JP2019173121A - 防錆方法及び防錆構造 - Google Patents

Abstract

【課題】建造物の外装材の防錆性を向上させることができ、しかも施工が容易な防錆方法及び防錆構造を提供する。【解決手段】金属体（表鋼板２）からなる建築物の外装材１の１カ所又は複数箇所に、外装材１内に挿入される本体部１１と、外装材１の外部に配置される平坦な頭部１２とを有し、金属体に比べて電位が低い陽極流電体（ねじ１０）を固定する工程を有する防錆方法である。また、金属体（表鋼板２）からなる建築物の外装材１と、外装材１の１カ所又は複数箇所に固定されて金属体に比べて電位が低い陽極流電体（ねじ１０）と、から構成され、陽極流電体が、外装材１内に挿入される本体部１１と、外装材１の外部に配置される平坦な頭部１２とを有する防錆構造である。【選択図】図１

Description

本発明は、建築物等の防錆方法及び防錆構造に関する。

従来、鋼材等の防錆（防食）技術として、犠牲陽極を利用する技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。特許文献１には、防食対象の鋼材に、この鋼材に比べて電気的に卑で、且つ、多孔質性を有した金属材料で構成した犠牲陽極材本体を磁石で固定することで、内部の空隙に保持した雨水によって導電性を向上させ、鋼材から犠牲陽極材本体への電子の移動を促進し、鋼材の防食を行う技術が開示されている。

特許文献２には、防食メッキが施された金属体に、流電陽極体と、この流電陽極体よりも強度が高い導電性の心材が一体的に設けられた防食体を、締結部材で取り付けることで、防食メッキと流電溶極体との電位差を利用して、流電溶極体から防食メッキへ電流を補充して、金属体の防食を行う技術が開示されている。

特許文献３には、支持材によって架設されている屋外タンク屋根板と該支持材との間に亜鉛製または亜鉛合金製の部材を介在させることで、流電陽極作用、インヒビター作用によって屋根板を防食する技術が開示されている。

上記従来技術では、予め、腐食のおそれのある部位を想定して、その部位を電気防食（流電陽極法）を行っているが、既築の建造物では、想定外の部位に腐食が起こる場合が多く、このような想定外の部位を電気防食する際には、その施工が困難であるという問題があった。

特許第５４６１０９３号公報 特許第４７８４９５２号公報 特開平９−２４９２９０号公報

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、建造物の外装材の防錆性を向上させることができ、しかも施工が容易な防錆方法及び防錆構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の防錆方法は、金属体を有する建造物の外装材の１カ所又は複数箇所に、前記金属体に比べて電位が低い陽極流電体を固定する工程を有し、前記陽極流電体が、前記外装材内に少なくとも一部が挿入される本体部と、前記外装材の外部に配置される平坦な頭部とを有していることを特徴とする。

ここで、前記陽極流電体が、前記本体部と前記頭部とを有するねじ、ビス、ボルト、及び釘のいずれかである構成とすることができる。また、前記陽極流電体が、亜鉛、アルミ、及びマグネシウムのいずれか、又は、これらの少なくともいずれかを含む合金からなる構成とすることができる。また、前記陽極流電体の前記頭部を、導電性を有するシート部材で被覆する工程を、さらに有する構成とすることができる。

また、本発明の防錆構造は、金属体を有する建築物の外装材の１カ所又は複数箇所に固定されて前記金属体に比べて電位が低い陽極流電体を備えて構成され、前記陽極流電体が、前記外装材内に挿入される本体部と、前記外装材の外部に配置される平坦な頭部とを有することを特徴とする。

このように構成された本発明によれば、金属体と陽極流電体との間に電位差が生じ、防錆に必要な電流が陽極流電体から金属体に補充され、金属体の腐食を防止することができる。また、金属体を有する外装材の１カ所又は複数箇所に陽極流電体を固定するだけで、簡易に、優れた防錆性を得ることができる。したがって、建造物の外装材の防錆性を向上させることができ、しかも施工が容易な防錆方法及び防錆構造を提供することができる。

