JPH0242908B2 - - Google Patents

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JPH0242908B2
JPH0242908B2 JP57101270A JP10127082A JPH0242908B2 JP H0242908 B2 JPH0242908 B2 JP H0242908B2 JP 57101270 A JP57101270 A JP 57101270A JP 10127082 A JP10127082 A JP 10127082A JP H0242908 B2 JPH0242908 B2 JP H0242908B2
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conductive polymer
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ohm
conductive
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions

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  • Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
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  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は腐蝕防止方法およびその方法に用いる
器具に関する。 基材と隔てられた電極の間に電位差を形成して
導電性基材の腐蝕を防止することは知られてい
る。基材および電極は相互に定常流の電源（直流
または整流された交流）を介して接続され、回路
は、基材と電極との間の空間に電解質が存在する
場合に完成する。多くの外部電流システムでは基
材は陰極（すなわち電子を受ける極）である。し
かしながら、不動態にしうる基材、たとえばニツ
ケル、鉄、クロムならびにチタンおよびこれらの
合金の場合、基材を陽極とする外部電流システム
を用いることも時には可能である。陰極および陽
極の両システムにおいて、しばしば基材には保護
絶縁被覆が供給されており、この場合には外部電
流は偶然に露出している基材部分のみから流れる
にすぎない。システムが十分な寿命を有するなら
ば、電極自体が交換を必要とする様な速度で腐蝕
されてはならない。このことは、ガルバニ防蝕シ
ステムにおいて用いられる犠性陽極とは対極的で
ある。電極は、表面を流れる電流により、または
表面で生ずる電気化学反応、たとえば塩素ガスの
発生により効果がなくなるものであつてはならな
い。 電極および電源は、基材の全部位において電流
密度が腐蝕を防止するには十分高く、基材の損傷
（たとえば破砕）や表面上の保護被覆の剥離の様
な問題を生じる程高くならない様にしなければな
らない。システムの電気消費量は、とりわけ基材
の種々の部分と電極との距離に依存する。これら
の要因を考慮すると、理論的に最良の形の電極
は、一般に基材の形状に対応した形状を有し、基
材のすべての部位に比較的接近した電極である。
この様な電極を、本明細書では「分布電極」とい
う。従来分布電極は、たとえば基材の絶縁性被覆
上に塗布された導電性塗料の層、または基材に隣
接して（通常パイプの内側）配置された白金被覆
ワイヤにより提供されていた。しかし、既知の分
布電極は、実用上重大な欠点を有している。導電
塗料では、塗料層および絶縁層を注意深く、かつ
上手に塗布する必要があり、層が適切に塗布され
た場合でさえ、塗料（厚さは200μ以下、通常
100μ以下）には、物理的な磨耗またはふくれに
よる損傷、あるいは電流が流れによる剥離が容易
に生じる。さらに、塗料が非常に低抵抗（これは
塗布の困難さおよび／または著しい高価格およ
び／または損傷の受けやすさの増大を招く）でな
