JPH05279221A

JPH05279221A - 生物付着防止体の内張方法

Info

Publication number: JPH05279221A
Application number: JP7745492A
Authority: JP
Inventors: Shunji Inoue; 俊二井上
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1993-10-26

Abstract

(57)【要約】【目的】張付け作業が簡便な、生物付着防止性能およ
び耐久性に優れ、メンテナンスの必要がなく、また毒性
のない生物付着防止体の内張方法を提供する。【構成】円筒状の管体１の内周壁面に電気絶縁材から
なる熱硬化性の樹脂層２を水圧反転工法によって形成す
る。この樹脂層２は、温水の熱により硬化し、管状に固
まる。この樹脂層２の内壁表面にベリリウム銅合金が張
付けられる。ベリリウム銅合金中のベリリウムの含有率
は、０．２〜２．８重量％である。ベリリウム銅合金
は、Ｂｅ−Ｃｕ合金、Ｂｅ−Ｃｏ−Ｃｕ合金、Ｂｅ−Ｃ
ｏ−Ｓｉ−Ｃｕ合金またはＢｅ−Ｎｉ−Ｃｕ合金等から
選ばれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ふじつぼ、紫い貝、藻
類のような海生物の付着を防止する機能をもつ生物付着
防止体の内張方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】海水に接触している海洋構造体は、常に
海生物の付着による汚損に曝されている。そのため、通
常の海洋構造体は、外観が損なわれるのみならず、機能
的な障害を生ずることとなる。例えば船舶の場合、船体
の底面等への海生物の付着により抵抗が増加して船体の
推進速度が低下する。また火力発電所の場合、海水の取
水ピットに海生物が付着すると、冷却媒体である海水の
流通障害が発生し、発電を停止せざるを得ない事態に至
ることがある。

【０００３】このため、従来から多くの海生物付着防止
技術が研究されているが、そのうち現在実用化されてい
る海生物付着防止技術の一つは、亜酸化銅あるいは有機
スズを含有する塗料を海洋構造体の海水との接触面に塗
布する方法である。また、特開昭６０−２０９５０５号
公報には、銅または銅合金からなる板の一面にプライマ
ー層を設け、その上に粘着材層を形成した生物付着防止
用粘着体が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、塗料を用いた
従来の生物付着防止方法によると、塗料を厚塗りしたと
しても塗料が剥離しやすいため、顕著な防汚効果を発揮
する寿命は１年程度であり、毎年塗布し直すという煩雑
なメンテナンス作業が必要となる。また特開昭６０−２
０９５０５号公報に示される海生物付着防止体は、銅ま
たは、銅−ニッケル（Ｃｕ−Ｎｉ）合金を用いているた
め、耐食性および防汚性能が不十分である。

【０００５】ところで、本発明者による長年の実験研究
の結果、ベリリウム銅合金を海洋構造体に使用すると、
極めて優れた生物付着防止効果を発揮することが判明し
た。これは、ベリリウムイオンが銅イオンと相乗的に作
用し、海生物に対して大きな忌避効果を発揮し、また海
生物の付着および繁殖を防止するためと推定される。す
なわち、ベリリウム銅合金は、防汚機能の発揮効果と銅
イオン溶出の持続作用とを有することが本発明者により
見出された。

【０００６】本発明の目的は、海水を流通させるための
管内壁への張付け作業性が良好で、生物付着防止性能お
よび耐久性に優れ、メンテナンスの必要がなく、また毒
性についての問題もない生物付着防止体の内張方法を提
供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明による生物付着防止体の内張方法は、金属管体
の内壁面に反転工法によって絶縁体層を形成し、この絶
縁体層の内壁面にベリリウム銅合金層を形成することを
特徴とする。前記ベリリウム銅合金は、ベリリウム含有
率が０．２〜２．８重量％であり、Ｂｅ−Ｃｕ合金、Ｂ
ｅ−Ｃｏ−Ｃｕ合金、Ｂｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｃｕ合金また
はＢｅ−Ｎｉ−Ｃｕ合金からなる群から選ばれるいずれ
か１種の合金であることを特徴とする。

