特開 2024-133923 防食システム、防食モニタリングシステム及びその構築方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024133923

(43)【公開日】2024-10-03

(54)【発明の名称】防食システム、防食モニタリングシステム及びその構築方法

(51)【国際特許分類】

   C23F 13/06 20060101AFI20240926BHJP

   C23F 13/02 20060101ALI20240926BHJP

   C23F 13/22 20060101ALI20240926BHJP

   E04B 1/64 20060101ALI20240926BHJP

   E01D 19/08 20060101ALN20240926BHJP

【ＦＩ】

C23F13/06

C23F13/02 A

C23F13/22

E04B1/64 Z

E01D19/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023043948

(22)【出願日】2023-03-20

(71)【出願人】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】391019658

【氏名又は名称】株式会社中部プラントサービス

(71)【出願人】

【識別番号】504145342

【氏名又は名称】国立大学法人九州大学

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐古 尚裕

(72)【発明者】

【氏名】望月 誠

(72)【発明者】

【氏名】小▲濱▼ 清

(72)【発明者】

【氏名】加藤 孝宏

(72)【発明者】

【氏名】貝沼 重信

(72)【発明者】

【氏名】楊 沐野

【テーマコード（参考）】

2D059

2E001

4K060

【Ｆターム（参考）】

2D059AA03

2D059GG21

2E001DH25

2E001HB01

2E001HC11

4K060AA02

4K060BA07

4K060BA13

4K060BA43

4K060BA45

4K060BA50

4K060CA11

4K060EB01

4K060FA07

(57)【要約】

【課題】複雑形状の被防食材である鋼構造物であっても、容易に防食効果のある鋼構造物にするシステムを提供する。
【解決手段】本発明は、鋼材、鋼材よりも自然電位が低い卑金属、並びに平均繊維幅が１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の微細セルロース繊維及び電解質を含む含水流体を含み、鋼材と卑金属とが電気的に導通する形で接合され、含水流体が鋼材表面及び卑金属表面に接しており且つ卑金属表面から生じる卑金属イオンを鋼材表面に供給する、鋼材の防食システムに関する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼材、鋼材よりも自然電位が低い卑金属、並びに平均繊維幅が１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の微細セルロース繊維及び電解質を含む含水流体を含み、鋼材と卑金属とが電気的に導通する形で接合され、含水流体が鋼材表面及び卑金属表面に接しており且つ卑金属表面から生じる卑金属イオンを鋼材表面に供給する、鋼材の防食システム。

【請求項2】

含水流体中の微細セルロース繊維の含有量が、含水流体の総質量に対して、１質量％以上である、請求項１に記載の鋼材の防食システム。

【請求項3】

鋼材表面が、鋼材同士の隙間部における鋼材表面である、請求項１又は２に記載の鋼材の防食システム。

【請求項4】

微細セルロース繊維が、含水流体における固形分の総質量に対して、０．１質量％以上５０質量％以下のアニオン変性微細セルロース繊維を含み、前記アニオン変性微細セルロース繊維の平均繊維幅が、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、前記アニオン変性微細セルロース繊維のアニオン変性基導入量が、０．３ｍｍｏｌ／ｇ以上４．０ｍｍｏｌ／ｇ以下である、請求項１又は２に記載の鋼材の防食システム。

【請求項5】

含水流体が、含水流体における固形分の総質量に対して、１．０質量％以上の１種以上の電解質を含む、請求項１又は２に記載の鋼材の防食システム。

【請求項6】

電解質のうちの少なくとも１種が、還元剤としての機能を有する、請求項５に記載の鋼材の防食システム。

【請求項7】

アニオン変性微細セルロース繊維が、式（１）に記載の置換基を有する硫酸エステル化微細セルロース繊維である、請求項４に記載の鋼材の防食システム。

【化1】

（式中、ｎは１～３の整数であり、Ｍ^ｎ+はｎ価の陽イオンであり、波線は他の原子への結合部位である。）

【請求項8】

含水流体が、５μｍ以上３００μｍ以下の繊維径を有する繊維をさらに含む、請求項１又は２に記載の鋼材の防食システム。

【請求項9】

卑金属及び含水流体を覆うように鋼材表面に張設された外装材をさらに含む、請求項１又は２に記載の鋼材の防食システム。

【請求項10】

請求項１に記載の鋼材の防食システムと、タンパー機能を有するＲＦＩＤタグとを含み、ＲＦＩＤタグが前記鋼材の防食システムにおける鋼材及び卑金属の両者に電気的に導通されており、卑金属の減耗及び剥離がＲＦＩＤリーダにより読み取られる、防食モニタリングシステム。

【請求項11】

請求項１又は１０に記載の鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステムにおいて、含水流体が、乾燥体となっている、鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステム。

【請求項12】

水と、微細セルロース繊維と、電解質とを含む、請求項１又は１０に記載の鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステムに使用するための含水流体。

【請求項13】

微細セルロース繊維と、電解質とを含む、請求項１１に記載の鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステムに使用するための乾燥体。

【請求項14】

請求項１又は１０に記載の鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステムを構築する方法であって、さびを有する鋼材と当該鋼材よりも自然電位が低い卑金属とを電気的に導通する形で接合し、含水流体を、鋼材表面及び卑金属表面に接するように、且つ卑金属表面から生じる卑金属イオンを鋼材表面に供給できるように配置し、ここで、さびは除去されない、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、防食システム、防食モニタリングシステム及びその構築方法に関する。

【背景技術】

【0002】

橋梁をはじめとした鋼構造物は、その多くが１９７０年代の高度成長期に建設され、その寿命である５０年の節目を迎えつつある。特に橋梁においては、７０万橋に及ぶ橋梁の内、２０２３年には４３％、２０３３年には６７％の橋梁が５０年以上の経過年数となり、寿命に伴う全数建て替えは輸送を中心としたライフラインに対する影響・費やす予算の面から不可能といってよい。

【0003】

その対応として、国交省では従来の対応策である事後保全ではなく、定期的な点検を行い、その結果に基づいた予防保全を中心としたアセットマネジメントを推奨しており、建て替えに伴う混乱を回避する努力を行っている。他にも、沿岸部に設置されることが多いプラント設備など、腐食が生じやすい構造物も同様に予防保全を中心としたアセットマネジメントが推奨されている。特に、鋼構造物の場合、腐食による劣化防止が予防保全対策の中心となり、その方法として塗装が主として採用されている。

【0004】

例えば、特許文献１では、被塗面に、エポキシ樹脂系結合剤及び亜鉛末を主成分とするジンクリッチ塗料（Ｉ）を塗装した後、アクリル樹脂（Ａ）、１分子中に少なくとも２つのエポキシ基を有するエポキシ樹脂（Ｂ）、及びアミノシランを含み得るアミン硬化剤（Ｃ）を含有する塗料組成物（III）を塗装することを特徴とする塗装方法が開示されている。

【0005】

特許文献２では、鋼構造物の表面をチタン箔で被覆して防食する防食方法であって、前記鋼構造物を構成する鋼材の表面上に塗料を塗布して塗料層を形成する塗布工程と、前記塗料層の表面上であって、前記鋼材が有する溶接ビード部の上以外の部分に、前記チタン箔を被覆する被覆工程と、前記塗料層の表面上であって、前記チタン箔が被覆されていない部分に、チタンテープを貼り付ける貼付工程とを具備する防食方法が開示されている。

【0006】

さらに、鋼構造物の複雑な形状部の防食の中には、隙間部防食がある。隙間部防食は、防食塗料を用いる方法では根本的に解決することは難しい。隙間部防食を根本的に解決する方法としては、犠牲防食技術が考えられる。犠牲防食技術の中でも犠牲陽極方式は海水中や水分を含んだ土中でなければその機能を発揮することができないため、近年ではその対応策として大気中での犠牲防食技術が考案され運用されてきている。

【0007】

例えば、特許文献３では、表面が酸化されて腐食層が形成された被防食部材に対して、絶縁体からなると共に外部の水分を吸収する吸水シートと、前記被防食部材に対して卑な材料からなると共に外部から前記吸水シートまで連通する複数の連通孔が形成された犠牲陽極材とを、前記腐食層と前記犠牲陽極材との間に前記吸水シートを挟むように配置すると共に、前記被防食部材と前記犠牲陽極材にそれぞれ配置された一対の端子の間を電気的に接続し、前記複数の連通孔を介して外部の水分を前記吸水シートに供給し、前記吸水シートに吸収された水分が腐食回路を形成し、前記腐食回路を前記犠牲陽極材から前記被防食部材に伝導する電子により前記腐食層を還元して腐食に対して安定な転換層に転換する防食方法が開示されている。

【0008】

特許文献４では、鉄筋コンクリート構造物のコンクリート表面に設けられた保水層と、該保水層に接触して設けられた流電陽極とを有し、該流電陽極と該鉄筋コンクリート構造物の鉄筋とが導通可能に接続され、該流電陽極から該保水層を介して該鉄筋に防食電流が流れるようになされている、鉄筋コンクリート構造物の電気防食構造であって、前記保水層は、親水性繊維を含んで構成される吸水体に、潮解性塩を含む電解質水溶液を保持させてなる、鉄筋コンクリート構造物の電気防食構造が開示されている。

【0009】

特許文献５では、鋼構築物を構成する鉄鋼材と、この鉄鋼材の表面に塗布する導電性接着剤と、この導電性接着剤を間に置いて前記鉄鋼材に固定的に取り付けたマグネシウム板と、このマグネシウム板を覆い且つこのマグネシウム板の表面積よりも広い範囲に亘り配置するガーゼ状の網目構造を有するポリエステル製繊維の平織布帛と、この布帛にビチューメン系のカバーをさらに重ねて備えた前記鉄鋼材のための防食構造において、前記導電性接着剤と前記マグネシウム板とを挟み且つ前記表面の上に配置した可撓性のある前記布帛、及び、前記カバーが前記鉄鋼材に固定してあり、前記布帛が前記マグネシウム板に由来して生成されたマグネシウムイオンを担持しており、そして、前記担持した前記布帛が前記鉄鋼材の前記表面に重畳されており、前記マグネシウム板の表面積よりも広く且つ前記重畳された範囲に亘って前記鉄鋼材の前記表面を不動態化して防食することを特徴とする防食構造が開示されている。

【0010】

特許文献６では、鋼構築物の防食構造であって、鋼構築物を構成する鉄鋼材と、この鉄鋼材の表面の少なくとも一部に塗布する導電性接着剤と、この導電性接着剤を間に挟んで前記鉄鋼材に固定的に取り付けた単独もしくは複数のマグネシウム板と、可撓性のあるポリエステル製の繊維状基体と、ビチューメン系のカバーとを備えた前記鉄鋼材のための防食構造において、前記単独の場合、前記繊維状基体はマグネシウム板を覆い且つこのマグネシウム板の表面積よりも広い範囲に亘り前記表面の上に配置してあり、また、前記複数の場合、前記繊維状基体は複数のマグネシウム板の間を接続して前記表面を覆い且つこれらのマグネシウム板及び前記接続する部分全体の表面積よりも広い範囲に亘り前記表面の上に配置してあり、前記単独の場合の繊維状基体あるいは前記複数の場合の繊維状基体に前記カバーをさらに重ねて配置してあり、前記単独のマグネシウム板あるいは前記複数のマグネシウム板と前記導電性接着剤とを間に挟んで前記表面の上に設けた前記単独の場合の繊維状基体あるいは前記複数の場合の繊維状基体と、前記カバーとが前記鉄鋼材に固定してあり、前記単独の場合の繊維状基体あるいは前記複数の場合の繊維状基体が前記マグネシウム板に由来して生成されたマグネシウムイオンとイオン化に伴う電子を担持且つ供給しており、そして、前記担持且つ供給する前記繊維状基体が前記鉄鋼材の前記表面の少なくとも一部に重畳されており、前記単独の場合の前記繊維状基体あるいは前記複数の場合の前記繊維状基体によって前記重畳された前記表面の範囲に亘って前記鉄鋼材の自然電位を防食電位に維持して、温度あるいは外力により変形する前記鋼構築物の箇所、前記鋼構築物を接合する隙間部分の箇所、前記表面のうち前記マグネシウム板を配置できない特異形状表面の箇所のうち、少なくとも１つの箇所を防食することを特徴とする防食構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２００５－０７４２７２号公報

