JPH069252A - 導電性コンクリート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は支持体内に導電性層または被膜を与
えた物品を提供することを目的とする。 【構成】 （ａ）コンクリート混合物； （ｂ）水；および （ｃ）元素炭素； を含み、そして元素炭素の重量の約５０％から約９５％
までの該全元素炭素が粉砕した石炭ベースの焼成したコ
ークスであり、該コークスが約２７から約８０までのＥ
ｃ値を示すことを特徴とする導電姓コンクリート。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の分野 本発明は支持体の内に導電性を与えるた、物品に関す
る。元素炭素およびポリマー結合剤または母材を含むこ
の組成物は独特の高導電率／低抵抗率の焼成した石炭ベ
ースコークスの添加によって改良される。

【０００２】さらに特に、本発明は多くの鉄ベース低炭
素鋼構造物またはエレメントによって強化されるコンク
リートまたはその他の建物材料または構成部分の保護に
有用な組成物に関する。この組成物はコンクリートまた
は建物材料の外部表面に適用される。本発明はまたこれ
らの組成物の適用による腐食抵抗およびコンクリートま
たはその他の建物材料の保護の改良方法に関する。本発
明はさらにその結果生じる被覆した構造または材料それ
自体に関する。本発明は陰極保護の周知の原理に基づ
く。

【０００３】発明の背景 多くの鉄ベースの低炭素鋼およびその他の金属が湿気お
よび空気にさらされる場合それらはさびを生じ腐食しま
たは劣化することは周知のことである。これらの低炭素
鋼がコンクリートまたはその他の建物材料を強化するた
めに使われる場合、それらはしばしば過酷な気象および
道路の塩または海からの塩水にさらされるようになりこ
れはこの腐食を著しく促進し従って強化したエレメント
または道路の寿命を著しく縮める。フロリダ州の運輸省
は橋床および関連する支持構造物に対する損傷のみで毎
年米国だけで１６０から５００百万ドルまでの修復費用
を強いると見積もっている。

【０００４】道路のこの劣化の基になる過程は強化用鋼
エレメントの劣化および体積膨脹である。この事は次に
低炭素鋼内の鉄（Ｆｅ）の鉄酸化物−−−さびへの転化
を引き起こす。

【０００５】潜在的な腐食は電解電池の形成によって引
き起こされ、そこでは湿分が存在する場合は鋼強化材の
異なる部分は電解電池の陽極およひ陰極の双方になるこ
とができる。異なる部位におけるイオン濃度の差異は個
々の部位が陰極であるか陽極であるかを決定する。陽極
反応生成物（即ち鉄酸化物）は当初の鋼よりも大きい体
積を有するので、コンクリート内に大きな内部圧力を与
え、それが亀裂しそして小片に割れる原因をつくる。

【０００６】陰極保護はその過程を妨げまたは遅れさせ
るのに有効だと認められる一方法である。それは別個の
追加電極（陽極）を導入しそして総ての鋼強化材が陰極
性になるように強制電流を適用し、このようにして鉄酸
化物の形成を防ぐことを含む。

【０００７】多くの陰極保護系が知られている。例え
ば、１９７５年２月２５日にＰ．Ｊ．ゲイ（Ｇａｙ）に
発行された米国特許第３，８６８，３１３号は支持体上
に電気絶縁塗料を適用し続いて絶縁被膜の上に導電性塗
料を適用することによる陰極保護系を開示する。直流電
圧を金属支持体と導電被膜間に次いで適用する。

【０００８】１９６４年９月１９日発行の米国特許第
３，１５１，０５０号は貯蔵中の車および構成部分に対
する陰極保護方法を開示する。その方法は保護すべき金
属に対する導電性ペイントの適用から成る。このペイン
トは炭素、二酸化マンガン、塩化アンモニウムおよび有
機充填剤およびメチルエチルケトンのような溶剤との懸
濁物である。次いで金属銅含有樹脂の第２塗料を、続い
てペイントまたはエナメルの仕上塗料を適用する。最後
に直流電圧を導電性ペイントと金属支持体間に適用す
る。