（ａ）は本願の第１実施形態に係る防錆方法によって得られた防錆構造を備える外装材の概略構成図、（ｂ）は第１実施形態の具体例である実施例１〜９の防錆性の効果試験の手順を説明するための図である。 （ａ）は本願の第２実施形態に係る防錆方法によって得られた防錆構造を備える外装材の概略構成図、（ｂ）は第２実施形態の具体例である実施例１０〜１２の防錆性の効果試験の手順を説明するための図である。 （ａ）は本願の第３実施形態に係る防錆方法によって得られた防錆構造を備える外装材の概略構成図、（ｂ）は第３実施形態の具体例である実施例１３〜１５の防錆性の効果試験の手順を説明するための図である。 （ａ）は本願の第４実施形態に係る防錆方法によって得られた防錆構造を備える外装材の概略構成図、（ｂ）は第４実施形態の具体例である実施例１６〜１８の防錆性の効果試験の手順を説明するための図である。

（第１の実施形態）
以下、本願の第１の実施形態に係る防錆方法及び防錆構造について、図１（ａ）を参照しながら説明する。図１（ａ）は、第１の実施形態の防錆方法によって得られた防錆構造を備えた外装材の概略構成図である。

この図１の上図に示すように、第１の実施形態の防錆構造２０は、金属体を有する外装材１の１カ所又は複数箇所に固定される陽極流電体としてのねじ１０を備えて構成される。

外装材１は、室外側（外部）に配置される金属体からなる表鋼板２と、石こうボード３と、室内側に配置される第２の金属体からなる裏鋼板４と、有している。このような構成の外装材１が、ボルト５等の締結部材によってスタッド６等の取付部材に取り付けられている。なお、裏鋼板４を設けずに外装材１を構成してもよい。

本実施形態では、表鋼板２と裏鋼板４を構成する金属体として、亜鉛鋼板を用いているが、金属体が亜鉛鋼板に限定されるものではなく、亜鉛合金、マグネシウム及びマグネシウム合金などからなる金属板であってもよい。また、金属体がアルミ亜鉛合金めっき鋼板（ガルバリウム鋼板）等、めっきを施された金属板であってもよい。

ここで、建設省告示第１３５８号で規定されているように、金属板、特に亜鉛鋼板に石こうボードを組み合わせた構成（つまり、厚さが１２ミリメートル以上の石こうボードの上に金属板を張ったもの）は準耐火構造の外壁として認められている。実際に建築物に利用する状態において、様々な部材が取り付けられ、この取り付けに多くはねじ等が用いられるため、金属板に穴をあけてしまう場合がある。そのため、この穴から石こうボードの吸水が発生するとともに、ねじ等と金属板の間で異種金属が接触し、石こうボードに接する金属板の面に腐食（ガルバニ腐食）が起こってしまう場合がある。

このような腐食を簡易に抑制するため、第１の実施形態では、外装材１の腐食が生じ易い箇所に、陽極流電体としてのねじ１０を固定している。このねじ１０は、外装材１内に挿入される本体部１１と、外装材１の外部に配置される平坦な頭部１２とを有して構成される、いわゆる「皿ねじ」である。ねじ１０は、本体部１１の外周に、外装材１に螺着するための螺溝が設けられ、頭部１２の天面には、マイナス溝、プラス溝、六角穴などが設けられている。

本実施形態の防錆方法は、上述のような構成の外装材１の１カ所又は複数箇所に、ねじ１０を固定する工程を有している。ねじ１０は、図１の上図に示すように、外気や雨水に曝される表鋼板２側から、表鋼板２を貫通して本体部１１が石こうボード３まで到達するように固定する。

本実施形態のねじ１０及び後述の他の実施形態で用いる陽極流電体の材料としては、表鋼板２の金属体に比べて電位が低く、当該金属体よりもイオン化傾向の大きい金属であれば、いずれの金属を用いてもよい。例えば、亜鉛、アルミ、及びマグネシウムのいずれか、又は、これらの少なくともいずれかを含む合金が好適に挙げられるが、これらに限定されるものではない。

