(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮防食用のショッププライマー層が表面に形成された鋼板で海洋構造物を製造した後、その海洋構造物の上記ショッププライマー層が浸漬するように海水を導入し、その海水を通してエレクトロコーティング防食を施して、上記鋼板において電流が流れるショッププライマー層非形成部にエレクトロコーティング被膜を形成し、上記海洋構造物の進水後、さらに犠牲アノード方式カソード防食を施して、上記ショッププライマー層および上記エレクトロコーティング被膜の溶解欠損部にコーティング被膜を形成することを特徴とするショッププライマー鋼板を用いたエレクトロコーティング防食法。
【請求項２】
上記ショッププライマー層が、無機質亜鉛末ショッププライマーまたは有機質亜鉛末ショッププライマーからなる請求項１記載のショッププライマー鋼板を用いたエレクトロコーティング防食法。
【請求項３】
上記鋼板における上記ショッププライマー層非形成部が、ショッププライマーピンホール部、ショッププライマー溶解欠損部、溶接部、エッヂ部などである請求項１記載のショッププライマー鋼板を用いたエレクトロコーティング防食法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ショッププライマー鋼板を用いたエレクトロコーティング防食法に係り、特に、ショッププライマー鋼板を用いた海洋構造物に対するエレクトロコーティング防食法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の海洋浮体構造物（例えば、オイルタンカー、船舶などのバラストタンク）に対する防食法としては、鋼（鋼板）に塗装被膜だけを施したもの、塗装被膜を施した鋼板に犠牲アノード方式カソード防食等の電気防食を併用するものなどが挙げられる。
【０００３】
鋼板は海洋浮体構造物の製造時において暴露状態で保管されているため、雨水などからの防食（仮防食）のためにショッププライマーと呼ばれる無機質亜鉛末または有機質亜鉛末などが鋼板の表面に形成されている。
【０００４】
このショッププライマー鋼板は、もともと半永久的な防食のために製造されたものではなく、かつ、鋼板表面のショッププライマー層がポーラス組織であるため、耐食性があまり良好でない。このショッププライマー鋼板は、そのままでは加工性（溶接性、塗装性など）が悪いため、組み立て前に表面にブラスト処理を施し、鋼板表面のショッププライマー層を除去して使用している。
【０００５】
近年、オイルタンカーなどにおいては、坐礁によるオイル流出によって海洋が汚染されることを防ぐために、船底が２重になった２重底構造のものが主流となっており、単純計算で塗装面がこれまでの２倍になっている。
【０００６】
塗装作業は足場を組まなければならないため、ただでさえ作業に長時間を要し、その上、塗装面が２倍になることは、そのまま製造日数および製造コストの上昇を招く。
【０００７】
また、素地調整であるブラスト処理や塗装作業が若い人達に敬遠されているため、熟練した塗装工に頼らざるを得ないが、その熟練塗装工は近年減少傾向にある。
【０００８】
さらに、塗装自体の防食性も、鋼板のエッヂ部や溶接部などといった塗膜の薄い部分においては低いという問題があった。
【０００９】
塗装のように熟練工および足場を必要としない防食方法として、鋼板をカソード、消耗電極をアノードとし、電解液として海水（バラスト水）を用いたエレクトロコーティングが挙げられる（特願平３−１４０９１８号）。
【００１０】
このエレクトロコーティングは、多くの人手を必要とせず、電流を流すだけでコーティングを行うことができるため、昼夜を通して作業を行うことができると共に、塗装よりも作業時間が短くなり、延いては製造コストを抑えることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エレクトロコーティングにおいても、コーティング面の増大に比例してコーティング時間も増大し、コーティング時間の増大に比例して製造コスト（電力コスト）が増大することに代わりはなかった。
【００１２】
そこで本発明は、上記課題を解決し、エレクトロコーティングのコーティング面を少なくすると共に、コーティング時間を短縮し、かつ、コーティングコストを抑えるショッププライマー鋼板を用いたエレクトロコーティング防食法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、仮防食用のショッププライマー層が表面に形成された鋼板で海洋構造物を製造した後、その海洋構造物の上記ショッププライマー層が浸漬するように海水を導入し、その海水を通してエレクトロコーティング防食を施して、上記鋼板において電流が流れるショッププライマー層非形成部にエレクトロコーティング被膜を形成し、上記海洋構造物の進水後、さらに犠牲アノード方式カソード防食を施して、上記ショッププライマー層および上記エレクトロコーティング被膜の溶解欠損部にコーティング被膜を形成するものである。
