JPH10157002A - 亜鉛とマグネット含有ゴムまたはプラスチックとの複合材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水中部位や潮の干満に起因する乾湿繰返し部
位を有する鉄鋼構造物の腐食抑制と海生生物の付着抑制
を達成するために、工場生産が可能で、取扱、運搬、施
工が容易で、長期に亘る効果が期待できる亜鉛または亜
鉛合金と磁性粉粒を混合したゴムあるいはプラスチック
からなる（ボンドマグネット）複合材を提供する。 【解決手段】 亜鉛または亜鉛合金と磁性粉粒含有ゴム
またはプラスチックとの接合構造からなる複合材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、亜鉛または亜鉛合
金と磁性を有するゴムまたはプラスチックを積層した複
合材（以下、亜鉛・ボンドマグネット複合材と称する）
に関し、水中、特に海水等の腐食環境にある鉄鋼構造物
の腐食抑制および海水中に棲息する生物の付着抑制に使
用する複合材に関する。例えば、冷却用海水供給管の内
面、鋼管杭や鋼矢板等の海水と接する鉄鋼構造物の腐食
抑制および海水中に棲息する生物の付着抑制対策に使用
する複合材に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷却用海水供給管、鋼管杭あるいは鋼矢
板等の海水と接する鉄鋼構造物は、海水中、スプラッシ
ュゾーンあるいはタイダルゾーン部位の長期防食が極め
て重要な要素であることは指摘するまでもない。

【０００３】また、海水中に棲息する貝類や海藻類等の
海生生物による汚損防止も該構造物の正常機能維持に欠
ことができない。

【０００４】海水中にある鉄鋼構造物の腐食抑制手段
は、塗料や塗覆装の進歩および電気防食法の発展でほぼ
満足できる状況になっている。しかし、塗料のごとく塗
り替えが必要な手段は、固定構造物にあってはそのメン
テナンスに膨大な時間と労力を必要とし経済的損失は計
り知れない。電気防食法は、金属種類の電位差を利用し
た流電陽極法と外部直流電源を用いる外部電源法が広く
行われている。いずれも常時導電性電解質の存在が必要
である。流電陽極法は陽極金属の溶解消耗は避けられな
いが、今日では大型陽極の製造が可能となり１０年、２
０年といった長寿命の設計も容易になっている。外部電
源法は長期的に見て停電や断線の恐れはあるが、一度設
置すると半永久的に効果が期待できる。海洋構造物のス
プラッシュゾーンやタイダルゾーンは乾湿繰返しの過酷
な環境にあるため、塗装や電気防食では十分な効果を発
揮できない。ペトロラタムを主体とした防錆剤とＦＲＰ
等の組み合わせによる被覆防食が施されているが、ペト
ロラタム、不織布、保水材およびＦＲＰカバー等の取付
け、施工作業が潮の干満に左右され、さらに外装や被覆
の隙間への海生物付着防止に適正な方法がなくその対策
に苦慮しているのが実情である。塗覆装の水中下での作
業は塗覆材の乾燥や密着性に難点があり、ペトロラタム
等の塗布は施工時のダレや流出防止に多大の費用と労力
を必要とする。

【０００５】かかる過酷な環境にある鉄鋼構造物の腐食
防止や海生物付着抑制の実用上のポイントは、使用材料
や手段の効果は当然であるが、加えて施工手段の容易性
にある。水中硬化型の塗料や接着剤も開発されている
が、短期的にはともかく長期的対策手段としては未だ十
分性能を発揮するまでには至っていない。

【０００６】防錆剤含有接着剤をプラスチックシートを
用いて鉄鋼構造物の海水界面を被覆防食するに当たっ
て、磁石を用いる方法が特公平４−２７３７号公報、特
公平４−１７１３７号公報に記載されている。また、プ
ラスチックシートの防錆剤含有接着剤塗布面の反対面
（該構造物の表面を被覆した場合に海水側になる面）に
防汚性樹脂被膜（防汚剤含有防汚塗料）あるいは銅また
は銅合金の箔を貼布して被覆防食と防汚を付加したシー
トが特公平４−４５６１６号公報および特公平４−４５
６１７号公報に開示されている。

【０００７】いずれも水中または水面上の鉄鋼構造物表
面に、防錆接着剤を介してゴムまたはプラスチックシー
トを被覆する際、該防錆接着剤と該鉄鋼構造物表面の密
着力を補強するため、該防錆接着剤を塗布した該シート
上から磁石で圧押しを付加して該構造物の付着面からの
水分を排除し該防錆接着剤の接着力向上を図っている。
また、該シートに磁性粉粒を混合したシートを用いるこ
ともできる。言い換えると、磁石は接着剤の接着力の補
強に用いられている。