【特許文献2】特開２０１１－２０６７５４号公報

【特許文献3】特開２０１６－０４０４０３号公報

【特許文献4】特開２０１６－１６９４０７号公報

【特許文献5】特開２０２１－０５５１４７号公報

【特許文献6】特開２０２１－０５５１４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

大気に開放された一般的な鋼材表面で起きる腐食は、腐食範囲が固定されず全面的に生じる。したがって、腐食速度は遅く目視も容易なため、適切な塗装計画を立て、さびを完全に削り落とし、再塗装することで長期に渡って鋼材の強度を保つことは可能である。例えば、主桁部など平面でさびの除去が容易に可能な部位は、さびの除去を行い、安価な防食塗料で塗装するのが通例である。

【0013】

一方、橋梁やプラント設備の鋼材の角部や支承部など複雑な形状でさびの除去が困難な部位では、防食対策として防食塗料を塗装しても、一部残留したさびを起因として腐食が進行してしまう。このようなさびは、ヘマタイトなどの３価のＦｅイオンを含む金属酸化物又はその水和物からなる不安定さびである。

【0014】

例えば、さびの除去が困難な部位の例として添接板が挙げられる。添接板は、橋梁などにおいて輸送などのために分割された鋼材における継手部を現場において接合するために使用される鋼材からなる板であり、高力ボルトなどにより締め付けられている。添接板は高力ボルトなどによりしっかり締め付けられているものの、鋼材と鋼材の間にはひずみなどの影響で微小な隙間部が生じている。その隙間部に雨水や塩水などの水分が浸入すると、内部と外部の水分において溶存酸素の差が生じて酸素による濃淡電池作用が働き、その部分で腐食が激しく起きることとなる（この腐食は、通気差腐食という）。腐食に伴って発生したさびは、入口部に集まり堆積することで添接板の変形を進行させ、ボルトの変形などの強度上のリスクを招くこととなる。

【0015】

添接板はそれ自体を外さなければ隙間部のさびを落とすことは不可能である。このため、添接板の取り外しに伴う橋梁の通行止めや、添接部の代替部を作る（バイパス工法）などの影響を考慮すると、添接板のさびの除去は簡単に行うことはできず、その腐食は放置されがちになってしまう。放置された腐食は、一般的な全面腐食よりも速いスピードで進行してしまう。このような腐食は添接板のさらなる変形も引き起こし、その結果、添接板の取替が必須となり、最終的には大規模な取替工事やそれに伴う通行止めなどの対応やコストが必要となってくる。前記の通り橋梁の５０年での取替が不可能となった現在、橋梁のさらなる長期使用を目指すにはこのような部分的で早期に進行する腐食要因に対する対応方法が新たに必要になってくる。

【0016】

しかしながら、例えば特許文献１では、防食塗料を用いて既設設備の隙間部補修を行う場合、構成設備を解体する必要があった。また、防食塗料は鋼材のエッジ部膜厚が薄くなり、塗膜が薄くなった部位から腐食が広がる課題があった。

【0017】

特許文献２では、防食状況を点検するためには、チタン箔越しに確認できないためチタンを剥離させる必要があった。またチタンは鋼材に対して貴な金属であるため、チタン箔と鋼材との接合部で鋼材の腐食が発生しやすいという根本的な課題があった。また、このような腐食を防ぐためには、厚膜の防食塗料で施工する必要があるなどの課題があった。

【0018】

特許文献３～６では、鋼材などの被防食材（防食対象）の形状に合わせて吸水シートと鋼材に対して卑である金属を整形しなければならないため、複雑な形状を有する構造体や隙間部の防食が困難である課題があった。また、特許文献３～６では、防食材が防食対象の鋼材表面と導電性接着剤や紙などの媒体を介して密着している必要があり、大気中の犠牲防食によって通気差腐食の防食を行うには、防食対象、例えば添接板を分解し、隙間部に防食材を差し込む必要があった。

【0019】

したがって、本発明は、複雑形状の被防食材である鋼構造物であっても、容易に防食効果のある鋼構造物にするシステムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0020】

犠牲陽極方式における防食材の動作原理は、海水や電解液などに含まれるイオンの電気泳動により電子の授受が可能となり、これに伴って鋼材などの防食対象と防食材との間に電流を流すことで金属表面の電位を変化させ（分極という）、鋼材の表面電位を、腐食を開始する電位（腐食電位又は自然電位という）から腐食しない電位（防食電位という）範囲まで変化させることで防食が実現されている。このため、海水中や水分を含んだ土中ではイオンの流れが容易にできるため防食が可能となる。

【0021】

一方で、電解液を保持することが困難な大気中における大気中犠牲防食の原理では、防食対象と防食材とが近接した部分のみを動作範囲とすることでイオンの移動範囲を確保し防食を実現している。しかしながら、防食材特有の電位（平衡電位）と鋼材の持つ特有の電位との差が十分大きければ鋼材と防食材との間に電解液さえ確保できれば遠方の鋼材にも防食効果を起こすことは可能である。

【0022】

隙間腐食の場合は隙間部の保水効果があるからこそ腐食が起きるため、防食材から隙間入口部までの電解液の確保を工夫することで防食材から隙間部防食対象までの保水を確保することが可能となる。

【0023】

本発明者らは、複雑形状の鋼材の防食について鋭意検討した結果、鋼材の防食システムにおいて、鋼材と鋼材よりも自然電位が低い卑金属とを電気的に導通する形で接合し、鋼材表面と卑金属表面に微細セルロース繊維を含む含水流体を接触させたところ、含水流体が卑金属と鋼材との間で卑金属のイオン化により生成した卑金属イオンを鋼材表面に供給するための担体として複雑形状の鋼材の隙間に容易に入り込み、さらに、卑金属のイオン化により生成した電子が卑金属から電気的に導通する形で接合された鋼材へと供給され、結果として、当該構築された複雑形状の鋼材の防食システムが良好な防食効果を示すことを見出し、本発明を完成した。

【0024】

すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
（１）鋼材、鋼材よりも自然電位が低い卑金属、並びに平均繊維幅が１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の微細セルロース繊維及び電解質を含む含水流体を含み、鋼材と卑金属とが電気的に導通する形で接合され、含水流体が鋼材表面及び卑金属表面に接しており且つ卑金属表面から生じる卑金属イオンを鋼材表面に供給する、鋼材の防食システム。
（２）含水流体中の微細セルロース繊維の含有量が、含水流体の総質量に対して、１質量％以上である、（１）に記載の鋼材の防食システム。
（３）鋼材表面が、鋼材同士の隙間部における鋼材表面である、（１）又は（２）に記載の鋼材の防食システム。
（４）微細セルロース繊維が、含水流体における固形分の総質量に対して、０．１質量％以上５０質量％以下のアニオン変性微細セルロース繊維を含み、前記アニオン変性微細セルロース繊維の平均繊維幅が、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、前記アニオン変性微細セルロース繊維のアニオン変性基導入量が、０．３ｍｍｏｌ／ｇ以上４．０ｍｍｏｌ／ｇ以下である、（１）～（３）のいずれか１つに記載の鋼材の防食システム。
（５）含水流体が、含水流体における固形分の総質量に対して、１．０質量％以上の１種以上の電解質を含む、（１）～（４）のいずれか１つに記載の鋼材の防食システム。
（６）電解質のうちの少なくとも１種が、還元剤としての機能を有する、（５）に記載の鋼材の防食システム。
（７）アニオン変性微細セルロース繊維が、式（１）に記載の置換基を有する硫酸エステル化微細セルロース繊維である、（４）に記載の鋼材の防食システム。

【化1】

（式中、ｎは１～３の整数であり、Ｍ^ｎ+はｎ価の陽イオンであり、波線は他の原子への結合部位である。）
（８）含水流体が、５μｍ以上３００μｍ以下の繊維径を有する繊維をさらに含む、（１）～（７）のいずれか１つに記載の鋼材の防食システム。
（９）卑金属及び含水流体を覆うように鋼材表面に張設された外装材をさらに含む、（１）～（８）のいずれか１つに記載の鋼材の防食システム。
（１０）（１）～（９）のいずれか１つに記載の鋼材の防食システムと、タンパー機能を有するＲＦＩＤタグとを含み、ＲＦＩＤタグが前記鋼材の防食システムにおける鋼材及び卑金属の両者に電気的に導通されており、卑金属の減耗及び剥離がＲＦＩＤリーダにより読み取られる、防食モニタリングシステム。
（１１）（１）～（１０）のいずれか１つに記載の鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステムにおいて、含水流体が、乾燥体となっている、鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステム。
（１２）水と、微細セルロース繊維と、電解質とを含む、（１）～（１０）のいずれか１つに記載の鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステムに使用するための含水流体。
（１３）微細セルロース繊維と、電解質とを含む、（１１）に記載の鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステムに使用するための乾燥体。
（１４）（１）～（１１）のいずれか１つに記載の鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステムを構築する方法であって、さびを有する鋼材と当該鋼材よりも自然電位が低い卑金属とを電気的に導通する形で接合し、含水流体を、鋼材表面及び卑金属表面に接するように、且つ卑金属表面から生じる卑金属イオンを鋼材表面に供給できるように配置し、ここで、さびは除去されない、方法。

【発明の効果】

【0025】

本発明によって、複雑形状の被防食材である鋼構造物であっても、容易に防食効果のある鋼構造物にするシステムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】繊維６が鋼材１又は卑金属２の表面上において含水流体３により挟み込まれた構造で配置される一例を模式的に示す図である。

【図2】本発明の一実施形態を模式的に示す図である。

【図3】含水流体３が微細セルロース繊維を含まないことにより途絶し防食効果を示すことができなくなった例を模式的に示す図である。

【図4】本発明の一実施形態を模式的に示す図である。

【図5】本発明の一実施形態を模式的に示す図である。

【図6】本発明の一実施形態を模式的に示す図である。

【図7】本発明の一実施形態を模式的に示す図である。

【図8】本発明の一実施形態を模式的に示す図である。

【図9】本発明の一実施形態を模式的に示す図である。

【図10】本発明の一実施形態を模式的に示す図である。

【図11】本発明の一実施形態を模式的に示す図である。

【図12】本発明の一実施形態を模式的に示す図である。

【図13】鋼－マグネシウム試験体又は鋼－亜鉛試験体を模式的に示す図である。

【図14】鋼－マグネシウム試験体又は鋼－亜鉛試験体に含水流体３及び滅菌ガーゼ６を配置する様子を模式的に示す図である。

【図15】ＲＦＩＤモニタリング用試験体を模式的に示す図である。

【図16】ＲＦＩＤモニタリング用試験体におけるマグネシウム合金板２の表面、断面、及び鋼板１と接触させる裏面を模式的に示す図である。

【図17】腐食確認実験における試験体の各部寸法を示す図である。

【図18】腐食確認実験における試験体の外観を模式的に示す図である。

【図19】腐食確認実験における試験体におけるプラスチックテープによる隙間部の確保の様子を模式的に示す図である。

【図20】腐食確認実験における試験体に貼り付けたプラスチックテープ上にアクリル板を設置し、アクリル板の四角を万力により締め付ける様子を模式的に示す図である。

【図21】腐食確認実験における試験体の各チャネル（ＣＨ）のデータロガーへの繋ぎ込みを模式的に示す図である。

【図22】腐食確認実験の様子を撮影した写真である。

【図23】腐食確認実験における鋼材及びマグネシウム合金の経過時間に対する電流値の変化を示すグラフである。

【図24】腐食確認実験における電解質としての亜硫酸ナトリウムの有無による鋼材及びマグネシウム合金の経過時間に対する電流値の変化を示すグラフである。

【図25】腐食確認実験における隙間部の内部の防食状況を示す写真である。

【図26】本発明の防食システムを使用しない場合の鋼材の経過時間に対する電流値の変化を示すグラフである。

【図27】ＲＦＩＤタグの一例の分解図であり、特願２０２１－１７６５４４号から抜粋されたものである。

【図28】ＲＦＩＤタグの一例の斜視図であり、特願２０２１－１７６５４４号から抜粋されたものである。

【図29】導通判定装置を模式的に示す図であり、特願２０２１－１７６５４４号から抜粋されたものである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
本明細書では、適宜図面を参照して本発明の特徴を説明する。図面では、明確化のために各部の寸法及び形状を誇張しており、実際の寸法及び形状を正確に描写してはいない。それ故、本発明の技術的範囲は、これら図面に表された各部の寸法及び形状に限定されるものではない。なお、本発明の防食システム、防食モニタリングシステム及びその構築方法は、下記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良などを施した種々の形態にて実施することができる。

