(57)【要約】穴がひし形のメッシュを有するメッシュリボンの形状のカソード防食のための金属アノードが記載され、このアノードは、それらの穴がリボンの長手方向に沿って配向した主対角線を有するように配置されたひし形の形状を有することと、リボンの長手方向に沿う側縁部に切断された突起が無いことを特徴とする。このようなアノードを得るための方法も記載される。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延びる一体の部分の無い、ひし形のメッシュを伴うエキスパンデッドメタルのリボンの形状のカソード防食のためのアノードであって、前記ひし形のメッシュは、リボンの長手方向に平行な主対角線を有するように幾何学的に配置されていることを特徴とする、前記アノード。
【請求項２】
前記リボンの長手に沿う側縁部の輪郭に不連続部分が存在しないことを特徴とする、請求項１に記載のアノード。
【請求項３】
前記金属はチタンである、請求項１または２に記載のアノード。
【請求項４】
前記金属は触媒層で被覆されている、請求項１から３のいずれかに記載のアノード。
【請求項５】
前記触媒層は貴金属またはそれらの酸化物を含む、請求項４に記載のアノード。
【請求項６】
請求項１から３のいずれかに記載のアノードを製造する方法であって、次の工程：
金属リボンが移動する方向に平行に配置させた第一の所定の長さの少なくとも一列のナイフを備えた拡張装置を通して金属リボンを走行させること、
前記の少なくとも一列のナイフの加圧と押し抜きの作用によって金属リボンを拡張させること、
前記の第一の長さよりも大きな第二の所定の長さの刃を有するナイフの最後の列の加圧と押し抜きの作用によって、拡張された金属リボンの側縁部の輪郭を形成すること、
を含む、前記方法。
【請求項７】
金属の補強棒を備えたセメント質の構造物の中に埋め込まれた請求項１から５のいずれかに記載の少なくとも一つのアノードを含むカソード防食装置。
【請求項８】
請求項７の前記カソード防食装置の前記アノードにアノード電位を加えることからなる、鉄筋コンクリート構造物のカソード防食のための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉄筋コンクリート構造物のカソード防食の分野に関し、特に、単位長さ当りの電気抵抗と可撓性の点で特に効率の良いアノード、そして特に取り付けと取扱いについて安全なアノードの設計に関する。本発明はまた、このようなアノードを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
腐食の現象が影響を及ぼす鉄筋コンクリート構造物は当分野で良く知られている。セメント質の構造物の中に挿入されてこれの機械的性質を向上させる鋼の補強材は、通常、アルカリ性のコンクリート環境によって誘起される不動態化条件において用いられる。しかし、相当な時間が経った後、コンクリートの多孔質な表面を横切ってのイオンの移動により、保護性の不動態化膜に対する局所的な浸蝕が生じる。特に懸念されるのは塩化物による浸蝕であり、これは鉄筋コンクリート構造物が用いられる全ての種類の環境中で事実上存在し、特に大きな程度となるのは、塩水（海洋域に設置される橋、柱、建築物）、不凍液用の塩（寒冷な気候の地域における橋や道路構造物）、さらには、例えば桟橋やドックの場合におけるような海水に晒される環境においてである。塩化物への曝露の臨界値は、コンクリートの１立方メートル当り約０．６ｋｇと考えられていて、これを超えると、補強用の鋼の不動態化状態は保証されない。コンクリートの崩壊の別の形態のものは炭酸化の現象によって示され、これは、セメント質混合物の石灰の大気中二酸化炭素との反応による炭酸カルシウムの形成である。炭酸カルシウムはコンクリート中のアルカリの含有量を（ｐＨ１３．５からｐＨ９に）低下させ、保護されない状態の鉄を生じさせる。塩化物の存在およびそれと同時の炭酸化は、構造物の補強棒の保存のためには最悪の条件に相当する。鋼の腐食生成物は鋼自体よりも容積が大きく、それらの形成によって生じる機械的応力はコンクリートの離層と破壊の現象を招くかもしれず、それは、安全性以外にも経済性の見地から莫大な損害と解釈される。この理由から、適切な塩濃度の場合であっても、大気中の作用剤に晒される鉄筋コンクリート構造物の寿命を無期限に延長させるための最も有効な方法は、鋼の補強材をカソード分極化させることからなることが、当分野で知られている。この手段において、鋼の補強材は酸素のカソード還元の位置となり、その結果、アノードの腐食と溶解反応が抑制される。鉄筋コンクリートのカソード防食として知られるこのような方式は、様々な種類のアノード構造物をコンクリートと結びつけることによって実行され、この場合、保護されるべき補強材はカソード対極として作用し、これに伴って外部の整流器によって維持される電流は、塩溶液が部分的に浸みこんだ多孔質コンクリートからなる電解質を横切って通る。