【０００８】一方、磁力による海生生物や海藻類の付着
抑制については、水中構造物に磁性粉粒を配合した被膜
を形成させることにより、水中に磁界を生じその磁力に
よって海生物の活動を麻痺させて付着抑制が図れること
が特開平３−１０６４８７号公報に記載されている。使
用磁性粉粒の磁気特性（残留磁束密度や保磁力等）が重
要な要素であるといわれている。

【０００９】前述の防錆接着剤付き磁性シートや該シー
トの片面に防汚塗料または銅箔を貼付したシートで被覆
した鉄鋼構造物は、それ相応の防食、防汚効果を有し、
また磁性粉粒含有被膜（塗料を主体とした被膜）による
水中構造物の海生生物付着抑制もそれなりに有効な技術
であることが、前述の先行技術から窺える。

【００１０】しかし、実用実施面では取付、取替え施工
の容易性や該シートおよび被膜の寿命は必ずしも満足で
きるものではない。

【００１１】防錆接着剤付き磁性シートは、被覆対象構
造物のある現地への運搬や取扱に当たって未硬化接着面
を有するので、汚染しやすく、拡張貼付の際に皺寄りや
ベト付きのため取付け作業に細心の注意を払わねばなら
ない。とりわけ、水中や潮の干満帯部位の被覆作業に当
たっては、潮流や波力の影響が避けられずシートの取扱
に苦労が絶えない。また、被覆対象鉄鋼構造物の表面
は、一様な表面ではなく、むしろ凹凸のある面が普通で
ある。磁石を利用しても接着剤層が対象構造物の表面に
追従して界面の水分を排除させることは容易ではない。
排除されないで被覆すると素地と接着することなく被覆
されてしまうので、被覆に欠陥部を残すことになり、後
日トラブルの原因となりかねない。一方、防汚塗料や銅
箔貼布したシートは、防汚成分の寿命や環境汚染の問題
が必ずしも解決されておらず、少なくとも２〜３年で塗
り替えあるいは取替えが必要になる。特に乾湿繰返しの
ある部位では紫外線やオゾンの発生があり、シート素材
や防汚剤の劣化が激しい。銅箔は毒性の銅イオンによる
防汚作用にあるが、乾湿繰り返し環境では、銅の表面に
不溶性の塩基性の酸化被膜を形成し銅の溶出を抑制する
ので、長期の防汚作用は期待できない。このため定期的
に銅の表面を研磨して活性化を図らねばならない。磁気
による防汚は基本的に塗料による被覆にあるため防汚効
果はともかく塗り替え、取替えの頻度が多くなり、被覆
の劣化防止対策が重要な要素である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水中
部位や潮の干満に起因する乾湿繰返し部位を有する鉄鋼
構造物の腐食抑制と海生生物の付着抑制を達成するため
に、工場生産が可能で、取扱、運搬、施工が容易で、長
期に亘る効果が期待できる亜鉛または亜鉛合金と磁性粉
粒を混合したゴムあるいはプラスチックからなる（ボン
ドマグネット）複合材を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】水中部位や潮の干満に起
因する乾湿繰返し部位を有する鉄鋼構造物の腐食抑制と
海生生物の付着抑制を達成し、工場生産が可能で、取
扱、運搬、施工が容易で、長期に亘る防食と防汚が期待
できる手段は、亜鉛または亜鉛合金と磁性粉粒含有ゴム
またはプラスチックからなる可撓性板状の接合構造を有
する複合材にある。

【００１４】図１〜３に本発明に係る複合板の基本断面
構造を示す。各図において、１は亜鉛または亜鉛合金
板、２はボンドマグネット、３は亜鉛箔をそれぞれ示
す。

【００１５】図１は、５ｍｍｔ以上の亜鉛板１と２ｍｍ
ｔのボンドマグネット２を、図２は５ｍｍｔ以下の亜鉛
板１と２ｍｍｔのボンドマグネット２を非着磁該マグネ
ット面に張り合わせた亜鉛・ボンドマグネット複合板の
断面構造である。図１〜２の構造は寸法の差異のみで形
態は変わらない。図３は図２の構造と同一であるが、対
象構造物面に吸着させる該ボンドマグネット２の着磁面
にも０．１ｍｍｔの亜鉛箔３を貼付したサンドウイッチ
状複合板である。なお、前記した寸度数字は代表的数字
であって限定数字ではない。

【００１６】磁性粉粒体を含有したボンドマグネットと
亜鉛との複合材は、具体的例としてフェライト系磁性粉
粒体６０重量％以上混合した塩化ポリエチレンとの混練
ボンドマグネットと、高純度亜鉛（≧９９．９９ｗｔ％
Ｚｎ）あるいは０．２ｗｔ％アルミニウム含有亜鉛合金
板材を張り合わせた可撓性複合板である。該複合板の寸
法は対象構造物の大きさや適用環境によって変わるが、
後述するごとく対象構造物との吸着力向上や、運搬、取
扱あるいは施工の点を考慮して表面積および板厚は許容
される限り大きい方がよい。

