JPH04289309A - 防汚方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、海洋構造物、船舶、海
水輸送用の配管または水路、魚網やいけす網あるいは海
水取水口のスクリーンに海洋生物やスケールが付着して
汚染することを防止する防汚方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば発電所の冷却水用の海水を輸送
する配管や海水取水口のスクリーン、船の舷側、桟橋、
浮き台、橋脚などの海洋構造物において常に海水に接し
ている部分には、種々の海草やフジツボ、そのほかの貝
のような海洋生物が付着し、それによって取水量の減少
や船舶の航行速度低下などの問題が生じる。　　このた
め、付着した海洋生物を定期的に取り除かなければなら
ないが、これは困難な作業である。

【０００３】海洋生物の付着のメカニズムは、まず赤潮
菌などの微生物が付着して生物皮膜が形成され、それに
フジツボなどの大型生物の幼生が付着し成長するという
順序に従う。　　従って、微生物の付着を防止すること
、および大型生物の幼生が付着し成長するのを防止する
ことが上記の問題の効果的な解決策であり、そのための
手法が種々提案されている。

【０００４】その多くは、有機スズ化合物、塩素系イオ
ンまたは銅イオンを被防汚体の周囲に発生させて、付着
しようとする生物を死滅させる方法をとる。　　これら
の方法は、使用のいかんによっては重大な海洋汚染につ
ながり好ましくない。

【０００５】このような状況のなかで、被防汚体に導電
性材料で被覆層を設け、この被覆層と接触しないように
海水中に、チタンなどの電極材と照合電極を配置し、被
覆層を陽極、電極材を陰極として直流電圧を印加し、照
合電極と陽極との電位差を塩素が発生しない範囲にある
一定値に制御しながら微弱な電流を流し、被覆層に触れ
た微生物に電気的なショックを与えてその付着を防止す
る方法が新たに加わり、無害な防汚方法として注目され
つつある。

【０００６】上記の防汚方法によれば、海を汚染する有
害物質を発生することなく、被防汚体への生物付着を有
効に防止できるが、他の防汚方法と同様に砂、死貝のか
けら、海洋生物の排泄物、シリカ、鉄、マンガンなどの
粒子の付着を防止できず、被覆層の表面にスケールが形
成されてしまう。

【０００７】スケールが被覆層の表面を覆うと通電が妨
げられ、防汚効果が低下する。　　この問題は、微弱な
電流により生物の付着を防止する上記の防汚方法におい
て深刻である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、微弱
な電流により生物の付着を防止する上記の防汚方法にお
いて、スケールの形成を防止して効果を持続させた防汚
方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の防汚方法は、海
水に接触する構造物、船舶、配管または網への海洋生物
およびスケールの付着による汚染を防止する方法であっ
て、被防汚体の防汚を必要とする部分に、直接または絶
縁層を介して導電性材料の被覆層を設けて作用極とし、
この被覆層と接触しないように海水中に不溶性の電極材
を設けて対極とし、さらに照合電極を配置して作用極と
対極の間に直流電圧を印加し、照合電極と作用極との電
位差を測定してそれが１．２〜−０．６Ｖ（対ＳＣＥ）
の範囲で周期的に変化するように制御しながら微弱な電
流を流して、海洋生物およびスケールの付着を防止する
ことからなる。

【００１０】照合電極と作用極との電位差を１．２〜−
０．６Ｖ（対ＳＣＥ）の範囲で周期的に変化させるとは
、電位差を上記の範囲で２段階以上、好ましくは４〜６
段階に分け、順に一定のサイクルで通電するか、または
無段階で変化させるということである。　　ただし、こ
のサイクルは規則的である必要はない。　　このような
通電は、市販の直流電源装置（整流器）に電圧の調整お
よびタイミング手段を付加したものを使用して、容易に
実施できる。

【００１１】被覆層はコンデンサ効果を有するから、電
源装置の出力を変化させても、被覆層の電位はすぐには
変化しない。　　従って、電位差の変化をあまり短時間
で行なっても意味がない。　　通電サイクルは、被覆層
の厚さ、表面積、材料などを考慮して設定する。　　段
階的に変化させる場合、各電位における通電時間が１時
間以上であれば、上記のような問題はほとんど生じない
。　　一方で、通電サイクルが長すぎると、被覆層への
物体の付着が次第に強固になり、剥離が難しくなる。海
水中に含まれている物質とそれらの濃度にもよるが、各
電位の通電時間は６時間以内にすることが好ましい。