【０００８】前記ベリリウム銅合金の組成は、例えば
Ｂｅ：０．２〜１．０重量％、Ｃｏ：２．４〜２．７
重量％、残部Ｃｕおよび不可避不純物、Ｂｅ：０．２
〜１．０重量％、Ｎｉ：１．４〜２．２重量％、残部Ｃ
ｕおよび不可避不純物、Ｂｅ：１．０〜２．０重量
％、Ｃｏ：０．２〜０．６重量％、残部Ｃｕおよび不可
避不純物、Ｂｅ：１．６〜２．８重量％、Ｃｏ：０．
４〜１．０重量％、Ｓｉ：０．２〜０．３５重量％、残
部Ｃｕおよび不可避不純物等である。

【０００９】前記ベリリウム銅中に選択的に含有される
コバルト、ニッケル、シリコンの含有率は、それぞれ次
の範囲が望ましい。コバルト（Ｃｏ）：０．２〜２．７重量％ニッケル（Ｎｉ）：１．４〜２．２重量％シリコン（Ｓｉ）：０．２〜０．３５重量％前記各元素の添加目的、添加範囲の上限および下限の限
定理由は、次のとおりである。

【００１０】ベリリウム（Ｂｅ）：０．２〜２．８重量％Ｂｅを添加するのは、海水中に生物付着防止体を浸漬
したとき、Ｂｅを溶出させて生物付着防止効果を発揮さ
せ、ベリリウム銅合金の強度、耐食性等の特性を向上
し、熱処理性、結晶粒度調整等の製造性を向上し、ま
た、成形加工性、および鋳造性を向上するためであ
る。Ｂｅが０．２重量％未満では前記〜の効果が十
分に発揮されない。Ｂｅが２．８重量％を超えると、展
伸加工性が低下し、経済的にも高価になる。

【００１１】コバルト（Ｃｏ）：０．２〜２．７重量％Ｃｏを添加するのは、微細なＣｏＢｅ化合物を形成して
合金中に分散して機械的特性、および熱処理性、結晶粒
度調整等の製造性を向上するためである。Ｃｏが０．２
重量％未満であると、前記効果が十分に発揮されない。
Ｃｏが２．７重量％を超えると、湯流れ性が低下し、前
記特性はほとんど向上しないし、経済的に高価になるか
らである。

【００１２】ニッケル（Ｎｉ）：１．４〜２．２重量％Ｎｉを添加するのは、微細なＮｉＢｅ化合物を形成して
合金中に分散して機械的特性、および熱処理性、結晶粒
度調整等の製造性を向上するためである。Ｎｉが１．４
重量％未満であると、前記効果が十分に発揮されない。
Ｎｉが２．２重量％を超えると湯流れ性が低下し、前記
特性はほとんど向上しないし、経済的に高価になるから
である。

【００１３】シリコン（Ｓｉ）：０．２〜０．３５重量％Ｓｉを添加するのは、ベリリウム合金の湯流れ性を向上
するために添加する。Ｓｉが０．２重量％未満では、そ
の効果が十分に発揮されず、Ｓｉが０．３５重量％を超
えると合金が脆くなり、靱性が低下する。

【００１４】

【作用】本発明の生物付着防止体の内張方法によると、
金属管体の内壁面に反転工法によって絶縁体層を形成
し、この絶縁体層の内壁面にベリリウム銅合金層を形成
するから、絶縁層の形成作業が簡便である。またこの方
法によって絶縁層の内壁に形成されたベリリウム銅合金
は、海水中において海生物の忌避効果を発揮するととも
にアルミ青銅や白銅と同等の優れた耐久性がある。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明の第１実施例を図１に示す。第１実施例
は、発電所の冷却施設に用いる海水循環用の配管に本発
明を適用した例である。