より具体的には、ねじ１０として、例えば、下記表１のような組成のアルミニウム合金ねじ（Ａ７０５０ 株式会社丸エム製作所製）、下記表２のような組成のマグネシウム合金ねじ（ＡＺＸ９１２ 株式会社丸エム製作所製）等を好適に用いることができる。

（第２の実施形態）
次に、本願の第２の実施形態に係る防錆方法及び防錆構造について、図２（ａ）を参照しながら説明する。図２（ａ）は、第２の実施形態の防錆方法によって得られた防錆構造を備えた外装材の概略構成図である。

図２（ａ）に示す第２の実施形態の外装材１は、図１（ａ）に示す第１の実施形態の外装材１と同様の構成を備えている。また、第２の実施形態の防錆構造２０’は、ねじ１０の頭部１２とその周辺の表鋼板２の表面を、アルミ製等の導電性テープ１３で被覆したこと以外は、第１の実施形態の防錆構造２０と同様の構成を備えている。したがって、第１の実施形態と同様の構成には、第１の実施形態と同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。以降の実施形態も同様である。

また、第２の実施形態の防錆方法も、ねじ１０の頭部１２を、導電性テープ１３で被覆する工程をさらに備えていること以外は、第１の実施形態の防錆方法と同様の工程で施工するたことができる。

第２の実施形態でも、外装材１の構成や材料、ねじ１０の構成や材料は、第１の実施形態のこれらと同様の構成や材料とすることができる。

（第３の実施形態）
次に、本願の第３の実施形態に係る防錆方法及び防錆構造について、図３を参照しながら説明する。図３（ａ）は、本願の第３実施形態に係る防錆方法によって得られた防錆構造を備える外装材の概略構成図である。

上記第１、第２の実施形態では、外装材１を表鋼板２と、石こうボード３と、裏鋼板４とで構成しているが、第３の実施形態では、外装材１Ａを、金属板２Ａから構成している。この金属板２Ａは、例えば、亜鉛鉄板、ステンレス鋼板、冷延鋼板等が挙げられる。

第３の実施形態の外装材１Ａには、樋などの付帯物７がねじ留めされている。第３の実施形態の防錆構造２０は、このような外装材１Ａ及び付帯物７を貫通するように打ち込まれた、陽極流電体としての釘状ねじ１０Ａから構成される。また、第３の実施形態の防錆方法は、金属板２Ａからなる外装材１Ａ及び外装材１Ａに固定された付帯物７に、金属板２Ａ及び付帯物７を貫通するように陽極流電体としての釘状ねじ１０Ａを打ち込んで固定する工程を有している。

第３の実施形態の外装材１Ａのように、石こうボードとの複合でなく、金属板単独の外装材の場合も、樋などの付帯物を金属板にねじで取り付けたり、単純に付帯物と触れたりした場合、または水持ちした場合にその付近でガルバニ腐食が起こる場合がある。このような腐食を抑制するため、第３の実施形態では、金属板２Ａからなる外装材１Ａ及び付帯物７の複数箇所に、釘状ねじ１０Ａを打ち込んで固定している。

陽極流電体としての釘状ねじ１０Ａは、外装材１Ａと付帯物７を貫通して打ち込まれる本体部１１Ａと、外装材１Ａ及び付帯物７の外部側に配置される頭部１２Ａとを有して構成される。

釘状ねじ１０Ａの材料としては、第１、第２の実施形態のねじ１０と同様に、表鋼板２の金属体に比べて電位が低く、当該金属体よりもイオン化傾向の大きい金属であれば、いずれの金属を用いてもよい。例えば、亜鉛、アルミ、及びマグネシウムのいずれか、又は、これらの少なくともいずれかを含む合金が、好適に挙げられるが、これらに限定されるものではない。