【０００９】種々の炭素ベース材料を含有するその他の
ポリマー組成物もまた知られている。１９７７年７月１
２日Ｊ．Ａ．サウンダース（Ｓａｕｎｄｅｒｓ）に発行
された米国特許第４，０３５，２６５号は黒鉛およびコ
ロイド炭素を用いる導電姓ペイント組成物を開示する。
黒鉛は湿式粉砕に当てそれによって黒鉛を薄い小板に小
さくする。使用するコロイド炭素は２０から５０ミリミ
クロンまでの寸法を有する粒子で構成する。最終組成物
（それが適用される物品を含めて）は塗膜に電流を通す
場合に熱源として使われる。

【００１０】カーボン含有塗料におけるその他の成果は
次のものの中に見出される： （１） 米国特許第３，５０５，２６３号、これはポリ
マーラテックス結合剤中の微細な焼成石油コークスを開
示する； （２） 米国特許第３，４０４，０１９号、これはポリ
マー組成物中の充填剤または顔料として流動石油コーク
スの使用を開示する； （３） 米国特許第２，７３０，５９７号、これは場に
よっては種々の材料を樹脂基材中に用いる抵抗エレメン
トを開示する； （４） 米国特許第４，４７６，２６５号、これは「黒
色炭素質顔料」を含有するポリ（硫化アリーレン）組成
物を開示する； （５） 米国特許第４，４４４，８３７号、これは充填
剤として炭素微粉を含有する塗料または封止型のプラス
チゾルを開示する； （６） 米国特許第３，３９１，１０３号、これは「酸
化した炭素粒子」を使用するフェノール樹脂組成物を開
示する； （７） 米国特許第３，６１５，７５４号、これは２か
ら１０％までの破砕コークスを用いるインキを開示す
る； （８） 米国特許第３，４４４，１８３号、これは耐熱
ポリマーと炭素粒子の分散体からつくったフィルム形成
組成物を開示する。

【００１１】発明の内容 本発明は支持体内に導電性層または被膜を与えた物品に
関する。この組成物は元素炭素およびポリマー母材また
は結合剤を含有する。改良は導電性添加材または顔料と
してその性能の点で黒鉛に似ている独特の粉砕された石
炭ベースコークスの使用から成るが黒鉛の使用に関連し
て生じる欠点はない。

【００１２】本発明の組成物中および方法に使われる独
特のコークスはかなりの水準の黒鉛的構造を有する。こ
の黒鉛化水準はＸ線粉末回折の使用によって最も容易に
認めることができる。さらに特に、Ｍｏ Ｋα輻射（λ
＝０．７１Å）を用いてこの材料に対するＥｃの値また
は逆のピーク幅（００２ピークの）を測定する場合、そ
の値は約２７〜約８０まで、そして好ましくは約２８か
ら約７５までである。甚だ好ましい具体化においては、
本発明の組成物および方法中で使われるコークスはＳｉ
Ｏ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ、Ｋ_２Ｏおよび
Ｎａ_２Ｏを含有する。それらはコークスの重量の少なく
とも約９０％、そして好ましくは約９４．５％の炭素含
量、およびコークスの重量の約０．１％から約１．５％
までの灰分含量を有する。灰分中のＳｉＯ_２：Ｆｅ_２Ｏ
_３の重量対重量比は約３：１から約７：１までの範囲で
あり、そして灰分中のＦｅ_２Ｏ_３：Ａｌ_２Ｏ_３の重量；
重量比は約１：１から約６：１までである。

【００１３】最終組成物は結合剤としてポリマー樹脂ま
たは母材系を使用し、現場で乾燥または硬化させると透
水性である。それらは低炭素鋼およびこれに類するもの
によって強化されるコンクリートおよぶその他の建物材
料に対する陰極保護塗料として有用である。本発明はま
た強化した支持体に対する組成物の適用方法およびその
結果生じる被覆された物品に関する。

【００１４】ポリマーベース塗料中に広い種類の粒子形
状および寸法を有する広い種類の炭素ベース材料が用い
られたことが認められるであろう。これらの材料は一般
に最終組成物に導電性を付加するために顔料として用い
られた。しかし、或る種のこれまで認められなかった粉
砕された石炭ベース焼成コークスが、ポリマー樹脂と組
合わせて広い有用性の導電塗料に対して改良した樹脂コ
ークス系を与えるために利用できることが今日発見され
た。これらの系は鉄ベースの低炭素鋼エレメントまたは
構造物によって強化されるコンクリート道路、構造物お
よびこれに類するものの腐食を阻止しまたは妨げそして
保存するための陰極保護塗料として特に利用性を有す
る。