【００１７】該可撓性複合板は、着磁面を対象鉄鋼構造
物の表面に吸着させて被覆層を形成し、海水と接する側
に亜鉛あるいは亜鉛合金面を露出させることによって、
該鉄鋼構造物の被覆による腐食抑制および該亜鉛による
電気防食の付加と水中に棲息する生物の付着抑制に使用
する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、海水と接する鉄鋼構造物（干満帯を含む）の
表面を被覆して、該構造物の被覆による腐食抑制および
電気防食と海生物付着抑制に使用するための亜鉛と磁性
粉粒含有ゴムまたはプラスチック（ボンドマグネット）
からなる複合材に関する。

【００１９】海水と接する鉄鋼構造物（干満帯を含む）
の被覆による腐食抑制手段として、ペトロラタムを防錆
剤として防水布やプラスチック布さらにＦＲＰカバーで
覆う方法やＦＲＰ枠を取付けて枠内にコンクリートモル
タルを注入する方法等が行われている。これらの方法
は、その効果はともかく、施工上、潮の干満や波浪の影
響を受け、しばしば作業が中断されやすく、また未硬化
モルタル等の滲みに起因する環境汚染防止対策等の直接
工事以外の付帯技術の解決に多大の時間と労力を費やし
ている。

【００２０】被覆による腐食抑制は、環境との遮断にあ
るため遮断が不十分になると、海水と該構造物との接触
による腐食が避けられない。従って、被覆材の構成要素
として何らかの防錆剤が含まれている。該防錆剤は、取
付け、完了後も潮の干満や波浪あるいは太陽光線のた
め、海水の浸透、防錆剤の消費や劣化を受けて性能の低
下が進んでいく。

【００２１】加えて、海水と直接触れるＦＲＰ等の保護
枠は海水中に棲息する海生物、例えばフジツボ、イガ
イ、ホヤあるいはヒドロ虫等が付着して該構造物の美観
を損ない、場合によっては該構造物の正常機能の低下を
もたらす原因となる。防汚塗料や防汚金属である銅また
は銅合金を被覆することが行われているが、供用寿命が
短く塗り替えあるいは防汚金属の表面活性化処理が必要
である。大型鉄鋼構造物や取水給水用鋼管の内面等にあ
っては、作業時間に制約もあり、満足な効果が期待でき
る施工作業工程は容易ではない。

【００２２】被覆による腐食抑制および海生生物の付着
抑制の効果は、該鉄鋼構造物への被覆材の密着作業の容
易さと早期実用の密着力を発揮させる手段が大きな要素
である。

【００２３】その手段として、対象が鉄鋼構造物である
ことから磁石を利用することが考えられる。しかし、大
面積の鉄鋼構造物をカバー出来る磁石の入手は困難であ
り、経済的にも利点に乏しい。低コストで容易に入手可
能で、磁気特性（例えば、残留磁束密度、保磁力）の優
れた磁石の入手が先決である。希土類磁石の磁気特性は
強力磁石として優れているが、高価でありワレ易い欠点
があるため、小型、軽量化に適し、特殊用途に用いられ
ている。アルミニウム、ニッケル、コバルトを成分とし
たアルニコ磁石は、古くから使用されているが、保磁力
（減磁）が小さく残留磁束密度が高いので、断面は小さ
くできるものの磁極間を長くする必要があり形状は細長
いものに適する。一般式ＭＯ・（Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）ｎで表さ
れるフェライト磁石は、保磁力が大きく磁極間を短くで
きるが、残留磁束密度が低いので、断面積を大きくする
必要がある。これらの代表的磁石の磁気特性から、ゴム
またはプラスチックに磁力を付加して鉄鋼構造物との吸
着力を付与させるには、フェライト系の磁石が適してい
る。この種の磁石は微粒子の粉粒が容易に入手できる点
も使用を可能にする。以下、これをボンドマグネットと
称する。

【００２４】前記した先行技術の防水シートは、ゴム
（天然ゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴ
ム、ニトリルゴム、シリコンゴム等）あるいはプラスチ
ック（塩化ポリエチレン、ポリイソブチレン等）にフェ
ライト磁性粉粒を混合したものである。このマグネット
防水シートは、対象である鉄鋼構造物の水で濡れた面に
水中硬化型の防食性接着剤を被覆する場合に、界面の水
分を排除するための補助手段として磁石を利用してい
る。