【００１４】
請求項２の発明は、上記ショッププライマー層が、無機質亜鉛末ショッププライマーまたは有機質亜鉛末ショッププライマーからなる請求項１記載のショッププライマー鋼板を用いたエレクトロコーティング防食法である。
【００１５】
請求項３の発明は、上記鋼板における上記ショッププライマー層非形成部が、ショッププライマーピンホール部、ショッププライマー溶解欠損部、溶接部、エッヂ部などである請求項１記載のショッププライマー鋼板を用いたエレクトロコーティング防食法である。
【００１６】
以上の構成によれば、仮防食用のショッププライマー層が表面に形成された鋼板で海洋構造物を製造した後、その海洋構造物の上記ショッププライマー層が浸漬するように海水を導入し、その海水を通してエレクトロコーティング防食を施して、上記鋼板において電流が流れるショッププライマー層非形成部にエレクトロコーティング被膜を形成し、上記海洋構造物の進水後、さらに犠牲アノード方式カソード防食を施して、上記ショッププライマー層および上記エレクトロコーティング被膜の溶解欠損部にコーティング被膜を形成したため、エレクトロコーティングのコーティング面を少なくすると共に、コーティング時間を短縮し、かつ、コーティングコストを抑えることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
ショッププライマー鋼板で製造したバラストタンクの透過斜視図を図２に示す。
【００１９】
図２に示すように、仮防食用のショッププライマー層（図示せず）が表面に形成された鋼板（ショッププライマー鋼板）２を用い、バラストタンク（海洋浮体構造物）１を製造する。
【００２０】
このバラストタンク１の内部には、バラストタンク１の補強に用いられ、かつ、ショッププライマー鋼板２製のエッヂ３が溶接して設けられている。また、バラストタンク１の側面には、バラストタンク１と隣接するバラストタンク（図示せず）間を海水が自由に流動できるように貫通穴４が形成されている。
【００２１】
本発明のショッププライマー鋼板を用いたエレクトロコーティング防食法の模式図を図１に示す。図１（ａ）は、エレクトロコーティング防食の模式図を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）の要部拡大図を示し、図１（ｃ）は、犠牲アノード方式カソード防食の模式図を示し、図１（ｄ）は、図１（ｃ）の要部拡大図を示している。尚、図２と同様の部材には同じ符号を付している。
【００２２】
次に、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ショッププライマー層２ｂが鋼板２ａ表面に形成されたショッププライマー鋼板２でバラストタンク１を製造した後、船舶１１に組み込む。その後、バラストタンク１内に、バラストタンク１の内壁が浸漬するように海水（バラスト水）Ｓを導入する。その後、消耗電極であるアノード５を、バラストタンク１の内壁と接触しないようにして海水Ｓ中に浸漬する。ここで、アノード５を非導電性物質を介してバラストタンク１内に配置してもよいことは言うまでもない。
【００２３】
アノード５には直流電源６のプラスを、バラストタンク１のショッププライマー鋼板２には直流電源６のマイナスを接続する。その後、直流電源６から電流を通電し、海水Ｓを通してエレクトロコーティング防食を施す。
【００２４】
直流電源６による通電を開始するとアノード５においては、消耗電極成分であり、かつ、水素やＦｅよりもイオン化傾向が大きな金属から電子が奪われ、その金属がイオン化して海水Ｓ中に溶出する。
【００２５】
アノード５からイオン化して海水Ｓ中に溶出した金属イオンは、海水Ｓ中に溶存するカルシウムイオン（Ｃａ2+）やマグネシウムイオン（Ｍｇ2+）などの陽イオンと一緒に、カソードであるショッププライマー鋼板２へ向かって海水Ｓ中を泳動する。その後、上記した金属イオンなどは、ショッププライマー鋼板２において電子を得ることにより、ショッププライマー鋼板２の表面に、消耗電極を構成する金属の水和物、ＣａＣＯ3 、およびＭｇ（ＯＨ）2 などを主成分とするコンクリート状のコーティング被膜（エレクトロコーティング層）を形成する。
【００２６】
