JP2001198572A

JP2001198572A - 電気化学的防汚方法及び装置

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Publication number: JP2001198572A
Application number: JP2000009567A
Authority: JP
Inventors: Kinichi Ozawa; 欣一小澤; Hiroichi Takayanagi; 博一高柳; Hitoshi Wake; 仁志和気; Hiromichi Takahashi; 弘道高橋; Toshihiro Takimoto; 利宏瀧本
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2000-01-18
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2001-07-24
Anticipated expiration: 2020-01-18
Also published as: JP4075263B2

Abstract

(57)【要約】【目的】効果的に長期間に渡り水生生物の付着が防止
できる電気化学的防汚方法及びこの方法を用いた装置を
提供すること。【構成】導電性基材に負電位を印加することで電解液
中から電気化学的に生成物を発生させる負電位を印加す
ることにより、前記導電性基材の表面に直接または間接
的に接触する水生生物およびスケールを除去する方法で
あって、更に必要に応じて、電解液中から電気化学的に
生成物の発生しない正電位の印加による殺菌工程を含む
電気化学的防汚方法及びこの方法を用いた装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水生生物などの付
着を電気化学的に防止する電気化学的防汚方法及びこの
方法を用いた電気化学的防汚装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】海水や淡水中には多くの水生生物が存在
し、水中構造物表面に付着し、様々な問題を引き起こし
ている。例えば、船舶やブイに付着すると推進抵抗の増
大といった問題が発生し、養殖用生け簀に付着すると海
水の交流阻害といった問題が発生し、定置網などの漁網
に付着すると網成りの変形などが発生する。また、給排
水のパイプ内やバルブ等に付着した微生物は水を介して
人や生産物を汚染するといった問題を発生させている。
水に接している構造物表面への水生生物の一般的な付着
機構は以下の通りである。まず付着性のグラム陰性菌が
構造物表面に吸着して脂質に由来するスライム状物質を
多量に分泌する。さらにグラム陰性菌は、このスライム
層に集まって増殖し、微生物皮膜を形成する。そして、
海水中ではこの微生物皮膜層上に大型水生生物である藻
類、貝類、フジツボ等の大型の水生生物が付着し、付着
した大型の水生生物が繁殖し成長し、最終的に水中構造
物表面を覆い尽くすことになる。こうした水中構造物お
よび水に接しているものの表面に付着した水生生物の防
汚手段としては殺菌性を有する物質を添加したり、有機
スズ系化合物を含有した塗料で塗膜を形成し、有機スズ
系化合物を溶出させる方法が一般に行われていた。しか
し、前記の方法は有害物質が発生し、水質の汚染による
生物への影響が懸念される。

【０００３】近年、有害物質を発生させないで電気化学
的に水中構築物や水に接しているものの表面などに付着
する水生生物を制御する方法が提案されている。この電
気化学的な水生生物の制御方法は、微生物との直接反応
が確認されている所定電位以上の電位を微生物に印加す
ると、微生物内部の酸化還元物質の一つである補酵素Ａ
が不可逆的に酸化され、微生物の呼吸活性及び微生物膜
の透過障壁の低下を誘発し、微生物を死滅させることが
可能であるというものである（特公平６−９１８２１号
公報）。すなわち、当該公報には、グラム陰性菌の付着
を電気化学的に制御することにより大型の生物の付着を
防止する方法が示されている。また、特開平４−３４１
３９２号公報には、水中において、導電性基板に正電位
を印加することにより、水中の微生物を前記導電性基板
表面に吸着して殺菌する工程と、前記導電性基板に負電
位を印加することにより、前記導電性基板表面に吸着し
ている殺菌された微生物を脱離する工程とを行うことを
特徴とする、水中微生物の制御方法を要旨とする発明が
記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記、水生生物を制御
する方法は、海水や水の電気分解が起こらない電位を印
加することによって、微生物の殺菌や付着防止を行うこ
とができることから海洋汚染が無く、さらに海洋生物の
生態系への影響がないことから優れた防汚方法である。
ところで、導電性基材表面に対する正電位の印加時間
は、殺菌を行う電位に達するまでの時間と、所定の電位
により殺菌を行う時間とからなる。そして、殺菌が効果
的に行われる所定の電位に達する迄の正電位は、基材表
面に水生生物を吸着させる効果が主である。従って、殺
菌を行う電位に達するまでの時間、導電性基材表面は水
生生物の電気化学的な殺菌制御が行われていない。この
時、導電性基材表面へ水生生物およびスケールが付着
し、殺菌効率を低下させ長期的に防汚効果が低下すると
いう問題を生じさせていた。特に、港湾内などの潮流の
遅い場所や浄水所の配管といった水生生物が大量に存在
する系では基材表面に正電位を印加したときの生物付着
量の増加が問題となっている。そこで、導電性基材表面
に直接または間接的に接触する水生生物を殺菌および脱
離する電位制御方法及びこの方法を適用する防汚装置が
望まれている。

