(57)【要約】      （修正有）【課題】対象物を直接評価が可能で、簡単な構成であり、低コストかつ容易に設置が可能な環境モニタリングセンサを提供する。【解決手段】アノードとカソードとの間の電流を測定するための環境モニタリングセンサ１であり、カソード３を付与した絶縁性シール４を含み、絶縁性シール４は、絶縁シート基材４０と、絶縁シート基材４０に設けた粘着層４１と剥離紙を有する。絶縁性シール４の粘着層４１から剥離紙を剥離して評価金属に接着させ、評価金属をアノード２とする。【選択図】図３
2018124135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードとカソードとの間の電流を測定するための環境モニタリングセンサであり、
カソードを付与した絶縁性シールを含み、
前記絶縁性シールは、
絶縁シート基材と、
前記絶縁シート基材に設けた粘着層を有し、
前記絶縁性シールの前記粘着層を評価金属に接着させ、
前記評価金属をアノードとすることを特徴とする環境モニタリングセンサ。
【請求項２】
アノードとカソードとの間の電流を測定するための環境モニタリングセンサであり、
前記アノードは
粘着層を有し、
前記粘着層を剥離紙で覆う構成であり、
前記剥離紙を剥離して前記アノードを粘着層により評価金属に接着可能としたことを特徴とする環境モニタリングセンサ。
【請求項３】
前記絶縁性シールは、可とう性を有することを特徴とする請求項１に記載の環境モニタリングセンサ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の環境モニタリングセンサと、
前記環境モニタリングセンサのカソードとアノードとの間の電流を測定する電流計を備え、
測定した電流に基づき環境モニタリングを得ることを特徴とする環境モニタリング装置。
【請求項５】
請求項１または請求項３に記載の環境モニタリングセンサを用い、
前記環境モニタリングセンサのカソードを付与した絶縁性シールを評価金属に粘着させ、
前記評価金属をアノードとし、
アノードとカソードとの間の電流を測定するため環境モニタリング方法。        
【請求項６】
請求項２または請求項３に記載の環境モニタリングセンサを用い、
前記環境モニタリングセンサの剥離紙を剥離してアノードを粘着層により評価金属に接着させ、
アノードとカソードとの間の電流を測定するため環境モニタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大気環境中に曝される構造物の大気腐食や、空気中又は水中の微生物量をモニタリングするために用いる環境モニタリングセンサ及びモニタリングする環境モニタリング装置並びに環境モニタリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長期間にわたって自然環境に曝される構造物、例えば橋梁、標識、街灯、水門、送電鉄塔、船舶・自動車および樋門などは、大気に存在する水分、酸素、腐食性ガスおよび塩類などの要因により腐食が進行するため、定期的に腐食状況を点検し、所定の耐久性を維持させる必要がある。そこで、構造物の腐食状況を把握するために、構造物周辺の腐食環境性を測定する腐食測定装置が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、絶縁部を介して二つの異種金属を配置し、大気中に存在する水分で両金属間が連結されたことに起因して流れる電流値を測定する、いわゆるガルバニック対を利用したＡＣＭセンサ（Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｍｏｎｉｔｏｒ）が提案されている。このＡＣＭセンサは、例えば、炭素鋼板を切り出してアノードとし、このアノード上に絶縁部を介してカソードを付与することにより形成されている。このＡＣＭセンサは、ガルバニックカップルの間に水分が付着し、これによりアノードとカソードとの間に流れる電流が増加することで、構造物周辺の腐食環境性を高精度に測定することができる。
【０００４】