Ｍｇ（ＯＨ）2 は海水Ｓ中に比較的溶出しやすいが防食性は高く、かつ、電流密度が比較的高い時に生成し易い。また、ＣａＣＯ3 は海水Ｓ中に溶出しにくいが防食性はあまり高くなく、かつ、電流密度が比較的低い時に生成し易い。
【００２７】
この時の化学反応式は以下の通りである。
【００２８】
２Ｈ2 Ｏ＋２ｅ- →Ｈ2 （ｇａｓ）＋２ＯＨ- 
Ｃａ2+＋ＨＣＯ3 - ＋ＯＨ- →ＣａＣＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ
Ｍｇ2+＋２ＯＨ- →Ｍｇ（ＯＨ）2 
ここで、ショッププライマー鋼板２の表面の大部分には、ショッププライマー層２ｂが形成されている。ショッププライマー層２ｂが形成されている部位は、鋼板２ａの部分より電気抵抗が若干高くなるため、エレクトロコーティング防食によってコーティング被膜が形成される部位は、ショッププライマー鋼板２におけるショッププライマー層非形成部（すなわち、ショッププライマーピンホール部、ショッププライマー溶解欠損部、溶接部、エッヂ部Ｅ）Ｈとなる。
【００２９】
また、エレクトロコーティング防食によってコーティング被膜を形成する部位が、上述したようにショッププライマー鋼板２の表面のショッププライマー層非形成部Ｈであるため、結果として、低電流でありながら電流密度を高く保つことが可能となる。これによって、ＣａＣＯ3 よりも海水に対する溶出が多いものの防食性は高いＭｇ（ＯＨ）2 の方がコーティングされ易くなる。
【００３０】
すなわち、エレクトロコーティング防食終了時点において、大部分の防食性は、ショッププライマー鋼板２におけるショッププライマー層２ｂで得ており、残りの防食性は、ショッププライマー鋼板２におけるショッププライマー層非形成部Ｈにコーティングされる消耗電極を構成する金属の水和物、ＣａＣＯ3 、およびＭｇ（ＯＨ）2 などを主成分とするコンクリート状のコーティング被膜で得ている。
【００３１】
次に、図１（ｃ）、（ｄ）に示すように、エレクトロコーティング防食によってコーティング被膜を一部形成したバラストタンク１を備えた船舶１１を進水すると（例えば、就航後）、海水Ｓ中にショッププライマー層２ｂおよびＭｇ（ＯＨ）2 を主とするコーティング被膜（特に、ショッププライマー層２ｂ）が徐々に溶解してゆく。
【００３２】
このまま放置すると溶解欠損部が錆びてしまうため、溶解欠損部を防食すべく、犠牲アノード方式カソード防食を施す。
【００３３】
ここで、バラストタンク１内のショッププライマー鋼板２に溶接などの手段で事前に犠牲アノード７を設けておくと、この犠牲アノード７とショッププライマー鋼板２が接触することで、ショッププライマー鋼板２がカソードとなって腐食電池となる。これによってショッププライマー鋼板２の腐食を防止するものである。
【００３４】
犠牲アノード７からイオン化して海水Ｓ中に溶出した金属イオンは、海水Ｓ中に溶存するカルシウムイオン（Ｃａ2+）やマグネシウムイオン（Ｍｇ2+）などの陽イオンと一緒に、カソードであるショッププライマー鋼板２へ向かって海水Ｓ中を泳動する。その後、上記した金属イオンなどは、ショッププライマー鋼板２において電子を得ることにより、ショッププライマー鋼板２の表面に、消耗電極を構成する金属の水和物、ＣａＣＯ3 、およびＭｇ（ＯＨ）2 などを主成分とするコンクリート状のコーティング被膜を形成する。
【００３５】
この時の化学反応式は以下の通りである。
【００３６】
Ｈ2 Ｏ＋１／２Ｏ2 ＋２ｅ- →２ＯＨ- 
Ｃａ2+＋ＨＣＯ3 - ＋ＯＨ- →ＣａＣＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ
Ｍｇ2+＋２ＯＨ- →Ｍｇ（ＯＨ）2 
犠牲アノード方式カソード防食においては、エレクトロコーティング防食と異なり、外部から電流を供給しないため、エレクトロコーティング防食と比べると電流密度が低くなる。このため、エレクトロコーティング防食の時とは逆に、Ｍｇ（ＯＨ）2 よりも防食性は劣るものの、海水Ｓ中には溶出しにくいＣａＣＯ3 の方がコーティングされ易くなる。
【００３７】
すなわち、海洋浮体構造物である船舶１１におけるバラストタンク１の進水中において、基本的にはショッププライマー鋼板２におけるショッププライマー層２ｂおよびＭｇ（ＯＨ）2 を主とするコーティング被膜で防食性を得ている。しかし、ショッププライマー層２ｂおよびＭｇ（ＯＨ）2 を主とするコーティング被膜成分は海水Ｓ中に比較的溶出しやすいため、ショッププライマー層２ｂおよびＭｇ（ＯＨ）2 を主とするコーティング被膜の溶解欠損部Ｋに、犠牲アノード方式カソード防食によって、海水Ｓ中に溶出しにくいＣａＣＯ3 を主とするコーティング被膜を形成する。
【００３８】