い場合、基材の寸法が大きく制限されるか、また
は塗料と絶縁層との間に母線（bus bar）を存在
させなければならない。この様な母線は、特に塗
料の損傷の結果露出している場合、腐蝕しやすく
なる。白金被覆ワイヤの欠点も同様に多くある。
白金は非常に高く（もちろんこのことが純白金線
ではなく白金被覆ワイヤが用いられている理由で
ある）。白金被覆は、たとえばワイヤの屈曲によ
り非常に容易に損傷を受ける。従つて、白金被覆
ワイヤの使用は、この様な損傷を最少にできる場
合に限定される。加えて、ワイヤの芯は、露出し
たとしても腐蝕しないことが重要であり、このこ
とはさらに電極の価格を上昇させる。実際、白金
被覆ワイヤはチタンまたはニオブ被覆銅芯を有し
ている。 分布電極に伴う困難の故に、最も実用的な外部
電流防蝕システムでは基材から等距離で隔てられ
た複数の電極を使用している。典型的には、陽極
は、(a)グラフアイトまたは(b)グラフアイトもしく
は他のカーボン材料を多量に含んだ熱硬化性樹脂
もしくは他の硬質マトリツクスからなる硬質ロツ
ドである。電極と基材との間の距離の故に、しば
しば大電力が必要となり、また他の電気システム
（他の防蝕システムを含む）からの妨害も生ずる。
加えて、電極での高電流密度は、たとえば電極表
面での電気化学反応により発生したガスを分散さ
せる場合に問題を起こす。 本発明者らは、導電性ポリマーから成り、少な
くとも500μ、好ましくは少なくとも1000μの厚さ
を有する要素により電気化学的に活性な外表面を
供給した分布電極を用いることにより、既知の電
極の不利益を減少させ、あるいは解決できること
を見い出した。ここで、「導電性ポリマー」とは、
ポリマー成分、およびポリマー成分に分散されて
おり、優れた耐腐蝕性を有する粒子状導電性充填
材、特にカーボンブラツクまたはグラフアイトを
含んで成る組成物を意味する。 すなわち、本発明の一要旨によれば、基材と上
述の導電性ポリマー分布電極との間に電位差を形
成することから成る導電性基材の腐蝕防止方法が
提供される。 電力供給点間で可能な最大長さの電極を使用す
るのが好ましい場合がしばしばある。この様な場
合に導電性ポリマー電極を使用することについて
研究を行つた結果、「準ターフエル定数」（Quasi
―Tafel Constant）と名付け、後述の方法で測
定される電極材料の性質が、所望の防腐効果を与
えるのに用いることができる電極の最大長さに重
要な影響を有していることが明らかになつた。準
ターフエル定数は、周知のターフエル定数
（Tafel Constant、たとえばFontanaおよび
Greene著“Corrosion Engineering”（第２版、
1978年刊）308〜310頁参照）に非常に関連してお
り、また同一であることもある。しかしながら、
後述の試験方法は、実際の防蝕システムの他の変
数も考慮したものである。 塩（NaCl）を含む水が腐蝕電解質である最も
一般的な腐蝕問題において、電極の表面での材料
の適切な準ターフエル定数は次の手順で決定する
ことができる。既知の表面積、たとえば約１cm2を
有する材料サンプルを、50℃の塩化ナトリウム５
モル溶液を含む電気化学電池内の１電極として用
いる。他の電極はカーボンロツドである。サンプ
ルの電位を、飽和カロメル電極（SCE）を用い、
ポテンシオスタツトで制御して測定する。サンプ
ルの電位を所望の水準に調節し、電池電流を追跡
する。電流は比較的大きい値から定常値へ減衰す
る。この定常電流を測定する。測定は、防蝕シス
テムにおいて電極の異なる部分が有する電流密度
に対応する定常電流を発生する電圧を用いて行な
う。電位を電流密度の対数に対してプロツトす
る。プロツトの平均傾きを指定された電流密度範
囲について計算する（最小二乗法による）。これ
をmV／10倍（すなわち、電流が10倍変化する電
圧（mV）の変化）として表わす。 本明細書において準ターフエル定数について特
定の値を引用した場合、その値は上述の方法で測
定したものである。他の腐蝕性媒体についても、