【0028】

本発明は、鋼材、鋼材よりも自然電位が低い卑金属、並びに平均繊維幅が１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の微細セルロース繊維及び電解質を含む含水流体を含み、鋼材と卑金属とが電気的に導通する形で接合され、含水流体が、鋼材表面及び卑金属表面に接しており、且つ卑金属表面から生じる卑金属イオンを鋼材表面に供給する、鋼材の防食システムに関する。

【0029】

鋼材とは、土木、建築、又は機械などの材料として使用するために、板状、棒状、又は管状などに加工された鋼鉄を意味する。鋼材としては、１つであっても、又は２つ以上を組み合わせてもよい。鋼材としては、２つ以上を組み合わせて、当該２つの鋼材の間に隙間部を有する鋼材、例えば添接板、フランジ、ボルトなどが好ましい。

【0030】

鋼材は、鋼材表面にさびを有していてもよい。

【0031】

鋼材が、鋼材表面にさびを有していたとしても、当該さびを取り除くことなく、本発明の防食システムを構築することができ、本発明の防食システムにより、当該さびのさらなる拡大を抑制することができる。

【0032】

鋼材よりも自然電位が低い卑金属としては、当該技術分野において公知の卑金属が挙げられる。卑金属としては、例えばマグネシウム、マグネシウム合金、亜鉛、亜鉛合金、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。

【0033】

例えば、マグネシウム合金は鋼材に比べて平衡電位は卑である。したがって、マグネシウム合金と鋼材とを導電性接着剤（当該技術分野において公知の導電性接着剤、例えば、熱、嫌気性条件、湿気、光吸収、及び感圧からなる群のうちの少なくとも１つの条件により硬化接着する、シリコーン、エポキシ、フェノール、アクリル、エン、ユリア、メラミン、イソシアネート、及びクロロプレンゴムからなる群のうちの少なくとも１つを主剤とする導電性接着剤、又はホットメルト系樹脂を含有する導電性接着剤など）を用いて接着することにより、含水流体が浸入した際に鋼材に防食電流、すなわち卑金属がイオン化した際に生じる電子を供給することができ、犠牲防食を行うことが可能となる。これにより、鋼材の隙間部におけるアノード部をカソード部に逆転させることが可能であり、マグネシウム合金が健全である限り腐食することはなくなる。

【0034】

鋼材と鋼材よりも自然電位が低い卑金属とは、電気的に導通する形で接合されている。ここで、「電気的に導通する形で接合」としては、当該技術分野において公知の接合が挙げられる。当該接合としては、例えば導電性接着剤を介した接合、溶接、はんだ付け、リベットなどが挙げられる。接合において溶接を使用する場合には、ガルバニック腐食を生じる可能性があるため注意が必要である。

【0035】

本発明において、鋼材の防食電位は、一般的には－０．７７Ｖｖｓ．ＳＣＥ以下であるが、その鋼材の持つ固有の自然電位を基準としてその電位から陰極電位を０．３Ｖ以上低下させることが好ましい。

【0036】

含水流体とは、静止状態においてせん断応力が発生しない（すなわち、流動性を有する）連続体を意味する。含水流体は、水、微細セルロース繊維、及び電解質を含む。

【0037】

含水流体が水、微細セルロース繊維、及び電解質を含むことにより、水分浸入時において微細セルロース繊維が水分を保持し、含水流体中の電解質の媒体となることで、鋼材及び卑金属表面から生じる卑金属イオンを鋼材表面に供給することができる。

【0038】

微細セルロース繊維とは、グルコースがβ－１，４－グリコシド結合した（Ｃ_６Ｈ_１０Ｏ_５）_ｎで示される多糖類からなる繊維を、平均繊維幅１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲に微細に解きほぐした構造の物質であり、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）やセルロースナノクリスタル（ＣＮＣ）などと称されることもある。

【0039】

微細セルロース繊維としては、機械解繊微細セルロース繊維、非アニオン変性微細セルロース繊維、アニオン変性微細セルロース繊維などが挙げられる。

【0040】

アニオン変性微細セルロース繊維は、グルコースユニットのＯＨ基の一部が、アニオンに変性されたセルロース、すなわちＯＨ基がエステル化修飾などを受けて負電荷を持つアニオン変性基が導入されたセルロース、又は６位ＯＨ基が結合するメチレンが酸化されることによりアニオン変性基が導入されたセルロースから構成される繊維である。アニオン変性微細セルロース繊維としては、例えば、限定されないが、硫酸エステル化微細セルロース繊維、ＴＥＭＰＯ酸化微細セルロース繊維、リン酸エステル化微細セルロース繊維、亜リン酸エステル化微細セルロース繊維、ザンテート化微細セルロース繊維などが挙げられる。

【0041】

例えば、アニオン変性微細セルロース繊維としては、式（１）

【化2】

（式中、ｎは１以上３以下の整数であり、Ｍ^ｎ+はｎ価の陽イオンであり、波線は他の原子への結合部位（グルコースユニットのＯＨ基が結合していた炭素原子への結合部位）である。）
に記載の置換基を有する水和性の高い硫酸エステル化微細セルロース繊維（硫酸エステル化セルロースナノファイバーともいう）が挙げられる。硫酸エステル化微細セルロース繊維では、通常は繊維を構成するセルロース中のＯＨ基の一部を一般式（１）で表される硫酸エステル基で置換することにより、硫酸エステル基が導入されている。硫酸エステル化微細セルロース繊維は、例えば原料パルプを硫酸エステル化及び解繊することにより製造することができる。

【0042】

ここで、Ｍ^ｎ＋としては、水素イオン、金属イオン、アンモニウムイオンなどが挙げられる。ｎが２又は３の場合、Ｍ^ｎ+は、２つ又は３つの－ＯＳＯ_３ ^－との間でイオン結合を形成する。

【0043】

金属イオンとしては、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、遷移金属イオン、その他の金属イオンが挙げられる。

【0044】

ここで、アルカリ金属イオンとしては、リチウムイオン（Ｌｉ^＋）、ナトリウムイオン（Ｎａ^＋）、カリウムイオン（Ｋ^＋）、ルビジウムイオン（Ｒｂ^＋）、セシウムイオン（Ｃｓ^＋）などが挙げられる。アルカリ土類金属イオンとしては、カルシウムイオン（Ｃａ^２＋）、ストロンチウムイオン（Ｓｒ^２＋）などが挙げられる。遷移金属イオンとしては、鉄イオン、ニッケルイオン、クロムイオン、パラジウムイオン、銅イオン、銀イオンなどが挙げられる。その他の金属イオンとしては、ベリリウムイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオンなどが挙げられる。

【0045】

アンモニウムイオンとしては、ＮＨ_４ ^＋だけでなく、ＮＨ_４ ^＋の１つ以上の水素原子が有機基に置き換わってできる各種アミン由来のアンモニウムイオンが挙げられ、例えば、ＮＨ_４ ^＋、第四級アンモニウムカチオン、アルカノールアミンイオン、ピリジニウムイオン、イミダゾリニウムイオンなどが挙げられる。

【0046】

Ｍ^ｎ+としては、アニオン変性微細セルロース繊維の各用途における加工性の観点から、水素イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、又は第四級アンモニウムカチオンが好ましく、ナトリウムイオン（Ｎａ^＋）であることが特に好ましい。上記一般式（１）で表されるアニオン変性基が有するＭ^ｎ+としては１種のみであってもよく、２種以上であってもよい。

【0047】

本発明のアニオン変性微細セルロース繊維では、上記一般式（１）で表される硫酸エステル基の他に、他の置換基を有していてもよい。ここでアニオン変性微細セルロース繊維が、上記一般式（１）で表される硫酸エステル基以外の基、すなわち、他の置換基を有する場合、他の置換基は通常微細セルロース繊維を構成するセルロース中のＯＨ基の少なくとも１つと置換されている。他の置換基としては、例えば、特に限定されないが、アニオン性置換基及びその塩、エステル基、エーテル基、アシル基、アルデヒド基、アルキル基、アルキレン基、アリール基、これらの２種以上の組み合わせなどが挙げられる。他の置換基が２種以上の組み合わせの場合、それぞれの置換基の含有比率は限定されない。他の置換基としては、中でも、ナノ分散性の観点からアニオン性置換基及びその塩、又はアシル基が好ましい。アニオン性置換基及びその塩としては、特にカルボキシ基、リン酸エステル基、亜リン酸エステル基、ザンテート基が好ましい。アニオン性置換基が塩の形態である場合、ナノ分散性の観点からナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩が特に好ましい。また特に好ましいアシル基としては、ナノ分散性の観点からアセチル基が好ましい。

【0048】

アニオン変性微細セルロース繊維は、たとえ乾燥したとしても、加水によりその保水性（ゲル状）を再現できる。

【0049】

アニオン変性微細セルロース繊維の平均繊維幅は、限定されないが、通常１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、より好ましくは２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。

【0050】

アニオン変性微細セルロース繊維の平均繊維長は、限定されないが、通常０．１μｍ以上６μｍ以下であり、好ましくは０．１μｍ以上２μｍ以下である。

【0051】

平均繊維幅及び平均繊維長は、例えば原子間力顕微鏡（ＳＰＭ－９７００ＨＴ、株式会社島津製作所製）を用いて、任意に選択した５０本の繊維における繊維幅（繊維径（円相当直径））及び繊維長を計測し、それぞれ加算平均値をとることで測定することができる。平均繊維幅及び平均繊維長は硫酸などの試薬の濃度、反応溶液に対するパルプの量、反応時間を調整することにより、所望の範囲に設定することができる。

【0052】

アニオン変性微細セルロース繊維の平均繊維幅及び平均繊維長が前記範囲であることにより、当該アニオン変性微細セルロース繊維が過剰な水分を吸収・保持することなく適切な水分で防食対象の鋼材表面を満たすことができ、乾固しても再び吸水すれば含水流体に可逆的に戻すことができ、乾燥して乾燥膜となった際に被膜防食効果を発現することができる。

【0053】

アニオン変性微細セルロース繊維では、アニオン変性基の導入量が、限定されないが、通常０．３ｍｍｏｌ／ｇ以上４．０ｍｍｏｌ／ｇ以下、好ましくは０．３ｍｍｏｌ／ｇ以上３．０ｍｍｏｌ／ｇ以下、より好ましくは０．４ｍｍｏｌ／ｇ以上２．５ｍｍｏｌ／ｇ以下、さらにより好ましくは０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上２．０ｍｍｏｌ／ｇ以下である。アニオン変性微細セルロース繊維のアニオン変性基導入量は、アニオン変性微細セルロース繊維１ｇ当たりのアニオン変性基含有率（ｍｍｏｌ）で表わされる。アニオン変性基導入量は、前記範囲内で、用途などに応じて任意の適切な値に設定することができる。

【0054】

アニオン変性基導入量が前記範囲内であることにより、乾燥後に高い水分散性を得ることができる。

【0055】

非アニオン変性微細セルロース繊維としては、機械解繊型セルロースナノファイバー、機械解繊型セルロースマイクロファイバーなどが挙げられる。

【0056】

非アニオン変性微細セルロース繊維は、塩分やアルカリによる粘度変化を起こさず、ゲル状の状態で施工することができる。したがって、非アニオン変性微細セルロース繊維は、隙間部の入口部までの複雑な形状への適合性が高く、例えば紙などに比べて連続性を維持しやすい。また、非アニオン変性微細セルロース繊維は紙と同じ繊維質でできており保水性も有する。

【0057】

非アニオン変性微細セルロース繊維の各材料特性としては、アニオン変性微細セルロース繊維と同等の平均繊維幅及び平均繊維長を有し、比較的耐薬品性に優れ、化学修飾したもの、例えばアニオン変性微細セルロース繊維と比較して、安価である一方で、乾燥後は水分散性が下がるといった性質が挙げられる。

【0058】

セルロース繊維としては、非アニオン変性微細セルロース繊維とアニオン変性微細セルロース繊維、例えば硫酸エステル化微細セルロース繊維との混合物であってもよい。

【0059】

セルロース繊維として、非アニオン変性微細セルロース繊維と硫酸エステル化微細セルロース繊維との混合物を使用することにより、硫酸エステル化微細セルロース繊維の硫酸エステル基の静電反発力によって、非アニオン変性微細セルロース繊維の乾燥時に生じる水素結合による保水性の減少を抑制し、さらに、非アニオン変性微細セルロース繊維によって、硫酸エステル化微細セルロース繊維の塩分やアルカリ（卑金属の水酸化物によるアルカリ化（ｐＨ１０．５程度））による粘度の減少（ゾル化）を抑制することができ、したがって、両者を混合することでそれぞれの欠点を補い、乾燥時の加水再現性とアルカリ性及び塩存在下におけるゲル状維持を実現できる。

