JP2003138634A

JP2003138634A - 抗菌性下水道管およびその製造方法

Info

Publication number: JP2003138634A
Application number: JP2002192304A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Yamazaki; 正康山▲崎▼; Katsumi Harada; 克己原田; Masaharu Yoshida; 正春吉田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2003-05-14
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: JP3760893B2

Abstract

(57)【要約】【課題】金属系抗菌剤を添加しても下水道管のコンク
リート色を損ねず、しかも均一で安定した抗菌効果が得
られる抗菌性下水道管およびその製造方法を提供する。【解決手段】下水道管の金属置換型水酸化アパタイト
により、下水中の硫黄酸化細菌が殺菌されるので、下水
道管の腐食を防止できる。しかも、金属置換型水酸化ア
パタイトは白色であるので、下水道管の外観的な商品価
値を、汎用の下水道管と同等にできる。さらに、コンク
リート中に金属置換型水酸化アパタイトを練り混んだも
のにおいては、従来の抗菌剤として添加される金属パウ
ダーに比べて、この金属置換型水酸化アパタイトの比重
が軽いので、スラリー全体に抗菌剤を分散させやすい。
これにより、均一で安定した抗菌効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、抗菌性下水道管
およびその製造方法、詳しくはチオバチルス（Ｔｈｉｏ
ｂａｃｉｌｌｕｓ）属の硫黄酸化細菌によるコンクリー
ト成分の腐食を防げるとともに、カビの発生も抑えられ
る抗菌性下水道管およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート二次製品である下水道管
は、土中に埋設されて下水を流すことで劣化することが
知られている。これは、下水中に存在するチオバチルス
属の硫黄酸化細菌が硫化水素を酸化して硫酸を生成さ
せ、これがコンクリート成分を腐食（石膏化）させるた
めである。すなわち、生成された硫酸は、セメント中の
成分と反応し、二水石膏とシリカゲルを生成する。その
反応を次式に示す。Ｃａ（ＯＨ）_２＋Ｈ_２ＳＯ_４ → ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ３ＣａＯ・２ＳｉＯ_２・３Ｈ_２Ｏ＋Ｈ_２ＳＯ_４ → ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２ＳＯ_４＋Ｓｉ（ＯＨ）_４注）Ｓｉ（ＯＨ）_４：シリカゲルＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ：二水石膏シリカゲルは水に溶けやすく、またｐＨ１〜２で二水石
膏はパテ状となり、下水の飛沫などの小さな衝撃でも、
容易に剥離する。剥離した後は、下水道管の壁面が露出
し、この腐食はさらに加速していく。なお、コンクリー
トの成分中には、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）
が２０％、珪酸カルシウム（３ＣａＯ・２ＳｉＯ_２・３
Ｈ_２Ｏ）が７０％くらい含まれている。

【０００３】従来、このコンクリート製の下水道管の腐
食防止手段として、例えば特開平６−１６４６０号公報
の「コンクリート、モルタル又は高分子材料の劣化防止
方法」に記載されたものなどが知られている。この従来
技術は、コンクリート、モルタル又は高分子材料に、抗
菌性を有する非水溶性のニケロセン（ビスシクロペンタ
ジエニルニッケル（II））を含有させることにより、下
水中に存在する硫黄酸化細菌を抗菌および殺菌し、これ
により長時間にわたって、かつ効率的にコンクリート、
モルタルまたは高分子材料の劣化を防げる。しかも、コ
ンクリート自体が金属系の殺菌剤を含んでいるので、長
年の使用により磨耗や損傷などが発生しても、抗菌およ
び殺菌の効果が低下せず、当初の効果を維持することが
できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術にあっては、このようにニケロセンを含有する下
水道管は、コンクリートのスラリーの混練作製中にニケ
ロセンを単に添加し、それを型枠に流し込んでから、養
生硬化して製造していた。これにより、製造された下水
道管の表面に、ニケルセンの主成分であるニッケルの色
が現出し、商品価値を損ねるおそれがあった。また、ニ
ケルセンは金属粉体としてスラリーに添加されるので、
比重が他のコンクリート成分より重く、スラリー中の全
般に混ざりにくいという問題があった。