適当な電解質を用いて同様の試験を行なうことが
できる。準ターフエル定数が高い程、電極の単位
長さ当りの抵抗が十分小さいことを条件に、使用
しうる電極の長さが長くなる。本発明で好ましく
用いられる導電性ポリマーは、少なくとも300、
好ましくは少なくとも400、特に少なくとも
500mV／電流密度範囲１〜500μA／cm2での10倍
変化の準ターフエル定数を有する。 本発明の一態様では、電極は、低抵抗芯（たと
えば金属芯）および芯に電気的に接触する導電性
ポリマー要素を含んで成る柔軟なストリツプ形状
である。ここで柔軟とは、ストリツプを半径10cm
で90度曲げることができ、損傷を受けることなく
元へ戻すことができることを意味する。ストリツ
プの長さは、その最小寸法に比べて非常に長くて
よく、たとえば少なくとも100倍、しばしば少な
くとも1000倍になる。ストリツプは円形または他
の任意の断面を有する。電極の外表面の少なくと
も一部は電気的に活性であり、導電性ポリマーか
ら成る。 この様な柔軟なストリツプ電極は絶縁要素を介
して基材に物理的に接触させて固定すると便利に
なる。たとえば、ストリツプは基材の外側に巻き
つけることができ、あるいは適当な手段（たとえ
ば触圧接着剤、感圧接着剤、ホツトメルト型接着
剤などの接着剤）により基材の内側または外側に
固定することができる。基材が磁性を受け付ける
なら、たとえば鉄系金属で製造されているなら
ば、ストリツプ電極は絶縁性永久磁石材料から成
る磁性ストリツプ（または隔てられた複数の要
素）を有することができ、永久磁石材料によりス
トツプを磁性的に基材に固定できる。一方、この
様にストリツプを固定すると、基材から少し離し
てストリツプを配置するのに比べて（電力消費お
よび防蝕の見地から）効率が通常低下する。スト
リツプを基材の内側に配置する場合、最少の電力
消費で均一な防蝕ができるので、ほぽ中心に位置
させるのが有利である。ストリツプを基材の外側
に配置する場合、基材の遠い方の部分も防蝕でき
る様に通常基材にできるだけ近く配置する。一般
に、比 ｂ＋Ｄ／ａ＋Ｄ 〔ここで、ｂは基材から電極までの最長距離、ａ
は基材から電極までの最短距離、およびＤは電極
の軸に直角な平面における基材の最大寸法（パイ
プの場合は直径）である。〕 は４以下、好ましくは２以下である。 柔軟電極の特に好ましい態様は、自体新規であ
つて、本発明の一部であるが、 (1) 23℃で５×10-4ohm・cm以下、好ましくは３
×10-5ohm・cm以下、特に５×10-6ohm・cm以
下の比抵抗を有する材料（たとえば、銅や他の
金属）から成り、23℃で10-2ohm／feet
（0.03ohm／ｍ）以下、好ましくは10-3ohm／
feet（0.003ohm／ｍ）以下、特に10-4ohm／
feet（0.0003ohm／ｍ）以下の抵抗を有する連
続した長い柔軟な芯、および (2)(a) 芯に電気的に接触し、 (b) 少なくとも10％の伸び率を有する導電性ポ
リマーから成り、 (c) 電極の電気化学的に活性な外表面全体を実
質的に供給し、かつ (d) 少なくとも500μ、好ましくは少くとも
1000μの厚さを有する 要素を含んで成る。 ここで電極の芯は上述の様に電極の電気化学的
に活性な外表面を形成するのではなく、外表面は
導電ポリマー要素(2)により供給されることに注目
すべきである。さらに、要素(2)の厚さおよび伸び
は、芯の偶然の露出が非常に生じ難い様にする。
従つて、芯は低抵抗性および物理的性質により選
択され、自体の腐蝕は考慮しなくてよい。芯は単
ワイヤであつてよく、好ましくは撚られており、
あるいは、一体となつて芯を構成する分離された
複数の芯要素であつてもよい。 電極の導電性ポリマー表面と導電性表面との間
の接触は避けなければならず、ある用途では、電
極は好ましくは電解質透過性非導電性シールドを
電気化学的に活性な表面上に有している。この様
なシールドは、シールド要素、たとえばブレード
またはメツシユまたは穿孔チユーブにより供給さ