【0060】

また、当該混合物は、その割合を変化させることで粘度を自由に調整することができ、例えば混合割合を調整して粘度を下げることで、より狭い隙間内部まで微細セルロース繊維を行き渡らせることが可能となる。また、微細セルロース繊維には酸素バリア機能があるため、入口部と隙間奥部の酸素濃度差を低減でき、卑金属アノードによる防食効果をより深部まで伝達することができるようになる。

【0061】

セルロース繊維として非アニオン変性微細セルロース繊維とアニオン変性微細セルロース繊維との混合物を使用する場合、非アニオン変性微細セルロース繊維とアニオン変性微細セルロース繊維との質量比（非アニオン変性微細セルロース繊維：アニオン変性微細セルロース繊維）は、目的とする混合物の特性、例えば粘度に依存し、限定されないが、通常１：０．０１～１：１００、好ましくは１：０．１～１：１０である。

【0062】

微細セルロース繊維の含有量は、限定されないが、含水流体における固形分の総質量に対して、通常０．１質量％以上５０質量％以下、好ましくは１質量％以上５質量％以下である。

【0063】

微細セルロース繊維の含有量の調整により、防食対象の複雑形状部や隙間部の施工に適した含水流体の粘度とする事が可能となる。

【0064】

電解質としては、微細セルロース繊維とは異なる化合物であり、限定されないが、水溶性であることが好ましく、さらに還元剤としての作用も併せ持つか、又は電解質の一部に還元剤としての作用を持つものを併用することがより好ましい。電解質としては、例えば、水溶性の金属塩、アンモニウム塩、及びイオン液体からなる群から選択される１つ以上を用いる事ができる。また、前記アニオン変性微細セルロース繊維もアニオン変性基がアニオンとして電離するため、電解質としての機能を発現する。

【0065】

金属塩としては、特に限定されないが、アルカリ金属元素及びアルカリ土類金属元素からなる群から選択される１種以上をカチオンとするものが挙げられる。金属塩の具体例としては、例えば塩化ナトリウム（食塩）、塩化カリウム、塩化カルシウム、硫酸塩類、カルボン酸塩類、ホウ酸塩類、リン酸塩類などが挙げられる。

【0066】

アンモニウム塩としては、特に限定されないが、ＮＨ_４Ｘ（式中、Ｘは１価の塩基である）又はＮＲ_４Ｘ（式中、Ｒはそれぞれ独立に水素原子又はアルキル基であり、Ｘは１価の塩基である）で表される。Ｘとしては、例えばハロゲンイオン、硫酸イオン、酢酸イオン、硝酸イオン、又はヒドロキシドイオンが、分散性の観点から好ましい。Ｒは、それぞれ独立に炭素数１～４のアルキル基である。アンモニウム塩としては、例えば硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドなどが挙げられる。

【0067】

イオン液体としては、特に限定されないが、イミダゾリウム系イオン液体、芳香族系イオン液体、ピロリジニウム系イオン液体、アンモニウム系イオン液体、ピペリジニウム系イオン液体、四級ホスホニウム系イオン液体などが挙げられる。イオン液体には電解質としての機能の他に、凍結防止機能、セルロース系化合物の溶解機能がある。

【0068】

イミダゾリウム系イオン液体としては、特に限定されないが、ヘキシル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（Ｃ１Ｃ６Ｉｍ－ＮＴｆ２）、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（Ｃ１Ｃ４Ｉｍ－ＮＴｆ２）などを挙げることができる。

【0069】

芳香族系イオン液体としては、特に限定されないが、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネートビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＭＤＩ－ＴＦＳＩ）などが挙げられる。

【0070】

アンモニウム系イオン液体としては、特に限定されないが、例えば、Ｎ，Ｎ－ジエチル－Ｎ－（２－メトキシエチル）アンモニウムテトラフルオロボレート（ＤＥＭＥ－ＢＦ_４）、トリメチルプロピルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＴＭＰＡ－（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ）などが挙げられる。

【0071】

還元性を持つ電解質としては、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、硫酸鉄（ＩＩ）ヒドラジン、没食子酸などが挙げられる。

【0072】

含水流体が電解質を含むことにより、卑金属イオンの卑金属から鋼材への移動をよりスムーズに行うことができる。

【0073】

さらに、含水流体が還元剤の作用を併せ持つ電解質を含むことにより、含水流体中の酸素を還元し、含水流体中の酸素濃度を低下させることができる。

【0074】

なお、含水流体が亜硫酸ナトリウムを含む場合、隙間部の酸素濃度の低下量が大きくなるため、卑金属の防食効果が消滅した場合において隙間部外部との間で形成される酸素濃淡電池の電位差も大きくなり隙間部の腐食が促進される可能性があるため、卑金属が消費されたらすぐに卑金属を交換する必要がある。

【0075】

電解質の含有量は、限定されないが、含水流体における固形分の総質量に対して、通常０．１質量％以上、好ましくは１質量％以上である。電解質の含有量の上限値は、限定されないが、通常８５質量％、好ましくは８０質量％である。したがって、電解質の含有量は、限定されないが、含水流体における固形分の総質量に対して、通常０．１質量％以上８５質量％以下、好ましくは１質量％以上８０質量％以下、例えば４５質量％以上７９質量％以下である。

【0076】

また、本発明の含水流体は、電解質を含むため凝固点降下により０℃未満の凝固点を有し得るが、低温環境の使用時に凍結することをより防ぐため、凍結防止剤を含んでいてもよい。

【0077】

凍結防止剤としては、水の凝固点を下げるものであれば特に限定されないが、例えば、グリコール系化合物、及び高極性の両親媒性溶媒からなる群から選択される１つ以上が挙げられる。グリコール系化合物としては、特に限定されないが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコールなどが挙げられる。高極性の両親媒性溶媒としては、特に限定されないが、ジメチルスルホキシド、Ｎ－メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、メタノール、エタノール、２－プロパノール、グリセリンなどが挙げられる。

【0078】

凍結防止剤の含有量は、使用環境によって任意に選ぶ事ができ、限定されないが、含水流体における固形分の総質量に対して通常０．１質量％以上８５質量％以下、好ましくは１質量％以上８０質量％以下、例えば５質量％以上５０質量％以下である。

【0079】

含水流体の固形分は、限定されないが、通常１％以上５０％以下、好ましくは２％以上１５％以下である。

【0080】

本発明の防食システムは、微細セルロース繊維とは異なる含水流体を担持するための繊維（本明細書等では、「微細セルロース繊維」に対して、単に「繊維」ともいう）、例えばパルプなどのセルロース繊維、樹脂繊維など、またそれらが絡み合った形態であるガーゼ、綿、不織布、樹脂ネットなどをさらに含んでいてもよい。

【0081】

繊維の平均繊維径は、限定されないが、通常５μｍ以上３００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上２００μｍ以下である。

【0082】

本発明において、微細セルロース繊維は含水流体中でのイオンの泳動をスムーズに行える環境を提供する。微細セルロース繊維は経時的に乾燥するため、微細セルロース繊維乾燥時には、微細セルロース繊維は卑金属、例えばマグネシウム合金と隙間部の入口部の全面を極力覆っていることが好ましい。本発明の防食システムが含水流体を担持するための繊維を含むことにより、微細セルロース繊維の乾燥に伴う結合由来の縮小特性を緩和し、乾燥過程でのセルロース繊維の剥離及び割れの発生を抑制することができる。なお、繊維は、含水流体を担持することができればよく、複雑形状の鋼材の隙間部の奥深くまで挿入しなくとも、当該隙間部の入口部付近に配置することで、その効果を発揮することができる。

【0083】

本発明の防食システムは、図１に示すように、鋼材１又は卑金属２の表面上に、綿ガーゼなどの繊維６を含水流体３により挟み込む構造を有することが好ましい。

【0084】

本発明の防食システムが、図１に示すように、鋼材１又は卑金属２の表面上に、綿ガーゼなどの繊維６を含水流体３により挟み込む構造を有することにより、乾燥過程での微細セルロース繊維を含む含水流体又はその乾燥体の剥離及び割れの発生をより抑制することができる。

【0085】

本発明の防食システムは、繊維を含む場合、吸水蒸発紙をさらに含んでいてもよい。

【0086】

本発明の防食システムが吸水蒸発紙を含むことにより、含水流体の乾燥に伴う剥がれを防止することができる。

【0087】

本発明の防食システムは、卑金属及び含水流体を覆うように鋼材表面に張設された外装材をさらに含んでいてもよい。

【0088】

外装材としては、限定されないが、耐候性及び防水性に優れたもの、例えば大気や紫外線を通さない材質からなるものが好ましい。外装材としては、例えばビチューメン（アスファルト）とゴムの混合物、ペトロラタム系のシートなどが挙げられる。

【0089】

外装材は、例えば隙間部が存在する鋼材表面に卑金属及び含水流体を覆うように防水性に優れた接着剤（当該技術分野において公知の接着剤、例えば、熱、嫌気性条件、湿気、光吸収、及び感圧からなる群のうちの少なくとも１つの条件により硬化接着する、シリコーン、エポキシ、フェノール、アクリル、エン、ユリア、メラミン、イソシアネート、及びクロロプレンゴムからなる群のうちの少なくとも１つを主剤とする接着剤、又はホットメルト系樹脂を含有する接着剤など）又はボルト留めなどの物理的な方法で張設することができる。外装材は、外界の水分浸入を防ぐ役割を発揮することができる。さらに、経年的に外装材及び接着剤が劣化し水分が浸入してきたとしても、その水分を防食システム内部に閉じ込めて、防食回路を維持することができる。

【0090】

したがって、本発明は、塗布された微細セルロース繊維が乾燥した際に、隙間部を取り巻く環境において、第一過程として外界の水分浸入を防ぐために設けられた外装材で施工部分を覆って、当該外装材を防水性に優れた接着剤又はボルト留めなどの物理的な方法で鋼材に固定し、第二過程として経年的に外装材及び接着剤が劣化し水分が浸入したとしてもその水分を内部に閉じ込め防食回路を維持できる防食システムにも関する。

【0091】

本発明の防食システムが外装材を含むことにより、マグネシウムなどの卑金属の大気曝露に伴う自己腐食を抑制することができ、さらに、隙間部への水分の到達を予防し、また、劣化などにより水分の浸入が始まったとしても外装材内に水分を閉じ込めることで防食回路を維持でき、加えて、大気からの遮断による酸素供給の希薄効果を得ることができる。

【0092】

本発明の防食システムは、ＲＦＩＤタグをさらに備えていてもよい。

【0093】

ここで、ＲＦＩＤタグについて、図２７～２９を使用して説明する。図２７は、ＲＦＩＤタグの一例の分解図である。図２８は、ＲＦＩＤタグの一例の斜視図である。図２９は、導通判定装置を模式的に示す図である。ＲＦＩＤタグ１０は、一方向に長いブロック状のベース基板１６と、前記ベース基板１６の第１面２３に重ねた状態で配置されるアンテナ基板１７と、前記ベース基板１６と前記アンテナ基板１７の間に位置し、前記ベース基板１６との対向面に第１電極１８と第２電極１９を有するＩＣチップモジュール２０と、前記ＩＣチップモジュール２０の第１電極１８に電気的に接続された第１検出端子２１と、前記ＩＣチップモジュール２０の第２電極１９に電気的に接続された第２検出端子２２と、を備え、前記第１検出端子２１と前記第２検出端子２２は、それぞれ卑金属２と鋼材１に電気的に接続され、前記アンテナ基板１７は、２つの金属体間の導通の有無の検出結果を電波で発信する。

【0094】

このようなＲＦＩＤタグ１０では、導通の有無の検出結果を、電波を介して非接触で発信することができる。

【0095】

ＲＦＩＤタグ１０の実施態様としては、以下の構成が望ましい。前記ベース基板１６は、絶縁性の材料からなり、前記第１面２３の反対側に第２面２４を有し、前記第２面２４は、前記第１面２３とは所定距離以上離隔しており、ＲＦＩＤタグ１０は、前記第２面２４を装着面として、前記鋼材１に装着される。

