(57)【要約】      （修正有）【課題】光が照射されない箇所に設けられている金属構造体においても、二酸化チタンによる防食法を提供する。【解決手段】第１ステップＳ１０１で、対象とする金属構造体に二酸化チタンを電気的に接続する。次に、第２ステップＳ１０２で、二酸化チタンに水を接触させる。二酸化チタンは、アナターゼ型の結晶構造であればよい。次に、第３ステップＳ１０３で、水が接触している二酸化チタンに光を照射する。光が照射されない箇所に金属構造体が配置されていても、電気的に接続した二酸化チタンは、金属構造体から離間させることが可能となり、二酸化チタンを光が照射される箇所に配置することで、金属構造体３０１の防食が行える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属構造体に二酸化チタンを電気的に接続する第１ステップと、
前記二酸化チタンに水を接触させる第２ステップと、
水が接触している前記二酸化チタンに光を照射する第３ステップと
を少なくとも備えることを特徴とする防食方法。
【請求項２】
金属構造体に電気的に接続される二酸化チタンと、
前記二酸化チタンに接触して設けられた水と
を少なくとも備えることを特徴とする防食器具。
【請求項３】
請求項２記載の防食器具において、
前記水および前記二酸化チタンを収容して前記二酸化チタンに光が照射可能とされ光導入部を有する容器を備えることを特徴とする防食器具。
【請求項４】
請求項３記載の防食器具において、
前記容器は、少なくとも一部が透明な透明部を備えて前記水および前記二酸化チタンを封入し、前記光導入部は前記透明部から構成されていることを特徴とする防食器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼などの金属構造体の腐食を防ぐ防食方法および防食器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
設備・構造物には多くの鋼材が用いられいるが、屋外で用いられているために腐食を防ぐことが重要となる。このような金属の腐食は、電気化学による過程で発生する。金属（鉄）の腐食では、陽極においては「Ｆｅ→Ｆｅ2+＋２ｅ-」、陰極においては「１／２Ｏ2＋Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→２ＯＨ-ｏｒ２Ｈ+＋２ｅ-→Ｈ2」の反応が起き、電子が移動する。
【０００３】
このような反応過程により発生する金属の腐食を防止するためには、金属と酸素，水との接触を、クロム被膜形成，リン酸塩処理，化学的不動態化，耐候性鋼などにより抑制することが考えられる。また、保護対象とする金属より酸化還元電位の低い亜鉛などの金属めっき膜を形成し、この金属めっき膜の犠牲のもとに防食を行う「カソード防食」方法が一般的である。このように、金属の腐食を金属めっき膜で防ぐことは有効であるが、めっき膜も金属であるため、有限の腐食速度をもち、消耗してしまう点に課題がある。
【０００４】
これに対し、二酸化チタンをコーティングすることで腐食を防止する方法が検討され、一定の効果をあげている（非特許文献１）。二酸化チタンを用いた防食では、光が照射された二酸化チタンで電子が生成される作用を利用している。金属にコーティングされた二酸化チタンは、ｎ型の半導体として機能し、二酸化チタンが光を吸収して発生する電子が金属に流れると、金属の電位はより電位の低い二酸化チタンのフラットバンド（伝導帯下端）側にシフトする。このバンド位置が、金属の酸化還元電位（防食電位）よりも低い場合、金属の酸化が抑制できるようになり、防食効果が得られるようになる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/hyoujun_gijutsu/hikari_shokubai/1_b_5_c.htm
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した二酸化チタンコートによる防食では、光があまり照射されない箇所で用いられている金属構造体の場合、防食効果があまり得られないという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、光が照射されない箇所に設けられている金属構造体においても、二酸化チタンによる防食が実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る防食方法は、金属構造体に二酸化チタンを電気的に接続する第１ステップと、二酸化チタンに水を接触させる第２ステップと、水が接触している二酸化チタンに光を照射する第３ステップとを少なくとも備える。
【０００９】