【０００３】
鉄筋コンクリートのカソード防食のために一般に用いられるアノードは、アノードでの酸素の発生のために遷移金属の酸化物またはその他のタイプの触媒で被覆されたチタンの基材からなる。基材として、他のバルブ金属を（純粋な金属として、または合金として）用いることができるが、しかし、純チタンが費用の点からかなり好ましい選択である。
【０００４】
欧州特許ＥＰ４５８９５１は、電極触媒被覆を有する複数の金属リボン（金属の帯状材料）からなるカソード防食のためのグリッド（格子）のタイプの電極構造物を開示していて、その金属リボンは様々な幾何学的形状の空所を有する。
【０００５】
このタイプのリボンは、一体の金属リボンを押し抜くことによって製造することができ、あるいはもっと一般的には、金属を引き延ばすことによる慣例的な方法によって製造され、この場合、金属シートを加圧して、リボン自体の進行方向に直交するように配置された一連のナイフによって押し抜くことによって金属シートを拡張させる。この最初の工程により、エキスパンデッドメタルのシートを得ることができる。次いで、このシートを、所望の寸法のリボンを得るのに適した切断を行う第二の工程に供する。このエキスパンデッドメタルのリボンは、リボンの長手方向に直交するように配向した主対角線を有するひし形の空所を有するメッシュ形状を呈する。
【０００６】
この製造方法は、切断の操作を行う間に自動的に形成される切断側面の突起を伴ったメッシュを有する金属リボンが製造されるという不都合な点を有し、これにより、これらのアノードを取り扱うのが困難となり、従って、据え付けの段階で危険を伴う。
【０００７】
滑らかな側縁部を有する金属リボンが、カナダ特許出願ＣＡ２０７８６１６（Ａ１）に開示されていて、この文献に記載された方法によれば、得られるリボンは一定の幅を有する連続した長手方向に延びる一体の部分を有し、その部分は製造プロセスにおいて必ず形成され、またその部分はスポット溶接だけのために用いることができる。しかし、今日のカソード防食のシステムにおいては、リボンのアノードを溶接するのは全く好ましくなく、むしろ、間にプラスチックのスペーサーを配置して、補強材の上にリボンを直接重ねるのが好ましい。この場合、長手方向に延びる一体の部分はまさしく材料の損失となり、特に、触媒層を付与する際にこの一体の部分が常に貴金属で被覆される故に、そうである。しかし、そのような触媒層は無孔の構造物の上では適切に機能することができず、そしてアノード構造物に加えられる実際の電流密度の計算に影響を及ぼし、従って、カソード防食システム全体の設計を複雑にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許ＥＰ４５８９５１
【特許文献２】カナダ特許出願ＣＡ２０７８６１６（Ａ１）
【発明の概要】
【０００９】
本発明の様々な態様が、添付する特許請求の範囲に示されている。
【００１０】
一つの態様において、本発明はカソード防食（例えば、鉄筋コンクリート構造物のカソード防食）のシステムのためのメッシュ状の（網目状の）リボンの形状のアノードに関し、先行技術の不都合な点を解消するものであり、その縁部には切断した突起の形の不連続部分が実質的に存在せず、その部分は正弦曲線の形状を有する。
【００１１】
本明細書の文脈において、平易さを目的として、鉄筋コンクリート構造物のカソード防食について言及するが、本発明は一般的なカソード防食の分野において、例えば金属のタンクの底部のカソード防食を含む分野において実施できることが理解されよう。
【００１２】
別の態様において、本発明はそのアノードを製造するための方法に関する。
【００１３】
さらなる態様において、本発明は、縁部において切断した突起が実質的に存在しないメッシュ状のリボンの形状の少なくとも一つのアノードを含むカソード防食装置に関する。
【００１４】
本発明者らによって得られた最も重要な成果の幾つかが以下の説明において提示されるが、その説明は例として提示されるものに過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００１５】
本発明に係るアノードはエキスパンデッドメタルのリボンからなり、このリボンは、リボンの長手方向に沿って配向した主対角線を有するひし形の空所を有するメッシュによって特徴づけられる。一つの態様において、リボンの側縁部は正弦曲線の輪郭を有し、そこには切断した突起が存在しない。
【００１６】
発明者らは、驚くべきことに、ここで説明されるカソード防食のためのアノードは単位長さ当りのオーム抵抗が著しく低く、例えば先行技術のアノードよりも４倍に及ぶほど低いことを認めた。
【００１７】
電気抵抗が低いことによって（例えば、送電線網における）電気接続の数を少なくすることができ、それにより材料と据付け時間のかなりの節約となる。
【００１８】
一つの態様において、金属メッシュのリボンはチタンからなる。