【００２５】ボンドマグネットは、可撓性を有し、加工
性に富みフレキシブルシートとして昭和４０年前後に開
発され、小型モーター、小型発電機、複写機やプリンタ
ー等のＯＡ機器、自動車用各種のメータ、ドアや間仕切
り等の建具のチャック、健康器具、磁気応用機器、塗装
マスキング、教材、文具、玩具あるいは家庭用品等に広
く使用されている。

【００２６】工業的に広範囲に亘る被覆材としての利用
は、該ボンドマグネットの磁気特性に基ずく吸着性と耐
久性に不安があって、特に水と接する対象物への適用は
開示した先行技術以外に知見していない。

【００２７】近年、強磁力を有する異方性のボンドマグ
ネットが開発されている。磁気特性としての残留磁束密
度２．２〜２．８ＫＧ（ガウス）、保磁力１８００〜２
５００Ｏｅ（エルスデッド）といった強磁力性ボンドマ
グネットである。該マグネットの製作に当たっては、例
えばＢａ−フェライト磁性粉粒をマトリクッスとなるゴ
ムあるいはプラスチック４０〜９０％混合してプレス成
形する。従って、単体の磁石に比して磁気特性が低下す
ることは避けられない。フェライトの種類、磁性粉の粒
形、該粉粒の混合比率、磁性の方向性、シートの成形方
法あるいはシートの厚さ等によりシートの磁気特性を向
上させることができるが、シートの製造業者の配慮中に
あり利用者の手で自由に変更できるものではない。いず
れにしろフェライト系磁性粉粒を混合したボンドマグネ
ットを用いる場合には、該磁性粉粒の残留磁束密度は磁
石の断面積を大きくすることで改善できる。言い換える
と、該ボンドマグネットの吸着力はシートの厚さを可能
な限り大きくすることである。実測では、同一磁性粉粒
で同一配合比のボンドマグネット２ｍｍｔの吸着力は１
ｍｍｔの約３倍強である。ボンドマグネット自体は利用
する立場からは自由度はないが、該ボンドマグネットの
寸度については容易に入手可能な範囲にある。

【００２８】鉄鋼構造物の海水と接する界面に９００〜
１０００Ｇの磁場を設けると、該鉄鋼構造物の表面に付
着する海生生物の着生を抑制する技術が特開平３−１０
６４８７号公報に開示されているが、該構造物の表面に
塗装して塗膜が硬化する前に該塗膜面に磁性粉末を散布
するか、磁性粉末入り塗料を塗布するかしている。該塗
膜の防汚効果はともかく塗膜の劣化や塗り替えが避けら
れず、大面積の水中固定構造物や海水飛沫帯への長期適
用には不向きである。

【００２９】残留磁束密度２〜２．６ＫＧ、保磁力１８
００〜２３００Ｏｅといった異方性、強磁力のボンドマ
グネットは容易に入手できる。該マグネットで直接海水
中の鉄鋼構造物表面を被覆して６カ月以上に亘ってテス
トを行ったところ、該被覆は剥離することもなく、該マ
グネットで被覆した鉄鋼面は赤錆や孔食が見られず灰黒
色（ＦｅＯあるいはＦｅ₃ Ｏ₄ ）を呈し腐食の傾向は見
られなかった。該ボンドマグネットの被覆から外れた鉄
鋼面は、侵食激しく該被覆の境界部位は嵩張った赤褐色
の錆で覆われ筋状に侵食されていた。また該被覆の海水
側の面にはフジツボ、イガイ、ホヤあるいはヒドロ虫が
付着していた。該被覆の境界部位の鉄鋼面にも海生物の
付着が見られ磁気による海生物の忌避効果は明確ではな
かった。

【００３０】ボンドマグネットと鉄鋼との密着力は、通
常使用されている防錆用接着剤と鉄鋼との密着力に比し
て弱い。しかし、潮流速が低い（例えば２〜３ｍ／ｓｅ
ｃ以下）環境下にあっては、該マグネットのみの被覆で
も、密着性は実用的に問題なく、しかも該被覆下の鉄鋼
の腐食を抑制することを知得した。すなわち、かかる海
水環境にある鉄鋼構造物の腐食抑制は、施工条件に左右
される高度の防錆技術による手段は必要ではなく、取替
え、施工が容易で腐食抑制効果を有する該ボンドマグネ
ットによる被覆工法がより有効な手段といえる。

【００３１】これらの予備試験から、該ボンドマグネッ
トによる被覆は腐食抑制効果のあることを知見したが、
その作用は環境遮断にある。従って該被覆以外の鉄鋼表
面には効果が及ばない。しかも海生生物の付着抑制は別
の手段が必要である。