【００１５】上記の背景の項から多くの元素炭素および
炭素ベース材料が導電性添加材または顔料として使われ
てきたが、良導電性が必要な場合には、黒鉛がえり抜き
の添加材または顔料であったことが認められるであろ
う。

【００１６】黒鉛はその同素体形態および結晶性構造の
ために、溶剤また溶剤／樹脂母材中に配合しそして高導
電性および低抵抗を有する最終組成物を与えることがで
きる。しかし、黒鉛はいくらかの欠点に悩みこれが塗料
に使うことをむつかしくする；２つのこれらの欠点は全
く結晶構造に関係すると思われこれが黒鉛を導電材料と
しては高価すぎるものとしている。

【００１７】黒鉛は平面の縮合した環系中に六角形状に
配置される炭素原子の層から成る元素炭素の同素体形態
である。層は相互に平行に２つの可能な形態、六方晶形
または斜方六面体に積み重なる。この構造は、層内の共
有結合（ＳＰ^２異種混合）および層一層配列を結合して
保持するファンデルワールスカと共に黒鉛を導電性材料
としてそして潤滑剤として極端に有効ならしめる。

【００１８】しかし、ポリマー樹脂系中に配合されこれ
が表面に適用されそして乾燥または硬化されるときは、
系内に配合される黒鉛は、もしも２表面が摩擦性接触に
持ち来らせられると容易に第二表面に「移行」しまたは
こすり取られるであろう。

【００１９】例えば、もしも黒鉛をアクリルラテックス
被膜中に導電率を備える水準で入れる場合は、生じる被
膜は何れの他の表面とも接触しないように保護されなけ
ればならない。あなたの指で塗布した表面を単に横にこ
するような摩擦的接触は、目立つ量で黒鉛があなたの指
に移行することになるに違いない、即ち、黒鉛はあなた
の指に「こすり落される」であろう。

【００２０】この移行性質の結果、黒鉛含有組成物で恒
久的被覆はできない、即ちそれは装飾的または保護的被
覆を受容しないであろう。上で検討した理由のために、
第二被膜は黒鉛含有材料に接着しないであろう。

【００２１】ポリマー組成物中の添加剤としての黒鉛の
使用に関連するいま１つの欠点は黒鉛がある種の硬化触
媒、例えば、過酸化物型を妨害することである。第四の
（そしてしばしば禁止的な）黒鉛に関する欠点は黒鉛
が、他の炭素ベースの導電性添加材と比べた場合、極め
て高価なことである。

【００２２】これらの欠点、主として「移行」性質の結
果として、この技術ではカーボンブラック、石油ベース
コークス、およびこれに類するもののような他の型の元
素炭素にしばしば頼った。十分に導電性であるカーボン
ブラックは極端に高価であることは認められるであろ
う；普通の石油ベースコークスは十分に導電性ではな
い。

【００２３】コークスは有機物質の熱分解の結果生じる
高度に炭素質の生成物であると一般に考えられ少なくと
もその一部分は炭化過程中に液体または液体−結晶状態
を通過しておりそしてこれは非−黒鉛性炭素から成る。
カーボン（Ｃａｒｂｏｎ）、２０：５、４４５−４４９
頁（１９８２）を参照のこと、ここに参照して記載す
る。ある種のコークスは導電性添加材および顔料として
作用することが可能であり；あるコークスは導電性を与
えない。

【００２４】最も高い導電性の黒鉛より廉価であるのに
加えて、導電性コークスは移行を示さない付加的利点を
有する。しかし、通例のコークスは黒鉛ほどには効率的
に伝導しないので、導電性であるコークスは極端に高い
顔料；結合剤比で添加しなければならない。黒鉛と比べ
た場合その減じられた原価のために、これらの高水準に
おいてさえコークスは経済的に使うことができる。

【００２５】しかし、使われる水準に関係なく、通例の
導電性コークスは黒鉛が提供できる導電率の水準を簡単
に達成することはできなかった。従って、黒鉛がその移
行、上塗り性およびその他の欠点にもかかわらず黒鉛を
使わなくてはならない多くの用途がある。