れ、電気絶縁性材料から成り、電極の全外表面の
10〜90％、通常10〜50％を覆う。 本発明の他の態様では、電極は、基材上の絶縁
層に固定された導電性ポリマーの層の形である。
導電性ポリマー層は、任意の方法、たとえば導電
ポリマーテープを基材周囲に巻きつけることによ
り適用できる。導電性ポリマーを適用する好まし
い方法は、導電性ポリマーから成る回復性物品を
製造し、該物品を基材上へ回復させることであ
る。絶縁層は、別の工程で基材上に形成すること
ができ、あるいは絶縁層と導電層を同時に適用す
ることができる。導電性ポリマーを回復性物品
（またはその一部）として適用する場合、物品は
熱回復性、溶媒回復性または弾性であつてよい。 外部電流を導電性ポリマー層上へ適切に分布さ
せるため、母線を導電層と絶縁層との間または導
電層内に配置することがしばしば必要である。 この態様では、基材を被覆する層の孔を介して 基材が電解質に対して露出されなければ、外部
電流は流れ始めない。従つて、導電層は、電解質
に直接接触する外層であつてよく、あるいは絶縁
層で被覆することができる。 導電性ポリマーは、たとえば電気ヒータおよび
回路制御装置用として周知であり、本発明におい
て適している導電性ポリマーは、本明細書の開示
に即して既知材料から選択することができる。 23℃における導電性ポリマーの比抵抗は、好ま
しくは0.1〜103ohm・cm、より好ましくは１〜
100ohm・cm、特に１〜50ohm・cmである。導電
性充填材の量が、たとえば比抵抗を0.1ohm・cm
以下にするために多くなりすぎると、ポリマーの
物性、特に伸びが不満足となり、ポリマーを成形
するのが困難になる。比抵抗が103ohm・cmを越
えると、電極は電流密度に関する要求をしばしば
満さなくなる。導電性ポリマーは、好ましくは少
なくとも1mA／cm2、より好ましくは少なくとも
10mA／cm2の電流密度をASTM G5―72の条件下
（試料を0.6モル塩化カリウム溶液中、25℃でSCE
に対し＋3.0Vまで分極化）で通す。 電極が良好な柔軟性を有する様に、導電性ポリ
マーは、加圧フイルムサンプル（2.23×0.47×
0.13cm）についてクロスヘツドスピード５cm／分
でASTM Ｄ 1708により測定して、少なくとも
10％、特に少なくとも25％の伸び率を有するのが
好ましい。 容易に成形できる様に、導電性ポリマーは、そ
の加工温度〔好ましくは軟化点（結晶性ポリマー
では融点）から30℃以内〕で108ポイズ以下、特
に107ポイズ以下の溶融粘度を有するのが好まし
い。〔ここで、溶融粘度は、質量分析計により、
加圧フイルムサンプル（厚さ１mm）について、平
行板配置を用い、10％歪および1rad／秒の剪断
速度において測定されたものである。〕導電性ポ
リマーの成形は、好ましくは押し出し法により行
われる。成形は、電極の露出された表面上に十分
な量の導電性充填材が存在する様に行われなけれ
ばならない。 導電性ポリマーのポリマーマトリツクスは、１
種またはそれ以上のポリマーから成つていてよ
く、ポリマーは熱可塑性物、ゴムまたは熱可塑性
ゴムであつてよく、好ましくは電極が使用される
間に分解しないものが選ばれる。適当なポリマー
には、オレフインホモポリマーおよびコポリマー
（たとえばポリエチレンおよびエチレン／アクリ
ル酸エチルコポリマー）；フツ素化ポリマー（た
とえばポリフツ化ビニリデンおよびフツ化ビニリ
デン／ヘキサフルオロプロピレンコポリマー）；
塩素化ポリオレフイン（たとえば塩素化ポリエチ
レン）；およびアクリレートゴムが含まれる。 導電性ポリマーの導電性充填材は良好な耐腐蝕
性を有していなければならない。従つて、最も腐
蝕性の高い液体について用いる場合には金属充填
材は一般に使用しない。炭素系充填材、特にカー
ボンブラツクおよびグラフアイトが好ましい。適
切な環境において用いることのできる他の充填材
には、金属酸化物、たとえばマグネタイト、二酸
化鉛および酸化ニツケルが包含される。充填材
は、粒状であるのが好ましく、その最大寸法は