【００３２】前述の先行技術に開示した防汚塗料や銅箔
等の防汚材被覆は、該鉄鋼の腐食抑制に有効でない。防
汚塗料は下地に何らかの防錆塗料や被覆が必要であり、
被覆部分にしか効果が及ばず、有効寿命に限界があり塗
り替えが避けられない。毒性イオンを生成する銅あるい
は銅合金の被覆は、不溶性生成物の形成があるため何ら
かの表面活性化処理が必要である。この塗り替えや活性
化処理は水中固定構造物に対しては最も厄介な課題であ
る。さらに、銅あるいは銅合金の被覆は鉄鋼と短絡する
と鉄鋼の腐食を促進し、銅イオンの溶出を抑えるので、
施工に当たって両者の絶縁に細心の注意が必要である。

【００３３】これを解決したのが本発明である。すなわ
ち、該ボンドマグネットと亜鉛または亜鉛合金板を張合
わせた複合材（亜鉛・ボンドマグネット複合材）であ
る。異方性磁性粉粒を混合した片面着磁シートの非着磁
面に亜鉛または亜鉛合金板を張合わせた複合板である。

【００３４】純亜鉛および少量のアルミニウムやマグネ
シウム等を添加した亜鉛合金は、水中（特に海水中）の
鉄鋼構造物の電気防食用流電陽極として広く用いられて
いる。一方、亜鉛の防汚効果は、銅のような溶出イオン
による毒性というより亜鉛の活性溶解で生じた生成物の
性状に起因するのが主力である。水中あるいは海水中で
生成する亜鉛の生成物は素地金属との密着性に乏しくコ
ロイド状を呈しているため、水中生物の幼生が着生して
も直ちに脱落するので定着が容易でないことにある。し
かし、乾湿繰り返しのあるタイダルゾーンやスプラッシ
ュゾーン等に用いて強い太陽光線に晒されると、不溶性
のオキシ水酸化物あるいはオキシ塩化物に変じて素地に
固着するため水中生物が付着するようになる。不純な亜
鉛や亜鉛よりも貴な金属を含む合金は、不溶性の該生成
物を形成しやすく該複合材の要素としては不適である。
流電陽極として使用されている≧９９．９９ｗｔ％の亜
鉛あるいは０．１〜０．７ｗｔ％のアルミニウム含有亜
鉛合金からなる圧延板が適している。

【００３５】フェライト系磁性粉粒を混合したボンドマ
グネットは、該マグネットの表面積を大きくかつ厚みを
増すことによって、素地である鉄鋼との吸着力を高める
ことができる。亜鉛板は適当な接着剤（エポキシ樹脂
系、アクリル樹脂系等）を介して該ボンドマグネットの
非着磁面にラミネートすることで本発明の複合板が得ら
れる。亜鉛板は、対象構造物の形状や曲率に合わせて曲
げ加工ができる圧延仕上げが適している。ボンドマグネ
ットの大きさに合わせたサイズの亜鉛板とラミネートす
るが、ボンドマグネットの表面積を大きく、厚さを増す
ことによってより該マグネットと該鉄鋼構造物との吸着
力が高められる。さらに、亜鉛板単体の難点であるクリ
ープ強度は、ボンドマグネットとラミネートすることで
補強され、該マグネット隅部や縁部の該鉄鋼表面からの
離脱は亜鉛板で支えられて剥離が抑えられる。実用的に
は、取扱や施工の容易さあるいは供用寿命等から亜鉛板
の厚さは、０．１〜５ｍｍが適している。好ましくは１
〜３ｍｍである。ボンドマグネットの厚さは、特に制限
はないが実用的には２ｍｍ以上が望ましい。

【００３６】亜鉛の海水中における侵食度はおよそ０．
０５ｍｍ／ｙである。この値は、海生物の着生防止効果
はあるが、十分でない。海水に晒される亜鉛の全面が海
生物忌避環境にあるためには、０．１ｍｍ／ｙ以上の侵
食度が望ましい。亜鉛・ボンドマグネット複合板は、基
本的に絶縁材を介して対象鉄鋼構造物を被覆することに
なるので、亜鉛は自然侵食度に近い値を示す。しかし、
亜鉛と該構造物を何らかの手段で電気的に短絡して、亜
鉛の溶出を促進させると該構造物の非被覆部を電気防食
（陰極防食）することもできる。例えば、該複合板の複
数箇所に、予め該構造物に達する搾孔を設け該孔に導電
性亜鉛ペースト（例；ブチルゴム系粘着剤と高純度亜鉛
粉末を混合したもの）を挿入詰込み固化させるか、先尖
ネジあるいはボルトを介して接続させる等の手段で該亜
鉛と該構造物の電気導通が図れる。かかる手段を講ずる
ことによって該亜鉛による電気防食効果と海生物付着抑
制効果を高めることが容易になる。