【０００５】

【問題を解決するための手段】本発明は、導電性基材に
電解液中から電気化学的に生成物を発生させ得る負電位
を印加することを特徴とする電気化学的防汚方法を第１
の要旨とし、導電性基材に電解液中から電気化学的に生
成物を発生させない正電位を印加することによる、前記
導電性基材表面に直接または間接的に接触する水生生物
の殺菌工程と、前記導電性基材に電解液中から電気化学
的に生成物を発生する負電位を印加することによる、前
記導電性基材表面に付着した水生生物およびスケールの
洗浄工程とよりなることを特徴とする電気化学的防汚方
法を第２の要旨とし、導電性基材に電解液中から電気化
学的に生成物を発生させない正電位を印加することによ
る、前記導電性基材表面に直接または間接的に接触する
水生生物の殺菌工程と、前記導電性基材に電解液中から
電気化学的に生成物を発生させない負電位を印加するこ
とによる、前記導電性基材表面に直接または間接的に接
触する水生生物およびスケールの除去工程と、前記導電
性基材に電解液中から電気化学的に生成物を発生する負
電位を印加することによる、前記導電性基材表面に付着
した水生生物およびスケールの洗浄工程とよりなること
を特徴とする電気化学的防汚方法を第３の要旨とし、少
なくとも防汚面を、５Ｖｖｓ．ＳＣＥ以下の電位を印
加しても塩素が発生しない導電性膜となした導電性基材
と、この導電性基材と接しないように配置した対極と、
前記導電性膜が形成された導電性基材と対極との間に直
流を通電する電源装置とを備え、この電源装置は、前記
導電性基材に電解液中から電気化学的に生成物が発生し
ない正電位と、電解液中から電気化学的に生成物が発生
しない負電位と、電解液中から電気化学的に生成物が発
生する負電位とを周期的に印加するよう設定されている
ことを特徴とする電気化学的防汚装置を第４の要旨とす
るものである。

【０００６】以下、本発明について詳述する。本発明に
係る電気化学的防汚方法における基本的構成は、導電性
基材に電解液中から電気化学的に生成物が発生する負電
位を印加することである。電解液中から電気化学的に生
成物が発生する負電位は、−１．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ以
上、好ましくは−２．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ以上であり、こ
の値での電位の印加を周期的もしくは不定期的に所定の
時間で行うことによって、前記水生生物、その一部の細
胞、殺菌された水生生物の細胞および／またはその破壊
物、有機物やスケールを効果的に洗浄することができ
る。

【０００７】電解液中から電気化学的に生成物が発生す
る負電位が印加されているとき、電解液の分解により導
電性基材表面では水素が発生し、この水素によって導電
性基材表面の付着物が除去される。また、導電性基材近
傍は水酸基イオンが増加することによりアルカリ性を示
す。また、強アルカリ雰囲気になることによって水酸化
物の析出が起こる。該水酸化物によって、有機物は溶解
する。これら、除去及び溶解によって、導電性基材表面
は洗浄されることになる。また、電解液中から電気化学
的に生成物が発生する負電位を印加する時間は、導電性
基材の耐久性、導電性基材表面に直接または間接的に接
触する水生生物の付着量によって異なるが１〜２４時間
程度が好ましい。導電性基材の劣化を考慮すると１〜１
２時間の印加がより好ましい。