また、例えば、非特許文献１には、「大気腐食はどこまでわかってきたかＡＣＭセンサを利用して」として、ＡＣＭセンサの原理及びＡＣＭセンサの実用化あるいは同センサによる種々の大気環境の腐食性評価法についての開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−３３４７０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】独立法人  物質・材料研究機構    ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｍｓ．ｇｏ．ｊｐ／ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ／ＡＣＭ／ｃｒ．ｈｔｍ  「大気腐食はどこまでわかってきたかＡＣＭセンサを利用して」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなＡＣＭセンサは、例えば、炭素鋼板を切り出してアノードとし、このアノード上に絶縁部を介してカソードを付与することにより形成され、炭素鋼板を評価金属とする構成であり、例えば、橋梁、標識、街灯、水門、送電鉄塔、船舶・自動車および樋門などに設置する場合に，は、専用の取付部材などを用いて設置しており、ＡＣＭセンサの設置にコストや手数がかかるなどの問題があった。また、評価金属が、例えばステンレスや銅やアルミニウム、メッキ材，合金の場合は直接的な評価が困難であった。
【０００８】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、簡単な構成であり、低コストかつ容易に設置が可能な環境モニタリングセンサ及び環境モニタリング装置並びに環境モニタリング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、アノードとカソードとの間の電流を測定するための環境モニタリングセンサであり、
カソードを付与した絶縁性シールを含み、
前記絶縁性シールは、
絶縁シート基材と、
前記絶縁シート基材に設けた粘着層を有し、
前記絶縁性シールの前記粘着層を評価金属に接着させ、
前記評価金属をアノードとすることを特徴とする環境モニタリングセンサである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、アノードとカソードとの間の電流を測定するための環境モニタリングセンサであり、
前記アノードは
粘着層を有し、
前記粘着層を剥離紙で覆う構成であり、
前記剥離紙を剥離して前記アノードを粘着層により評価金属に接着可能としたことを特徴とする環境モニタリングセンサである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記絶縁性シールは、可とう性を有することを特徴とする請求項１に記載の環境モニタリングセンサである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の環境モニタリングセンサと、
前記環境モニタリングセンサのカソードとアノードとの間の電流を測定する電流計を備え、
測定した電流に基づき環境モニタリングを得ることを特徴とする環境モニタリング装置である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項３に記載の環境モニタリングセンサを用い、
前記環境モニタリングセンサのカソードを付与した絶縁性シールを評価金属に接着させ、
前記評価金属をアノードとし、
アノードとカソードとの間の電流を測定するため環境モニタリング方法である。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の環境モニタリングセンサを用い、
前記環境モニタリングセンサの剥離紙を剥離してアノードを粘着層により評価金属に接着させ、
アノードとカソードとの間の電流を測定するため環境モニタリング方法である。
【発明の効果】
【００１６】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００１７】
請求項１または請求項３に記載の発明では、環境モニタリングセンサは、カソードを付与した絶縁性シールを含み、絶縁性シールの粘着層を評価金属に接着させ、自然環境に曝される構造物自体をアノードとする簡単な構成であり、評価金属を直接評価することが可能である。
【００１８】
請求項２または請求項３に記載の発明では、環境モニタリングセンサは、アノードは、粘着層を有し、粘着層を剥離紙で覆う構成であり、剥離紙を剥離してアノードを粘着層により評価金属に接着させ、自然環境に曝される構造物自体に低コストかつ容易に設置が可能で、かつ評価金属の温度に追随するため正しい評価が可能になる。
【００１９】
請求項４乃至請求項６に記載の発明では、環境モニタリングセンサを自然環