0.1mm以下、特に0.01mm以下である。充填材は、
付加的に、少量の、たとえば30重量％を越えない
量の繊維状充填材を含んでいてよく、その長さは
通常0.6cm以下である。 導電性ポリマーは、さらに他の通常の成分、た
とえば酸化防止剤、非導電性充填材および加工助
剤を含んでいてよい。 導電性ポリマーを化学的にまたは照射により架
橋することができる。 本発明により保護しうる基材には、パイプ、鉛
外装電話ケーブル、井戸ケース、コンクリートの
補強棒（ストリツプ電極を補強棒と共に敷設し、
コンクリートをその周囲に流し込む。）、および腐
蝕性液体用タンクならびに容器などが包含され
る。基材は、たとえば土中に埋設され、または海
中に浸漬され、あるいは大気にさらされる（たと
えば雨や海水のしぶきにより腐蝕される）。基材
は、多くの場合鉄で造られているが、多くの他の
導電性基材を保護することもできる。同一の基材
を保護するために、２個またはそれ以上の電極を
使用することができる。電極には両端からまたは
一端のみから電力を送ることができる。後者の場
合、電極の遠い端を、たとえば熱収縮性エンドキ
ヤツプにより密封するのが好ましい。 次に添付図面を参照して本発明の好ましい態様
について説明する。 第１図および第２図は、高導電性芯１２および
それを包囲する導電性ポリマー要素１４から成る
ストリツプ電極の断面図である。第１図では、要
素１４はポリマーブレード１６により包囲されて
いる。第２図では、要素１４の一面は絶縁層２６
により被覆され、該絶縁層２６には次に接着剤２
８が塗布されており、電極を基材に固着させるの
に好ましくなつている。 第３図は、導電性ポリマー電極３４により保護
されたパイプ３０の断面図である。電極３４は、
パイプを包囲する絶縁層３２の周囲に導電性ポリ
マーチユーブを収縮させて形成される。パイプ３
０および電極３４はリード線３６を介して電池３
８に接続される。第４図および第５図に、たとえ
ば第３図に示されている様なシート状の導電性ポ
リマー電極に母線をつけるための異なる方法が示
されている。第４図では、絶縁層４２によりパイ
プ４０から隔離された導電性ポリマー層４４内に
金属メツシユ４６が埋設されている。第５図で
は、導電性ポリマー層５４とパイプ５０を包囲す
る絶縁層５２との間に金属ストリツプ５６が配設
されている。バス５６は、絶縁接着剤（図示せ
ず）により絶縁層５２に、また導電性接着剤（図
示せず）により導電性ポリマー層５４に固着する
ことができる。 第６図は、多くの異なる電極材料について、上
述の方法により準ターフエル定数を測定した結果
を示す。結果は、後記組成物７および９の導電性
ポリマー組成物（それぞれ７および９で示す）、
白金デイスク（Ptで示す）、芯がニオブ被覆銅で
ある白金被覆ワイヤ（Pt／Nbで示す）、芯がチタ
ンである白金被覆ワイヤ（Pt／Tiで示す）、グラ
フアイト電極（Ｇで示す）およびガラス状炭素電
極（GCで示す）についてのものである。第６図
中の破線が準ターフエル定数である。第６図の縦
軸は、全ての電極について同じスケールの電圧を
示すが、明瞭にするために（重要なのはプロツト
の傾きであつて、その絶対的な位置ではないの
で）プロツトのいくつかは垂直方向に移動させて
ある。導電性ポリマー電極は、白金被覆チタンワ
イヤを除いて他の既知の電極より高い準ターフエ
ル定数を有していることが理解される。しかしな
がら、高価格であることはともかく、白金被覆チ
タンワイヤは、長い線状電極としては全く不満足
なものである。その理由は、チタン芯が比較的高
い比抵抗を有していることおよび第６図のプロツ
トが低電流密度では大きい傾きを有するが、実際
に多くの電極について用いられることが多い150
〜500μA／cm2の範囲の電流密度では小さい傾きし
か有していないことである。 第７図は、陽極および陰極のターフエル定数
（BanodeおよびBcathode）に対する陽極の最大
使用可能長さの依存性を示すグラフである。この
場合、実際のシステムにおける多くの変数、たと