【０００８】次に電位印加条件について説明する。水生
生物を含む水中において、導電性基材に正電位を印加す
ると、水中の水生生物は基材表面に吸着する。さらに基
材に印加されている正電位には、基材表面に吸着して接
触した水生生物を電気化学的に殺菌する作用がある。即
ち、水生生物は、正電位によって基材表面に吸着させら
れ、表面上で殺菌される。このとき、設定される電位は
電解液中から電気化学的に生成物が発生しない電位であ
ることが必要である。これは、有害な塩素ガスの発生を
防止するためである。好ましい電位は、＋０〜１．５Ｖ
ｖｓ．ＳＣＥ、より好ましくは＋０．５から＋１．２Ｖ
ｖｓ．ＳＣＥである。印加する電位が＋０Ｖｖｓ．ＳＣ
Ｅ未満では水生生物を基材に吸着させて殺菌することが
できない。また、＋１．５Ｖｖｓ．ＳＣＥを越えた電位
を長時間印加すると水や海水が電気分解して有害物質を
発生したり、導電性基材の劣化が起こることがあるので
好ましくない。ちなみに、表面に、５Ｖｖｓ．ＳＣＥ以
下の電位を印加しても塩素が発生しない導電性膜を形成
した導電性基材及び対極を用いた場合には、＋５Ｖｖ
ｓ．ＳＣＥ迄の電位を印加することができる。さらに、
上記正電位を印加してなる殺菌工程の後、印加した正電
位を、電解液中から電気化学的に生成物が発生しない負
電位に変更する事もできる。この負電位は、０〜−１．
５Ｖｖｓ．ＳＣＥ、好ましくは−０．１〜−１．０Ｖｖ
ｓ．ＳＣＥである。導電性基材に電解液中から電気化学
的に生成物が発生しない負電位を印加することによっ
て、導電性基材に付着した水生生物、その他の細胞、殺
菌された水生生物の細胞および／またはその破損物や有
機物の脱離がおこる。上記正電位を印加してなる殺菌工
程と、電解液中から電気化学的に生成物が発生しない負
電位を印加してなる脱離工程とは周期的に変化させる
が、周期、即ち、正電位及び負電位の維持時間は、本装
置を取り付ける環境に応じて適宜設定すれば良い。

【０００９】本発明では、前記導電性基材表面に直接ま
たは間接的に接触する水生生物およびスケールを電気化
学的に制御する方法において（１）電解液中から電気化
学的に生成物が発生する負電位を印加することにより、
該導電性基材の表面に直接または間接的に接触する水生
生物およびスケールを洗浄する工程と、（２）電解液中
から電気化学的に生成物を発生させない正電位を印加す
ることにより、前記導電性基材表面に直接または間接的
に接触する水生生物およびスケールを電気化学的に殺菌
する工程と、（３）該印加正電位から電解液中から電気
化学的に生成物を発生させない負電位に電位を低下させ
付着物を脱離する工程とを繰り返し実施することが望ま
しい。工程の組み合わせは、特に限定されないが（２）
の工程、（３）の工程を周期的に行い不定期的に（１）
の工程を組み入れることにより導電性基材の劣化防止を
行うことができる。