境に曝される構造物自体に低コストかつ容易に設置し、アノードとカソードと
の間の電流を測定して環境モニタリングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】環境モニタリングセンサの平面図である。
【図２】環境モニタリングセンサの断面図である。
【図３】環境モニタリングセンサの設置状態を説明する図である。
【図４】表面処理がなされている金属の評価を説明する図である。
【図５】環境モニタリングセンサの断面図である。
【図６】環境モニタリング装置の平面図である。
【図７】環境モニタリング装置の断面図である。
【図８】環境モニタリング装置の平面図である。
【図９】環境モニタリング装置の断面図である。
【図１０】環境モニタリング装置の動作を示す図である。
【図１１】データロガーの処理を示す図である。
【図１２】鉄の腐食速度と腐食測定装置の出力の日平均電気量（Ｑ）の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の環境モニタリングセンサ及び環境モニタリング装置の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
【００２２】
（環境モニタリングセンサの形態１）
この実施の形態の環境モニタリングセンサを、図１乃至図４に基づいて説明する。図１は環境モニタリングセンサの平面図、図２は環境モニタリングセンサの断面図、図３は環境モニタリングセンサの設置状態を説明する図、図４は表面処理がなされている金属の評価を説明する図である。
【００２３】
この実施の形態の環境モニタリングセンサ１は、評価金属であるアノード２とカソード３との間の電流を測定するためのセンサであり、アノード２とカソード３を付与した絶縁性シール４を含む。絶縁性シール４は、絶縁シート基材４０と、絶縁シート基材４０に設けた粘着層４１を有する。環境モニタリングセンサ１は、絶縁性シール４の粘着層４１を評価金属に接着させ、評価金属をアノード２とする構成である。
【００２４】
アノード２の評価金属は、長期間にわたって自然環境に曝される構造物、例えば橋梁、標識、街灯、水門、送電鉄塔、船舶・自動車および樋門などの鉄、ステンレスや銅、アルミなどの金属などでもよく、メッキ、合金であってもよい。また、塗装などの表面処理がなされていない金属でもよいし（図３（ａ））、塗装２ａなどで表面処理がなされた金属でもよい（図３（ｂ））。
【００２５】
絶縁性シール４は、絶縁シート基材４０と粘着層４１を含み、絶縁性、可とう性を有する。絶縁シート基材４０として、例えば、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン−エチレン共重合体、ポリイミド樹脂、スルホン重合体、ビニル重合体、ビニル共重合体およびフッ素樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＥＮ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ＰＴＦＥおよびＰＦＡ、ＦＥＰのいずれか一つ、または組み合わせによって成形されるフィルムが使用でき、とくに、ポリイミドフィルムのように、電気特性と熱特性に優れたフィルムを使用する（特開２００９−２６５２８号公報参照）。
【００２６】
また、例えばフェノール樹脂を用いることができ、フェノール樹脂は、種々の基材との接着性に優れ、その硬化物が耐熱性、電気絶縁性、耐溶剤性などにも優れているが、硬化物は剛直で脆弱でもあることから曲げたわみ性の付与が必要なことから、様々な可とう性付与剤を配合または変性する手法が用いられる。
【００２７】
これらの可とう性付与剤としては、フタル酸エステルやリン酸エステル等の可塑剤やゴム系樹脂組成物の非反応成分をフェノール樹脂に均一に分散配合することや、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂などの可とう性に優れた樹脂をもちいて変性反応させる手法なども行われる（特開２０１１−１６９４９号公報参照）。
【００２８】
また、絶縁シート基材４０としてガラスクロス、ノーメックスクロス、コーネックスクロス、ノーメックスフィルム、コーネックスフィルムの何れを用いても同様の作用効果を得ることができる。
【００２９】