【０００５】

【発明の目的】そこで、この発明は、金属系の抗菌剤を
添加しても下水道管の露出したコンクリートの色を損ね
ず、しかも均一で安定した抗菌効果が得られる抗菌性下
水道管を提供することを、その目的としている。また、
この発明は、下水と接触する内周面周辺に抗菌剤を集中
させることができる抗菌性下水道管の製造方法を提供す
ることを、その目的としている。さらに、この発明は、
既存の下水道管でも抗菌処理を施すことができる抗菌性
下水道管の製造方法を提供することを、その目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、セメント，水，粗骨材，細骨材を混練してコンクリ
ートのスラリーとし、次いでこのスラリーを型枠に流し
込み、その後、これを養生硬化して得られた下水道管で
あって、水酸化アパタイト中のカルシウムイオンの一部
を抗菌性の金属イオンで置換した金属置換型水酸化アパ
タイトが、上記下水道管の内周面および／またはその付
近に存在する抗菌性下水道管である。

【０００７】セメントとしては、普通ポルトランドセメ
ント，早強ポルトランドセメントなどの各種のポルトラ
ンドセメントが使用することができる。例えば、普通ポ
ルトランドセメントは、珪酸三カルシウムＣ_３Ｓ（３Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ_２），珪酸二カルシウムＣ_２Ｓ（２ＣａＯ
・ＳｉＯ_２），アルミン酸三カルシウムＣ_３Ａ（３Ｃａ
Ｏ・Ａｌ_２Ｏ_３），鉄アルミン酸四カルシウムＣ_４ＡＦ
（４ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ _３・Ｆｅ_２Ｏ_３）を主成分として
いる。また、早強ポルトランドセメントは、セメント組
成中、早期強度の発現に貢献する化合物である珪酸三カ
ルシウム（３ＣａＯ・ＳｉＯ_２）の量を、普通ポルトラ
ンドセメントより多くしている。これにより、例えば２
〜３時間程度で充分な強度が得られる。

【０００８】水は、コンクリート硬度に応じて、適当量
だけセメント中に加えられる。粒径が５ｍｍ以上の粗骨
材および粒径が５ｍｍ以下の細骨材も、予め設定された
コンクリートの条件によって、所定量だけ添加される。
コンクリートのスラリー中に添加される金属置換型水酸
化アパタイトは、前述したように水酸化アパタイト
（〔Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２〕）の中のカルシ
ウムイオンの一部を抗菌性の金属イオンで置換したもの
である。置換される抗菌性の金属としては、例えば銀イ
オン，金イオン，銅イオン，ニッケルイオン，亜鉛イオ
ン，鉛イオン，白金イオンなどが挙げられる。水酸化ア
パタイトおよび金属置換型水酸化アパタイトは、それぞ
れどのような方法により製造されたものでもよい。

【０００９】水酸化アパタイトの製造方法としては、例
えばリン酸溶液、(ＮＨ_４)_２ＨＰＯ _４，ＮＨ_４Ｈ_２ＰＯ
_４，Ｎａ_２ＨＰＯ_４などの溶液を用いて、Ｃａ（ＯＨ）
_２と湿式合成を行い、６０℃の恒温槽にて、１週間養生
することにより、水酸化アパタイトスラリーを得る。合
成時は、カルシウムとリンのモル比を、Ｃａ／Ｐ＝５／
３＝１．６７に調整する。また、金属置換型水酸化アパ
タイトの製造方法としては、この水酸化アパタイト中の
カルシウムイオンと置換することができる抗菌性の金属
イオンを含む溶液、例えば硝酸銀溶液を上記の水酸化ア
パタイトスラリーに添加する。１日、常温放置後に、こ
のスラリーを乾燥、粉砕する。