【００１０】本発明で用いる導電性基材は、全体が導電
性材料から形成されていてもよいが、少なくともその表
面または水中に浸漬している一部表面が導電性であるこ
とが必要である。基材は金属、樹脂、無機材料からな
り、構造を維持する機能を有するものであれば特に限定
されない。金属材料の例としては鉄、アルミニウム、
銅、チタン、タンタル、ニオブ、およびそれらの合金、
ステンレス等が挙げられる。樹脂材料の例としては、ア
クリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アク
リロニトリル−スチレン共重合体、ナイロン、ポリエス
テル、ポリスチレン、ポリカーボネイト、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリエチレンテレフ
タレート、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等が挙げら
れる。無機材料の例としては、ガラス、アルミナ、ジル
コニア、セメント等が挙げられる。基材として、樹脂、
無機材料などの非導電性材料を用いる場合、導電性微粒
子を材料に充填し、基材を形成することにより導電性を
付与し用いればよい。導電性微粒子の例としては、グラ
ファイト、カーボンブラック、カーボン繊維からなる短
繊維などの炭素微粒子、金、白金、ルテニウム、ロジウ
ム、パラジウムまたはこれらの貴金属の酸化物の微粒
子、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化バナジウム、
窒化タンタル、窒化ニオブ、窒化クロム等の金属窒化
物、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化バナジウム、
炭化ニオブ、炭化タンタル、炭化クロム、炭化モリブデ
ン、炭化タングステン等の金属炭化物、ホウ化チタン、
ホウ化ジルコニウム、ホウ化ハーフニウム、ホウ化バナ
ジウム、ホウ化ニオブ、ホウ化タンタル、ホウ化クロ
ム、ホウ化モリブデン、ホウ化タングステン等の金属ホ
ウ化物、ケイ化チタン、ケイ化ジルコニウム、ケイ化ニ
オブ、ケイ化タンタル、ケイ化バナジウム、ケイ化タン
グステン等の金属ケイ化物などの微粒子が挙げられる。

【００１１】また、上記導電性微粒子をバインダー樹脂
に充填、分散させた導電性組成物を、前記非導電性材料
製基材表面に被覆して導電性を付与してもよい。バイン
ダー樹脂の例としては、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポ
リウレタン樹脂、シリコン樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、アクリル−ウレタン樹脂、ポリエステル−ウレタン
樹脂、シリコン−ウレタン樹脂、シリコン−アクリル樹
脂、エポキシ樹脂や、熱硬化型のメラミン−アルキッド
樹脂、メラミン−アクリル樹脂、メラミン−ポリエステ
ル樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂、または天然ゴム、
クロロプレンゴム、シリコンゴム、ニトリルブチレンゴ
ム、ポリエチレンエラストマー、ポリエステルエラスト
マー、ポリプロピレンエラストマー等のゴム弾性材料が
挙げられる。導電性組成物は、導電性シートを形成して
非導電性基材上に接着剤を介して積層したり、塗膜層と
して形成してもよい。

【００１２】上記の導電性微粒子の他に、生物の細胞と
電極との電子移動反応を促進する作用を有する特定の化
合物を添加してもよい。すなわち、微生物と電極との電
子移動を媒介する電子メディエータを導電性材料と共に
使用することによって、より効率的に水生生物の殺菌を
行うことができる。電子メディエータの例としては、フ
ェロセン、フェロセンモノカルボン酸、フェロセンジカ
ルボン酸または、〔（トリメチルアミン）メチル〕フェ
ロセン等のフェロセンおよびその誘導体、Ｈ₄Ｆｅ（Ｃ
Ｎ）₆、Ｋ₄Ｆｅ（ＣＮ）₆、Ｎａ₄Ｆｅ（ＣＮ）₆等のフ
ェロシアン類、２，６−ジクロロフェノールインドー
ル、フェナンジンメトサルフェート、ベンゾキノン、フ
タロシアニン、ブリリアントクレジルブルー、カロシア
ニン、レゾルシン、チオニン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ジス
ルフォネイティド・チオニン、ニューメチレンブルー、
トブシンブルーＯ、サフラニン−Ｏ、２，６−ジクロロ
フェノールインドフェノール、ベンジルビオロゲン、ア
リザリンブリリアントブルー、フェノシアジノン、フェ
ナジンエトサルフェート等が挙げられる。この様な電子
メディエータを担持した導電性基材としてはフェロセン
修飾電極を挙げることができる。