より具体的には、釘状ねじ１０Ａの材料として、例えば、下記表３のような組成の亜鉛線（ＡＬ６亜鉛合金線 ジンクエクセル株式会社製）等を好適に用いることができる。

なお、第３の実施形態の外装材１Ａに、第１、第２の実施形態で用いるねじ１０を固定してもよいし、第１、第２の実施形態の外装材１に、第３の実施形態の釘状ねじ１０Ａを固定してもよく、外装材１,１Ａの種類や陽極流電体を固定する位置等に応じて、適宜使い分けることができる。

（第４の実施形態）
次に、本願の第４の実施形態に係る防錆方法及び防錆構造について、図４（ａ）を参照しながら説明する。図４（ａ）は、第４の実施形態の防錆方法によって得られた防錆構造を備えた外装材の概略構成図である。

図４（ａ）に示す第４の実施形態の外装材１Ａは、図３（ａ）に示す第３の実施形態の外装材１Ａと同様の構成を備えている。また、第４の実施形態の防錆構造２０Ａ’は、釘状ねじ１０Ａの頭部１２Ａとその周辺の付帯物７の表面を、導電性テープ１３で被覆したこと以外は、第３の実施形態の防錆構造２０Ａと同様の構成を備えている。

また、第４の実施形態の防錆方法は、釘状ねじ１０Ａの頭部１２Ａとその周辺を、導電性テープ１３で被覆する工程をさらに備えていること以外は、第３の実施形態の防錆方法と同様の工程で施工することができる。

第４の実施形態でも、外装材１の構成や材料、釘状ねじ１０Ａの構成や材料は、第３の実施形態のこれらと同様の構成や材料とすることができる。

以下、第１〜第４の実施形態に係る防錆方法及び防錆構造の作用効果を説明する。上記各実施形態の防錆方法は、金属体（表鋼板２、金属板２Ａ）を有する建造物の外装材１，１Ａの１カ所又は複数箇所に、金属体に比べて電位が低い陽極流電体（ねじ１０、釘状ねじ１０Ａ）を固定する工程を有している。そして、陽極流電体が、外装材１内に少なくとも一部が挿入される本体部１１，１１Ａと、外装材１の外部に配置される平坦な頭部１２，１２Ａと、を有する。

また、上記各実施形態の防錆構造２０，２０’，２０Ａ，２０Ａ’は、金属体（表鋼板２、金属板２Ａ）を有する建築物の外装材１，１Ａの１カ所又は複数箇所に固定されて金属体に比べて電位が低い陽極流電体（ねじ１０、釘状ねじ１０Ａ）を備えて構成される。陽極流電体が、外装材１，１Ａ内に挿入される本体部１１，１１Ａと、外装材の外部に配置される平坦な頭部１２，１２Ａと、を有する。

したがって、上記各実施形態によれば、外装材１，１Ａの金属体（表鋼板２、金属板２Ａ）とこれよりも陽極流電体（ねじ１０、釘状ねじ１０Ａ）との間に電位差が生じ、防錆に必要な電流が陽極流電体から金属体に補充され、金属体の腐食を防止することができる。また、このように優れた防錆性を、金属体を有する外装材１，１Ａの１カ所又は複数箇所に陽極流電体を固定するだけで簡易に得ることができる。しかも、腐食が発生するおそれのある任意の箇所に、自由に固定することができる。したがって、建造物の外装材１，１Ａの防錆性を向上させることができ、しかも施工が容易な防錆方法及び防錆構造２０，２０’，２０Ａ，２０Ａ’を提供することができる。

また、上記実施形態で用いる陽極流電体（ねじ１０、釘状ねじ１０Ａ）が、本体部１１，１１Ａと頭部１２，１２Ａとを有するねじ１０、ビス、ボルト、及び釘（釘状ねじ１０Ａ）のいずれかであれば、外装材１，１Ａへの固定を、ドライバー、ハンマー、六角レンチ等の締結具を用いて容易に行うことができる。また、軽量で取扱性や施工性を向上させることができる。

