを特徴とする請求項１又は
２記載の化学溶液耐腐食性の導電層被覆線状電極。
【請求項４】廃棄物処分場の底面に敷設された遮水シ
ートの漏液位置を複数の線状電極群を用いて電気的変化
で検知するシステムにおいて、少なくとも該線状電極群の一部または全部に請求項１か
ら３記載の導電層被覆線状電極を使用することを特徴と
する導電層被覆線状電極を用いた漏液位置検知システ
ム。
【請求項５】前記遮水シートの上部に請求項１から３
記載の導電層被覆線状電極を複数本平行に配列させた第
１の電極群と、その遮水シートの下部に第１の電極群と
交差させて、複数本平行に配列させた第２の電極群とを
備え、第１の電極群と第２の電極群への電圧印加による電気的
変化を測定して漏液位置を検知することを特徴とする請
求項４記載の導電層被覆線状電極を用いた漏液位置検知
システム。
【請求項６】前記第１の電極群と第２の電極群を異な
る材質の線状電極で構成することを特徴とする請求項４
記載の導電層被覆線状電極を用いた漏液位置検知システ
ム。
【請求項７】前記第１及び第２の電極群は、前記遮水
シートの上層部及び下層部による緩衝シートの中にそれ
ぞれ織り込み或は貼り付けて固定されることを特徴とす
る請求項５または６記載の導電層被覆線状電極を用いた
漏液位置検知システム。
【請求項８】前記第１及び第２の電極群は、複数の線
状電極が略等間隔で平行に配列されたものであることを
特徴とする請求項５、６、７何れかに記載の導電層被覆
線状電極を用いた漏液位置検知システム。
【請求項９】前記第１と第２の電極群とが略直交する
方向に配列されることを特徴とする請求項５から８の何
れかに記載の導電層被覆線状電極を用いた漏液位置検知
システム。