【００１３】また、抗菌性を有する材料を添加してもよ
い。抗菌性を有する物質は、無機物に属するものと有機
物に属するものとがある。無機物としては、銀、銅、ニ
ッケル、亜鉛、鉛、ゲルマニウム等の金属およびこれら
の酸化物、酸素酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸
塩、有機キレート化合物などが挙げられる。有機物とし
ては、２−（４−チアゾリル）−ベンズイミダゾール、
４，５，６，７−テトラクロル−２−トリフルオロメチ
ルベンズイミダゾール、１０，１０’−オキシスフェノ
キシアルシン、トリメトキシシリル−プロピルオクタデ
シルアンモニウムクロライド、２−Ｎ−オクチル−４−
イソチアゾリン−３−オン、ビス（２−ピリジルチオ−
１−オキシド）亜鉛などが挙げられる。

【００１４】特に、基材の少なくとも防汚面を、５Ｖｖ
ｓ．ＳＣＥ以下の電位を印加しても塩素が発生しない導
電性膜となしたものは好ましく用いられる。この導電性
膜は、金属又はその化合物から構成でき、具体的にはバ
ルブ金属、金属窒化物、金属炭化物、金属ホウ化物、金
属ケイ化物の何れかから構成することができる。導電性
膜を形成するに当たっては、溶射やスパッタリング、イ
オンプレーティングなどの方法を採用することができ
る。金属窒化物、金属炭化物、金属ホウ化物、金属ケイ
化物については既に記載してあるが、記載した材料はそ
の一部であり、形成方法によっては２種類以上の金属が
含まれたり、酸化物の一部が含まれたり、さらにはこれ
らの化合物が２種以上混合されることから、特に限定は
されない。これらの金属窒化物、金属炭化物、金属ホウ
化物、金属ケイ化物は０．１μｍ以上の厚さの膜であれ
ばよく、最大の厚さは特に限定しないが、金属窒化物、
金属炭化物、金属ホウ化物、金属ケイ化物の形成方法や
使用目的により適宜設定すればよい。

【００１５】基材が電気化学的に溶解や腐食する材料、
例えば、鉄やアルミニウム、銅、亜鉛、マグネシウムお
よびそれらの合金、ステンレス等の金属材料からなる場
合では、該金属材料と接水面に形成された導電層との間
に、絶縁性樹脂塗膜層や絶縁性樹脂フィルム層、アルミ
ナ、チタニア酸化ケイ素などの絶縁無機物層、またはチ
タン、ニオブ、タンタル等のバルブ金属などを設けてお
けばよい。これらの材料からなる層は１種または２種以
上多層として形成されてあってもよい。

【００１６】導電性基材の形状は特に限定されるもので
はなく、水生生物を効率よく吸着して直接または間接的
に接触し、電位を付与することのできるものであればよ
い。

【００１７】本発明の防汚装置は、上記導電性基材と接
触しないように対極が設置されている。対極基材は導電
性基材と同様のものを用いることができるが、その表面
に５Ｖｖｓ．ＳＣＥ以下の電位を印加しても塩素が発生
しない導電性膜が形成されたものが好ましい。

【００１８】上記、導電性基材と対極とはリード線によ
り電源装置に接続されている。この電源装置は、導電性
基材と対極との間に直流を通電する装置であって、極性
が変換できる機能を有しているものである。

【００１９】上記構成以外、必要に応じて参照極および
ポテンショスタットを用いて導電性基材に電位を印加す
ることもできる。さらに、導電性基材表面の電位を測定
する装置および電流のオン／オフを制御する開閉器によ
って基材表面の電位を制御、維持することも好ましい方
法である。使用できる参照極およびポテンショスタット
としては、導電性基材に、予め定められた電位を印加で
きるものであれば特に限定されない。従って、市販の直
流電源装置（整流器）に電圧の制御およびタイミング手
段を付加したもので容易に実施できる。電位測定器およ
び開閉器は市販の装置を使用することができる。また、
電解セルを形成する電極配置は作用極に対し対極の設置
位置は限定されないが参照極は作用極の近傍に設置する
ことが好ましい。