【００２６】ある種の独特なコークス材料は黒鉛のもの
に極めて近い導電率／抵抗率を示すことができるが、普
通に黒鉛に関連する硬化性、粘度および原価の欠点がな
いことが驚くことに今日発見された。

【００２７】この独特のコークス材料は低減された原価
で広い範囲の樹脂および樹脂溶剤系中に改良された導電
率を提供する。その結果生じる組成物は広く種々の利用
性を与える。さらに、この独特のコークスは一方で著し
い導電率を維持しながら、樹脂系中に他の非炭素質顔料
を受容できるという予想されない付加的利点を有する。
従って、最終組成物は黒色以外に着色することができ
る。

【００２８】本願に記載される水準および比率で使われ
る場合、本発明の最終組成物はより高価な黒鉛を使う系
とほとんど等しい導電率／減少した抵抗を有するが、黒
鉛に関連する多くの欠点はない。

【００２９】上に言及したように、術語「コークス」
は、この技術で一般に使われるように、有機材料の熱分
解による多くの高炭素質生成物を広く称し少なくともそ
の一部分は炭化過程中に液体または液体−結晶状態を通
過しておりそしてこれは非黒鉛性炭素から成る。しか
し、現在の発明の組成物および方法に適用される術語の
「コークス」は小さなえり抜きのコークスの下位分類を
称する。構造的観点からすれば、ここで使用する「コー
クス」の術語は、黒鉛化の実際開始前の黒鉛化しうる炭
素の状態、即ち、熱的活性化によって熱力学的に不安定
な非−黒鉛性炭素が黒鉛への固体状態転移の前と特徴づ
ける。

【００３０】本発明の実施において有用なコークスは高
導電率／低抵抗を有するコークスでありそしてこの技術
で「コークス」と一般に称する材料のえり抜きの部分だ
けを含む。それらは石炭ベースの焼成された粉砕された
材料である。

【００３１】本発明の実施に有用なコークスは黒鉛の等
級水準の所有によって主として区分されこれはポリマー
母材中に入れたときに高導電率／低抵抗を与えるほど充
分高級であるが、こすり落ちおよび／または上塗りを受
容できない傾向を生じるものよりは低い。これらのコー
クスは或る種の組成物および方法中で黒鉛の代りに使う
ことができ；それらはまた黒鉛と組み合わせて使うこと
もできる。それらはそのような環境（黒鉛が使われるべ
き）において特に有用である、なぜなればそれらは黒鉛
を著しく減じた水準で使うことを可能にし一方上塗り性
および高められた導電率が許容されるからである。

【００３２】本発明のコークスを特徴づける最も有効な
方法はＸ線粉末回折による。材料は熱分解黒鉛単色光源
を取り付けた慣用の粉末回折計を使って試験すべきであ
る。約５５ＫＶおよび１６０ｍＡで操作する１２ＫＷ回
転陽極発電機のような電源を使うことができる；平均Ｘ
線波長（λ）約０．７１Åを与えるモリブデン陽極（Ｋ
α輻射）も使用する。試料はリンデマン（Ｌｉｎｄｅｍ
ａｎｎ）の約０．８ｍｍ直径を有するガラス管中に置か
れる。ｃ−軸炭素−炭素ｄ間隔およびｃ−軸に沿ったオ
ーダー（ｏｒｄｅｒｉｎｇ）の範囲はＥｃ値を生じる炭
素（００２）ピークの幅から決定する。一般にＥｃ値が
大きい程、オーダーは良い、即ち黒鉛は２００よりも大
きい範囲のＥｃ値を有する。本発明のコークスは約２７
から約８０まで、より好ましくは約２８から約７５ま
で、そしてさらに好ましくは約２８から約６５までのＥ
ｃ値を有する。

【００３３】有用なこの級のコークスは重量で約８０％
よりも多い元素炭素を含有するであろう。本発明の方法
で使う好ましいコークスは重量で約９０％よりも多く、
より好ましくは約９４．５％、そして好ましくは約９５
％より多い炭素含量を有する。非常に好ましい実施態様
においては、本発明のコークスは重量で約９５．０から
約９５．７５％まで、そしてなおより好ましくは約９
５．３０から約９５．４０％までの炭素含量を有する。