【0096】

鋼材１とＩＣチップモジュール２０の距離が所定距離未満まで接近すると、ＩＣチップモジュール２０が外乱の影響を受けて検出の正確性が低下するおそれがある。第１面２３と第２面２４との距離を所定距離以上にすると、鋼材１とＩＣチップモジュール２０が所定距離以上離隔するため、外乱による影響を低減し、より正確に導通の有無を検出できる。

【0097】

ＲＦＩＤタグ１０は、前記ベース基板１６に対して前記アンテナ基板１７を保持するクリップ２５を備え、前記第１検出端子２１及び前記第２検出端子２２は、前記クリップ２５の弾性力により、前記第１電極１８及び前記第２電極１９との接触状態を保つことで、電極１８及び１９との電気的な接続を維持する。

【0098】

各端子２１及び２２と各電極１８及び１９は、クリップ２５で押さえつけられることで接触状態を保ち、電気的な接続が維持される。電極１８及び１９に対して端子２１及び２２が固定されていないので、温度変化と線膨張係数の違いにより電極１８及び１９と端子２１及び２２の位置にずれが生じても、接続部分が破損せず、良好な接続状態を維持することができる。これにより、温度変化に強いＲＦＩＤタグ１０にすることができる。

【0099】

導通判定装置２６は、ＲＦＩＤタグ１０と、前記ＲＦＩＤタグ１０から非接触で検出結果を読み取るＲＦＩＤリーダ１１と、を備える。このようにすると、ＲＦＩＤリーダ１１を用いてＲＦＩＤタグ１０の検出結果を非接触で受信できる。

【0100】

導通の有無から、犠牲防食の効果を維持しているか否かを判断できる。

【0101】

前記ＲＦＩＤリーダ１１は、前記ＲＦＩＤタグ１０との間で電波を送受信するＲＦＩＤリーダ側アンテナと、制御部と、を含み、前記ＲＦＩＤタグ１０は、受信した電波から電力の供給を受けて、導通状態の検出及び検出結果の発信を行うパッシブ型であり、前記制御部は、前記ＲＦＩＤリーダ側アンテナで前記ＲＦＩＤタグ１０が発信する検出結果を受信できるように、前記ＲＦＩＤタグ１０に出力する電波のレベルを自動調整してもよい。

【0102】

このようにすると、ＲＦＩＤリーダ１１は、ＲＦＩＤタグ１０の検出結果を、より確実に受信することができる。

【0103】

前記制御部は、前記ＲＦＩＤリーダ側アンテナで前記ＲＦＩＤタグ１０が発信する前記検出結果を受信できない場合、出力する電波のレベルを上昇させてもよい。電波レベルの上昇により、ＲＦＩＤリーダ１１からＲＦＩＤタグ１０に供給する電力が増大すると、ＲＦＩＤタグ１０がＲＦＩＤリーダ１１に向けて発信する電波のレベルも上昇する。これにより、ＲＦＩＤリーダ１１はより確実にＲＦＩＤタグ１０からの電波を受信できる。

【0104】

前記検出結果は、前記第１検出端子２１と前記第２検出端子２２の間が導通しているときに検出されるクローズ信号、又は、導通していないときに検出されるオープン信号であり、前記制御部は、受信した前記オープン信号及び前記クローズ信号の順序及び数に基づき、導通の有無を判定してもよい。

【0105】

検出結果には、実際の導通状況とは異なる結果を示すエラーが含まれることがある。ＲＦＩＤリーダ１１が受信したオープン信号及びクローズ信号の順序及び数に基づいて導通の有無を判定することにより、エラーの影響を除外して、導通の有無をより正確に判定できる。

【0106】

前記制御部は、前記クローズ信号を複数回受信する前に、前記オープン信号を１回以上受信した場合は、前記第１検出端子２１と、前記第２検出端子２２とが導通していないと判定し、前記オープン信号を１回以上受信する前に、前記クローズ信号を複数回受信した場合は、前記第１検出端子２１と、前記第２検出端子２２とが導通していると判定してもよい。

【0107】

このようにすると、少なくとも最初に検出されるクローズ信号は導通の有無の判断には用いられないため、最初のクローズ信号がエラーであったとしても、判定結果に与える影響を除外することができる。２度目以降のクローズ信号により、正確な判定をすることができる。

【0108】

ＲＦＩＤタグ１０の一実施形態では、ＲＦＩＤタグ１０は、タンパー（ｔａｍｐｅｒ）機能を有するＩＣチップをセラミック製のタグに乗せてあり、卑金属２からなる金属材料が剥離や消耗した際にＲＦＩＤリーダ１１の要求に応じてフラグ信号を発するものである。ここで、タンパー機能は、ＲＦＩＤタグ１０などを不正に開けられた際にタグに繋がれたリード線２７の断線を検知してフラグを立てる機能である。タンパー機能は断線検知のために開発されたものであり、前記リード線２７を金属同士に繋いだ場合は金属に静電容量があるため誤動作してしまうが、統計処理により静電容量の影響を受けないようにプログラムによるフィルターをかけてある。また、ＲＦＩＤタグ１０は温度変化に強いセラミックで構成されており、室外の気温変化の影響を受けず長寿命（２０年以上）を維持できる工夫がなされている。また、ＲＦＩＤタグ１０は金属によって電波が外乱を受け、読み取りができないか又は距離が短くなる傾向にあるが、外乱を受けない工夫もなされており、外装材に覆われた状態でも４ｍ以上１０ｍ以下程度の読み取り距離を持っている。特に、卑金属２からなる金属材料の副生成物である水酸化物、例えばマグネシウムの副生成物である水酸化マグネシウムは絶縁物であるため、卑金属２全体が消耗し卑金属２から卑金属２の水酸化物、例えば水酸化マグネシウムに置き換わった段階で、外装材に覆われたままＲＦＩＤリーダ１１での消耗状態の瞬時遠隔読み取りが可能となる。このＲＦＩＤタグ１０の採用により近距離で外装材をはがすことなく遠隔から内部の消耗状況を把握でき、外観上は確認が不可能な環境の違いによる消耗の遅速を把握できるため、その弊害を気にすることなく運用が可能となる。なお、ＲＦＩＤタグ１０は電源を使わないパッシブ型であり途中の電池交換などの手間はいらない。

【0109】

図２７～２９及び前記ＲＦＩＤタグについての説明は、特願２０２１－１７６５４４号から抜粋されたものである。

【0110】

犠牲防食は防食対象である鋼材などに対して卑金属からなる金属材料の消耗により防食機能を発現する手法である。したがって、卑金属からなる金属材料が減耗し切ると防食能が消失する。また、卑金属からなる金属材料と防食対象である鋼材などを電気的に接合する導電性接着剤などが剥離すると防食能が消失する。

【0111】

この際に、卑金属からなる金属材料に由来する水酸化物（卑金属としてマグネシウム合金を用いる場合は、水酸化マグネシウム）などの付着などによる隙間部の不動態皮膜の防食効果を期待できるが、その効果についても凍結防止剤の塩などによる塩化物イオンが流入することで破壊されることとなり、その後は以前と同様に腐食が進んでいく可能性が高い。

【0112】

このため、卑金属からなる金属材料の消耗や剥離のモニタリングは防食システムの維持に重要である。また、本発明の技術適用領域は橋梁やプラント設備の防食であり、長期間にわたるモニタリングが必要であるため、電源を用いない方法が好ましい。

【0113】

したがって、本発明の防食システムが電源を用いないパッシブ型ＲＦＩＤタグを備えることにより、本発明の防食システムを防食モニタリングシステムとして利用できる。

【0114】

本発明の防食システム又は防食モニタリングシステムでは、含水流体は、乾燥していてもよい。

【0115】

含水流体が乾燥すると、含水流体中に含まれている微細セルロース繊維に基づく被膜が形成され、当該被膜が酸素ガスバリア効果を発揮し、鋼材の入口部と隙間部の酸素濃度差を低減でき、鋼材の腐食を抑制することができる。

【0116】

本発明は、前記において説明した鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステムに使用するための含水流体にも関する。

【0117】

本発明の含水流体は、水と、微細セルロース繊維と、電解質とを含み、含水流体に含まれる材料は、前記で説明した通りである。

【0118】

本発明の含水流体の各材料の含有量及び固形分は、前記で説明した通りである。

【0119】

本発明の含水流体の粘度は、流動性を有していれば限定されない。本発明の含水流体の粘度は、自由に調整することができるが、含水流体を使用する条件下、例えば、大気圧中、通常－１０℃以上６５℃以下、例えば０℃以上６０℃以下の温度で、通常１ｍＰａ・ｓ以上１００，０００ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは１０ｍＰａ・ｓ以上１０，０００ｍＰａ・ｓ以下である。本発明の含水流体は、ゲル状であることが好ましい。

【0120】

本発明の含水流体は、犠牲防食システムの防食電流を伝搬させ、防食電流が伝搬した領域の防食を行う役割を有する。また、本発明の含水流体は、電解質をさらに含むことにより、防食電流を効果的に伝搬させることができる。本発明の含水流体により、紙シートなどを用いた含水シートと比較して、複雑な形状部や隙間部に犠牲防食システムを適用する事が可能となる。

【0121】

本発明の含水流体が前記の通り構成されることにより、含水流体が鋼材の隙間部に容易に浸入することができ、本発明の鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステムを構築することができる。

【0122】

本発明は、前記において説明した鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステムに使用するための含水流体の乾燥体にも関する。

【0123】

本発明の含水流体の乾燥体は、本発明の含水流体が乾燥したものであり、微細セルロース繊維と、電解質とを含む。本発明の含水流体の乾燥体は、電解質などの乾燥時に揮発しない成分を含む乾燥組成物である。本発明の含水流体の乾燥体は、微細セルロース繊維により形成された被膜であり、酸素ガスバリア効果を発揮し、鋼材の腐食を抑制するためのものであり、例えば、含水流体が到達し得る複雑形状の被防食材である鋼材の隙間部にも存在することができる。

【0124】

本発明の含水流体の乾燥体の厚さは、限定されない。本発明の含水流体の乾燥体の厚さは、通常１μｍ以上５０ｍｍ以下、好ましくは５μｍ以上１０ｍｍ以下である。

【0125】

本発明の含水流体の乾燥体の厚さが前記範囲であることにより、十分な酸素ガスバリア効果を発揮し、鋼材の腐食を抑制することができる。

【0126】

本発明は、前記において説明した鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステムを構築する方法にも関する。

【0127】

本発明の方法は、鋼材と当該鋼材よりも自然電位が低い卑金属とを電気的に導通する形で接合し、含水流体を、鋼材表面及び卑金属表面に接するように、且つ卑金属表面から生じる卑金属イオンを鋼材表面に供給できるように配置する工程を含む。

【0128】

含水流体を配置する方法は、限定されない。含水流体は、鋼材の隙間部に満遍なく行き渡るように導入されることが好ましい。含水流体は、例えばコーキング注入器、コーキングガン又はシリンジなどによる注入を、常圧、低圧、高圧、又は任意の圧力条件下で、さらに水分が液状である任意の温度域内で、導入することができる。

【0129】

本発明の方法では、鋼材においてさびが存在していてもよく、鋼材にさびが存在していても、当該さびを除去する必要はない。

【0130】

本発明の方法は、さびが存在しているような鋼材、例えば添接板においても、当該添接板を分解せずに行うことができる。これは、本発明の方法では、含水流体が鋼材の隙間部に容易に浸入することで、卑金属表面から生じる卑金属イオンを鋼材表面に供給でき、鋼材の表面電位を防食電位にして、鋼材の防食システム又は防食モニタリングシステムを構築できるためである。したがって、本願発明を、さびを有する鋼材に使用することによって、さびのさらなる拡大を抑制することができる。したがって、本発明の防食システム又は防食モニタリングシステムは、例えば、大気圧中、通常－１０℃以上６５℃以下、例えば０℃以上６０℃以下の温度において、日照や風雨に晒されるような環境下に存在する鋼材においても、さらなるさびによる腐食を防止し、鋼材の寿命を長くすることができる。

【0131】

図２に本発明の一実施形態を示す。

【0132】

図２に示す本発明の一実施形態の防食システムは、鋼材１、鋼材１よりも自然電位が低い卑金属２、及び微細セルロース繊維を含む含水流体３を含む。鋼材１には、既存のさび層Ｓ’が形成されている。鋼材１と卑金属２とは、電気的に導通する形（導電性接着剤４）で接合されている。含水流体３は、鋼材１の隙間部及び卑金属２の周りにおいて、鋼材１表面及び卑金属２表面に接しており、且つ図２中の矢印により示されるように卑金属２表面から生じる卑金属イオンを鋼材１表面に供給するよう配置されている。