また、犠牲アノード方式カソード防食を続けて行っている内に、ショッププライマー層２ｂおよびＭｇ（ＯＨ）2 を主とするコーティング被膜（特にショッププライマー層２ｂ）が、徐々にＣａＣＯ3 を主とするコーティング被膜と置き換えられてゆき、最終的に鋼板２ａの表面は、Ｍｇ（ＯＨ）2 を主とするコーティング被膜で被覆され、その上層にＣａＣＯ3 を主とするコーティング被膜が被覆される。
【００３９】
アノード５および犠牲アノード７の材質としては、特に限定するものではなく、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎなどが挙げられるが、その保護性が十分に、かつ、長期間に亘って一定に保たれることが必要なため、ＩｎやＳｎなどを少量添加したＡｌ−Ｚｎ合金、Ｃｄ、Ｈｇ、およびＩｎなどを少量添加したＺｎ−Ａｌ合金、および高純度Ｚｎを用いることがより望ましい。
【００４０】
アノード５はエレクトロコーティング終了後に取り除いても良いが、犠牲アノード７としてバラストタンク１内のショッププライマー鋼板２に取り付けても良い。
【００４１】
本発明のショッププライマー鋼板を用いたエレクトロコーティング防食法においては、耐食性があまり良好でないと思われていたショッププライマー鋼板のショッププライマー層を海洋浮体構造物の製造前に除去せず、ショッププライマー鋼板をそのまま用いて海洋浮体構造物を製造し、ショッププライマー鋼板におけるショッププライマー層非形成部にＭｇ（ＯＨ）2を主とするコーティング被膜をコーティングしている。
【００４２】
これによって、従来の全面エレクトロコーティング防食法と比べて、同じ電流値であっても本発明のエレクトロコーティング防食法の方が電流密度が高くなる。この結果として、コーティング時間の短縮をもたらし（コーティング時間が１／１０程度となる）、製造コスト（電力消費量、アノード消費量、人件費）を大幅に低減することができる。また、大型（大面積）の鋼製構造物の防食法としても、性能面およびコスト面で適用可能となる。
【００４３】
また、海洋浮体構造物を進水した後、ショッププライマー層およびＭｇ（ＯＨ）2 を主とするコーティング被膜（特にショッププライマー層）の成分が海水中に徐々に溶出するが、犠牲アノード方式カソード防食を施すことによって、ショッププライマー層およびＭｇ（ＯＨ）2 を主とするコーティング被膜の溶解欠損部をＣａＣＯ3 を主とするコーティング被膜でコーティングし、徐々にショッププライマー層をＣａＣＯ3 を主とするコーティング被膜で置き換えてゆく。
【００４４】
これによって、海洋浮体構造物の製造前に人手を用いて除去していたショッププライマー層を、海洋浮体構造物を進水した後に人手を用いることなく（自発的に）除去させることができる。
【００４５】
本発明のショッププライマー鋼板を用いたエレクトロコーティング防食法においては、海洋構造物として船舶のバラストタンクを挙げているが、特にこれに限定するものではなく、メガフロート、リグ（海洋構造物）、橋桁などといった海水に曝される構造物であれば何でもよいことは言うまでもない。
【００４６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００４７】
（１）  海洋構造物の製造前にショッププライマー鋼板のショッププライマー層を除去せずに、海洋構造物を製造し、その後、ショッププライマー層非形成部にＭｇ（ＯＨ）2を主とするコーティング被膜をエレクトロコーティングするため、エレクトロコーティングのコーティング面を少なくすることができると共に、コーティング時間を短縮し、かつ、コーティングコストを抑えることができる。
【００４８】
（２）  事前に、人手を用いて（ブラスト処理などで）ショッププライマー鋼板のショッププライマー層を除去しなくても、ショッププライマー層は経年劣化により徐々に欠損し、その溶解欠損部には犠牲アノード方式カソード防食によってエレクトロコーティング被膜をコーティングするため、最終的には人手を用いることなくショッププライマー層を完全に除去できると共に、全面をエレクトロコーティング被膜でコーティングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のショッププライマー鋼板を用いたエレクトロコーティング防食法の模式図である。
【図２】ショッププライマー鋼板で製造したバラストタンクの透過斜視図である。
【符号の説明】
１  バラストタンク（海洋浮体構造物）
２  ショッププライマー鋼板
２ａ  鋼板
２ｂ  ショッププライマー層
Ｈ  ショッププライマー層非形成部
Ｓ  海水（バラスト水）
【図１】
0003978796.tif 000002
【図２】
0003978796.tif 000003