えば陽極および基材の単位長さ当りの抵抗、シス
テムの配置、電解質の比抵抗、適切な保護に必要
な電流密度などについては適度に仮定してある。
第７図のグラフを描くにあたり、陽極および陰極
は第６図のプロツトにおいて直線を与えるものと
仮定した。実際、常にこの様になるとはいえない
が、測定した準ターフエル定数を用いる場合、第
７図は実質的に正確である。ある特定のシステム
について、異なつた変数が与えられると、陽極の
最大使用長さがターフエル定数に対してどの様に
変化するかを示す第７図のようなグラフを描くこ
とができる。 次に実施例を示し、本発明を具体的に説明す
る。実施例中、部および％は重量で示している。
実施例で用いた導電性ポリマーの成分を第１表に
示す。これらをバンバリーまたはブラベンダーミ
キサーにより均一混合物が得られるまで混合し
た。表に示した比抵抗は、種々の混合物からプレ
スしたスラブについて測定した。
【表】
【表】 各成分の詳細は次の通りである。熱可塑性ゴム
は、組成物１ではUniroyal TPR 1900、組成物
４〜８ではUniroyal TPR 5490であつた。ポリ
フツ化ビニリデンは、組成物３ではPennwalt
Kynar 460、組成物９ではSolvay Solef 1010で
あつた。フツ化ビニリデン／ヘキサフルオロプロ
ピレンコポリマーはDu Pont Viton AHVであ
つた。塩素化ポリエチレンはDow CPE―12で
あつた。アクリレートゴムはGoodrich Hycar
4041であつた。 第２表に、組成物４ならびに６〜10および市販
の電極についての準ターフエル定数を示す。
【表】
【表】 実施例 １ 電極は、組成物１をニツケル被覆銅撚り線（19
ストランド、20ゲージ、直径0.1cm）の周囲に溶
融押し出しして、直径0.63cmの電極として製造し
た。 直径５cmのスチールパイプ30cmに絶縁ポリエチ
レンチユーブを熱収縮させて被覆した。パイプの
中央部から幅1.25cmでチユーブを除去し、パイプ
20cm2を露出させた。長さ30cmの電極をパイプに固
定した。電極と露出パイプが接触しない様に注意
した。電極の一端を直流電源に接続し、パイプの
一端も該電源に接続した。電極の他端をポリマー
エンドキヤツプで絶縁した。パイプおよび電極を
海水中に浸漬し、パイプがSCEに対して0.92Vの
陰極となる様に電力を調節した。60日後において
も露出部分に錆は見られなかつた。 防蝕を行なわずに同様の処理を行なつたパイプ
では、24時間以内に錆が生じた。 実施例 ２ 実施例１の電極1.9ｍを比抵抗3000ohm・cmお
よびPH5.2の土中に埋設した。電極の上５cmのと
ころに直径５cmのスチールパイプを置き、その上
を同じ土で10cmの厚さに覆つた。パイプは、100
cm2の露出表面を除き、絶縁材料で被覆されてい
た。パイプの自由腐蝕電位は、飽和銅―硫酸銅電
極に対して−0.56Vであつた。パイプおよび陽極
を直流電源に接続し、銅―硫酸銅電極に対してパ
イプを−1.0Vに保つ様に毎日調節した。12日後、
電流は4.6mAであつた。防蝕の水準は、NACE
Standard RP―10―69，Paragraph6.3.1.1―
6.3.1.3を満足するものであつた。 実施例 ３ 実施例１の電極30cmをナイロンブレードで被覆
し、0.6cm幅の部分以外はエポキシ樹脂が内面に
塗布された直径10cmのスチールパイプ30cmの内側
に配置した。パイプに海水を満し、SCEに対し−
0.92Vに分極化した。必要な電流は、最初
1.21mA、68.5時間後には0.7mAであつた。60日
間（この間、海水は時々補充した）、保護したパ
イプには錆は生じなかつた。防蝕をせずに同様に
処理した対照パイプでは、大量の錆が生じた。 実施例 ４ リード線を取りつけた後、スチールシート
（2.5×7.5cm）を絶縁接着剤で被覆した。組成物
２から造つた導電性シート（2.5×7.5×0.04cm）
を接着剤に固着し、絶縁されたリード線を導電性
シートに取りつけた。直径0.63cmのスチール部分