粘着層４１を形成する粘着剤としては、特に制限されず、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、スチレン−ジエンブロック共重合体系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、フッ素系粘着剤、クリ−プ特性改良型粘着剤、放射線硬化型粘着剤などの公知の粘着剤から適宜選択して用いることができる。粘着剤は単独で又は２種以上組み合わせて使用することができる。
【００３０】
粘着層４１は、例えば、粘着剤の組成物を絶縁シート基材４０の表面へ塗工した後に、組成物を架橋させて粘着層を形成するが、他の方法により粘着層を形成してもよい。例えば、離間して配置された一対のロールから絶縁シート基材４０を連続的に送り出し、前記組成物を流し込み、絶縁シート基材４０に保持した状態で加熱により前記組成物を架橋させて粘着層を形成してもよい。
【００３１】
カソード３は、銀（Ａｇ）ないしはカーボン（Ｃ）などの導電性ペーストによって成形したものである。例えば、絶縁シート基材４０の表面にカソード３を、導電性ペーストをスクリーン印刷して熱硬化させて成形するが、導電性ペーストを用いないで導電性の箔を絶縁シート基材４０に貼ってもよく、蒸着したものでもよい。また、例えば、ラミネートで金属箔を絶縁シート基材４０に貼り合わせたり、金属箔を貼り合わせたのちにエッチングで加工したり、金属箔をシール状に形成して、その後エッチングして絶縁シート基材４０に貼り合わせてもよい。また、金属箔を貼ってエッチングした後にメッキなどしてもよい。
【００３２】
アノード２の評価金属は、長期間にわたって自然環境に曝される構造物自体であり、塗装などの表面処理がなされていない金属でもよいし（図３（ａ））、表面処理がなされた金属でもよいが（図３（ｂ））、塗装２ａをした評価金属に絶縁性シール４を貼り付けてアノード２にする場合の評価を図４に基づいて説明する。
【００３３】
環境モニタリングセンサ１の絶縁性シール４を塗装２ａなどの表面処理がなされている金属２に貼り付けると、塗膜面が健全でピンホールがない場合（図４（ａ））、またはピンホール２ｂが存在していても乾燥状態でカソード３と評価金属間が導通しない場合は（図４（ｂ））、電流が流れない。塗膜面にピンホール２ｂがあり、水９でカソード３と評価金属間が導通した状態では（図４（ｃ））、水９がピンホール２ｂに入り込み、アノード２が腐食しカソード３と評価金属（アノード２）間にガルバニック電流が発生し、アノード２とカソード３との間の電流を測定することで、塗膜のピンホールを検出することも可能になり、塗膜の健全性が評価できる。
【００３４】
（環境モニタリングセンサの形態２）
この実施の形態の環境モニタリングセンサを、図５に基づいて説明する。図５は環境モニタリングセンサの断面図である。
【００３５】
この実施の形態の環境モニタリングセンサ１は、アノード２とカソード３との間の電流を測定するためのセンサであり、アノード２とカソード３の間に介在する絶縁性シール４を含む。アノード２は、粘着層４２を有し、粘着層４２を剥離紙４３で覆う構成であり（図５（ａ））、剥離紙４３を剥離してアノード２を粘着層４２により評価金属Ｘに接着可能とした（図５（ｂ））。
【００３６】
評価金属Ｘは、長期間にわたって自然環境に曝される構造物、例えば橋梁、標識、街灯、水門、送電鉄塔、船舶・自動車および樋門などの鉄板、亜鉛メッキ鋼板、銅板などでもよく、メッキ、合金であってもよい。また、塗装などの表面処理がなされていない金属でもよいし、塗装などで表面処理がなされた金属でもよい。
【００３７】
カソード３は、形態１と同様に銀（Ａｇ）ないしはカーボン（Ｃ）などを導電性ペーストによって成形したものである。アノード２は、薄く形成された金属であり、箔でも薄板でもよい。絶縁性シール４は、形態１と同様に可とう性を有するシール材でもよいし、印刷で層に印刷したものでもよい。
【００３８】
粘着層４２を形成する粘着剤としては、形態１の粘着層と同様に特に制限されないが、絶縁素材を用いることが好ましい。また、粘着層４２は、複数層として絶縁性を高める構成でもよく、また、防水性を有することが好ましい。また、環境モニタリングセンサ１を橋梁などに設置する場合には、橋梁などの評価金属と温度を同じにするために、粘着層４２の熱伝導性が高いことが好ましい。
【００３９】
剥離紙４３は、紙の表面に剥離加工を施したものであり、環境モニタリングセンサ１の未使用の状態では粘着層４２にゴミ等が付着せず接着性能が維持できるよう剥離紙４３で保護される。剥離紙４３は基材となる紙と、粘着層４２に接する剥離層から構成されている。一般的には、基材と剥離層の間に目止め層が存在し、剥離層の薬品が基材に染込むことを防止している。