【００１２】本発明の防汚方法を実施する装置は、被防
汚体の種類および周囲の環境条件に応じて適切に構成す
ればよい。　　被覆層は被防汚体に直接設けてもよいし
、被防汚体が絶縁を必要とするならば両者の間に絶縁層
を設けてもよい。　　また、コンクリート水路、橋脚、
船など、被防汚体に直接被覆層を設けることが困難なも
のに対しては、適当な給電体上に被覆層を形成し、それ
らを被防汚体の表面に配置してもよい。

【００１３】被覆層についていえば、海水の流れが速い
ところなど摩耗の心配があるときは、導電性ゴムシート
をライニングしたものが好ましいし、海水の流れがほと
んどないところであれば、導電性塗料の塗膜で足りるで
あろう。　　網のような被防汚体には、熱可塑性樹脂の
粉末と導電性物質の粉末とからなる組成物を使用した粉
体ライニング法で被覆層を形成するとよい。

【００１４】電極材には、チタン基材に貴金属をメッキ
したものや、貴金属の酸化物をコーティングしたもの、
あるいは銀鉛合金や炭素系材料の棒状体が適している。 　　電極材と被覆層とが直接接触しないように両者を配
置する必要があり、これには電極材を絶縁材のチューブ
などで部分的に被覆しておくとよい。

【００１５】

【作用】海水中には、微生物のほかにも鉱物質の粒子な
ど、さまざまな物体が浮遊している。　　海水と浮遊す
る粒子との界面にはゼータ電位とよばれる電位差が存在
する。　　このため、電場をかけると電気泳動により粒
子が電極に吸着され、スケールを形成する。　　ゼータ
電位は海水の成分およびｐＨによって異なる。　　一例
として、ＮａＣｌ溶液中のＡｌ２Ｏ３粒子について、溶
液のｐＨとゼータ電位との関係を図１に示す。　　図１
にみるように、ゼータ電位はあるｐＨで０になり、これ
を等電点とよぶ。　　等電点では、その物体の電極への
吸着エネルギーも０になる。　　図１から、Ａｌ２Ｏ３
の粒子は海水のｐＨが９．５のときゼータ電位が０とな
り、電極に付着しなくなることがわかる。

【００１６】前記したように、海水中には種々の物質の
粒子が浮遊していて、等電点は各粒子を形成する物質ご
とに異なる。　　このため電位を一定にして通電を続け
ると、その通電条件が与えるｐＨが等電点になる物質以
外の物質の粒子が電極に付着し、それらが次第に強固な
スケールへと成長する。

【００１７】防汚装置の運転において照合電極に対する
被覆層の電位を変化させると、被覆層に接する部分の海
水のｐＨも変化する。　　海水が滞留しているところで
は、被覆層の電位を１．２Ｖ（対ＳＣＥ）から−０．６
Ｖ（対ＳＣＥ）に変えると、被覆層に接する部分の海水
のｐＨは３から１１に変化する。

【００１８】海水中に浮遊するほとんどの物体は、ｐＨ
３〜１１の範囲内に等電点を有するから、被覆層の電位
をこの範囲で変化させると、一サイクル内で実質上すべ
ての粒子に関しゼータ電位が０になるときがある。　　
ゼータ電位が０になった粒子に対しては吸着力が失われ
、粒子が被覆層から剥離する。　　従って、鉱物質の粒
子などが被覆層に付着しても、被覆層の電位が一サイク
ル変化するうちに脱落して滞積せず、スケールが形成さ
れることはない。

【００１９】被覆層の電位を１．２〜−０．６Ｖ（対Ｓ
ＣＥ）の範囲にえらぶことは、海水が電解されて塩素が
発生するに至らない最も貴な電位１．２Ｖ（対ＳＣＥ）
から、水素が発生するに至らない最も卑な電位−０．６
Ｖ（対ＳＣＥ）という理由もある。