【００３４】本発明に使用する好ましいコークスはコー
クス重量の約０．１〜約１．５％までの灰分含量を有す
る。さらにより好ましくは灰分含量は約０．８０から約
１．２５重量％までの範囲、そして一層好ましくは約
１．０から約１．１５重量％までである。

【００３５】甚だ好ましい具体化においては、灰分中の
ＳｉＯ_２：Ｆｅ_２Ｏ_３の重量；重量比は約３：１から約
７：１までの範囲、そしてなおより好ましくは約４：１
から約６：１までであり；極めて好ましい具体化におい
ては比率は約５：１である。これらの具体化において
は、灰分中のＦｅ_２Ｏ_３：Ａｌ_２Ｏ_３の重量：重量比は
約６：１から約１：１までの範囲、そしてなお好ましく
は約２：１である。

【００３６】本発明に使用する好ましいコークスは灰分
中に灰分の重量に対し約２．５％よりも少なく、より好
ましくは約１．０％よりも少なく、そしてさらに一層好
ましくは約０．５％よりも少ない水準のＣａＯを含有す
る。甚だ好ましい具体化においては灰分の約０．５重量
％、またはコークスの約０．００００５重量％の水準の
ＣａＯを含有する。

【００３７】本発明に使用する好ましいコークスは灰分
の重量に対しＫ_２Ｏを約０．７５％よりも少なく、そし
てより好ましくは約０．５％、そして一層好ましくは約
０．２５％の水準で含む。著しく好ましい具体化におい
ては、コークスはＫ_２Ｏを灰分重量の約０．２０％より
も少なく、またはコークス重量の約０．００００２％の
水準で含む。

【００３８】コークスはポリマーベースの結合剤または
母材単独と共に、または他の炭素ベースの材料を含めて
その他の導電性および非導電性顔料類と組み合わせて使
うことができる。しかし、好ましい具体化においては、
最終塗料組成物の安定性および上塗り性に対する黒鉛の
妨害のために最終組成物は実質的に黒鉛を含まない。

【００３９】上記のコークスと組み合わせるのに有用な
その他の好適な材料にはカーボンブラック、石油コーク
ス、焼成石油コークス、流体石油コークス、冶金用コー
クスから成る群から選ばれる元素炭素充填材および顔料
を含み；有用な非炭素顔料および添加剤には、非限定的
に、亜鉛、アルミニウム、銅、ニッケル、フェロホスホ
ル、およびこれに類するもののような金属および金属性
導電性および非導電性材料を含む。

【００４０】コークスは結合剤としての樹脂または母材
系と配合またはそうでなければ合体される。結合剤の選
択は主として導電性塗料の最終用途によって決まること
が認められるであろう。例えば、陰極保護材料として使
用すべき組成物中に使うための結合剤を選ぶ場合、コン
クリートによく接着するであろう、適用が容易であろ
う、そして容易に上塗りができる結合剤を選ぶことが重
要であり；また乾燥固化または硬化をさせる場合、結合
剤−コークス組合わせは透水性であることが重要である
ことが観察された。仕上った被膜は呼吸しなければなら
ない、即ち、それは温度および関係湿度が変れば湿分が
通過しなければならない。この事は水がコンクリート内
に止まりそして陰極保護の効果を打ち消しそしてコンク
リートへの被膜の接着を妨害することを防ぐ。

【００４１】本発明の結合剤または結合剤系に対する好
ましい樹脂にはアクリル類、アクリルエマルション類、
混合物、およびメタクリレート、ポリ酢酸ビニルおよび
ポリビニルアセテートアクリルポリマー類を含むアクリ
ルラテックス類を含む。

【００４２】特に好ましいのはメチルアクリレート、エ
チルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタ
クリレート、アリルメタクリレート、ｎ−ブチルメタク
リレート、イソブチルメタクリレート、およびそれらの
混合物から成る群から選ばれる材料である。典型的材料
にはローム アンド ハース（Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａ
ｓ）によって製造されるＡＣ−６４のようなアクリルエ
マルションを含むであろう。場合によっては粘度を修正
するためにアクリル増粘剤として、これもロームアンド
ハースによって製造されるＲＭ５を使うことができ
る。