【００２０】本発明により処理することができる電解液
は、水生生物を含有する水であれば特に限定されない。
例えば、海水、河川の水、湖沼の水、水道水、飲料水、
または各種緩衝液などが挙げられる。また、対象となる
水生生物も、それらの水中に存在する水生生物であれば
特に限定されるものではない。

【００２１】

【作用】本発明に係わる方法は、電気化学的な防汚方法
を行うに際し、導電性基材に電解液中から電気化学的に
生成物を発生させる負電位を印加することにより、水素
ガスが発生し、さらに、水酸基イオンの増加により電極
近傍が強アルカリ性になるので、導電性基材の表面に直
接または間接的に接触する水生生物およびスケールを物
理的に除去し、導電性基材表面をクリーニングし防汚効
果が向上する。なお、海水や河川の水については、電極
近傍が強アルカリ性になることにより水生生物を殺菌す
る効果も得られる（参考例２〜４、６，７参照）。

【００２２】

【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。図１は以下の実施例に用いた装置の模式図で
ある。試験槽１内には、導電性基材２が配置されてい
る。この導電性基材２は、その表面に５Ｖｖｓ．ＳＣＥ
以下の電位を印加しても塩素が発生しない材料で形成し
たものである。導電性基材２は開閉器３および電位測定
器４と個々に連結し、開閉器３はポテンショスタット５
と連結している。ポテンショスタット５は試験槽１内に
配置された参照極６および対極７と個々に連結し、さら
に関数発生器８と連結している。試験槽１内には滅菌海
水が入っており、また、その底部には攪拌器９および攪
拌棒１０が配置されている。参照極６には飽和甘コウ電
極（ＳＣＥ）を、対極７には導電性基材２と同様に、表
面に５Ｖｖｓ．ＳＣＥ以下の電位を印加しても塩素が発
生しない材料で形成したものを用いた。導電性基材２表
面の電位は電位測定器４により測定される。測定された
電位によって開閉器３の制御が行われ、導電性基材表面
の電位が維持される。

【００２３】実施例１実海洋で４ヶ月間、海洋生物を付着させた導電性基材
（ＴｉＮ板（５Ｖｖｓ．ＳＣＥ以下の電位を印加しても
塩素が発生しない材料で形成したもの）（１００×１０
０mm厚さ０．５ｍｍ））に以下に示す条件で電位を印加
した。電解液中から電気化学的に生成物が発生する負電
位印加条件としては印加電位を−３．０Ｖｖｓ．ＳＣ
Ｅ、１８０分間印加後、電位の印加を行わず２日間放置
した。このときの電解液に人工海水（千寿製薬（株）製
ニューマリンアートＳＦ）、対極にＴｉＮ板（１００×
１００ｍｍ厚さ０．５ｍｍ）、参照極に飽和甘コウ電極
（ＳＣＥ）（東亜電波（株）製ＨＳ−２０５Ｃ）、電源
装置にポテンショスタット（北斗電工（株）製ＨＡ１５
１）及び関数発生器（北斗電工（株）製ＨＢ−２１１）
を用いて電位を印加後、電極の表面状態を観察した。

【００２４】実施例２実海洋で４ヶ月間、海洋生物を付着させた導電性基材
（ＴｉＮ板（１００×１００mm厚さ０．５ｍｍ））に以
下に示す条件で電位を印加した。電解液中から電気化学
的に生成物が発生する負電位印加条件としては印加電位
を−３．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ、１８０分間印加後、印加電
位１．３５Ｖｖｓ．ＳＣＥを２日間印加した。他の条件
は実施例１と同様とした。

【００２５】実施例３実海洋で４ヶ月間、海洋生物を付着させた導電性基材
（ＴｉＮ板（１００×１００mm厚さ０．５ｍｍ））に以
下に示す条件で電位を印加した。電解液中から電気化学
的に生成物が発生する負電位印加条件としては印加電位
を−３．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ、１８０分間印加後、印加電
位１．３５Ｖｖｓ．ＳＣＥ、６０分／−０．６Ｖｖｓ．
ＳＣＥ、１０分を交互に、２日間印加した。他の条件は
実施例１と同様とした。