また、上記各実施形態において、陽極流電体（ねじ１０、釘状ねじ１０Ａ）が、亜鉛、アルミ、及びマグネシウムのいずれか、又は、これらの少なくともいずれかを含む合金からなるものとすれば、単位質量当たりの有効電気量が極めて大きく、長期の防錆が可能となるとともに、より安定した防錆性能を維持することができる。また、軽量で取扱性を向上させることができる。

また、上記第２、第４の実施形態では、陽極流電体（ねじ１０、釘状ねじ１０Ａ）の頭部１２，１２Ａを、導電性を有するシート部材として導電性テープ１３で被覆する工程を、さらに有している。すなわち、第２、第４の実施形態の防錆構造２０’，２０Ａ’では、導電性テープ１３をさらに備えている。このように伝導性を有するシート部材を用いることで、流電陽極体が腐食しても、シート部材によって導電性を維持できるため、防錆性をより向上させることができる。

なお、第２、第４の実施形態では、アルミ製の導電性テープ１３を用いているが、これに限定されることはなく、外装材１，１Ａの金属体に応じて、亜鉛製、銅製、ステンレス製等、公知の適宜の導電性テープを用いることができる。また、導電性テープに限定されるものでもなく、シート状の適宜の伝導性素材を用いることができる。

次に、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本実施例により本発明が限定されるものではない。

（実施例１〜実施例１２、比較例１〜３）
実施例１〜実施例１２の防錆構造の試験体を作製し、それぞれの防錆性の確認試験を行った。実施例１〜９は、第１の実施形態と同様の防錆方法を用いて得た第１の実施形態の防錆構造２０と同様の構成を備えた試験体である（図１（ｂ）参照）。実施例１０〜１２は、第２の施形態と同様の防錆方法を用いて得た第２の実施形態と防錆構造２０’と同様の構成を備えた試験体である（図２（ｂ）参照）。

ただし、実施例１〜１２では、外装材１をスタッド６等に取り付けるボルト５の代わりに、下記表４に示すようなねじ想定金属板８を石こうボード３の裏面に設けている。また、裏鋼板４を設けていない。実施例１〜１２では、ねじ１０の素材、石こうボード３の含水率を下記表４のように変えて、それぞれの防錆性の確認試験を行った。

＜試験方法＞
下記表４に示す予め定められた含水率の石こうボード３を用意し、図１（ｂ）、図２（ｂ）に示すように、亜鉛鋼板からなる表鋼板２と、下記表４に示すねじ想定金属板８で挟んだ。そして、表鋼板２とねじ想定金属板８とを導線（導電テープ９）で繋ぐことで、ガルバニ腐食が発生する状態を再現した。次いで、表４に示す素材のねじ１０を、表鋼板２に打ち込み、試験体とし、さらに水分が蒸発しないように真空パック器を用いて、密封した。

なお、各実施例で用いた陽極流電体としてのねじ１０は、鉄板に予め４．８ｍｍの穴を空けて打ち込んだ結果、鉄板上に固定することが可能であることを確認した。また、実施例１０〜１２では、表鋼板２とねじ１０との導電性を高めるため、導電性テープ１３（３Ｍ社製電気テープ）を頭部１２に貼り付けた仕様について評価した。

密封した各実施例の試験体は、７０℃の温水を循環した熱板に挟み込み、１ヶ月後に錆の発生状況を観察した。また、比較例１〜３として、ねじ１０を固定していない外装材１について、石こうボード３の含水率と、ねじ想定金属板とを変えて、各実施例と同様の試験方法で防錆性（防食性）の確認試験を行った。実施例１〜１２、比較例１〜３の試験結果を下記表４に示す。

外装材１の各部材と、ねじ１０の仕様を記載する。
亜鉛鋼板：日新製鋼製 板厚０．４ｍｍ、亜鉛付着厚８．３μｍ
石こうボード：吉野石こう製板厚１２．５ｍｍ
ねじ（陽極流電体）：サイズ Ｍ５×１０ｍｍ 皿ねじ、亜鉛製のねじについては、頭径８ｍｍ、首下径５ｍｍに成形した釘形状のものを使用。マグネシウム、アルミニウム製のねじについては、０．１Ｎ硫酸に１０秒浸漬し、酸化被膜を除去。