【0133】

なお、含水流体３が微細セルロース繊維を含まない場合、図３に示すように、含水流体３は、鋼材１表面及び卑金属２表面それぞれに接しているものの、図３中の矢印により示されるように卑金属２表面から生じる卑金属イオンを鋼材１表面に供給するよう配置されないような態様を示す可能性がある。この場合には、鋼材１と卑金属２との間に電流を流すことができず、その結果、防食効果を示すことができず、さびＳが形成してしまう。したがって、含水流体３に含まれる微細セルロース繊維は、鋼材１の表面を適度に湿潤させて卑金属２表面から生じる卑金属イオンを鋼材１表面にスムーズに供給できるように卑金属２表面と鋼材１表面とを途絶することなく接続する役目を有する。

【0134】

図４に本発明の別の一実施形態を示す。

【0135】

図４に示す本発明の一実施形態の防食システムは、鋼材１、鋼材１よりも自然電位が低い２つの卑金属２、及び微細セルロース繊維を含む含水流体３を含む。鋼材１には、既存のさび層Ｓ’が形成されている。鋼材１と卑金属２とは、電気的に導通する形（導電性接着剤４）で接合されている。含水流体３は、鋼材１の隙間部及び２つの卑金属２の周りにおいて、鋼材１表面及び２つの卑金属２表面に接しており且つ２つの卑金属２表面から生じる卑金属イオンをそれぞれの卑金属が接合されている上部及び下部の鋼材１表面に供給するよう配置されている。なお、含水流体３に含まれる微細セルロース繊維は、大気中の酸素を遮断する酸素ガスバリア機能を有する。

【0136】

図５に本発明の別の一実施形態を示す。

【0137】

図５に示す本発明の一実施形態の防食システムは、鋼材１、鋼材１よりも自然電位が低い２つの卑金属２、微細セルロース繊維を含む含水流体３、及び外装材５を含む。鋼材１には、既存のさび層Ｓ’が形成されている。鋼材１と卑金属２とは、電気的に導通する形（導電性接着剤４）で接合されている。含水流体３は、鋼材１の隙間部及び２つの卑金属２の周りにおいて、鋼材１表面及び２つの卑金属２表面に接しており且つ２つの卑金属２表面から生じる卑金属イオンをそれぞれの卑金属が接合されている上部及び下部の鋼材１表面に供給するよう配置されている。外装材５は、２つの卑金属２及び含水流体３を覆うように鋼材１表面に張設されている。なお、外装材５は、含水流体３に含まれる微細セルロース繊維同様に、大気中の酸素を遮断する酸素ガスバリア機能を有し、また、内側の水分を閉じ込める役割も有する。

【0138】

図６に本発明の別の一実施形態を示す。

【0139】

図６に示す本発明の一実施形態の防食システムは、鋼材１、鋼材１上に接合された鋼材１よりも自然電位が低い３つの卑金属２、鋼材１のボルト貫通穴に埋め込まれたアンカーボルト２８、アンカーボルト２８に締結されたナット部分２９、ナット部分２９の側面を取り囲む卑金属２、ナット部分２９の下部、すなわちナット部分２９と鋼材１との間に設置されたワッシャー３１、微細セルロース繊維を含む含水流体３、及び外装材５を含む。鋼材１と鋼材１上に接合された３つの卑金属２及びナット部分２９とナット部分２９の側面を取り囲む卑金属２とは、電気的に導通する形（導電性接着剤４）で接合されている。含水流体３は、鋼材１の隙間部及び表面（周り）、鋼材１上に接合された３つの卑金属２の表面、アンカーボルト２８の表面、ナット部分２９及びワッシャー３１の表面、ナット部分２９の側面を取り囲む卑金属２の表面、アンカーボルト２８とナット部分２９との間に形成され得る微小隙間３０、ナット部分２９及びワッシャー３１と鋼材１との間に形成され得る微小隙間３０、並びに鋼材１とアンカーボルト２８の間に形成され得る微小隙間３０に途切れることなく接しており、且つ鋼材１上に接合された３つの卑金属２及びナット部分２９の側面を取り囲む卑金属２の表面から生じる卑金属イオンを、鋼材１表面、ナット部分２９及びワッシャー３１の表面、及びアンカーボルト２８表面に供給するよう配置されている。外装材５は、鋼材１上に接合された３つの卑金属２、アンカーボルト２８、ナット部分２９及びワッシャー３１、ナット部分２９の側面を取り囲む卑金属２、並びに含水流体３を覆うように鋼材１表面に張設されている。なお、図６では、微小隙間３０を便宜上目に見えるように記載しているが、微小隙間３０は、通常目に見えるほどの隙間ではなく、含水流体３が通過し得る程度の隙間であり、施工上不可避的に形成され得る微小な隙間を意味する。ここで、含水流体３は、鋼材１（特に、ベースプレート）、特に鋼材１の下部とアンカーボルト２８との密着性のためにそれらの境界部で封水となり、本発明の防食システムから排出されることはない。さらに、微小隙間３０の含水流体を確実にアンカーボルト２８の下部の表面に伝達するためにナット部分２９の下部に設置されたワッシャー３１にその機能に影響しない程度の切り込みを入れることでさらに確実に含水流体３の連続性を保つこともできる。また、図６の下方部分（すなわち、アンカーボルト２８により鋼材１の下部と接合されることになり得る部材、例えばモルタル）は、省略されている。さらに、外装材５は、含水流体３に含まれる微細セルロース繊維同様に、大気中の酸素を遮断する酸素ガスバリア機能をし、また、内側の水分を閉じ込める役割も有する。

【0140】

図７に、図６に示す本発明の一実施形態の防食システムの外装材の内部の状態を模式的に示す。図７は、防食システム内に外部から水分Ｗが浸入してきたとしても、その水分Ｗを防食システム内部に閉じ込めて、防食回路を維持することができる様子を示す。

【0141】

図８に本発明の別の一実施形態を示す。

【0142】

図８に示す本発明の一実施形態の防食システムは、鋼材１、鋼材１よりも自然電位が低い２つの卑金属２、及び微細セルロース繊維を含む含水流体３を含む。鋼材１と卑金属２とは、電気的に導通する形（導電性接着剤４）で接合されている。含水流体３は、鋼材１の隙間部及び２つの卑金属２の周りだけでなく鋼材１の周りにおいて、鋼材１表面及び２つの卑金属２表面に接しており且つ２つの卑金属２表面から生じる卑金属イオンをそれぞれの卑金属が接合されている上部及び下部の鋼材１表面に供給するよう配置されている。

【0143】

図９に本発明の別の一実施形態を示す。

【0144】

図９に示す本発明の一実施形態の防食システムは、鋼材１、鋼材１よりも自然電位が低い２つの卑金属２、微細セルロース繊維を含む含水流体３、及び繊維６を含む。鋼材１と２つの卑金属２とは、電気的に導通する形（導電性接着剤４）で接合されている。含水流体３は、鋼材１の隙間部及び２つの卑金属２の周りだけでなく鋼材１の周りにおいて、鋼材１表面及び２つの卑金属２表面に接しており且つ２つの卑金属２表面から生じる卑金属イオンをそれぞれの卑金属が接合されている上部及び下部の鋼材１表面に供給するよう配置されている。繊維６は、鋼材１の隙間部に差し込むように配置されている。繊維６を鋼材１の隙間部に差し込むことにより、図３のような含水流体３の途絶を防ぐことができる。

【0145】

図１０に本発明の別の一実施形態を示す。

【0146】

図１０に示す本発明の一実施形態の防食システムは、鋼材１、鋼材１よりも自然電位が低い２つの卑金属２、微細セルロース繊維を含む含水流体３、及び２つの繊維６を含む。鋼材１と卑金属２とは、電気的に導通する形（導電性接着剤４）で接合されている。含水流体３は、鋼材１の隙間部及び２つの卑金属２の周りだけでなく鋼材１の周りにおいて、鋼材１表面及び２つの卑金属２表面に接しており且つ２つの卑金属２表面から生じる卑金属イオンをそれぞれの卑金属が接合されている上部及び下部の鋼材１表面に供給するよう配置されている。２つの繊維６のうちの１つの繊維６は、鋼材１の隙間部に差し込むように配置されている。２つの繊維６を用いることにより、図３のような含水流体３の途絶をより防ぐことができる。

【0147】

図１１に本発明の別の一実施形態を示す。

【0148】

図１１に示す本発明の一実施形態の防食システムは、鋼材１、鋼材１よりも自然電位が低い２つの卑金属２、微細セルロース繊維を含む含水流体３、２つの繊維６、及び吸水蒸発紙７を含む。鋼材１と卑金属２とは、電気的に導通する形（導電性接着剤４）で接合されている。含水流体３は、鋼材１の隙間部及び２つの卑金属２の周りだけでなく鋼材１の周りにおいて、鋼材１表面及び２つの卑金属２表面に接しており且つ２つの卑金属２表面から生じる卑金属イオンをそれぞれの卑金属が接合されている上部及び下部の鋼材１表面に供給するよう配置されている。２つの繊維６のうちの１つの繊維６は、鋼材１の隙間部に差し込むように配置されている。吸水蒸発紙７は、鋼材１と卑金属２の間の繊維６の上に配置されている。吸水蒸発紙７の配置により、含水流体３の乾燥に伴う剥がれを防止することができる。

【0149】

図１２に本発明の別の一実施形態を示す。

【0150】

図１２に示す本発明の一実施形態の防食システムは、鋼材１、鋼材１よりも自然電位が低い２つの卑金属２、微細セルロース繊維を含む含水流体３、２つの繊維６、及び吸水蒸発紙７を含む。鋼材１と卑金属２とは、電気的に導通する形（導電性接着剤４）で接合されている。含水流体３は、鋼材１の隙間部及び２つの卑金属２の周りだけでなく鋼材１の周り、さらには２つの繊維６の上において、鋼材１表面及び２つの卑金属２表面に接しており且つ２つの卑金属２表面から生じる卑金属イオンをそれぞれの卑金属が接合されている上部及び下部の鋼材１表面に供給するよう配置されている。２つの繊維６のうちの１つの繊維６は、鋼材１の隙間部に差し込むように配置されている。吸水蒸発紙７が鋼材１と卑金属２の間の繊維６の上に配置され、さらに、含水流体３が吸水蒸発紙７を覆うように配置されることで、含水流体３の乾燥に伴う剥がれをより防止することができる。

【実施例0151】

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらにより限定されるものではない。

【0152】

＜微細セルロース繊維としての高置換度の硫酸エステル化ＣＮＦ（セルロースナノファイバー）作製方法＞
ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）９０ｇ、無水酢酸１０ｇ（解繊溶液における濃度：９．８質量％）及び硫酸２．０ｇ（解繊溶液における濃度：２．０質量％）を３００ｍｌのサンプル瓶に入れ、２３℃の室温下で磁性スターラーを用いて約３０秒撹拌し、解繊溶液を調製した。

【0153】

次いで、解繊溶液に針葉樹クラフトパルプＮＢＫＰ（日本製紙製）３．０ｇを加え、２３℃の室温下でさらに２時間撹拌し、硫酸エステル化反応を行った。撹拌後、セルロースを含む解繊溶液に蒸留水を１５０ｍｌ加えて反応を停止させ、続いて５質量％の水酸化ナトリウム水溶液をｐＨが７になるまで加え、反応液を中和した。その後、遠心分離により上澄みを除いた。

【0154】

さらに蒸留水１３５０ｍｌを加えて均一分散するまで攪拌した後、遠心分離により上澄みを除いた。同じ手順を繰り返し合計３回洗浄した。遠心分離による洗浄後に蒸留水を加え、全体の重さが３００ｇになるまで希釈した。

【0155】

次に、ミキサー（Ｇ５２００、Ｂｉｏｌｏｍｉｘ製）を用いて３分撹拌することにより１質量％濃度の均一な、硫酸エステル基を有するセルロースナノファイバー（硫酸エステル化ＣＮＦ）の水分散液を得た。