を導電性シートおよび接着剤下塗りを切り取つて
露出させた。NaCl3.5％を含む水１滴を露出スチ
ール上に落とし、導電性シートと接触させた。リ
ード線を直流電源に接続し、スチールをSCEに対
して−0.96Vに分極化した。導電性シートの代り
に絶縁性ポリエチレンシートを用いる以外は同様
にして対照サンプルを造つた。両サンプルを
ASTM G44−75に従つて試験した。24時間後、
対照サンプルは腐蝕したが、保護サンプルは腐蝕
しなかつた。 実施例 ５ 組成物３を直径4.6cm、厚さ0.8mmのチユーブに
押出成形した。チユーブを10Mradで照射し、次
いで直径8.3cmに膨張し、膨張状態で冷却して熱
収縮性にした。直径５cmのスチールパイプ30cmを
サンドブラストし、溶剤でぬぐい、次いでホツト
メルト型接着剤を塗つた熱収縮性絶縁ポリマース
リーブをパイプ上に収縮させて絶縁した。絶縁パ
イプの一側面に絶縁接着剤少量を塗布し、銅母線
を反対側に配置した。組成物３から製造したチユ
ーブを絶縁パイプ上に収縮させ、組立体の一端を
熱収縮性エンドキヤツプで覆つた。直径6.3cmの
パイプ部分から被覆層を接着剤も含めて切り取つ
て露出させた。パイプを塩水（NaCl １％、
Na2SO4 １％、Na2CO3 １％）に浸し、露出部
分を完全にぬらした。パイプと母線を直流電源に
接続し、パイプをSCEに対し1.425Vの陰極とな
る様に保つた。3Vの電位を要し、2.5mAの電流が
生じた。48時間の試験期間中、露出部分に錆は生
じなかつた。 実施例 ６ ステンレススチール（Type 430）の円筒サン
プル（直径0.953cm）を1.0N硫酸に浸漬し、これ
について温度を23℃とし、白金電極の代りにグラ
フアイト陰極を用いる以外はASTM Ｇ―５の手
順に従つて分極曲線を作成した。SCEに対し
0.45Vの電圧が最大陽極防蝕点であることが見い
出された。 実施例１の電極を円筒サンプルの陽極保護を行
なうために用いた。電極の浸漬表面積は10cm2であ
り、サンプルの浸漬表面積は5.1cm2であつた。電
極とサンプルを直流電源に接続し、サンプルを
SCEに対し0.446Vの電位に48時間保つた。定常
状態で平均電流は約2μAであつた。サンプルの重
量損失は約0.16％であつた。保護していないサン
プルの重量損失は約26％であつた。 本発明の特に好ましい態様の電極を以下に挙げ
る： 外部電流防食システムにおいて陽極として用い
るのに適し、柔軟なストリツプの形態である電極
であつて、 (1) 電極の電気化学的に活性な外表面のいずれの
部分も提供せず、23℃で５×10-4ohm・cm以下
の比抵抗を有する材料から成り、23℃で
0.03ohm／ｍ以下の抵抗を有する連続した長い
芯、ならびに (2)(a) ASTMD1708による少なくとも10％の伸
び率を有する導電性ポリマー組成物から成
り、 (b) 電極の電気化学的に活性な外表面の少なく
とも一部分を供給し、かつ (c) 芯を電気的に包囲して芯と電気的に接触
し、また、少なくとも500μの厚さを有する
被覆の形態である 要素を含んで成ることを特徴とする電極。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は、本発明の電極の断面
図、第３図は、本発明の電極により保護されたパ
イプの断面図、第４図および第５図は、シート状
導電性ポリマー電極に母線をつける方法を示す
図、第６図は、準ターフエル定数の測定結果を示
すグラフ、および第７図は、ターフエル定数に対
する陽極の最大使用可能長さの依存性を示すグラ
フである。 １２…芯、１４…導電性ポリマー要素、１６…
ブレード、２６…絶縁層、２８…接着剤、３０…
パイプ、３２…絶縁層、３４…ポリマー電極、４
０…パイプ、４２…絶縁層、４４…ポリマー層、
４６…金属メツシユ、５０…パイプ、５２…絶縁
層、５４…ポリマー層、５６…金属ストリツプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 外部電流防食システムにおいて陽極として用