また、本発明に係る防食器具は、金属構造体に電気的に接続される二酸化チタンと、二酸化チタンに接触して設けられた水とを少なくとも備える。例えば、水および二酸化チタンを収容して二酸化チタンに光が照射可能とされ光導入部を有する容器を備えるようにすればよい。容器は、少なくとも一部が透明な透明部を備えて水および二酸化チタンを封入し、光導入部は透明部から構成されていればよい。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したことにより、本発明によれば、光が照射されない箇所に設けられている金属構造体においても、二酸化チタンにより防食できるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における防食方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】図２は、本発明の実施の形態における防食機器の構成を説明するための構成図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態における防食機器の他の構成を説明するための構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における防食方法を説明するためのフローチャートである。この防食方法は、まず、第１ステップＳ１０１で、対象とする金属構造体に二酸化チタンを電気的に接続する。次に、第２ステップＳ１０２で、二酸化チタンに水を接触させる。二酸化チタンは、アナターゼ型の結晶構造であればよい。また、二酸化チタンは、板状とされていればよく、例えば、市販されている導電線により電気的に接続すればよい。また、二酸化チタンは、シート状としてもよく、また、粉末冶金により多孔性の焼結体として用いてもよい。多孔性の焼結体とすることで、多孔内に水を保持させることができる。
【００１３】
次に、第３ステップＳ１０３で、水が接触している二酸化チタンに光を照射する。光が照射されない箇所に金属構造体が配置されていても、上述したように、電気的に接続した二酸化チタンは、金属構造体から離間させることが可能となり、二酸化チタンを光が照射される箇所に配置することが可能となる。このようにすることで、二酸化チタンに光照射をすれば、二酸化チタンにおいては、光を吸収して電子を発生する。このようにして発生した電子は、電気的に接続されている金属構造体に流れていく。電子が流れたことにより、金属構造体の電位は、腐食電位より低い二酸化チタンのフラットバンド側にシフトする。この結果、金属構造体の腐食（酸化）が抑制できるようになる。金属構造体が、ＳＵＳ３０４（304 stainless steel）、銅、炭素鋼の場合、本実施の形態における防食方法が特に有効である。
【００１４】
上述した防食方法は、次に説明する防食機器を用いて実施すればよい。防食機器は、図２に示すように、金属構造体２０１に電気的に接続される二酸化チタン２０２と、二酸化チタン２０２に接触して設けられた水２０３とを少なくとも備える。金属構造体２０１と二酸化チタン２０２とは、例えば、銅からなる導電線２０４により電気的に接続すればよい。水２０３が接触している二酸化チタン２０２を、例えば、日光が照射される箇所に配置して光を照射すれば、前述した防食が実施できる。
【００１５】
また、防食機器は、図３に示すように、水３０３を収容した容器３０５を用意し、水３０３に二酸化チタン３０２を浸漬して用いるようにしてもよい。二酸化チタン３０２は、導電線３０４により金属構造体３０１に電気的に接続している。容器３０５の少なくとも一部を透明部としておき、この透明部を光導入部として光が容器３０５の内部に導入可能としてあればよい。容器３０５の全体が、透明な材料から構成されていてもよい。また、容器３０５は、水槽であり、上部の開放部が光導入部であってもよい。このように構成することで、光導入部より導入された光（例えば日光）を水３０３が接触している二酸化チタン３０２に照射することができ、金属構造体３０１の防食が行える。
【００１６】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、既に水が接触している二酸化チタンを金属構造体に電気的に接続し、次いで、水が接触している二酸化チタンに光を照射するようにしてもよい。また、二酸化チタンに水を接触させ、ここに光を照射した状態で、二酸化チタンと金属構造体とを電気的に接続してもよい。また、光が照射している二酸化チタンに水を接触させ、この二酸化チタンに金属構造体を電気的に接続させてもよい。また、金属構造体に電気的に接続している二酸化チタンに光を照射し、この状態で、二酸化チタンに水を接触させるようにしてもよい。また、本発明では二酸化チタンに水を接触させているが、水のみに限るものではなく、例えば、電解質が溶解した水溶液としてもよい。電解質としては，水酸化ナトリウム，硫酸ナトリウムなどのアルカリ性または中性の電解質があげられる。
【符号の説明】
【００１７】
２０１…金属構造体、２０２…二酸化チタン、２０３…水、２０４…導電線、３０１…金属構造体、３０２…二酸化チタン、３０３…水、３０４…導電線、３０５…容器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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