JPH07112964B2

JPH07112964B2 - 防汚構造体

Info

Publication number: JPH07112964B2
Application number: JP4066267A
Authority: JP
Inventors: 俊二井上
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1992-03-24
Filing date: 1992-03-24
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPH05271020A

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持つ防汚構造
体および防汚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。

【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１年程度であり、毎年塗布し直す煩雑な
メンテナンス作業が必要となる。また特開昭６０−２０
９５０５号公報に示される海洋生物付着防止体は、銅ま
たは、銅−ニッケル（Ｃｕ−Ｎｉ）合金であるから、耐
食性および防汚性能が不十分である。

【０００５】本発明者の長年の実験研究によると、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。この理由
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
着や繁殖を長期間にわたり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、銅イオンの溶出の持続作用を有するとが本発明者に
よって見出された。

【０００６】本発明の目的は、防汚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
問題もない取扱性の良好な防汚構造体を提供することで
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
の本発明第１発明による防汚構造体は、ベリリウム銅合
金薄板と絶縁体層とからなる非可撓性の板体であって、
前記ベリリウム銅合金薄板は、ベリリウム銅合金中のベ
リリウムの含有率が０．２〜２．８重量％であり、前記
絶縁体層は、非可撓性で、一方側に嵌合部を有し、他方
側に被嵌合部を有することを特徴とする。本発明第２発
明による防汚構造体は、前記ベリリウム銅合金薄板はベ
リリウム銅合金中のベリリウムの含有率が１．６〜２．
８重量％であり、前記絶縁体層の露出する表面に粘着剤
層を形成したことを特徴とする。本発明第３発明による
防汚構造体は、前記ベリリウム銅合金薄板のベリリウム
銅合金中に、コバルト（Ｃｏ）：０．２〜２．７重量
％、ニッケル（Ｎｉ）：１．４〜２．２重量％またはシ
リコン（Ｓｉ）：０．２〜０．３５重量％のいずれか一
種以上を含み、前記粘着剤層が接着される基体が金属で
あることを特徴とする。

【０００８】本発明第３発明による防汚構造体は、前記
第２発明の構成に加えて、前記粘着剤層が接着される基
体が金属であることを特徴とする。前記ベリリウム銅合
金は、Ｂｅ−Ｃｏ系銅合金、Ｂｅ−Ｃｏ−Ｓｉ系銅合金
またはＢｅ−Ｎｉ系銅合金からの群から選ばれるいずれ
か１種であることが望ましい。

【０００９】前記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％とすることが好ましい。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、海水中に防汚構造体を浸漬した
とき、Ｂｅを溶出させて防汚効果を発揮させ、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。前記防汚構造
体に使用するベリリウム銅合金の組成は、例えば、Ｂ
ｅ：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、Ｂｅ：１．６〜２．８重量％、Ｃｏ：０．４〜
１．０重量％、Ｓｉ：０．２〜０．３５重量％、残部Ｃ
ｕおよび不可避不純物等である。

【００１４】前記絶縁体層は、合成樹脂、タイル、硬質
ゴム等から成るが、これらの材質に限定されない。

【００１５】

【作用】本発明の防汚構造体によると、非可撓性の板体
であるから、形くずれせず、運搬しやすく、取り扱いや
すい。また、ユニットタイプの小型の防汚構造体である
から、簡単な作業で防汚構造体を鉄板、鉄管等に貼り付
けることができる。更に、絶縁体層を有するから電解腐
食を起こさないので耐食性が良好である。更に、この防
汚構造体によると、ベリリウム銅合金使用するから、毒
性の問題が全くないうえ、海水中においてもアルミ青銅
や白銅と同等の優れた耐久性がある。

【００１６】

【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および図２に示す。第
１実施例は、海水を流す鉄管に本発明を適用した例であ
る。円筒状の鉄管１の内周壁面に粘着剤２を塗布し、そ
の上に硬質樹脂からなるパネル３がボルト、ビス等によ
り鉄管１に固定されている。パネル３は隣り合うパネル
３の凸部３ａと凹部３ｂとが互いに嵌合して固定されて
いる。パネル３の表面には粘着剤４が塗布されており、
この粘着剤４の上にベリリウム銅合金薄板５が貼り付け
られている。

【００１７】このベリリウム銅合金は、防汚機能の発揮
効果と、銅イオンの溶出の持続作用を有する。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、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、多孔質のＢ
ｅＯ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９に示す模式図を用いて次の
ように説明される。図９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、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Ｎ
ｉＯ₂ または酸化銅Ｃｕ₂ Ｏが形成されることで、図９
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、表面に
緻密な酸化物を形成することによる。そのため、図９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。したがって、高ベリリウム銅については鋳造により
製造するのがよい。