【００２０】

【実施例】両端にフランジを有する鋼管（口径「１００
Ａ」長さ１ｍ）を１０本用意した。　　それぞれの内面
に、クロロプレンゴム１００重量部にカーボンブラック
３０重量部およびグラファイト４０重量部を混練して押
し出した導電性ゴムシートをライニングして、導電性の
被覆層（３）を設けた。　　加硫後のシートの厚さは５
ｍｍ。　　鋼管のフランジ面や外周面など、導電性シー
トのライニングのないすべての部分を、絶縁材で被覆し
た。

【００２１】被覆鋼管それぞれのフランジ近くに孔をあ
け、そこに絶縁材で側面および後端を被覆し後端の絶縁
材に小孔をあけた円柱状の銀からなる照合電極を、先端
が管内部にわずか突き出るように挿入し、固定した。

【００２２】フランジ部分と同じ形状寸法の面をもつチ
タン製のドーナツ状板に白金をメッキして、電極材をと
した。

【００２３】上記の鋼管を、図２に示すように、電極材
（４）をはさんでフランジ接合して試験用の配管とした
。　　直流電源は、北斗電工製「ポテンシオスタット」
（６）に関数発生機（７）を接続したものを用いた。　
　ポテンシオスタット（６）の陽極端子、陰極端子およ
び照合電極端子は、各鋼管に設けた接続端子、電極材、
照合電極（５）と接続ケーブルで配線した。　　図２に
おいて、（８）は絶縁体である。

【００２４】この配管に、海水を０．５ｍ／ｓｅｃ　の
流速で流した。　　鋼管１本あたり４０〜１００ｍＡの
直流電流を通電し、導電性の被覆層と照合電極（ＳＣＥ
）との電位差が、１時間ごとに、１．２Ｖ，０．９Ｖ，
０．６Ｖ，０．０Ｖ，−０．６Ｖ，そして再び１．２Ｖ
に変化するように制御しつつ、配管の防汚を行なった。

【００２５】１年後に配管の内部を調べたところ、海洋
生物の付着はほとんどみられなかった。　　比較のため
、導電性の被覆層と照合電極（ＳＣＥ）との電位差を０
．８〜１．２Ｖの範囲となるように制御したほかは上記
と同様にして配管の防汚を行なった。　　１年後に配管
内部を調べたところ、ところどころにスケールが形成さ
れていて、そのスケールの上に海洋生物が付着していた
。

【００２６】

【発明の効果】本発明の防汚方法によれば、海洋生物の
付着を防ぐのはもちろんのこと、スケールの形成をも防
止できる。　　従って、通電による防汚技術において、
導電性の被覆層にスケールができてその部分に電流が流
れなくなりスケール上に海洋生物が付着する、という問
題もなくなる。このようにして、海洋生物の付着防止の
効果が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　ＮａＣｌ溶液のｐＨと、その溶液中にある
Ａｌ２Ｏ３のゼータ電位との関係を示すグラフ。

【図２】　　本発明の防汚方法を、配管に適用した例を
説明するための図。

【符号の説明】

１　　被防汚体 ３　　導電性の被覆層 ４　　電極材 ５　　照合電極 ６　　直流電源 ８　　絶縁体 ９　　海水

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　海水に接触する構造物、船舶、配管ま
   たは網への海洋生物およびスケールの付着による汚染を
   防止する方法であって、被防汚体の防汚を必要とする部
   分に導電性材料の被覆層を設けて作用極とし、この被覆
   層と接触しないように海水中に不溶性の電極材を設けて
   対極とし、さらに照合電極を配置して作用極と対極の間
   に直流電圧を印加し、照合電極と作用極との電位差を測
   定してそれが１．２〜−０．６Ｖ（対ＳＣＥ）の範囲で
   周期的に変化するように制御しながら微弱な電流を流し
   て、海洋生物およびスケールの付着を防止することから
   なる防汚方法。
2. 【請求項２】　　被覆層が、導電性ゴムもしくは導電性
   樹脂のライニング層、または導電性塗料の塗膜である請
   求項１の防汚方法。
3. 【請求項３】　　被覆層として、給電体を備えたものを
   使用して実施する請求項１または２の防汚方法。