【００４３】好適な通例の結合剤−相溶性溶剤および成
分をコークス結合剤系中に使うことができる。例えば、
好適な溶剤、溶剤配合物または支持体溶剤を使うことが
できる。溶剤は、例えば、芳香族および脂肪族炭化水素
類、ハロゲン化芳香族および脂肪族炭化水素類、エステ
ル類、ケトン類およびアルコール類を含み慣用のアクリ
ルまたはメタクリル溶剤系のような有機溶剤が可能であ
る。水もまた、溶剤、補助溶剤として、またはエマルシ
ョン系の１つまたは１つ以上の相に対する溶剤として用
いることができる。

【００４４】その他の樹脂相溶性成分もそれらの技術確
立水準でまた使うことができ、そして非限定的に、界面
活性剤、緩和剤、湿潤剤またはその他の表面活性剤、増
粘剤、緩衝剤、中和剤、キレート剤、酸化防止剤、硬化
剤、抗−微生物剤、抗−菌剤、およびこれに類するもの
を含む。

【００４５】陰極保護として使用が意図される本発明の
湿潤（未硬化の）成分中メチルアクリレート、エチルア
クリレート、メチルメタクリレートまたはエチルメタク
リレートのような樹脂ポリマーは湿潤組成物の重量の約
５％から約５０％までの水準で使うことが望ましい。よ
り好ましくは、樹脂は約１０から約２０重量％までの水
準において、そしてさらにより望ましくは約１０から約
１５重量％までの水準において使われる。

【００４６】コークス（特別に本願で定義される）は本
発明の好ましい陰極保護組成物中に湿潤、未硬化組成物
の重量の約０．５％から約３０％までの水準で使われ
る。より好ましくはコークスは湿潤組成物の約２から約
２５％までの水準で、そしてさらにより好ましくは、約
５から約１５％までの水準で使われる。非常に好ましい
具体化においては、本発明の陰極保護組成物は湿潤組成
物の重量の約５％から約１０％までの水準でコークスを
使う。

【００４７】上に記したように、コークスは単独で、ま
たは他の炭素質材料と共に使うことができる。カーボン
ブラック、石油コークス、焼成石油コークス、流体石油
コークス、冶金用コークスおよびこれに類するもののよ
うな他の元素炭素を使う場合は、好ましい組成物中の全
元素炭素は最終湿潤組成物重量の約５％から約７５％ま
でを構成する。この全元素炭素の約５％から約７５％ま
で（全元素炭素の）は本願に記載する独特の粉砕した石
炭ベースの焼成コークスである。より好ましくは、全元
素炭素は約２５％から約６０％までの水準で存在し、そ
れの約１０％から約２５％までは石炭ベースの焼成コー
クスである。

【００４８】本発明の非常に好ましい陰極保護組成物は
実質的に黒鉛を含まない、即ち、それらは湿潤組成物の
重量の約１０％よりも少なく、より好ましくは約５％よ
りも少なく、そしてさらにより好ましくは約１％よりも
少ない黒鉛を使用する。

【００４９】非常に好ましい具体化において、本発明の
陰極保護組成物は約１０から約２５重量％までの脱イオ
ン水；約０．１から約１０重量％までのヒドロキシエチ
ルセルロースおよび／またはアクリル増粘剤のような増
粘剤；約０％から約５０重量％までの第二炭素ベース顔
料または充填剤；約０．０１から約２．５重量％までの
Ｃ_３−Ｃ_１２アルコール；および０．０１％から約２．
５％までの２−メチレン−ビス（４−クロロフェノー
ル）のような抗−微生物−抗菌剤を用いる。

【００５０】そのような好ましい具体化においては、ま
た界面活性剤または緩和剤も使用する。そのような界面
活性剤は湿潤組成物重量の約０．０２５から約５％まで
の水準において、そしてより好ましくは約０．０５から
約４％までの水準で使用する。非常に好ましい具体化に
おいては、界面活性剤は湿潤組成物重量の約１％から約
２％までの水準で使用する。

【００５１】何れの慣用の相溶性界面活性剤も本発明の
陰極保護組成物中に使うことができる。好ましい界面活
性剤にはローム アンド ハース カンパニーによって
販売される縮合したアリールスルホン酸の中性ナトリウ
ム塩であるタモル（ＴＡＭＯＬ）ＳＮを含む。