【００１０】ここで、カルシウムイオンと抗菌性金属の
一種である銀イオンとの置換反応式を例示する。〔Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２〕＋ｘＡｇＮＯ_３
→〔Ｃａ_{１０−（ｘ／２）}Ａｇ_ｘ（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）
_２〕＋（ｘ／２）Ｃａ（ＮＯ_３）_２このように、水酸化アパタイトに、銀イオンを含む硝酸
銀溶液を加えて反応させることにより、水酸化アパタイ
ト中のカルシウムイオンの一部が銀イオンに置換され
る。この置換割合は、０．１〜１０％、特に１〜３％が
好ましい。０．１％未満では、抗菌性の不足という不都
合が生じる。また、１０％を超えるとコストが高くなる
という不都合が生じる。

【００１１】この銀置換の反応条件は、水酸化アパタイ
トスラリーに、硝酸銀を添加し、１日常温で放置する。
金属置換型水酸化アパタイトは、少なくとも下水道管の
内周面か、内周面に近い部分か、この内周面とそれに近
い部分かに存在していればよい。したがって、例えば下
水道管の全体に金属置換型水酸化アパタイトがあっても
よい。なお、下水道管を遠心成型する場合には、コンク
リートのスラリー中にノロ防止剤を添加した方が好まし
い。これは、成型時の遠心力により、比較的比重の軽い
ノロと金属置換型水酸化アパタイトが下水道管の内周面
側へ移行し、実質的には、大半の金属置換型水酸化アパ
タイトはノロとの混合になるからである。これらの事項
は、請求項２および請求項３にも当てはまる。

【００１２】請求項２に記載の発明は、セメント，水，
粗骨材，細骨材を混練してコンクリートのスラリーと
し、次いでこのスラリーを型枠に流し込み、その後、こ
れを養生硬化する下水道管の製造方法であって、上記細
骨材は、水酸化アパタイト中のカルシウムイオンの一部
を抗菌性の金属イオンで置換した金属置換型水酸化アパ
タイトを含む発泡軽量コンクリートを有し、上記スラリ
ーを型枠に流し込んだ後、この型枠をその軸線回りに高
速回転して、上記軽量な発泡軽量コンクリート製の細骨
材を、上記下水道管の内周面付近に集めた抗菌性下水道
管の製造方法である。

【００１３】ここでいう発泡軽量コンクリートは、比重
が０．５〜０．８という多孔質の軽量化されたコンクリ
ートである。細骨材は、その全部を発泡軽量コンクリー
トとしてもよいし、その一部だけをこの発泡軽量コンク
リート製としてもよい。細骨材である発泡軽量コンクリ
ートは、あらかじめ５ｍｍ以下、好ましくは０．１５〜
５ｍｍに粒度調整されている。また、発泡軽量コンクリ
ートに金属置換型水酸化アパタイトを含有させる方法と
しては、例えば銀置換型水酸化アパタイトの場合、発泡
軽量コンクリートを５〜５０ｗｔ％のリン酸溶液に１〜
１０分間浸漬し、その後、水温６０〜８０℃の水の中で
５〜７日間養生する。これにより、発泡軽量コンクリー
ト中に水酸化アパタイトが生成される。養生中は、水に
アンモニアが添加されて、そのｐＨが７〜９前後に調整
されている。次式に、水酸化アパタイトの生成反応式を
示す。

【００１４】１０Ｃａ^２＋６ＰＯ_４ ^３−＋２ＯＨ⁻→Ｃ
ａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２上記の反応式では、発泡軽量コンクリート中のフリーの
カルシウム分とリン酸とが反応する。さらにリン酸の濃
度を上げていくと、発泡軽量コンクリート中のトバモラ
イト（５ＣａＯ−６ＳｉＯ_２−５Ｈ_２Ｏ）のカルシウム
分と反応して水酸化アパタイトが生成する。