    いるのに適し、柔軟なストリツプの形態である電
    極であつて、 (1) 電極の電気化学的に活性な外表面のいずれの
    部分も提供せず、23℃で５×10-4ohm・cm以下
    の比抵抗を有する材料から成り、23℃で
    0.03ohm／ｍ以下の抵抗を有する連続した長い
    芯、ならびに (2)(a) ASTM D1708による少なくとも10％の伸
    び率を有する導電性ポリマー組成物から成
    り、 (b) 電極の電気化学的に活性な外表面の少なく
    とも一部分を供給し、かつ (c) 芯を電気的に包囲して芯と電気的に接触
    し、また、少なくとも500μの厚さを有する
    被覆の形態である 要素を含んで成ることを特徴とする電極。 ２ 芯が、23℃で0.003ohm／ｍの抵抗を有し、
    23℃で３×10-5ohm・cm以下の比抵抗を有する材
    料から成る第１項記載の電極。 ３ 導電性ポリマー組成物の導電性充填材がカー
    ボンブラツクまたはグラフアイトであり、組成物
    の比抵抗が23℃で0.1〜103ohm・cmである第１項
    または第２項記載の電極。 ４ 導電性ポリマー組成物の導電性充填材がアセ
    チレンブラツクである第１〜３項のいずれかに記
    載の電極。 ５ (i) 導電性ポリマー組成物が少なくとも25％
    の伸び率を有し、また、 (ii) 被覆の厚さが少なくとも1000μである第１〜
    ４項のいずれかに記載の電極。 ６ 基材と基材から隔てられた陽極との間に電位
    差を形成することによる導電性基材の防食方法で
    あつて、陽極は、外部電流防食システムにおいて
    陽極として用いるのに適し、柔軟なストリツプの
    形態である電極であつて、 (1) 電極の電気化学的に活性な外表面のいずれの
    部分も提供せず、23℃で５×10-4ohm・cm以下
    の比抵抗を有する材料から成り、23℃で
    0.03ohm／ｍ以下の抵抗を有する連続した長い
    芯、ならびに (2)(a) ASTM D1708による少なくとも10％の伸
    び率を有する導電性ポリマー組成物から成
    り、 (b) 電極の電気化学的に活性な外表面の少なく
    とも一部分を供給し、かつ (c) 芯を電気的に包囲して芯と電気的に接触
    し、また、少なくとも500μの厚さを有する
    被覆の形態である 要素を含んで成ることを特徴とする電極であるこ
    とを特徴とする方法。 ７ 芯が、23℃で0.003ohm／ｍの抵抗を有し、
    23℃で３×10-5ohm・cm以下の比抵抗を有する材
    料から成る第６項記載の方法。 ８ 導電性ポリマー組成物の導電性充填材がカー
    ボンブラツクまたはグラフアイトであり、組成物
    の比抵抗が23℃で0.1〜103ohm・cmである第６項
    または第７項記載の方法。 ９ 導電性ポリマー組成物の導電性充填材がアセ
    チレンブラツクである第６〜８項のいずれかに記
    載の方法。 １０ (i) 導電性ポリマー組成物が少なくとも25
    ％の伸び率を有し、また、 (ii) 被覆の厚さが少なくとも1000μである第６〜
    ９項のいずれかに記載の方法。 １１ 基材がコンクリートの補強棒から成る第６
    〜１０項のいずれかに記載の方法。 １２ 基材が土中に埋設され、基材が特にパイプ
    または鉛外装電話ケーブルである第６〜１０項の
    いずれかに記載の方法。 １３ 基材が海水に、あるいは腐食性流体を含む
    タンクまたは容器に浸漬される第６〜１０項のい
    ずれかに記載の方法。
JP57101270A 1981-06-12 1982-06-12 腐蝕防止方法および器具 Granted JPS581077A (ja)

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