【００３７】防錆接着剤付ボンドマグネットあるいは表
面に銅箔を貼付したボンドマグネットで被覆した鉄鋼構
造物の保護手段は、限定された範囲すなわち該マグネッ
トで被覆された範囲内でのみ効果が期待できる。防食は
環境遮断のみであり、防汚は毒性イオンを生成する銅の
溶解に依存している。該マグネット被覆以外の対象該構
造物面あるいは該マグネット被覆不完全部分に対する対
策にはならない。特に、対象構造物が鋼矢板岸壁や鋼管
杭等の大型構造物にあっては、水線部近傍を被覆対象と
する場合が多い。該対象鉄鋼構造物は金属的に一体化さ
れているので、対象部位のみを被覆防食しても被覆して
いない部位の鉄鋼材は腐食や生物汚損に晒されることに
なり、好ましい対策とはいえない。

【００３８】本発明の亜鉛・ボンドマグネット複合板
は、前述した如く、対象となる鉄鋼構造物の表面をボン
ドマグネットの磁性で吸着被覆して該被覆鉄鋼表面の腐
食を抑制し、亜鉛による海生物の付着抑制と該構造物の
亜鉛による電気防食を付加させるのが主たる効果であ
る。該効果の一つ一つの手段は、よく知られているが、
これらの手段を一つの構成で発揮させるようにしたの
が、本発明の亜鉛・ボンドマグネット複合板である。し
かも、工場生産が可能であり、運搬、取扱、施工が容易
である。なお、被覆される鉄鋼表面は必ずしも平滑では
なく、凹凸のあるのが普通である、特に、窪みが大きい
場合には、該窪みに水分を残したまま該複合板で被覆さ
れることになる。水分を包含することは、腐食要因を残
すことになるので、かかる恐れのある時は該ボンドマグ
ネットの着磁面にも０．１ｍｍ以下の亜鉛箔（非磁性物
のギャップによる吸着力低下抑制のため箔が良い）を貼
付した複合板で該鉄鋼構造物の該当部分を被覆するのが
よい。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を実施例等に基づいて具体的に
説明する。試験例１ （ボンドマグネットの吸着力） 市販のボンドマグネットの種類は多種多様に亘る。代表
的なフェライト系磁性粉粒の異方性、片面着磁可撓性ボ
ンドマグネットについて、磨鋼板に数種類の厚さの該マ
グネットを吸着し、アドヒジョンテストによって該マグ
ネットの厚さによる吸着力の違いを調べた。結果の一例
を表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】ボンドマグネットの厚さが大きくなると断
面積が大きくなるので、吸着力は飛躍的に改善される。

【００４２】亜鉛板の重量は、５ｍｍｔで１ｍ² 当たり
約３６Ｋｇである。亜鉛・ボンドマグネット複合板の該
マグネットの全面で鉄鋼構造材に吸着させると、１ｍｍ
ｔの該マグネットは５ｍｍｔの亜鉛板の７．６倍、１．
５ｍｍｔで１９．５倍、２．０ｍｍｔで２４．６倍およ
び３．０ｍｍｔで３４．４倍の重量を支えることが可能
である。

【００４３】すなわち、静荷重では５ｍｍｔ以下の亜鉛
板を支えるために１ｍｍｔの該ボンドマグネットでもよ
いが、実用上１０倍の安全を見ると１．５ｍｍｔ以上、
好ましくは吸着部の鋼材のギャップを考慮すると２ｍｍ
ｔ以上の該ボンドマグネットとの亜鉛複合板にするのが
望ましい。

【００４４】試験例２（亜鉛・ボンドマグネット複合板
による防食、防汚効果） 試験例１の結果から２ｍｍｔボンドマグネットとの亜鉛
複合板を磨き鋼板に吸着させ自然の海域に浸漬暴露して
腐食抑制および海生物付着抑制効果を調査した。

【００４５】３ｍｍｔ×３００ｍｍｗ×５００ｍｍｌの
磨き鋼板にマグネットシート単体、１ｍｍｔ、３ｍｍｔ
および５ｍｍｔの亜鉛または０．２ｗｔ％Ａｌ含有亜鉛
合金板とマグネットシートとの複合板を吸着させて、自
然海域の海面下約０．５ｍにテスト板の上端が位置する
ように設置し、約６ヶ月間浸漬した。なお、１ｍｍｔ、
３ｍｍｔの亜鉛複合板および３ｍｍｔ、５ｍｍｔの亜鉛
合金複合板については、該複合板の中央に１６ｍｍφの
孔を該鋼板に達するまで搾孔し、該孔に導電性亜鉛ペー
ストを詰め込み硬化させて、該複合板の亜鉛と該鋼板と
の電気導通を確保するようにした。試験結果を表２に示
す。