【００１５】その後、水酸化アパタイトが生成された発
泡軽量コンクリートを、０．０１〜０．１ｍｏｌ／ｌの
硝酸銀溶液に２４時間以上浸漬する。これにより、水酸
化アパタイト中のカルシウムイオンが銀イオンに置換さ
れる。その後、これを乾燥して抗菌性を有する細骨材
（砂）を得る。次式に、カルシウムイオンと銀イオンと
の置換反応式を示す。銀置換量は、水酸化アパタイトが
生成された発泡軽量コンクリート（ドライベース）に対
して、１ｗｔ％である。Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２＋ｘＡｇＮＯ_３→Ｃ
ａ_{１０−（ｘ／２）}Ａｇ_ｘ（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２＋
（ｘ／２）Ｃａ（ＮＯ_３）_２

【００１６】こうして得られた金属置換型水酸化アパタ
イトを含む発泡軽量コンクリート製の細骨材は、上記ス
ラリーの混練作製時において、他のコンクリート原料と
ともに所定量添加されて、混練される。また、このスラ
リーが流し込まれた型枠を、その軸線回りに高速回転す
る装置としては、各種の遠心成型機が採用することがで
きる。型枠の回転速度、条件は、下水道管を成型すると
きと同じ程度でよい。例えば低速運転（３〜６Ｇ）では
２〜３分間、中速運転（１３〜１７Ｇ）では２〜３分
間、高速運転（３３〜３７Ｇ）の場合は５〜６分間とす
る。

【００１７】請求項３に記載の発明は、セメント，水，
粗骨材，細骨材を混練してコンクリートのスラリーと
し、次いでこのスラリーを型枠に流し込み、その後、こ
れを養生硬化する下水道管の製造方法であって、上記養
生硬化された下水道管の内周面にリン酸溶液を塗布し、
その後、これを養生することで、上記下水道管の表面に
水酸化アパタイトを生成させ、次いで、この水酸化アパ
タイトが生成された下水道管の内周面に、抗菌性の金属
イオンを含む溶液を塗布し、その後、これを養生するこ
とで、上記水酸化アパタイトのカルシウムイオンの一部
を、抗菌性を有する金属イオンと置換して金属置換型水
酸化アパタイトとする抗菌性下水道管の製造方法であ
る。

【００１８】下水道管の内周面にリン酸溶液を塗布する
方法としては、例えば刷毛塗り法、吹き付け法などがあ
る。５ｗｔ％リン酸溶液の塗布量は１５００〜１７００
ｇ／ｍ^２程度である。リン酸溶液の塗布後の養生には蒸
気養生などを採用することができる。養生は５〜７日
間、養生温度は６０〜８０℃、ｐＨは７〜９（例えばア
ンモニアにより調整）などとすることができる。リン酸
溶液の塗布、養生により、下水道管の内周面近傍のコン
クリート中に、水酸化アパタイトが生成される。

【００１９】抗菌性の金属イオンを含む溶液としては、
上述した例えば硝酸銀溶液が挙げられる。この抗菌性の
金属イオンを含む溶液を、水酸化アパタイトが生成され
た下水道管の内周面に塗布する方法としては、リン酸溶
液の場合と同様の方法を採用することができる。硝酸銀
溶液（０．０５ｍｏｌ／ｌ）の塗布量は、０．２〜０．
３ｌ／ｍ^２とする。また、この塗布後の養生条件は、養
生時間が２４時間、養生温度は常温（２０〜３０℃）と
する。この溶液中の金属イオン（例えば銀イオン）によ
り、水酸化アパタイト中のカルシウムイオンの一部が置
換される。

【００２０】

【作用】請求項１〜請求項３に記載の抗菌性下水道管お
よびその製造方法によれば、通常、下水道管を埋設して
管内に下水を流すと、下水中の硫黄酸化細菌が硫化水素
を酸化して硫酸を生成し、コンクリート成分を腐食しよ
うとする。しかしながら、この発明では、下水道管の内
周面および／またはその面に近い管内部に抗菌性を有す
る金属置換型水酸化アパタイトが存在するので、この成
分中の抗菌性金属が、下水中の硫黄酸化細菌を抗菌およ
び殺菌する。これにより、効率的に下水道管の腐食を防
ぐことができる。なお、コンクリート中に金属置換型水
酸化アパタイトを練り混んだ下水道管の場合、この抗菌
効果は、長年の使用でこの管内周面に磨耗や損傷などが
発生しても、低下せず、当初の効果を維持することがで
きる。また、この金属置換型水酸化アパタイトの場合、
抗カビ性も有する。