【００１９】
別の態様において、金属メッシュのリボンは貴金属またはそれらの酸化物を含む触媒コーティングで被覆されている。
【００２０】
一つの態様において、リボンの寸法は、３ｍｍから１００ｍｍの範囲の幅と０．２５ｍｍから２．５ｍｍの厚さと１ｍから１５０ｍの長さを有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明がより良く理解されるように、以下の図面が参照されるが、これらは幾つかの好ましい態様を描写するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【図１】図１Ａは慣用のエキスパンデッドメタルのアノードの上面図を示す。図１Ｂは本発明に係るエキスパンデッドメタルのアノードの上面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
詳細には、図１Ａは慣用のアノードの上面図を示し、これにおいて特徴的なのは、切断工程を含む製造方法により切断した突起１があることであり、またリボンの幅の方向に配向されたひし形の空所の主対角線３とリボンの長手方向に配向されたひし形の空所の副対角線４とを有するひし形の幾何学的形状である。
【００２３】
図１Ｂは本発明に係るアノードの上面図を示し、これにおいて特徴的なのは、切断されていなくて尖っていない側縁部２があることであり、またリボンの長手方向に配向されたひし形の空所の主対角線３とリボンの幅の方向に配向されたひし形の空所の副対角線４とを有するひし形の幾何学的形状である。
【実施例】
【００２４】
本発明者らによって得られた最も重要な成果の幾つかを表１に報告する。そこでは、本発明の典型的なアノードのオーム抵抗のデータを慣用のアノードと比較している。ＡおよびＢと表示されたアノードは、図１Ａに示すものと同様に、リボンの長手方向に直交するように配向したひし形の主対角線を有するひし形の幾何学的形状のアノードであり、これは、一体の金属リボンの移動方向に対して縦に拡張することによって得られた慣用のものである。ＣおよびＤと表示されたアノードは、図１Ｂに示すものと同様に、本発明の一つの態様に従う幾何学的形状のアノードである。
【００２５】
アノードＣおよびＤは、装置の中でナイフの平行な列に沿って走行させた一体の金属リボンの移動方向に対して直交する方向に引き延ばし、これにより、一体のリボンを直交する方向に加圧して押し抜いて拡張させることによって製造されたものである。このリボンの製造は最後の列のナイフによって完了し、これらのナイフは前のナイフの刃よりも大きな所定の長さの刃を有し、それらの刃の上に、図１Ｂに示すリボンの側縁部を形成するのに適した圧力を加える。アノードの幾何学的形状による導電性に関してすでに説明した利点以外に、この方法は、長手方向に延びる一体の部分の無いエキスパンデッドメタルのリボンを提供し、これはその後に切断されないので、切断された縁部を全く伴わず、従って、据付けを行う際に取り扱うのにかなり安全かつ容易である、という利点を有する。さらに、この方法は、拡張が完了した直後に所望の長さの金属リボンを有利に得ることを可能にする。さらに、この製造方法は、従来の方法よりも長いリボンを得ることを可能にし、従って、多数のリボンを接続する必要があるためにアノード装置全体の一体性が低くなるような大型の設備の使用を容易にする。
【００２６】
表に報告したデータから、所定の幅について、本発明のアノードは約６０％低いオーム抵抗を示すことが認められる。
【００２７】
【表１】
2013537261.tif 000003
【００２８】
以上の説明は本発明を限定することを意図しておらず、本発明はその範囲から逸脱することなく様々な態様に従って用いることができ、本発明の範囲は添付する特許請求の範囲によって一義的に確定される。
【００２９】
本出願の明細書と特許請求の範囲の全体を通して、「含む」という用語は、他の要素または付加物の存在を排除することを意図していない。
【００３０】
文献中の検討事項、法令、資料、デバイス、記事、その他同種類のものは、単に本発明のための背景を提供するという目的のために本明細書に含まれる。
これらの事項の何らかのもの、あるいはそれらの全てが先行技術の基礎の部分を形成していたか、あるいは、それらが、本出願の各々の請求項の優先日の前に、本発明に関連する分野において一般的な共通認識になっていた、ということは示唆されないし、表明されてもいない。
【符号の説明】
【００３１】
１  切断した突起、  ２  尖っていない側縁部、  ３  ひし形の空所の主対角線、  ４  ひし形の空所の副対角線。
【図１Ａ−１Ｂ】
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【国際調査報告】
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