【００５２】好ましい組成物は約５０から約８０％まで
の全固形物、そしてなおより好ましくは約７０から約７
５％までの全固形物であり、そして好ましくは約３００
０から約４５００ｃｐｓまでの粘度を有する。そのよう
な組合わせは適用が容易でありそしてコンクリートおよ
びこれに類するものに対して優れた接着力を証する最終
生成物を与える。

【００５３】好ましい組成物は、非導電性表面に、乾燥
または硬化後に１０ミルの塗布厚さを生じる割合で適用
する場合、１インチの距離を横切って直流を適用しそし
て点から点までを測ったときに、平方単位につき約２０
オームよりも少ない抵抗を示し、そしてさらにより好ま
しくは平方単位につき約１０から約１５オームまでの範
囲の抵抗を示す。

【００５４】ここで使用する術語オーム／平方または平
方につきオームは何らか実際の平方単位についてのオー
ムを意味する。即ち、均一厚さの塗膜が試験される場
合、Ａ点からＢ点までの直流に対する抵抗、（ｔ）、は
正方形の幅、（Ｗ）、点間の距離、（ｄ）、塗膜の厚
さ、（ｔ）、および導電性塗膜または材料の性質の関数
である。抵抗はｄに正比例しそしてｔおよびｗに逆比例
して変化する。これはＲ＝（ｋ）（ｄ）（ｔ^−１）（Ｗ
^−１）のように表わすことができる。総ての正方形では
ｗ＝ｄである；従って、上式は簡略化されてＲ＝ｋ／ｔ
となる。（再び、これはｗ＝ｄであるためであり平方単
位がインチであるかまたはフィートであるかに関係はな
い。）

【００５５】本発明の組成物は好ましくは流体またはゼ
ラチン状形態でコンクリートまたはその他の建物材料に
適用されそして現場で硬化または乾燥させられる。組成
物は刷毛塗り、吹き付け、浸漬、ローラー塗布、こて塗
りおよびこれに類する何れかの通常の方法で適用するこ
とができる。

【００５６】組成物は塗布厚さが、乾燥／硬化後約０．
５から約５０ミルまでの範囲；好ましくは約１から約３
０ミルまで；そしてより好ましくは約２から約２０ミル
までであるような割合で適用される。

【００５７】非常に好ましい具体化において、硬化した
保護塗膜および鉄ベース低炭素鋼強化材は、炭素含有塗
膜が陰極である強化材金属に対して陽極であるように直
流電源と接触させる。

【００５８】その結果生じる被覆された構造物、これは
道路、橋桁、駐車ガレージ、ドックまたは埠頭、または
何らかのその他の構造物が可能であり、これは塩水、海
水または道路の塩分にさらされそしてこれは鉄ベースの
低炭素金属エレメントによって強化されるが、強化エレ
メントのさびまたは腐食の結果生じる劣化に耐えるであ
ろう。

【００５９】本発明の組成物は、コンクリートから作っ
た構造エレメントに静電放電保護および／または導電率
を与えるために、コンクリート、またはその他の建物材
料に加えることができる。この事は加熱することができ
そして保護および装飾の目的に対して耐久性のある被覆
を受けることができる構造エレメントを与える。

【００６０】そのような添加はまたコンクリートの床、
壁、およびこれに類するものを有する区域に対して静電
放電保護を与える。そのような保護は静電放電が極めて
危険また有害の傾向がある作業区域においては極めて重
要である。そのような環境には、例えば、外科区域また
は爆発性ガスが使われるその他の区域が含まれるに違い
ない。その他の例にはコンピューターチップが製造され
または磁気記憶装置（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｔｏｒａｇ
ｅ ｄｅｖｉｃｅ）上で情報の処理が行なわれる区域を
含むであろう。

【００６１】そのような導電性コンクリートは元素炭
素、水、および増粘剤、抗−微生物剤、抗菌剤、殺菌
剤、アルコール、界面活性剤、およびこれに類するもの
のようなここに記載されるその他の通例の添加剤を含む
水性プレブレンド（Ｐｒｅ−ｂｌｅｎｄ）をまず配合し
てつくられる。次いでプレブレンドを通例のコンクリー
トプレミックスより多い元素炭素および水と共に加えら
れる。