【0156】

硫酸エステル化ＣＮＦの水分散液を２３℃の室温下で２４時間乾燥させ、固体状の硫酸エステル化ＣＮＦを得た。赤外分光装置（Ｎｉｃｏｌｅｔ ｉＳ ５Ｎ ＦＴ－ＩＲ、サーモフィッシャーサイエンス社製）及び有機元素分析装置（ＥＡ－３１００、ＪＡＳＣＯ製）を用いて硫酸エステル基を定量したところ、セルロースのグルコース単位当たりの硫酸エステル基置換度は３．５ｍｍｏｌ／ｇであった。

【0157】

＜微細セルロース繊維としての低置換度の硫酸エステル化ＣＮＦ（セルロースナノファイバー）作製方法＞
ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）９０ｇ、無水酢酸１０ｇ（解繊溶液における濃度：９．９質量％）及び硫酸１．０ｇ（解繊溶液における濃度：１．０質量％）を３００ｍｌのサンプル瓶に入れ、２３℃の室温下で磁性スターラーを用いて約３０秒撹拌し、解繊溶液を調製した。

【0158】

次いで、解繊溶液に針葉樹クラフトパルプＮＢＫＰ（日本製紙製）３．０ｇを加え、２３℃の室温下でさらに２時間撹拌し、硫酸エステル化反応を行った。撹拌後、セルロースを含む解繊溶液に蒸留水を１５０ｍｌ加えて反応を停止させ、続いて５質量％の水酸化ナトリウム水溶液をｐＨが７になるまで加え、反応液を中和した。その後、遠心分離により上澄みを除いた。

【0159】

さらに蒸留水１３５０ｍｌを加えて均一分散するまで攪拌した後、遠心分離により上澄みを除いた。同じ手順を繰り返し合計３回洗浄した。遠心分離による洗浄後に蒸留水を加え、全体の重さが３００ｇになるまで希釈した。

【0160】

次に、ミキサー（Ｇ５２００、Ｂｉｏｌｏｍｉｘ製）を用いて３分撹拌することにより１質量％濃度の均一な、硫酸エステル基を有するセルロースナノファイバー（硫酸エステル化ＣＮＦ）の水分散液を得た。

【0161】

硫酸エステル化ＣＮＦの水分散液を２３℃の室温下で２４時間乾燥させ、固体状の硫酸エステル化ＣＮＦを得た。赤外分光装置（Ｎｉｃｏｌｅｔ ｉＳ ５Ｎ ＦＴ－ＩＲ、サーモフィッシャーサイエンス社製）及び有機元素分析装置（ＥＡ－３１００、ＪＡＳＣＯ製）を用いて硫酸エステル基を定量したところ、セルロースのグルコース単位当たりの硫酸エステル基置換度は１．６ｍｍｏｌ／ｇであった。

【0162】

＜鋼－マグネシウム試験体の作製方法＞
図１３に示すように、鋼板１に導電性接着剤（ＳＸ－ＥＣＡ－４８、セメダイン製）４を１ｇ塗布し、卑金属２としてのマグネシウム合金板（ＡＺ９１）を貼り付け、オーブンで８０℃、１時間加熱し接着剤を硬化させ、室温まで冷却した。続いて、電位測定のための孔８を有する鋼板１を支柱９に立て掛けることで隙間部及び支柱部を複雑形状とした鋼－マグネシウム試験体を得た。本試験体は、すき間部や複雑形状部を再現し同時に試験できるものとなっていた。

【0163】

＜鋼－亜鉛試験体の作製方法＞
図１３に示すように、鋼板１に導電性接着剤（ＳＸ－ＥＣＡ－４８、セメダイン製）４を１ｇ塗布し、卑金属２としての亜鉛板（亜鉛純度９９％以上）を貼り付け、オーブンで８０℃、１時間加熱し接着剤を硬化させ、室温まで冷却した。続いて、電位測定のための孔８を有する鋼板１を支柱に立て掛けることで隙間部及び支柱部を複雑形状とした鋼－亜鉛試験体を得た。本試験体は、すき間部や複雑形状部を再現し同時に試験できるものとなっていた。

【0164】

＜微細セルロース繊維を含む組成物の作製方法、及び評価試験方法＞
［実施例１］
高置換度（３．５ｍｍｏｌ／ｇ）の硫酸エステル化セルロースナノファイバーを１質量％濃度で含む水分散液１００ｇに対し食塩０．１２ｇを加え、完全に溶解させた後に機械解繊セルロースナノファイバーＢｉＮＦＩｓ（固形分濃度１０質量％、スギノマシン製）２４．８８ｇを加え、遊星式撹拌装置で５分間混錬することで試料Ｎｏ．１を得た。図１３に示す構造を有する鋼－マグネシウム試験体に試料Ｎｏ．１を２０ｇ塗布し、防食電位、マグネシウムの損耗、乾燥－加水繰り返し後の防食電位を測定した。

【0165】

［実施例２］
高置換度（３．５ｍｍｏｌ／ｇ）の硫酸エステル化セルロースナノファイバーを１質量％濃度で含む水分散液１００ｇに対し食塩０．１５ｇを加え、完全に溶解させた後に機械解繊セルロースナノファイバーＢｉＮＦｉｓ（ＷＦｏ－１００１０、固形分濃度１０質量％、スギノマシン製）４９．８５ｇを加え、遊星式撹拌装置で５分間混錬することで試料Ｎｏ．２を得た。図１３に示す構造を有する鋼－マグネシウム試験体に試料Ｎｏ．２を２０ｇ塗布し、防食電位、マグネシウムの損耗、乾燥－加水繰り返し後の防食電位を測定した。

【0166】

［実施例３］
１質量％濃度のＴＥＭＰＯ酸化ＣＮＦ水分散液（日本製紙製）１００ｇに対し食塩０．１５ｇを加え、完全に溶解させた後に機械解繊セルロースナノファイバーＢｉＮＦｉｓ（ＷＦｏ－１００１０、固形分濃度１０質量％、スギノマシン製）４９．８５ｇを加え、遊星式撹拌装置で５分間混錬することで試料Ｎｏ．３を得た。図１３に示す構造を有する鋼－マグネシウム試験体に試料Ｎｏ．３を２０ｇ塗布し、防食電位、マグネシウムの損耗、乾燥－加水繰り返し後の防食電位を測定した。

【0167】

［実施例４］
高置換度（３．５ｍｍｏｌ／ｇ）の硫酸エステル化セルロースナノファイバーを１質量％濃度で含む水分散液１００ｇに対し食塩０．１５ｇを加え、完全に溶解させた後に機械解繊セルロースナノファイバーＢｉＮＦｉｓ（ＷＦｏ－１００１０、固形分濃度１０質量％、スギノマシン製）４９．８５ｇを加え、遊星式撹拌装置で５分間混錬することで試料Ｎｏ．４を得た。図１３に示す構造を有する鋼－亜鉛試験体に試料Ｎｏ．４を２０ｇ塗布し、防食電位、亜鉛の損耗、乾燥－加水繰り返し後の防食電位を測定した。

【0168】

［実施例５］
高置換度（３．５ｍｍｏｌ／ｇ）の硫酸エステル化セルロースナノファイバーを１質量％濃度で含む水分散液５０ｇに対し純水５０ｇを添加し０．５質量％濃度の硫酸エステル化ＣＮＦ分散液１００ｇを得た。さらに食塩０．１５ｇを加え、完全に溶解させた後に機械解繊セルロースナノファイバーＢｉＮＦｉｓ（ＷＦｏ－１００１０、固形分濃度１０質量％、スギノマシン製）４９．８５ｇを加え、遊星式撹拌装置で５分間混錬することで試料Ｎｏ．５を得た。図１３に示す構造を有する鋼－亜鉛試験体に試料Ｎｏ．５を２０ｇ塗布し、防食電位、亜鉛の損耗、乾燥－加水繰り返し後の防食電位を測定した。

【0169】

［実施例６］
高置換度（３．５ｍｍｏｌ／ｇ）の硫酸エステル化セルロースナノファイバーを１質量％濃度で含む水分散液９５ｇに対し塩化ナトリウム５ｇを加え完全に溶解させた後、機械解繊セルロースナノファイバーＢｉＮＦｉｓ（ＷＦｏ－１００１０、固形分濃度１０質量％、スギノマシン製）５０ｇを加え、遊星式撹拌装置で５分間混錬することで試料Ｎｏ．６を得た。図１３に示す構造を有する鋼－マグネシウム試験体に試料Ｎｏ．６を２０ｇ塗布し、防食電位、マグネシウムの損耗、乾燥－加水繰り返し後の防食電位を測定した。

【0170】

［実施例７］
高置換度（３．５ｍｍｏｌ／ｇ）の硫酸エステル化セルロースナノファイバーを１質量％濃度で含む水分散液９５ｇに対し亜硫酸ナトリウム（和光純薬製）５ｇを加え完全に溶解させた後、さらに機械解繊セルロースナノファイバーＢｉＮＦｉｓ（ＷＦｏ－１００１０、固形分濃度１０質量％、スギノマシン製）５０ｇを加え、遊星式撹拌装置で５分間混錬することで試料Ｎｏ．７を得た。図１３に示す構造を有する鋼－マグネシウム試験体に試料Ｎｏ．７を２０ｇ塗布し、防食電位、マグネシウムの損耗、乾燥－加水繰り返し後の防食電位を測定した。

【0171】

［実施例８］
高置換度（３．５ｍｍｏｌ／ｇ）の硫酸エステル化セルロースナノファイバーを１質量％濃度で含む水分散液８５ｇに対し亜硫酸ナトリウム（和光純薬製）１５ｇを加え完全に溶解させた後、さらに機械解繊セルロースナノファイバーＢｉＮＦｉｓ（ＷＦｏ－１００１０、固形分濃度１０質量％、スギノマシン製）５０ｇを加え、遊星式撹拌装置で５分間混錬することで試料Ｎｏ．８を得た。図１３に示す構造を有する鋼－マグネシウム試験体に試料Ｎｏ．８を２０ｇ塗布し、防食電位、マグネシウムの損耗、乾燥－加水繰り返し後の防食電位を測定した。

【0172】

［実施例９］
低置換度（１．６ｍｍｏｌ／ｇ）の硫酸エステル化セルロースナノファイバーを１質量％濃度で含む水分散液８５ｇに対し亜硫酸ナトリウム（和光純薬製）１５ｇを加え完全に溶解させた後、さらに機械解繊セルロースナノファイバーＢｉＮＦｉｓ（ＷＦｏ－１００１０、固形分濃度１０質量％、スギノマシン製）５０ｇを加え、遊星式撹拌装置で５分間混錬することで試料Ｎｏ．９を得た。図１３に示す構造を有する鋼－マグネシウム試験体に試料Ｎｏ．９を２０ｇ塗布し、防食電位、マグネシウムの損耗、乾燥－加水繰り返し後の防食電位を測定した。

【0173】

［実施例１０］
図１４に示すように、実施例８で得た試料Ｎｏ．８を図１３に示す構造を有する鋼－マグネシウム試験体に１０ｇ塗布した後、繊維６としての滅菌ガーゼ（スズラン株式会社製、１２ＰＬＹ）を、塗布した試料Ｎｏ．８のうち天面が露出する部分と、底部鋼板及びマグネシウム合金の界面とを覆うように被せ、さらに滅菌ガーゼの上に試料Ｎｏ．８を１０ｇ塗布した。その後防食電位、マグネシウムの損耗、乾燥－加水繰り返し後の防食電位を測定した。

【0174】

［実施例１１］
高置換度（３．５ｍｍｏｌ／ｇ）の硫酸エステル化セルロースナノファイバーを１質量％濃度で含む水分散液９５ｇに対しイオン液体としてＥＭＩ－ＴＦＳＩ（１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド）（Ｍｅｒｃｋ製）５ｇを加え完全に溶解させた後、さらに機械解繊セルロースナノファイバーＢｉＮＦｉｓ（ＷＦｏ－１００１０、固形分濃度１０質量％、スギノマシン製）５０ｇを加え、遊星式撹拌装置で５分間混錬することで試料Ｎｏ．１０を得た。図１３に示す構造を有する鋼－マグネシウム試験体に試料Ｎｏ．１０を２０ｇ塗布し、防食電位、マグネシウムの損耗、乾燥－加水繰り返し後の防食電位を測定した。