【００４０】
（環境モニタリング装置及び環境モニタリング方法の形態１）
この実施の形態の環境モニタリング装置及び環境モニタリング方法の形態１を、図６及び図７に基づいて説明する。図６は環境モニタリング装置の平面図、図７は環境モニタリング装置の断面図である。
【００４１】
この実施の形態の環境モニタリング装置１０は、環境モニタリングセンサ１と、環境モニタリングセンサ１にリード線１１ａ，１１ｂを介して接続してアノード２とカソード３との間の電流を測定する電流計１２と、データロガー１３を備える。電流計１２は、無抵抗電流計であり、測定した電流値をデータロガー１３に送信し、測定した電流に基づき環境モニタリングを得る。
【００４２】
この環境モニタリングセンサ１は、図１乃至図４の実施の形態で説明したセンサを用い、環境モニタリングセンサ１のカソード３を付与した絶縁性シール４を評価金属Ｘに接着させ、評価金属Ｘをアノード２とし、アノード２にリード線１１ａを接続し、カソード３にリード線１１ｂを接続して設置する。
【００４３】
この環境モニタリングセンサ１は、絶縁性シール４と、絶縁性シール４に付与したカソード３を含み、絶縁性シール４の粘着層４１を評価金属に接着させ、評価金属をアノード２とする構成であり、自然環境に曝される構造物自体を評価金属とする。この絶縁性シール４は、可とう性を有するため自然環境に曝される構造物自体が曲面などの形状であっても設置でき、専用の設置部材が不要で低コストかつ容易に設置が可能である。
【００４４】
この実施の形態の環境モニタリング方法は、図１乃至図４に記載の環境モニタリングセンサ１を用い、環境モニタリングセンサ１のカソード３を付与した絶縁性シール４を評価金属に接着させ、評価金属をアノード２とし、環境モニタリングセンサ１のカソード２とアノード３との間の電流を測定し、測定した電流に基づき環境モニタリングを得る。
【００４５】
図１乃至図４に記載の環境モニタリングセンサ１は、カソード３を付与した絶縁性シール４に粘着層４１を設け、絶縁性シール４を評価金属に接着させているが、絶縁性シール４に粘着層４１を設けないで、予めあるいは設置時に粘着層を評価金属に設けて、絶縁性シール４を接着させてもよい。
【００４６】
（環境モニタリング装置及び環境モニタリング方法の形態２）
この実施の形態の環境モニタリング装置及び環境モニタリング方法の形態２を、図８及び図９に基づいて説明する。図８は環境モニタリング装置の平面図、図９は環境モニタリング装置の断面図である。
【００４７】
この実施の形態の環境モニタリング装置１０は、環境モニタリングセンサ１と、環境モニタリングセンサ１にリード線１１ａ，１１ｂを介して接続してアノード２とカソード３との間の電流を測定する電流計１２と、データロガー１３を備える。電流計１２は、無抵抗電流計であり、測定した電流値をデータロガー１３に送信し、測定した電流に基づき環境モニタリングを得る。
【００４８】
この環境モニタリングセンサ１は、図５の実施の形態で説明したセンサを用い、環境モニタリングセンサ１のアノード２にリード線１１ａを接続し、カソード３にリード線１１ｂを接続し、アノード２を評価金属Ｘに接着する。
【００４９】
この環境モニタリングセンサ１は、絶縁性シール４と、絶縁性シール４に付与したカソード３を含み、アノード２を評価金属Ｘに接着させる構成であり、自然環境に曝される構造物自体を評価する。この絶縁性シール４は、可とう性を有するものが好ましい。自然環境に曝される構造物自体が曲面などの形状であっても設置でき、専用の設置部材が不要で低コストかつ容易に設置が可能である。
【００５０】
この実施の形態の環境モニタリング方法は、図５に記載の環境モニタリングセンサ１を用い、環境モニタリングセンサ１の剥離紙４３を剥離してアノード２を粘着層４２により評価金属Ｘに接着させ、アノード２とカソード３との間の電流を測定し、測定した電流に基づき環境モニタリングを得る。
【００５１】
［腐食測定］
この実施の形態の環境モニタリング装置は、環境モニタリングとして腐食測定を行うことができ、この測定を、図１０乃至図１２に基づいて説明する。図１０は環境モニタリング装置の動作を示す図、図１１はデータロガーの処理を示す図、図１２は鉄の腐食速度と腐食測定装置の出力の日平均電気量（Ｑ）の関係を示す図である。図１０（ａ）は環境モニタリング装置の形態１の動作を示し、図１０（ｂ）は環境モニタリング装置の形態２の動作を示す。