【００１６】図１に示すように、地下に埋められる円筒
状の鉄管１の内周壁面に電気絶縁材からなる熱硬化性の
樹脂層２が形成される。電気絶縁性の樹脂層２を設けた
のは、電解腐食を防止するためである。樹脂層２は反転
工法によって形成される。すなわち、熱硬化性の樹脂を
含浸させたライナ（樹脂層）２の内部に給水車６から注
水する。すると水圧によりライナ２の外側の面が内側に
なって鉄管１の内部に徐々に挿入される。次にライナ２
の末端に温水ホースを接続し、ライナ２内に温水を注入
する。すると、ライナ２を構成する樹脂が加熱硬化し、
ライナは完全に固まり、堅固な管体に成る。ライナ２が
完全に固まると、ライナ２の内部の温水を冷却し、ポン
プで管内の水を外部へ排出する。排水が終ると、温水ホ
ースを取り除き、その後、ライナ２の切り口を奇麗に仕
上げる。

【００１７】次いで、図２に示すように、ライナ２の内
壁面にベリリウム銅合金層５を形成する。ベリリウム銅
合金層５は、例えば、角形の薄板の張り付け、スパイラ
ル状の薄板の張り付け、溶射等により形成する。ベリリ
ウム銅合金層５の形成手段は限定されるものでない。前
記実施例によれば、樹脂層２の内張作業性が良好である
という効果がある。また、前記実施例により内張された
生物付着防止体は、海水に対する耐食性が良好であり、
良好な生物付着防止効果が発揮されるという効果があ
る。

【００１８】本発明者による長年の実験研究結果による
と、ベリリウム銅合金は、防汚機能（生物付着防止機
能）の発揮効果と、銅イオンの溶出の持続作用とを有す
る。この防汚機能の発揮効果と、銅イオンの溶出の持続
作用を詳述すると、次のとおりである。防汚機能の発揮効果ベリリウム、銅、ニッケルのイオン化傾向は、Ｂｅ＞Ｎ
ｉ＞Ｃｕであることが文献より知られており、左側の元
素の方が溶出しやすいことを示している。ベリリウム銅
の場合、ベリリウムが先に溶出し局部電池を形成し電流
効果により生物付着防止効果を発揮するとともに、ベリ
リウムイオンは内部酸化という酸化形態を取る。この内
部酸化は、例えば図３に示すように、内部にＢｅＯ皮膜
を形成するが、このＢｅＯ皮膜が多孔質のため、表面に
Ｃｕ₂ Ｏ＋ＢｅＯを形成すべく銅の溶出を許容する。こ
の銅イオンの海水への溶出により防汚機能が発揮される
ものと考えられる。

【００１９】銅イオン溶出の持続作用前記の防汚機能の発揮効果は、銅イオンを溶出する持
続作用がある。すなわち、ベリリウム銅は防汚機能を止
むこと無く持続する作用がある。海水に接触するベリリ
ウム銅は、その表面に緻密な表面酸化物（Ｃｕ₂ Ｏ）が
形成されるが、その表面酸化物の下層には、図３に示す
ように、多孔質のＢｅＯの内部酸化物の皮膜が形成され
る。そのため、海水中への銅の溶出が維持されるととも
に、酸化によりこの皮膜が体積増加する。この皮膜の体
積増加量がある程度の量になると、表面の酸化皮膜が多
孔質の内部酸化物層との間で剥離する。このため、電気
化学作用と銅の溶出が長期間維持されると考えられる。

【００２０】さらにベリリウム銅が発生する銅イオン溶
出の持続作用については、ベリリウム銅とキュープロニ
ッケルとを対比すると、図５に示す模式図を用いて次の
ように説明される。図５に示すように、ベリリウム銅
（ＢｅＣｕ）は腐食生成物（酸化物）の厚さがある厚さ
になると、この腐蝕生成物が剥離する。すると、ベリリ
ウム銅合金の表面が現われ、再び腐食の進行とともに腐
蝕生成物の厚さが増大する。そして、再び腐蝕生成物が
ある厚さになると剥離する、ということが繰り返され
る。一方、イオンの溶出は腐食生成物の厚さが増すと阻
害されるため次第に低下する。しかし、前述のように腐
食生成物が剥離すると、合金表面が現われるためイオン
溶出量は増大する。したがって、銅イオン溶出の増大と
低下が繰り返される。

