JP2013142171A

JP2013142171A - 金属の防食方法

Info

Publication number: JP2013142171A
Application number: JP2012002834A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Saito; 博之齋藤; Atsumi Ueda; 充美植田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2013-07-22

Abstract

【課題】電源などを必要とせずに、鋼材の腐食が抑制できる方法を提供する。
【解決手段】鋼材の表面に酵母菌（出芽酵母）を付着させることで、鋼材の表面における電位を高くし、鋼材表面における酸素などの還元反応を抑制する方法であって、鋼材１０１の表面に、酵母菌からなる細菌叢１０２を付着させる。このとき、酵母菌は、水と共に鋼材の表面に付着させる。酵母菌は、ＭＴ８−１およびＢＹ４７４１の少なくとも１種類であればよく、このような酵母菌は、自然界で自己増殖している。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼材の腐食を防止する金属の防食方法に関する。

高強度鋼などの鋼材は、鉄骨などとして建築物やプラントなどの部材として用いられている。このような鋼材は、大気中の環境で腐食し、例えば強度の低下などを招くため、腐食を防ぐことが重要となる（非特許文献１参照）。このような金属の腐食は、電気化学による過程で発生する。例えば、金属（鉄）の腐食では、陽極においては「Ｆｅ→Ｆｅ²⁺＋２ｅ^-」、陰極においては「１／２Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→２ＯＨ^-ｏｒ２Ｈ⁺＋２ｅ^-→Ｈ₂」の反応が起き、電子が移動する。

上述したように、大気中における金属の腐食は、金属と金属イオンの平衡が、酸素や水素イオンの還元反応により酸化の方向に進むことで生じている。これに対し、還元反応が生じにくい状態となるように、通電などにより電位を制御して金属の電位を高くする技術がある（非特許文献１参照）。

田巻耐他、「最近の防食技術，耐食材料の進歩」、新日鉄技報、第３７７号、２００２年。 http://web.uni-frankfurt.de/fb15/mikro/euroscarf/data/by.html.

しかしながら、日常においては、常に電源を確保することは容易ではなく、上述した防食の技術は、適用可能な範囲が限られているという問題がある。

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、電源などを必要とせずに、鋼材の腐食が抑制できるようにすることを目的とする。

本発明に係る金属の防食方法は、鋼材の表面に酵母菌を付着させる。なお、酵母菌は、ＭＴ８−１およびＢＹ４７４１の少なくとも１種類であればよい。また、酵母菌は、水と共に鋼材の表面に付着させればよい。このとき、酵母菌は、亜鉛およびショ糖が溶解した水と共に鋼材の表面に付着させるとよい。

以上説明したことにより、本発明によれば、高強度鋼などの鋼材における水素脆化が抑制できるようになるという優れた効果が得られる。

図１は、本発明の実施の形態における金属の防食方法を適用した鋼材１０１の表面の状態を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。本実施の形態における金属の防食方法は、鋼材の表面に酵母菌（出芽酵母）を付着させることで、鋼材の表面における電位を高くし、鋼材表面における酸素などの還元反応を抑制するようにしたものである。例えば、図１に示すように、鋼材１０１の表面に、酵母菌からなる細菌叢１０２を付着させればよい。このとき、酵母菌は、水と共に鋼材の表面に付着させればよい。また、酵母菌は、ＭＴ８−１（Saccharomyces cerevisiae MT8-1）およびＢＹ４７４１の少なくとも１種類であればよい。このような酵母菌は、自然界で自己増殖している。

このように酵母菌を付着させることで、後述するように、鋼材の表面では電位が上昇し、酸素が還元する反応が抑制され、結果として、鋼材の腐食が抑制できるようになる。この電位の上昇について、実験を行った結果について説明する。

実験として、上述の酵母菌を２固体／１ｍＬ程度の濃度とし、また、亜鉛２．６ｇ／ｍＬ，ショ糖３％とした水溶液（３０℃）に白金からなる金属電極を浸漬し、この電極を用いて電位を測定した。この電位測定で、電位の上昇が見られた。酵母菌ＭＴ８−１では、初期に３５３ｍＶであった測定電位が、２日後に４４６ｍＶとなった。また、酵母菌ＢＹ４７４１では、初期に３２７ｍＶであった測定電位が、２日後に４９６ｍＶとなった。なお、飽和銀塩化銀溶液の電位を０とした結果である。

これらの酵母菌は、野生種であるが、いずれの酵母菌の場合においても、１００ｍＶ程度の電位上昇が確認された。なお、実験で用いた酵母菌ＭＴ８−１は、米国基準菌株保存機関（American Type Culture Collection：ＡＴＴＣ）で入手可能な株であり、ＢＹ４７４１は、Euroscarf（EUROpean Saccharomyces Cerevisiae ARchive for Functional Analysis）で入手可能な株である（非特許文献２参照）。

この結果は、電気化学的には、還元電位が上昇したものとなり、電極表面における酸素などの還元反応を抑制しているものと考えられる。また、同様の電気化学的な反応系は、鋼材表面においても実現されるものと考えられる。また、酵母は、自然界で自己増殖するので、対象となる高強度鋼などの鋼材が複数ある場合でも、周囲で自己増殖し、各々の鋼材の電位を上昇させることができるものと考えられる。このように表面における電位が上昇すれば、表面における還元反応が抑制されて酸素イオンの発生が抑制され、鋼材の酸化が抑制されるようになる。この結果、鋼材における腐食が防止できるようになる。なお、酵母菌はｐＨ４程度の酸性状態でも生育できる。

以上に説明したように、本発明によれば、酵母菌の代謝などの活動により、鋼材表面の還元電位を上昇させることで、鋼材表面における還元反応による酸素イオンなどの発生を抑制するので、外部電源などを用いることなく、高強度鋼などの鋼材における腐食が抑制できるようになるという優れた効果が得られる。

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。

１０１…鋼材、１０２…細菌叢。

Claims

鋼材の表面に酵母菌を付着させることを特徴とする金属の防食方法。
請求項１記載の金属の防食方法において、
前記酵母菌は、ＭＴ８−１およびＢＹ４７４１の少なくとも１種類であることを特徴とする金属の防食方法。
請求項２記載の金属の防食方法において、
前記酵母菌は、水と共に前記鋼材の表面に付着させることを特徴とする金属の防食方法。
請求項３記載の金属の防食方法において、
前記酵母菌は、亜鉛およびショ糖が溶解した前記水と共に前記鋼材の表面に付着させることを特徴とする金属の防食方法。