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導電配合ポリマーコーティングで海洋生物の付着・居着防止(防汚装置)
<太陽光発電池・乾電池を使用>
概 要
海水中の構造物及び船舶等の腐食防止・海水微生物(貝類)の付着防止対策
ジャクリンAF(導電性ポリウレタンコーティング)に自然エネルギー太陽光発電池蓄電池付き(エコ資源)・乾電池(DC1.5V×2個)より微弱電気3.0V/10〜15uを流すことで海洋生物が付着しなくなります。
海と人間の関係が深く、海が持っている資源・エネルギーを利用した発電所・臨海地区の工場・海運・水産等の産業。マリンスポーツ・海洋レジャーの利用が盛んになっており海洋の利用が益々高まることが確実です。
海水を利用することは、金属鋼造物の腐食と海洋生物の付着が問題となっており解決策を物色中です。
●海洋生物の付着・居着きによる問題点
・ 船底にフジツボ等の海洋生物が付着すると、水の抵抗が大きく、船の速度が遅くなり、燃料費が掛かるとい う問題があります。
・ 臨海地区の発電所や石油コンビナートは海水を冷却水として多量に使用しており生物の流入・付着による諸
問題が発生しております。
・ 海洋栽培の養殖設備の魚網、筏及び海洋構造物等に問題が見られます
●海洋生物付着・居着防止(防汚)対策
海洋生物は物に付着して生きており、付着することが適しておれば子孫繁栄のため必死で付着し生きており、船舶及び海水利用の工場企業側は諸問題をなくそうとあらゆる方法を用いて、設備内での海洋生物付着防止
対策を立て実行している。
●解決方法
1. 物理的方法 : 水、光、音等の性質を利用して防止する。
2. 化学的方法 : 殺菌剤として水道水に使用している塩素等の化学物質の利用。
3. 機械的方法 : フイルター・ストレーナ等でろ過して生物の流入を防止する。
4. 生物的方法 : 付着生物の天敵、細菌ウイルス等の生物を用いる。
5. 電気的方法 : 電気分解の塩素・電気シーック等
6. 防汚塗料塗布: 塗料に銅・錫等の防汚を含有する塗料を塗布する。
現在、水銀・鉛・砒素等の特定物質は使用禁止になっており、無公害型塗料としの発水性を利用した
シリコン系防汚塗料が多く使用されている。
着生 ●付着生物のメカニズム
海水にFRP・塩ビ・鉄等の板を浸けると、最初にタンパク質のような高分子有機物(栄養源)が短時間に吸着され、下地皮膜(コンディショニングフイルム)が形成される。次に微生物(グラム陰性殺菌)付着し、粘着性の物質を多量に分泌しながら繁殖し、他の細菌や藻類が付着し、微生物の皮膜が形成される、この微生物被膜がバイオフイルムで、数日間で形成される。
フジツボは孵化後にノープリウス幼生(ミジンコに酷似している)となり、6回脱皮を行い、キプリス幼生(柿の種大)となる。キプリス幼生は、探索行動を行い、その場所が付着に適しているかどうか判断し、その判断材料の一つにバイオフイルムの存在があり。 バイオフイルムが幼生の餌になったり、ここは安全地帯であるということを認知させる役割を持っているといわれている。又、フジツボは雌雄同体であるが、通常は自家受精を行わず、隣接する固体との間で交尾(他家:受精)を行う為、他の固体の存在も判断材料の一つとなる。キプリス幼生が付着に適した場所と判断すれば、窪みの形成、 水の流れ、光、他の固体との間隔により、付着する方向・場所を定めた後、セメント物質を分泌して第一触角を基盤に固着する。続いて変態を行いフジツボの姿となる。その後、殻の石灰化が生じ、さらに強固に付着し成長する。
ムラサキ貝の幼虫は、海中で浮遊生活を送り、殻の長さが200ミクロン以上になると足が発達し機能的になる。この時期を変態期幼虫といい、足から足糸(コラーゲン)粘着盤(ポリフェノール)を分泌して繊維状の基盤に好んで付着する。この付着は一時的なものであり、付着・遊泳を繰り返しながら成長して、殻の長さが1mm程度になると群れをつくり最終付着する。ムラサキ貝が付着したところを探す為、足糸を出したり、引っ込めたりする行為に対しても、
バイオフイルムの存在が大きく関与していると言われている。
このように、バイオフイルムが大型付着生物の幼生の付着を誘い、大型生物を繁殖させている。
●電気による海洋生物の付着防止
ジャクリンAFコーティング膜に微弱電気を流す事でバイオフィルムの形成を阻止して、海洋生物の付着をさせない方法として電気化学的殺菌を利用する。(おもしろいバイオ新素材の話. -----導電性ポリマーで生物付着を防止 1996.1. 2版発行 日刊工業新聞で文献を参照)
ポリウレタン樹脂に導電材を配合してコーティング膜に電気を流す事でバイオフイルムの形成を阻止、海洋生物が付着しない事が阪神間の堺市・西宮市の浸漬テスト.6ヶ月と1年間実施して判明しました。
テスト電圧は1.5 V(乾電池単1 1.5V/u)を使用しました。
三重県志摩五ヶ所 志摩ヨットハーバーにて20フィート作業船、夏場から秋に掛け、(現在継続中)
船底10u/乾電池1.5V×2個=3.0V通電する事でバイオフイルムが付着せず、従って海洋生物の
付着・居着は一切有りませんでした。
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