【００２１】本発明の実施例のベリリウム銅では、酸化
皮膜の剥離によって銅イオンの溶出持続作用がある。こ
の結果、ベリリウム銅の表面にに付着する汚物の量が少
量であるか、あるいはほとんど付着しない。これに対
し、図４に示すように、比較例のキュープロニッケル
（ＣｕＮｉ）の場合、ある程度の経年によって表面層に
緻密な酸化ニッケルＮｉＯ₂ または酸化銅Ｃｕ₂ Ｏが形
成されることで、図５に示すように、銅イオンの溶出が
抑制されるからである。これは、イオン化傾向（Ｂｅ＞
Ｎｉ＞Ｃｕ）に従えば、キュープロニッケルの場合、ニ
ッケル（Ｎｉ）が優先的に溶出して局部電池を形成する
と考えられ、図４のように表面に緻密な酸化物を形成す
ることによる。そのため、図５に示すように、キュープ
ロニッケルの場合、腐食生成物の厚さは初期に時間とと
もに増大するが、次第に腐蝕生成物の成長速度は遅くな
る。それとともに銅イオンの溶出量はしだいに低下す
る。しかもキュープロニッケルでは腐食生成物の剥離が
ベリリウム銅ほど容易には起こらない。このため、イオ
ンの溶出量は低レベルのままとなり、防汚効果が減退す
る。

【００２２】なお、ベリリウム銅合金にこのような顕著
な前記防汚機能の発揮効果と銅イオン溶出の持続作用が
あることが判明したのは、本発明者が初めて見出したも
のであり、この点に言及したり指摘したりした従来の文
献を本発明者は知らない。実用的なベリリウム銅合金と
しては、ベリリウムの含有率が０．２〜０．６重量％の
１１合金やベリリウムの含有率が１．８〜２．０重量％
の２５合金等々の各種のものがある。防汚効果の点では
ベリリウムの含有率が１．６％以上のものが好ましい。
ベリリウムの含有率が２．８％を越えると、銅にベリリ
ウムがそれ以上固溶しなくなるため、防汚効果は優れる
ものの展伸加工性が次第に低下する。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の生物付着
防止体の内張方法によると、比較的簡単な作業で金属管
体の内壁に電気絶縁体層を形成することができる。また
この方法により絶縁体層の内壁にベリリウム銅合金層が
形成された生物付着防止体によると、耐食性に優れ、メ
ンテナンスの手数が簡便で、毒性の問題がなく海生物の
付着を効果的に防止するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による生物付着防止体の内張方
法を示す模式説明図である。

【図２】本発明の実施例による生物付着防止体が内張さ
れた管体を示す模式説明図である。

【図３】本発明実施例のベリリウム銅の酸化皮膜状態を
示す模式図である。

【図４】比較例のキュープロニッケルの酸化皮膜状態を
示す模式図である。

【図５】ベリリウム銅とキュープロニッケルについて銅
イオン溶出量および腐蝕生成物の厚さの経時的変化を対
比した模式説明図である。

【符号の説明】

１管体（金属管体）２樹脂層（絶縁体層）５ベリリウム銅合金層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属管体の内壁面に反転工法によって絶
縁体層を形成し、この絶縁体層の内壁面にベリリウム銅
合金層を形成することを特徴とする生物付着防止体の内
張方法。
【請求項２】前記ベリリウム銅合金は、ベリリウム含
有率が０．２〜２．８重量％であり、Ｂｅ−Ｃｕ合金、
Ｂｅ−Ｃｏ−Ｃｕ合金、Ｂｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｃｕ合金ま
たはＢｅ−Ｎｉ−Ｃｕ合金からの群から選ばれるいずれ
か１種の合金であることを特徴とする請求項１記載の生
物付着防止体の内張方法。
【請求項３】前記絶縁体層は、樹脂であることを特徴
とする請求項１記載の生物付着防止体の内張方法。