【００５２】
この環境モニタリング装置１０は、長期間にわたって自然環境に曝される構造物、例えば橋梁、標識、街灯、水門および樋門、送電鉄塔、自動車などに設置される。構造物は、大気に存在する水分、酸素、腐食性ガスおよび塩類などの腐食成分と接触して腐食が進行するため、環境モニタリング装置１０により構造物周辺の腐食環境性を測定し、構造物の腐食状況を把握するために用いられる。
【００５３】
この環境モニタリング装置１０は、２以上の環境モニタリングセンサ１を設けてもよく、その場合には、それぞれの環境モニタリングセンサ１にリード線１１ａ，１１ｂを接続し、それぞれの環境モニタリングセンサ１をリード線１１ａ，１１ｂを介して１の電流計１２に接続して電流を測定することもできる。以下、１のみの環境モニタリングセンサ１を用いた場合について説明するが、２以上の環境モニタリングセンサ１を用いる場合も同様である。
【００５４】
この環境モニタリングセンサ１は、環境因子により電気化学的に発生する出力電流値から腐食量を測定（推定）できるセンサであり、アノード２とカソード３間の絶縁抵抗が、例えば１０ＭΩ以上、好ましくは１ＧΩ以上である。環境モニタリングセンサ１を大気中に暴露すると、例えば降雨や結露などによってアノード２とカソード３間に水膜が形成されてガルバニック電流が流れ、この電流を電流計１２によって測定する。電流計１２は、無抵抗電流計であり、測定した電流値をデータロガー１３に送信する。
【００５５】
発生する電流の値は、水膜が接触するアノード２の腐食速度に比例し、その値の受信にはデータロガー１３としてコンピュータ又はマイクロプロセッサを用いる。
【００５６】
以下、データロガー１３の動作について説明する。データロガー１３は、電流計１２から、測定された電流値を受信する。電流値受信の時間間隔は、適宜に設計してよい。電流計１２は、電流値を常時出力（測定）しているので、受信（計測）間隔を任意に設定可能である。例えば、１０分につき１回とすることができる。
【００５７】
データロガー１３は、環境モニタリング装置１０またはデータロガー１３に設けられたスイッチの操作によって処理を開始する。
【００５８】
電流計１２によって、電流値が測定され、データロガー１３に送信される。データロガー１３は測定値を受信する（ステップ７１）。データロガー１３は、測定値を腐食量に変換する。
【００５９】
データロガー１３は、測定値に異常値があるか否かを判定する（ステップ７２）。ここで、異常値であるか否かの判定は、値が電流計１２に接続された湿度センサの値と相関があるか、環境モニタリングセンサ１では原理上ないマイナスの値かどうかによることができる。
【００６０】
異常値が検出された場合、データロガー１３は、警告を行う（ステップ７３）。警告は、ディスプレイへの表示、音声の出力、その他適宜な手段で行うことができる
【００６１】
異常値検出の有無にかかわらず、データロガー１３は、測定値を記録する（ステップ７４）。この記録は、各種分析に役立てることができる。なお、記録と合わせてディスプレイへの表示を行ってもよい。
【００６２】
データロガー１３は、何らかの終了条件が満たされた場合には、処理を終了する（ステップ７５）。例えば、環境モニタリングセンサ１またはデータロガー１３に設けられたスイッチの操作による場合である。ただし、継続的にモニタリングをするため、Ｎｏに分岐して継続的な処理を行うことが一般的である。
【００６３】
以上詳細に説明したように、環境モニタリングセンサ１は、アノード２とカソード３間に水膜が形成されてガルバニック電流が流れ、この電流を、電流計１２によって測定する。電流は、腐食速度と相関関係があるので、大気環境の腐食性のモニタリングをリアルタイムで行うことができる。
【００６４】
大気環境の腐食性のモニタリングは、雨が直接かかる屋外においては、腐食測定装置の出力の大きさと経時変化とから、結露・乾燥・降雨の各期間を検出でき、それらの時間を測定できる。こうして求めたぬれ時間（降雨時間）は、湿度だけでなく付着海塩量にも依存し、「温度０℃以上で湿度８０％以上」と気象条件だけで決まるとする国際標準化機構（ＩＳＯ）方式では求めることができない。
【００６５】
雨が直接かからない環境では、鉄の腐食速度と腐食測定装置の出力の日平均電気量（Ｑ）とには対応関係があり、海塩付着量や湿度条件などの環境条件によらず、日平均電気量（Ｑ）から鉄の腐食速度を推定できる。
【００６６】