【００２６】比較例１実海洋で４ヶ月間、海洋生物を付着させた導電性基材
（ＴｉＮ板（１００×１００mm厚さ０．５ｍｍ））に以
下に示す条件で電位を印加した。電解液中から電気化学
的に生成物の発生しない負電位印加条件としては印加電
位を−０．６．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ、１８０分間印加後、
電位の印加を行わず２日間放置した。他の条件は実施例
１と同様とした。

【００２７】比較例２実海洋で４ヶ月間、海洋生物を付着させた導電性基材
（ＴｉＮ板（１００×１００mm厚さ０．５ｍｍ））に以
下に示す条件で電位を印加した。電解液中から電気化学
的に生成物の発生しない負電位印加条件としては印加電
位を−０．６．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ、１８０分間印加後、
印加電位１．３５Ｖｖｓ．ＳＣＥ、６０分／−０．６Ｖ
ｖｓ．ＳＣＥ、１０分を交互に、２日間印加した。他の
条件は実施例１と同様とした。

【００２８】参考例１導電性基材（ＴｉＮ板（１００×１００mm厚さ０．５ｍ
ｍ））に以下に示す条件で電位を印加した。負電位印加
条件としては印加電位を−１．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ、６０
分間印加した。このときの電解液に人工海水（千寿製薬
（株）製ニューマリンアートＳＦ）、対極にＴｉＮ板
（１００×１００ｍｍ厚さ０．５ｍｍ）、参照極に飽和
甘コウ電極（ＳＣＥ）（東亜電波（株）製ＨＳ−２０５
Ｃ）、電源装置にポテンショスタット（北斗電工（株）
製ＨＡ−１５１）及び関数発生器（北斗電工（株）製Ｈ
Ｂ−２１１）を用いて電位を印加し、印加時の電極から
のガスの発生、印加後の電極の表面状態を観察した。

【００２９】参考例２導電性基材（ＴｉＮ板（１００×１００mm厚さ０．５ｍ
ｍ））に以下に示す条件で電位を印加した。負電位印加
条件としては印加電位を−２．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ、６０
分間印加した。他の条件は参考例１と同様とした。

【００３０】参考例３導電性基材（ＴｉＮ板（１００×１００mm厚さ０．５ｍ
ｍ））に以下に示す条件で電位を印加した。負電位印加
条件としては印加電位を−３．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ、６０
分間印加した。他の条件は参考例１と同様とした。

【００３１】参考例４導電性基材（ＴｉＮ板（１００×１００mm厚さ０．５ｍ
ｍ））に以下に示す条件で電位を印加した。負電位印加
条件としては印加電位を−４．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ、６０
分間印加した。他の条件は参考例１と同様とした。

【００３２】参考例５導電性基材（ＴｉＮ板（１００×１００mm厚さ０．５ｍ
ｍ））に以下に示す条件で電位を印加した。負電位印加
条件としては印加電位を−１．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ、６０
分間印加した。このときの電解液は河川より採取してき
た水を用い、対極にＴｉＮ板（１００×１００ｍｍ厚さ
０．５ｍｍ）、参照極に飽和甘コウ電極（ＳＣＥ）（東
亜電波（株）製ＨＳ−２０５Ｃ）、電源装置にポテンシ
ョスタット（北斗電工（株）製ＨＡ−１５１）及び関数
発生器（北斗電工（株）製ＨＢ−２１１）を用いて電位
を印加し、印加時の電極からのガスの発生、印加後の電
極の表面状態を観察した。

【００３３】参考例６導電性基材（ＴｉＮ板（１００×１００mm厚さ０．５ｍ
ｍ））に以下に示す条件で電位を印加した。負電位印加
条件としては印加電位を−２．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ、６０
分間印加した。他の条件は参考例５と同様とした。

【００３４】参考例７導電性基材（ＴｉＮ板（１００×１００mm厚さ０．５ｍ
ｍ））に以下に示す条件で電位を印加した。負電位印加
条件としては印加電位を−３．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ、６０
分間印加した。他の条件は参考例５と同様とした。