【００２１】また、金属置換型水酸化アパタイトの色
は、白色であるので、例えば従来の抗菌性を有するニケ
ルセンなどの金属粉体を加えた場合に比べて、下水道管
の露呈面の色が略コンクリート本来の色となり、デザイ
ン上の商品価値の低下を招くおそれが少ない。さらに、
下水道管の管壁内に金属置換型水酸化アパタイトを混入
する場合、その下水道管の製造時において、抗菌性を有
する金属は、水酸化アパタイトのカルシウムイオンと置
換された比較的比重の軽い金属置換型水酸化アパタイト
としてコンクリートスラリー中に添加される。よって、
従来の比重が重い金属粉体のままでスラリーに添加して
いたものに比べて、スラリー全体に抗菌性の金属を混ぜ
やすい。これにより、均一で安定した抗菌効果が得られ
る。

【００２２】請求項２に記載の抗菌性下水道管の製造方
法によれば、スラリーを型枠に流し込み、その後、この
型枠をその軸線回りに高速回転すると、金属置換型水酸
化アパタイトを含む軽量な発泡軽量コンクリート製の細
骨材が、下水道管の内周面付近に移動する。これによ
り、比較的少ない量の金属置換型水酸化アパタイトでも
って、効率的に下水道管の抗菌化を行うことができる。

【００２３】請求項３に記載の抗菌性下水道管の製造方
法によれば、養生硬化された下水道管の内周面にリン酸
溶液を塗布後、養生すると、下水道管の表面に水酸化ア
パタイトが生成する。それから、この下水道管の内周面
に、抗菌性の金属イオンを含む溶液を塗布して養生する
と、水酸化アパタイトのカルシウムイオンの一部が、こ
の抗菌性の金属イオンと置換し、金属置換型水酸化アパ
タイトが生成する。このような工程を踏まえて、下水道
管の抗菌処理が行われるので、新たに製造された下水道
管だけでなく、例えば既に製造されていた下水道管でも
抗菌化することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を表を参
照して説明する。ただし、この発明はこれらの実施例に
限定されるものではない。（実施例１〜実施例３、比較例１）表１に示す配合で、
内径６００ｍｍ，肉厚６０ｍｍ，長さ５００ｍｍの下水
道管を遠心成型した。低速（５Ｇ）で２分間、中速（１
５Ｇ）で２分間、高速（３５Ｇ）で６分間の遠心成型を
行う。成型後、ボイラーにより発生させた蒸気を用いる
常圧の蒸気養生を行った。具体的には、まず２０℃で３
〜５時間養生し、それから２０℃／ｈの昇温速度で２〜
３時間かけて温度を６０〜８０℃まで昇温させる。その
後、この状態を４〜５時間維持し、それから２０℃／ｈ
の降温速度で２〜３時間かけて、元の２０℃まで降温さ
せる。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１中、１％銀置換水酸化アパタイトに
は、消石灰とリン酸とを合成して得たものを使用した。
すなわち、Ｃａ／Ｐが１．６７となるように、消石灰
０．５ｍｏｌ／ｌと、工業用リン酸７５重量％を精製水
中に添加して攪拌し、６０℃の水温で一週間養生するこ
とにより、水酸化アパタイトのスラリーを生成する。そ
の後、この水酸化アパタイトのスラリー１ｌ（リット
ル）に対して、０．８ｇの硝酸銀を１００ｍｌ程度の水
に溶かしたものを、添加、攪拌し、１％銀置換水酸化ア
パタイトを得た。なお、実施例１〜実施例３において、
コンクリートスラリーに対する１％銀置換水酸化アパタ
イトの添加量は、遠心成型時に生じるノロに対して５重
量％，１重量％，０．１重量％となるように、それぞれ
１５ｋｇ／ｍ^３，３ｋｇ／ｍ^３，０．３ｋｇ／ｍ^３だけ
添加した。