このように、環境モニタリング装置１０は、環境モニタリングセンサ１において得られる環境因子により電気化学的に発生する金属の腐食に基づく出力電流値から腐食量を測定（推定）でき、その出力電流を解析することにより、環境の腐食性を直接、かつ定量的に評価することが可能で、電流は腐食速度と相関関係があるので、大気環境の腐食性をモニタリングすることができる。
【００６７】
ここで、付着海塩量は、所定の海塩を、腐食測定装置に付着させ、出力および相対湿度ＲＨの関係式を示す較正曲線を用いて付着海塩量を推定することができる。較正曲線から求められた式は、相対湿度ＲＨに比例しているので、相対湿度ＲＨは付着海塩量を求めるのに必要となる。
【００６８】
また、鉄の腐食速度と腐食測定装置の出力の日平均電気量（Ｑ）は、図１２に示すように、直線関係にある。したがって、日平均電気量（Ｑ）から腐食速度を求めることができる。
【００６９】
［微生物量測定］
この環境モニタリング装置１０は、病院内の空気中、あるいはプール等の水中に設けられる。アノード２に微生物が接触することにより、アノード２に自由電子が発生し、アノード２とカソード３との間に電流を生じる。その仕組みは、日本公衛誌    第６０巻    第９号によれば、以下のものである。
【００７０】
まず、微生物のチオール（スルフヒドリル：「ＲＳＨ」で表す）と反応するため、銅イオンＣｕ２＋が発生する。同時に自由電子も発生する。
Ｃｕ→Ｃｕ２＋＋２ｅ−        （１）
【００７１】
銅イオンＣｕ２＋は、微生物のチオールと反応する。
２Ｃｕ２＋＋２ＲＳＨ→２Ｃｕ＋＋ＲＳＳＲ＋２Ｈ＋        （２）
ここで、ＲＳＳＲはジスルフィドを表す。
前記反応で生成された１価の銅イオンは、空気中又は水中の酸素と反応して過酸化水素発生する。発生した過酸化水素と１価の銅イオンが反応して、水酸基を発生する。これにより、抗菌作用を持つ。
２Ｃｕ＋＋２Ｈ＋＋Ｏ２→２Ｃｕ２＋＋Ｈ２Ｏ２        （３）
Ｃｕ＋＋２Ｈ２Ｏ２→Ｃｕ２＋＋ＯＨ−＋・ＯＨ        （４）
ここで「・ＯＨ」はヒドロオキシルラジカルを表す。
【００７２】
以上の反応において、（１）に示すとおり、アノード２に自由電子が発生する。
【００７３】
自由電子が、リード線１１ａ，１１ｂの中をカソード３に向けて移動し、電流が発生する。この電流を、電流計１２によって測定する。
【００７４】
発生する電流の値は、微生物の濃度（単位面積のアノード２に接触する数）及びアノード２の表面積に比例する。ここで、アノード２の表面積は固定値であるので、発生する電流の値によって微生物の濃度を測定することができる。
【００７５】
また、電流値と微生物濃度との関係は、アノード２の表面積によって定まるものであり、電流値に定数を乗算することで微生物濃度を求めることができる。データロガー１３としてコンピュータ又はマイクロチップを用いることで、かかる演算を行うことができる。
【００７６】
以上詳細に説明したように、この環境モニタリング装置１０は、アノード２と微生物との反応によって発生する電流を、電流計１２によって測定して微生物量をリアルタイムで測定する。
【００７７】
この環境モニタリング装置１０を活用して、データロガー１３による環境モニタリングが可能である。
【００７８】
この環境モニタリング装置１０を医療施設に設置し、微生物を検出すると警告を出して対処を促すことができる。また、複数の環境モニタリング装置１０をネットワークで接続して感染経路を特定して、治療・予防に活用することもできる。
【００７９】
また、この環境モニタリング装置１０は、学校、鉄道駅、高齢者介護施設等の公共施設において感染症予防に活用することもでき、さらにプール等における水中の微生物量を測定して感染症予防に活用することもでき、あるいは食品工場における細菌検査に活用することもできる。また、病原菌等の貯蔵施設における病原菌流出防止にも活用できる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
この発明は、大気環境中に曝される構造物の大気腐食や、空気中又は水中の微生物量をモニタリングするために用いる環境モニタリングセンサ及びモニタリングする環境モニタリング装置並びに環境モニタリング方法に適用でき、簡単な構成であり、低コストかつ容易に設置が可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  環境モニタリングセンサ
２  アノード
３  カソード
４  絶縁性シール
１０  環境モニタリング装置