【００６２】好ましくは約５０から約９５重量％までの
元素炭素はここに記載した粉砕し焼成した石炭ベースコ
ークスであるべきことは認められるであろう。

【００６３】本発明の利点および優位性をさらに説明す
るために以下の実施例が提供される。実施例は説明の目
的のために与えられるものであり従ってここに開示しそ
して特許請求の範囲中に示される本発明の範囲を限定す
る意図でないことは云うまでもない。

【００６４】総ての成分は別記しない限り慣用の方法で
添加しそして混合される。一般に譲渡される米国特許出
願第 号、「長くした導線に対する導
電性塗料（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏａｔｉｎｇｓ
ｆｏｒ Ｅｌｏｎｇａｔｅｄ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
ｓ）」、ロバート Ｅ．ウイリー（Ｒｏｂｅｒｔ Ｅ．
Ｗｉｌｅｙ）；および米国特許出願第
号、「帯電防止、エネルギー吸収、および電磁気適合
性のための導電性塗料及びフォーム（Ｃｏｎｄｕｃｔｉ
ｖｅ Ｃｏａｔｉｎｇｓ ａｎｄ Ｆｏａｍｓ ｆｏｒ
Ａｎｔｉ−Ｓｔａｔｉｃ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，
Ｅｎｅｒｇｙ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ，ａｎｄ Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔ
ｙ）、ロバートＥ．ウイリー、双方ともここに出願
；をも参照されたい、双方とも特に参照し
て記載する。

【００６５】実施例Ｉ 陰極保護塗料

【表１】 上記の品目をペブルミル中に入れそして２４時間運転し
て約８ヘグマン（Ｈｅｇｍａｎｎ）とした。次いで次の
ものを加えた：

【表２】

【表３】

【００６６】上記塗料ＡからＤまではコンクリート表面
に適用しそして風乾させた場合、コンクリートに対し良
好な接着性、優れた耐水性、および良好な上塗り性を示
した。それらは低抵抗を有しそして陰極保護用として好
適である；それらは実質的に黒鉛を含まない。

【００６７】導電性カーボンブラック、および／または
通常のコークス＃１、＃２、または通常の粉砕コークス
を、全部または一部分本発明のコークス^＊によっておき
換えた場合実質的に同様の結果が得られる。^＊印はこの
材料が約２９のＥｃを有することを示す。

【００６８】実施例ＩＩ コンクリート添加剤 ベース１号

【表４】 上記の成分をペブルミル中で約２４時間摩砕した。 ％固形物…………３５．５ ヘグマン………… ８＋ ｐＨ ………… ８＋ 粘度 …………６００−７００ｃｐｓ （ブルック フィールド）

【００６９】ベース２号

【表５】 上記の成分をペブルミル中で４０時間８ヘグマンまで摩
砕した。 ％固形物…………３０−３２％ 重量／ガロン……９．８３ポンド ｐＨ ……………８＋ 粘度 ……………１００−２００ｃｐｓ（ブルック フ
ィールド） ヘグマン…………８

【００７０】本発明の範囲内の好適な組成物は次のもの
であろう：成 分 範 囲 １０− ５０部 ベース１またはベース２ ２０− １０部 元素炭素 ２０− １０部 コークス５０ − ３０部 予備配合したコンクリートミッ
クスおよび １００ １００ 必要な水 コークス^＊を使う上記の分散体の何れかを通常の粗いコ
ークスまたはカーボンと併用する場合、それらは相乗作
用的に反応して全く粗目の炭素によって普通に得られる
ものよりずっと低い抵抗をつくり出すであろう。これは
より濃密な、強いコンクリート構造物を可能にするであ
ろう。

【００７１】しかし、もしも残余の炭素質材料の総てが
その一部または全部をコークス^＊で置き換える場合、実
質的に類似の結果が得られる。^＊はこの材料は約２９の
Ｅｃ値を有することを示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）コンクリート混合物； （ｂ）水；および （ｃ）元素炭素； を含み、そして元素炭素の重量の約５０％から約９５％
   までの該全元素炭素が粉砕した石炭ベースの焼成したコ
   ークスであり、該コークスが約２７から約８０までのＥ
   ｃ値を示すことを特徴とする導電性コンクリート。
2. 【請求項２】平均波長０．７１ÅによりＭｏ Ｋα輻射
   を使用するＸ線粉末回折に当てるときに００２ピークに
   対してＥｃ値が測定される請求項１に記載の組成物。