JPH0672817A

JPH0672817A - 生物付着防止管の製造方法

Info

Publication number: JPH0672817A
Application number: JP4094298A
Authority: JP
Inventors: Shunji Inoue; 俊二井上
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1992-04-14
Filing date: 1992-04-14
Publication date: 1994-03-15
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPH0764694B2

Abstract

(57)【要約】【目的】耐久性に優れ、メンテナンスの必要がなく、
また毒性がなく、海生物の付着および繁殖を効果的に防
止する生物付着防止管の簡単な製造方法を提供する。【構成】ベリリウム銅合金の帯状薄板２を螺旋状に巻
き、隣り合う帯状薄板２の側部同志が螺旋軸方向に移動
しないように凸部６ａと凹部６ｂで嵌合し、しかる後、
帯状薄板２の外周に電気絶縁性樹脂を形成する。これに
より管体が出来上がる。帯状薄板２を構成するベリリウ
ム銅合金は、銅を主成分とし、ベリリウムの含有率は、
０．２〜２．８重量％である。ベリリウム銅の合金系
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
防止管の製造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、海水
中の海生物が付着するなどの汚損に曝されているため、
外観が損なわれたり、その構造体本来の機能が発揮でき
なくなることがある。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、従来から海生物の付着を防止す
る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】ところが、このような
従来の塗料を用いた防汚方法によると、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
発揮する寿命は長くても１年程度であり、毎年塗布し直
す等の煩雑なメンテナンス作業が必要となる。また特開
昭６０−２０９５０５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）合金であ
り、その材質が耐食性および防汚性能の点で劣る。

【０００５】本発明者の長年の実験研究によると、各種
金属または合金のうち特定のベリリウム銅合金を海洋構
造体に使用すると、極めて優れた防汚効果を得ることが
できることが判明した。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。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
明者によって見出された。

【０００６】本発明の目的は、耐久性に優れ、メンテナ
ンスの必要がなく、また毒性がなく、海生物の付着およ
び繁殖を効果的に防止する生物付着防止管の簡単な製造
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管の製造方法は、ベリリウ
ム銅合金の帯状薄板を螺旋状に巻き、隣り合う帯状薄板
の側部同志が螺旋軸方向に移動しないように凸部と凹部
で嵌合し、しかる後、帯状薄板の外周に電気絶縁性樹脂
を形成することを特徴とする。

【０００８】前記ベリリウム銅合金は、銅を主成分と
し、ベリリウムの含有率が０．２〜２．８重量％であ
り、Ｂｅ−Ｃｕ合金、Ｂｅ−Ｃｏ−Ｃｕ合金、Ｂｅ−Ｃ
ｏ−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種であることを特徴とする。
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Ｃｕ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、Ｂ
ｅ：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】本発明による生物付着防止管の製造方法は、ベ
リリウム銅合金の帯状薄板を螺旋状に巻き、隣り合う帯
状薄板の側部同志が螺旋軸方向に移動しないように凸部
と凹部で嵌合し、しかる後、帯状薄板の外周に電気絶縁
性樹脂を形成するため、とかく加工が困難な管体内周壁
に簡便な手段によりベリリウム銅合金薄板を内張りでき
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。海水を流す管体の製造方法についての本発明の第
１実施例を図１および図２に示す。図１および図２に示
すように、ベリリウム銅合金の帯状薄板２を螺旋状に巻
き付け、隣り合う帯状薄板２の凸部６ａと凹部６ｂを嵌
合する。これにより、帯状薄板２が軸方向に移動するの
を防止する。しかる後、帯状薄板２の外周に図示しない
電気絶縁性樹脂を形成し、筒状の管体にする。

【００１６】得られた管体は、内周壁面にベリリウム銅
合金の帯状薄板２が形成される。本発明者による長年の
実験研究の結果、前述したように、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とが判明した。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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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付着する海生物の量が少
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。

【００２１】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ＪＩＳで規定されている
が、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。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の生物付着
防止管の製造方法によると、比較的簡単な作業で海生物
付着防止管を製作することができる。またこの方法によ
り取付けられた防汚構造体によると、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】本発明の第１実施例による生物付着防止管の製
造方法を示す説明図である。

【図２】図１に示すＡ部分の切欠拡大断面図である。

【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】

２帯状薄板６ａ凸部６ｂ凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベリリウム銅合金の帯状薄板を螺旋状に
巻き、隣り合う帯状薄板の側部同志が螺旋軸方向に移動
しないように凸部と凹部で嵌合し、しかる後、帯状薄板
の外周に電気絶縁性樹脂を形成することを特徴とする生
物付着防止管の製造方法。
【請求項２】前記ベリリウム銅合金は、銅合金を主成
分とし、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−Ｃ
ｏ−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種であることを特徴とする請
求項１記載の生物付着防止管の製造方法。