上記表４の結果から、陽極流電体としてのねじ１０を取り付けた実施例１〜１２では、いずれの場合においても、錆の発生を抑制できることが確認された。なお、白錆は亜鉛メッキのみ腐食したもので、赤錆は、基材の鉄板まで腐食したものである。

また、導電性テープ１３を貼り付けた実施例１０〜１２では、流電陽極材料が腐食しても導電性を維持できるため、錆の発生をさらに抑制できることがわかった。

（実施例１３〜実施例１８、比較例４）
実施例１３〜実施例１８の防錆構造の試験体を作製し、それぞれの防錆性の確認試験を行った。実施例１３〜１５は、第３の実施形態と同様の防錆方法を用いて得た第３の実施形態の防錆構造２０Ａと同様の構成を備えた試験体である（図３（ｂ）参照）。実施例１５〜１８は、第４の施形態と同様の防錆方法を用いて得た第４の実施形態と防錆構造２０Ａ’と同様の構成を備えた試験体である（図４（ｂ）参照）。

ただし、実施例１３〜１８では、付帯物７を用いていない。実施例１６〜１８でも、頭部１２Ａに貼り付ける導電性テープ１３として３Ｍ社製電気テープを用いた。また、実施例１３〜１８では、釘状ねじ１０Ａの素材を下記表５のように変えて、それぞれの防錆性の確認試験を行った。

＜試験方法＞
各実施例において、厚さ１ｍｍの冷延鋼板からなる金属板２Ａに、流電陽極体として下記表５に示す素材の釘状ねじ１０Ａを打ち込み、５０℃９５％ＲＨに調整した恒温恒湿槽に各試験体を収容し、７日後に金属板２Ａの錆の発生状況を確認した。また、比較例４として、釘状ねじ１０Ａを打ち込んでいない冷延鋼板についても、各実施例と同様の試験方法で防錆性の確認試験を行った。実施例１３〜１８、比較例４の試験結果を、下記表５に示す。

上記表５結果から、陽極流電体としての釘状ねじ１０Ａを取り付けた実施例１３〜１８では、金属板２Ａに赤錆が発生したが、内部までの腐食は抑制できた。また、導電性テープ１３を貼り付けた実施例１６〜１８では、流電陽極材料が腐食しても導電性を維持できるため、錆の発生をさらに抑制できることがわかった。これに対して、比較例４では、全面に赤錆が発生しただけでなく、内部まで腐食して貫通孔が発生した。

以上、本願の防錆方法及び防錆構造を実施形態及び実施例に基づいて説明してきたが、具体的な構成は、これらの実施形態及び実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

Claims (5)

1. 金属体を有する建造物の外装材の１カ所又は複数箇所に、前記金属体に比べて電位が低い陽極流電体を固定する工程を有し、
   前記陽極流電体が、前記外装材内に少なくとも一部が挿入される本体部と、前記外装材の外部に配置される平坦な頭部とを有していることを特徴とする防錆方法。
2. 前記陽極流電体が、前記本体部と前記頭部とを有するねじ、ビス、ボルト、及び釘のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の防錆方法。
3. 前記陽極流電体が、亜鉛、アルミ、及びマグネシウムのいずれか、又は、これらの少なくともいずれかを含む合金からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の防錆方法。
4. 前記陽極流電体の前記頭部を、導電性を有するシート部材で被覆する工程を、さらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の防錆方法。
5. 金属体を有する建築物の外装材の１カ所又は複数箇所に固定されて前記金属体に比べて電位が低い陽極流電体を備えて構成され、
   前記陽極流電体が、前記外装材内に挿入される本体部と、前記外装材の外部に配置される平坦な頭部とを有することを特徴とする防錆構造。