１１ａ，１１ｂ  リード線
１２  電流計
４０  絶縁シート基材
４１，４２  粘着層
４３  剥離紙
Ｘ  評価金属
【図１】
2018124135.tif 000003
【図２】
2018124135.tif 000004
【図３】
2018124135.tif 000005
【図４】
2018124135.tif 000006
【図５】
2018124135.tif 000007
【図６】
2018124135.tif 000008
【図７】
2018124135.tif 000009
【図８】
2018124135.tif 000010
【図９】
2018124135.tif 000011
【図１０】
2018124135.tif 000012
【図１１】
2018124135.tif 000013
【図１２】
2018124135.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月25日(2017.8.25)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードとカソードとの間の電流を測定するための環境モニタリングセンサを用い、
前記環境モニタリングセンサは、カソードを付与した絶縁性シールを含み、
前記絶縁性シールは、
絶縁シート基材と、
前記絶縁シート基材に設けた粘着層を有し、
前記絶縁性シールの前記粘着層を、塗装により表面処理がなされている評価金属に接着させ、
前記評価金属をアノードとし、
前記評価金属の塗膜にピンホールや欠陥があり、水で前記カソードと前記評価金属間が導通した状態では、前記カソードと前記評価金属間にガルバニック電流が発生し、
前記評価金属と前記カソードとの間の電流を測定することで、前記評価金属の塗膜の健全性を評価することを特徴とする環境モニタリング方法。
【請求項２】
前記絶縁性シールは、可とう性を有することを特徴とする請求項１に記載の環境モニタリング方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、大気環境中に曝される構造物の評価金属の塗膜の健全性を評価
するために用いる環境モニタリング方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、簡単な構成であり、低コストかつ容易に設置し、評価金属の塗膜の健全性を評価可能な環境モニタリング方法を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、アノードとカソードとの間の電流を測定するための環境モニタリングセンサを用い、
前記環境モニタリングセンサは、カソードを付与した絶縁性シールを含み、
前記絶縁性シールは、
絶縁シート基材と、
前記絶縁シート基材に設けた粘着層を有し、
前記絶縁性シールの前記粘着層を、塗装により表面処理がなされている評価金属に接着させ、
前記評価金属をアノードとし、
前記評価金属の塗膜にピンホールや欠陥があり、水で前記カソードと前記評価金属間が導通した状態では、前記カソードと前記評価金属間にガルバニック電流が発生し、
前記評価金属と前記カソードとの間の電流を測定することで、前記評価金属の塗膜の健全性を評価することを特徴とする環境モニタリング方法である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記絶縁性シールは、可とう性を有することを特徴とする請求項１に記載の環境モニタリング方法である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項１または請求項２に記載の発明では、評価金属の塗膜にピンホールや欠陥があり、水でカソードと評価金属間が導通した状態では、カソードと評価金属間にガルバニック電流が発生し、評価金属とカソードとの間の電流を測定することで、評価金属の塗膜の健全性を評価可能であり、自然環境に曝される構造物自体に低コストかつ容易に設置し、評価金属の塗膜の健全性を評価することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
以下、この発明の環境モニタリング方法の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
この発明は、大気環境中に曝される構造物の評価金属の塗膜の健全性を評価する環境モニタリング方法に適用でき、簡単な構成であり、低コストかつ容易に設置が可能になる。