【００４６】

【表２】

【００４７】単体のボンドマグネットによる被覆下の防
食はほぼ良好であったが、被覆外は発錆、侵食とも著し
い。海生物の付着は、鋼板単味よりも量的に少ないが、
フジツボ等の貝類の足糸が該マグネットに食い込みその
上に各種の海生物が着生していた。亜鉛・ボンドマグネ
ット複合板は、下地鋼材と亜鉛が無導通の場合、被覆下
の鋼材の防食はボンドマグネット単体と同等以上の効果
が見られる。海生生物の付着は、僅少で、幼生程度の生
物の付着であり、明らかに成長する前に定着し得ず脱落
を繰り返したものと判断される。該複合板による被覆外
は、防食、防汚とも効果が期待されない。該複合板の亜
鉛と下地鋼材を亜鉛ペーストを介して導通した複合材
は、被覆外の鋼材面に貝類や海藻類の付着が見られた
が、生育が抑制されている。該複合材の亜鉛表面にはコ
ロイド状の白色亜鉛生成物が見られ、海生生物の付着は
殆どなく、特に亜鉛合金で顕著であり、均一溶解を示し
ていた。鋼材の腐食は、被覆下および被覆外も全く見ら
れなかった。本発明の亜鉛または亜鉛合金とボンドマグ
ネットとの複合材が被覆防食に加え亜鉛による電気防食
と海生生物付着抑制の両効果を具備した材料であること
が明らかである。

【００４８】さらに該亜鉛・ボンドマグネット複合材の
下地鋼材との吸着性は、単体ボンドマグネットが高波波
浪で一度剥離して貼り替えたものの、該複合材は、１ｍ
ｍｔの亜鉛複合板にずれを生じた以外異常が見られなか
った。この結果、本試験海域のごとく平均流速が２ｍ／
ｓｅｃ以下の環境中では本発明の亜鉛・ボンドマグネッ
ト複合板は、海水と接する鉄鋼構造物の防食と防汚に優
れた効果を発揮する。

【００４９】亜鉛・ボンドマグネット複合板の亜鉛の消
耗は、亜鉛の厚みに関係なく下地鋼板と導通のない場合
には０．０５〜０．０７ｍｍ／ｙで、高純度亜鉛よりも
亜鉛合金（０．２ｗｔ％Ａｌ含有）が消耗度が大きい。
前者は孔食状で灰黒色の部分が亜鉛板の全面に分散し、
該部分に小さい海生物の着生が見られた。亜鉛合金は灰
白色の均一溶解を呈し、０．１ｍｍ／ｙに近い消耗度を
示し、海生物の付着は高純度亜鉛に比して少ない。

【００５０】一方、下地鋼板と導通のある該複合板は、
０．１８〜０．２６ｍｍ／ｙと不通電に比して２倍以上
の消耗度を示し、下地鋼材の電気防食に基づく消耗が加
わり現に該鋼材は全く錆の発生は見られなかった。高純
度亜鉛が幾分孔食状であったが、亜鉛合金は均一であり
両者とも前述のごとく海生生物の付着は実質的に無視し
得る。亜鉛または亜鉛合金の厚さが３ｍｍ以上あれば、
少なくとも５年以上の寿命が期待される。

【００５１】実施例１ 取水管内面に本発明の亜鉛・ボンドマグネット複合板を
用いて防食および防汚の実用試験を行った。対象の取水
管は、直径１０００ｍｍの内面に３００μｍのタールエ
ポキシ塗料が塗布されている。建設後約５年を経過し、
管路がムラサキイガイを主体とした海生物で閉塞状態に
なり、海水取水量が大幅に減少したため管内清掃と補修
を行うことになった。防汚塗料が施されていたが、数年
でその効果が低下した。しかも、大型海生物の付着で下
地の塗料も劣化し鋼管の局部腐食が危惧された。

【００５２】管内の海水の流速は、最大２ｍ／ｓｅｃで
あることから、本発明の亜鉛・ボンドマグネット複合板
を該取水管路の一部に取付けその効果を調査した。該管
路は全長約１３０ｍある。該管路の中ほどの２０ｍに対
して該亜鉛・ボンドマグネット複合板を取付けた。

【００５３】管の内面は下地塗装が施されており該ボン
ドマグネットの吸着力の低減が案じられた。事前の調査
で２ｍｍｔの該マグネットの吸着力は、鋼板直付けで８
８０〜９１０Ｋｇ／ｍ² に対して、３００μｍの塗装を
施した鋼板の場合には４６０〜４９０Ｋｇ／ｍ² と５０
％強の吸着力である。３ｍｍｔの亜鉛板の重量は、約２
２Ｋｇ／ｍ² 弱である。安全率を１０倍に見てもその倍
以上の亜鉛の重量に耐える吸着力を有している。しかも
該管内面に取付けるため水圧の影響を受け吸着力を補強
する効果のあることが分かった。