【００３５】上記実施例１〜３及び比較例１、２につい
て、電極の表面状態について目視観察を行った。結果を
表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】比較例１〜２は電気化学的に生成物の発生
しない負電位であるため析出物は沈着しない。

【００３８】上記参考例１〜７について、電極表面の水
素発生およびアルカリ生成について目視観察を行った。
結果を表２に示す。

【００３９】

【表２】

【００４０】析出物は、水酸化物が主で、その中でも水
酸化マグネシウム、水酸化カルシウムが多く含まれてい
た。淡水は、海水と比較すると金属イオンが少ないため
導電率が低いが、水素及び析出物の発生は認められた。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、水生生物の電気化学的制御に
おいて、電解液中から電気化学的に生成物を発生させる
負電位を印加することにより導電性基材上に付着した細
胞やその分解物を被防汚面である導電性基材表面から脱
離させる効果も高い。その結果、水生生物の濃度が環境
で変化しても効果的に長期間に渡り水生生物の付着が防
止できるようになった。また、導電性基材上に析出する
水酸化物も経時的に溶解し常に導電性基材表面は新しい
状態を維持することができる。実施にあたっては船舶、
湾岸設備、漁網、配水管、冷却水道水の殺菌および生物
付着防止など様々な分野に応用できる有用な方法であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】防汚装置の模式図

【符号の説明】

１試験槽２導電性基材３開閉器４電位測定器５ポテンショスタット６参照極７対極８関数発生器９攪拌機１０攪拌棒

フロントページの続き (72)発明者高橋弘道埼玉県草加市吉町４−１−８ぺんてる株式会社草加工場内 (72)発明者瀧本利宏埼玉県草加市吉町４−１−８ぺんてる株式会社草加工場内Ｆターム(参考） 4D061 DA02 DA04 DB01 DB02 DB05 EA02 EB05 EB19 EB22 EB23 EB24 EB26 EB27 EB28 EB30 EB31 EB33 EB37 EB39 GA14 GC14 GC16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基材に電解液中から電気化学的に
生成物を発生させ得る負電位を印加することを特徴とす
る電気化学的防汚方法。
【請求項２】導電性基材に電解液中から電気化学的に
生成物を発生させない正電位を印加することによる、前
記導電性基材表面に直接または間接的に接触する水生生
物の殺菌工程と、前記導電性基材に電解液中から電気化
学的に生成物を発生する負電位を印加することによる、
前記導電性基材表面に付着した水生生物およびスケール
の洗浄工程とよりなることを特徴とする電気化学的防汚
方法。
【請求項３】導電性基材に電解液中から電気化学的に
生成物を発生させない正電位を印加することによる、前
記導電性基材表面に直接または間接的に接触する水生生
物の殺菌工程と、前記導電性基材に電解液中から電気化
学的に生成物を発生させない負電位を印加することによ
る、前記導電性基材表面に直接または間接的に接触する
水生生物およびスケールの脱離工程と、前記導電性基材
に電解液中から電気化学的に生成物を発生する負電位を
印加することによる、前記導電性基材表面に付着した水
生生物およびスケールの洗浄工程とよりなることを特徴
とする電気化学的防汚方法。
【請求項４】電解液中から電気化学的に発生する生成
物が導電性基材表面に析出するアルカリ性を示す物質で
あることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の
電気化学的防汚方法。
【請求項５】少なくとも防汚面を、５Ｖｖｓ．ＳＣ
Ｅ以下の電位を印加しても塩素が発生しない導電性膜と
なした導電性基材と、この導電性基材と接しないように
配置した対極と、前記導電性膜が形成された導電性基材
と対極との間に直流を通電する電源装置とを備え、この
電源装置は、前記導電性基材に電解液中から電気化学的
に生成物が発生しない正電位と、電解液中から電気化学
的に生成物が発生しない負電位と、電解液中から電気化
学的に生成物が発生する負電位とを周期的に印加するよ
う設定されていることを特徴とする電気化学的防汚装
置。