【0175】

［実施例１２］
高置換度（３．５ｍｍｏｌ／ｇ）の硫酸エステル化セルロースナノファイバーを１質量％濃度で含む水分散液８５ｇに対し亜硫酸ナトリウム（和光純薬製）７．５ｇを加え完全に溶解させた後、さらに機械解繊セルロースナノファイバーＢｉＮＦｉｓ（ＷＦｏ－１００１０、固形分濃度１０質量％、スギノマシン製）５０ｇ、エチレングリコール７．５ｇを加え、遊星式撹拌装置で５分間混錬することで試料Ｎｏ．１１を得た。図１３に示す構造を有する鋼－マグネシウム試験体に試料Ｎｏ．１１を２０ｇ塗布し、防食電位、マグネシウムの損耗、乾燥－加水繰り返し後の防食電位を測定した。

【0176】

［比較例１］
純水１００ｇに機械解繊セルロースナノファイバーＢｉＮＦｉｓ（ＷＦｏ－１００１０、固形分濃度１０質量％、スギノマシン製）５０ｇを加え、遊星式撹拌装置で５分間混錬することで試料Ｎｏ．１２を得た。図１３に示す構造を有する鋼－マグネシウム試験体に試料Ｎｏ．１２を２０ｇ塗布し、防食電位、マグネシウムの損耗、乾燥－加水繰り返し後の防食電位を測定した。

【0177】

［比較例２］
純水１００ｇに吸水ポリマー（ポリアクリル酸ナトリウム、市販品）３．５ｇ、食塩０．１ｇを加え、遊星式撹拌装置で５分間混錬することで試料Ｎｏ．１３を得た。図１３に示す構造を有する鋼－マグネシウム試験体に試料Ｎｏ．１３を２０ｇ塗布し、防食電位、マグネシウムの損耗、乾燥－加水繰り返し後の防食電位を測定した。

【0178】

［実施例１］～［実施例１２］及び［比較例１］～［比較例２］の評価結果を表１に示す。

【0179】

表１中の評価について、正極を卑金属板に接続し、負極は飽和硫酸銅電極を介して鋼板の孔から試料に接続し、電位差を測定することで防食が成り立っているかどうかを評価した。初期防食電位については－１０００ｍＶｖｓ．ＣＳＥ以下を〇とし、－１０００ｍＶｖｓ．ＣＳＥ超－１００ｍＶｖｓ．ＣＳＥ未満を△とし、－１００ｍＶｖｓ．ＣＳＥ以上を×とした。

【0180】

絶乾／加水後の防食電位再現について、初期防食電位と同様に接続して電位差を測定し、－１０００ｍＶｖｓ．ＣＳＥ以下を〇とし、－１０００ｍＶｖｓ．ＣＳＥ超－１００ｍＶｖｓ．ＣＳＥ未満を△とし、－１００ｍＶｖｓ．ＣＳＥ以上を×とした。さらに、試料が各試験体から全く剥離していないとき、すなわち電気回路の遮断が全くないとき、◎とした。なお、絶乾処理後も実施例１１の試料ではイオン液体が、実施例１２ではエチレングリコールが液状のまま残ったが、そのまま評価を実施した。

【0181】

最後に卑金属減耗抑止の評価方法として、試料を塗布してから２４時間後の単位面積当たりの卑金属の質量減少度を測定し、質量減少が０．１％未満であったとき〇を、１％未満であったとき△を示した。

【0182】

【表1】

【0183】

なお、実施例１０において、（ｉ）滅菌ガーゼのいずれかの片面のみに試料Ｎｏ．８を配置した実験、及び（ｉｉ）滅菌ガーゼをポリエステルネットに変更した実験を行ったところ、（ｉ）及び（ｉｉ）のいずれにおいても、剥離及び割れの発生を抑制する効果が表れたが、実施例１０が一番優れた効果を有していた。

【0184】

＜ＲＦＩＤモニタリング用試験体の作製方法＞
図１５に示すように、鋼板１に導電性接着剤（ＳＸ－ＥＣＡ－４８、セメダイン製）４を１ｇ塗布し、導電ワイヤーが鋼板１と接触しないように底部を筋状にくりぬいた溝に貫通孔を２つ設け導電ワイヤーを貫通孔に通し結索した卑金属２としてのマグネシウム合金板（ＡＺ９１）（図１６）を貼り付け、室温にて接着剤４を硬化させた。続いて底部の鋼板１に導電ワイヤーを固定テープ（カプトンテープ）を用いて固定した。続いて導電ワイヤーをＲＦＩＤタグ（株式会社イーガルド製）１０に結合させた。

【0185】

なお、ＲＦＩＤモニタリング用試験体としては、卑金属２として、未腐食のマグネシウム合金板（図１５のＡ）、途中まで腐食させたマグネシウム合金板（図１５のＢ）、及び完全に腐食したマグネシウム合金板（図１５のＣ）の３種類（途中腐食及び完全腐食のＲＦＩＤモニタリング用試験体は、下記の通り調製）を上記の方法で導電性接着剤４にて鋼板１に接着させたもの、さらに導電性接着剤を用いず鋼板の上にマグネシウム合金板を静置しただけのもの（図１５のＤ）の計４つを用意した。

【0186】

・マグネシウム合金板の腐食処理
マグネシウム合金板を鋼板に金属間の導通が生じるようにクリップで固定し、５質量％塩水の環境下、２４時間及び９６時間浸漬放置することで腐食処理し、途中腐食（図１５のＢ）及び完全腐食（図１５のＣ）のＲＦＩＤモニタリング用試験体を得た。

【0187】

・ＲＦＩＤモニタリング
腐食処理未実施の状態の卑金属２としてのマグネシウム合金板を導電性接着剤４で鋼板１に接着したＲＦＩＤモニタリング用試験体（図１５のＡ）の状態をＲＦＩＤリーダ（株式会社デンソーウェーブ製）１１により読み取ることでＲＦＩＤモニタリング評価を行った。その結果、ＲＦＩＤモニタリング用試験体（図１５のＡ）は、「導通状態」と判定された。したがって、ＲＦＩＤモニタリング用試験体（図１５のＡ）では、卑金属２のマグネシウム合金が脱落又は全消耗しておらず、防食機能に寄与していることが確認された。

【0188】

続けて、腐食処理２４時間後のＲＦＩＤモニタリング用試験体（図１５のＢ）の状態をＲＦＩＤリーダ（株式会社デンソーウェーブ製）１１により読み取ることでＲＦＩＤモニタリング評価を行った。その結果、ＲＦＩＤモニタリング用試験体（図１５のＡ）は、「導通状態」と判定された。

【0189】

導通状態となったＲＦＩＤモニタリング用試験体（図１５のＢ）の鋼板１を確認したところ、卑金属２のマグネシウム合金の脱落は認められず、減耗もわずかであった。

【0190】

一方で、腐食処理９６時間後のＲＦＩＤモニタリング用試験体（図１５のＣ）の状態をＲＦＩＤリーダ（株式会社デンソーウェーブ製）１１により読み取ることでＲＦＩＤモニタリング評価を行った。その結果、ＲＦＩＤモニタリング用試験体（図１５のＣ）は、「導通なし状態」と判定された。導通なし状態となったＲＦＩＤモニタリング用試験体（図１５のＣ）の鋼板１を確認したところ、卑金属２としてのマグネシウム合金の減耗が激しく、犠牲防食機能を十分に発揮できない状態になっていることが確認された。

【0191】

なお、卑金属２としてのマグネシウム合金板を静置しただけのＲＦＩＤモニタリング用試験体（図１５のＤ）の状態をＲＦＩＤリーダ（株式会社デンソーウェーブ製）１１により読み取ることでＲＦＩＤモニタリング評価を行ったところ、「導通なし状態」と判定された。これにより、鋼板１と卑金属２としてのマグネシウム合金とが剥離した状態においても犠牲防食機能を十分に発揮できない状態になっていることが確認された。

【0192】

＜腐食確認実験＞
本実験では、防食に伴う電流の大きさと方向（電極に対しての電流の出入の方向）を実際に計測することで腐食部分と防食部分の平面的な分布を経時的に把握する方法を採用した（一般的にはカップリング電流法と呼ばれる）。

【0193】

試験体は、図１７～２０に記載されるように構成した。まず、絶縁体である樹脂１２に電極となる鋼材１を複数個貫通させ、ＣＨ１及びＣＨ２を外面に突出させた（図１７及び１８）。続いて、ＣＨ３以降の外周において、１ｍｍ厚さのプラスチックテープ１３を、３方向を囲む（ＣＨ３以降のＣＨを囲む）ように設置した（図１９）。その後、プラスチックテープ１３の上にアクリル板１４を設置して、アクリル板１４の四角を万力で締め付けて、隙間部を再現した（図２０）。次に、ＣＨ１及びＣＨ２の電極部に導電性接着剤を用いてマグネシウム合金２（１２ｍｍ×１５ｍｍ×２ｍｍ）を接着し（図２０）、その上面から隙間部の内部に至るまで試料Ｎｏ．８の含水流体を塗布した。このように構成させた試験体において、ＣＨ１及びＣＨ２に接着したマグネシウム合金２により隙間部の内部の電極表面（鋼材１）を防食させる際の電流の大きさと方向を、各ＣＨの電極部をリード線で３２ＣＨデータロガー１５に繋ぎ込むと同時に短絡させ（短絡することで防食が可能となる）（図２１）、１０秒単位で各電極をスキャンすることで測定した。図２２に腐食確認実験の様子を撮影した写真を示す。

【0194】

図２３に試験体で防食システムを適用した場合の鋼材及びマグネシウム合金の電流値の測定結果を示す。マグネシウム合金は防食を行うことにより腐食していく（負（－）の電流値：腐食電流）。鋼材では電荷保存の法則に従いマグネシウム合金とは反対方向の同じ大きさの電流値が計測される（正（＋）の電流値：防食電流）。測定当初は含水流体に含まれる多量の酸素が防食に伴って隙間部の内部で消費されるため、電流値は減衰を続けるが、隙間部の内部の酸素が消費され尽くすと電流値は０付近で落ち着くことになる。途中で注水を行った場合、注水した水の中に初期の含水流体ほどの酸素は含まれないため、上昇電流値も少なく、電流値は早期に０付近まで到達する。このことは、マグネシウム合金が早期に消耗してしまうのではなく比較的長寿命で維持できることを示唆している。当該腐食確認実験の場合、マグネシウム合金の寿命は、電流値から計算すると５０年以上の寿命という結果となった。

【0195】

続いて、電解質としての亜硫酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳＯ_３）の効果を確認するために、前記腐食確認試験において、含水流体から電解質としての亜硫酸ナトリウムを除いた以外、前記腐食確認試験と同様にした実験を行った。

【0196】

図２４に結果を示す。図２４における鋼材＋Ｎａ_２ＳＯ_３及びＭｇ合金＋Ｎａ_２ＳＯ_３のグラフは、図２３のグラフの再掲である。図２４より、亜硫酸ナトリウムを含まない含水流体の場合、電流値は、初期及び注水時共に大きい値となり、また、初期電流値からの減衰速度も緩やかであり、したがって、マグネシウム合金の寿命が短くなることがわかった。

【0197】

図２５に、０．１質量％の塩水を隙間部に注入して１週間経過した状況下における、本発明の防食システムを適用した場合と適用しない場合の隙間部の内部の腐食状況の違いを写真で示す。

【0198】

図２５より、本発明の防食システムにより、隙間部の内部を有効に防食できることがわかった。

【0199】

図２６に、本発明の防食システムを使用しない場合の鋼材の経過時間に対する電流値の変化を示すグラフを示す。

【0200】

図２６より、本発明の防食システムを使用しない場合、本発明の防食システムを使用した場合のように電流値が収束することがなく、したがって、水分が蒸発しない限り鋼材の腐食が継続されることがわかった。

【符号の説明】

【0201】

１．鋼材（鋼板）
２．卑金属（マグネシウム合金板、亜鉛板、アルミニウム合金板）
３．含水流体
４．導電性接着剤
５．外装材
６．繊維（ガーゼ）
７．吸水蒸発紙
８．電位測定のための孔
９．支柱
１０．ＲＦＩＤタグ
１１．ＲＦＩＤリーダ
１２．樹脂
１３．プラスチックテープ
１４．アクリル板
１５．３２ＣＨデータロガー
１６．ベース基板
１７．アンテナ基板
１８．第１電極
１９．第２電極
２０．ＩＣチップモジュール
２１．第１検出端子
２２．第２検出端子
２３．ベース基板の第１面
２４．ベース基板の第２面
２５．クリップ
２６．導通判定装置
２７．リード線
２８．アンカーボルト
２９．ナット部分
３０．微小隙間
３１．ワッシャー
Ｓ．さび
Ｓ’．既存のさび層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】