【００５４】亜鉛・ボンドマグネット複合板は、対象取
水管の内面の円周に沿って３分割で取付けた。該取付対
象面の既存タールエポキシ塗装は予めできる限り取り除
いた後およそ１ｍ角×５ｍｍ厚（亜鉛３ｍｍｔ、ボンド
マグネット２ｍｍｔ）の該複合板をマグネット吸着で取
付けた。図４〜５に取水管内面に適用した亜鉛・ボンド
マグネット複合板取付け配置の概要を示す。各図におい
て、４は亜鉛・ボンドマグネット複合板、５は鋼管体、
６は導通固定部をそれぞれ示す。また、該マグネット複
合板と該取水管（鋼管）との導通は、前以て１０〜１６
ｍｍφの複数の窄孔を設けた該複合板の該孔に無頭先尖
ネジで螺合し露出部を亜鉛ペーストで被覆するか、該亜
鉛ペーストを該孔に注入固化させることで確保した。図
６〜７は導通法を例示したものである。各図において、
７は亜鉛ペースト、８は無頭ビスをそれぞれ示す。図６
は無頭先尖ネジで螺合し露出部を亜鉛ペースト７で被覆
した例であり、図７は亜鉛ペースト７を該孔に注入固化
させた例を示したものである。

【００５５】取付け施工完了後１０カ月余りになるが、
稼働中のため詳細は明確ではないが、定期的に潜水夫や
水中ビデオ観察による結果では、防汚および防食効果は
良好であり、亜鉛の表面は白色の軟弱生成物が散在する
ものの海生物の付着はほとんど見られていないし、順調
な溶解状況を呈している。

【００５６】

【発明の効果】以上記述したように、亜鉛または亜鉛合
金と磁性粉粒を含有したゴムあるいはプラスチックとか
らなるボンドマグネットとを張合わせた亜鉛・ボンドマ
グネット複合板は、海水中や乾湿繰返しのあるタイダル
ゾーンまたはスプラッシュゾーンを有する鉄鋼構造物の
腐食抑制と海生物の付着抑制を同時に期待できる複合材
である。工場生産が可能であり、運搬、取扱あるいは施
工も容易な複合材である。

【００５７】磁気特性の優れた磁性粉粒材を含有したボ
ンドマグネットを用いること、使用するボンドマグネッ
トの表面積を取扱や施工などから許す限り大きく、厚く
し、合わせ材の亜鉛板を該マグネットと同じ大きさにし
たことにより、該亜鉛・ボンドマグネット複合板は、流
速が小さく、波浪の影響が少ない海水環境にある鉄鋼構
造物の防食および防汚に適した複合材である。また、防
汚材として亜鉛を使用したことにより、銅を用いたもの
に比して環境汚染は無視できる。しかも、該構造物より
も電位的に卑であるため、電気防食の効果が付加され被
覆防食の欠陥を補う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 亜鉛・ボンドマグネット複合板の構造の第１
の例を示す断面図。

【図２】 亜鉛・ボンドマグネット複合板の構造の第２
の例を示す断面図。

【図３】 亜鉛・ボンドマグネット複合板の構造の第３
の例を示す断面図。

【図４】 取水管内面に適用した亜鉛・ボンドマグネッ
ト複合板取付け配置の横断面図。

【図５】 取水管内面に適用した亜鉛・ボンドマグネッ
ト複合板取付け配置の側面図。

【図６】 取水用鋼管と亜鉛・ボンドマグネット複合板
の導通法の一例を示す断面図。

【図７】 取水用鋼管と亜鉛・ボンドマグネット複合板
の導通法の他の例を示す断面図。

【符号の説明】

１：亜鉛または亜鉛合金板、２：ボンドマグネット、
３：亜鉛箔、４：亜鉛・ボンドマグネット複合板、５：
鋼管体、６：導通固定部、７：亜鉛ペースト、８：無頭
ビス。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 亜鉛または亜鉛合金と磁性粉粒含有ゴム
   またはプラスチックとの接合構造からなる複合材。
2. 【請求項２】 可撓性を有する板状の接合構造からなる
   請求項１に記載の複合材。
3. 【請求項３】 前記亜鉛は不可避不純物を含む実質的に
   純亜鉛であり、亜鉛合金は少量のアルミニウムおよび／
   またはマグネシウムを含有する合金である請求項１また
   は２に記載の複合材。
4. 【請求項４】 前記磁性粉粒含有ゴムまたはプラスチッ
   クは、磁性粉粒がフェライト系の磁性粉であって、異方
   性、片面着磁の板状である請求項１または２に記載の複
   合材。