【００２２】次に本発明の第２実施例を図３および図４
に示す。第２実施例は、第１実施例に示す鉄管１の内周
壁面の一部にベリリウム銅合金薄板８を内張した例であ
る。鉄管１の表面に粘着剤２が塗布され、この粘着剤２
の上に硬質プラスチックからなるパネル６が図示しない
ボルト等により固定されている。パネル６は、鉄管１の
軸方向に延びる長尺状のもので、これらのパネル６が鉄
管１の内壁面の周方向に隣り合うようにして並べられて
いる。そしてパネル６の両縁に形成される凹部６ａ、６
ｂにベリリウム銅合金薄板８が粘着剤９によって貼り付
けられている。

【００２３】本発明の第３実施例を図５および図６に示
す。第３実施例は、第１実施例に示す長尺状のパネル３
に代えて方形状のパネル１０を用いた例である。方形状
のパネル１０は、硬質樹脂からなり、例えば鉄管１の屈
曲部や隅部、端部等の局部的部分に用いられる。このパ
ネル１０は小形であるから、一部分あるいは局部的に生
物付着防止効果を高める部分に適用すると有効である。
方形状のパネル１０は、凸部１０ａと凹部１０ｂとが互
いに隣り合うパネルの凹部１０ｂと凸部１０ａとが隙間
のないように嵌合可能な形状であり、電気絶縁性を有す
る。図６に示すように、このパネル１０の表面に粘着剤
４が塗布され、その上にベリリウム銅合金薄板５が貼り
付けられている。

【００２４】本発明の第４実施例を図７および図８に示
す。第４実施例は、方形状の電気絶縁性をもつセラミッ
ク質のタイル１２を格子状に並べ、その上にベリリウム
銅合金を粘着剤により固定した例である。タイル１２の
縁部には凹部１２ａが４辺に沿って形成されている。こ
の凹部１２ａの境界域にボルト１４が結合され、このボ
ルト１４によりタイル１２が鉄管１に堅固に固定されて
いる。タイル１２の表面に粘着剤４を介してベリリウム
銅合金薄板５が図示しないが貼り付けられる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の防汚構造
体によると、ユニットタイプの小型の防汚構造体である
から、簡単な作業で防汚構造体を鉄板、鉄管等に貼り付
けることができるという効果ある。また、絶縁体層を有
するから電解腐食を起こさないので耐食性が良好である
という効果がある。更に、この防汚構造体によると、メ
ンテナンスの手数が簡便で、毒性の問題がなく海水物の
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実施例を示す部分切欠斜視図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例を示す鉄管の斜視図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例を示すパネル形状を示す図
である。

【図４】本発明の第２実施例の鉄管を示す部分斜視図で
ある。

【図５】本発明の第３実施例のパネルを示す斜視図であ
る。

【図６】本発明の第３実施例を示す鉄管の断面図であ
る。

【図７】本発明の第４実施例によるタイルを貼り付けた
状態を示す平面図である。

【図８】本発明の第４実施例による鉄管を示す断面図で
ある。

【図９】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食生成物の厚さの経時的変化を対
比した模式的説明図である。

【符号の説明】

１鉄管（基体）２粘着剤（粘着剤）３パネル（絶縁体層）５ベリリウム銅合金薄板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベリリウム銅合金薄板と絶縁体層とから
なる非可撓性の板体であって、前記ベリリウム銅合金薄板は、ベリリウム銅合金中のベ
リリウムの含有率が０．２〜２．８重量％であり、前記絶縁体層は、非可撓性で、一方側に嵌合部を有し、
他方側に被嵌合部を有することを特徴とする防汚構造
体。
【請求項２】前記ベリリウム銅合金薄板はベリリウム
銅合金中のベリリウムの含有率が１．６〜２．８重量％
であり、前記絶縁体層の露出する表面に粘着剤層を形成
したことを特徴とする請求項１記載の防汚構造体。
【請求項３】前記ベリリウム銅合金薄板のベリリウム
銅合金中に、コバルト（Ｃｏ）：０．２〜２．７重量
％、ニッケル（Ｎｉ）：１．４〜２．２重量％またはシ
リコン（Ｓｉ）：０．２〜０．３５重量％のいずれか一
種以上を含み、前記粘着剤層が接着される基体が金属で
あることを特徴とする請求項２記載の防汚構造体。