【００２７】その後、製造された下水道管の内周面から
１ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍの立方体を３個切り出し、これ
を試料片として抗菌試験を行った。細菌には、市販品の
チオバチルス属の硫黄酸化細菌を使用した。この菌液１
ｍｌ（１０^６個／ｍｌ）と、リン酸緩衝液１００ｍｌを
混合したものに試験片を加え、３０℃、１５０ｒｐｍで
２４時間震盪して、この試験片を加える前と後の生菌数
を調べた。また、この試験を継続的に行うことで、一
日，一ヵ月，二ヵ月，三ヵ月の各期間が経過したときの
生菌数を、同様に検査した。この抗菌試験の結果を表２
に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】表２から明らかなように、比較例１では期
間の経過とともに、下水道管中で発生した硫黄酸化細菌
により、下水道管の内周面の腐食が増殖されたが、実施
例１〜３では、下水道管の金属置換型水酸化アパタイト
により、下水中の硫黄酸化細菌が抗菌または殺菌された
ので、三ヵ月間の経過後も下水道管の内周面の腐食はほ
とんどなかった。しかも、金属置換型水酸化アパタイト
の色は、白色であるので、下水道管の外観的な商品価値
は従前通りであった。さらに、コンクリート中に金属置
換型水酸化アパタイトを練り混んではいるものの、金属
置換型水酸化アパタイトが従来の抗菌性の金属パウダー
に比べて軽いので、スラリーの混練作製時に、抗菌剤
を、このスラリー全体に分散させやすくなって、この結
果、均一で安定した抗菌効果が得られた。なお、表記し
ないものの、同じ試験片を使用して、クロカワカビ，ク
ロカビ，アオカビ，クモノスカビの抗カビ試験を行っ
た。抗カビ試験はハロー法により行った。その結果、１
％銀置換型水酸化アパタイトは、各カビに対して抗カビ
性を有することも分かった。

【００３０】（実施例４〜実施例６、比較例２）０．１
５〜５ｍｍに粒度調整された発泡軽量コンクリート１０
０ｇを、２０重量％のリン酸１００ｇに５分間浸漬し、
その後、アンモニアでｐＨ９に調整された６０℃の水中
で、１週間養生した。養生後の物質８５ｇに対して、２
００ｍｌの硝酸銀溶液（０．０５ｍｌ／ｌ）に一日浸漬
した後、これを乾燥して抗菌性の砂（細骨材）とした。
次いで、表３に示す配合で、コンクリートのスラリーを
中間製造し、これを型枠に流し込んで、内径６００ｍ
ｍ，肉厚６０ｍｍ，長さ５００ｍｍの下水道管を遠心成
型した。遠心成型の条件などは、実施例１〜３と同様で
ある。なお、細骨材の総使用量中、抗菌性砂の添加量
は、実施例４〜実施例６においてそれぞれ１重量％，５
重量％，１０重量％とした。なお、その後の抗菌試験な
ど、その他は実施例１〜実施例３と同様に行った。抗菌
試験の結果を表４に示す。

【００３１】

【表３】

【００３２】

【表４】

【００３３】表４から明らかなように、比較例２では期
間の経過とともに、下水道管中で発生した硫黄酸化細菌
の影響で、下水道管の内周面の腐食があった。しかし、
実施例４〜実施例６では、三ヵ月間の経過後も、この腐
食はほとんどなかった。また、細骨材の一部に金属置換
型水酸化アパタイトを含有する発泡軽量コンクリートの
砂を採用したので、比較的少量の金属置換型水酸化アパ
タイトでもって、効率的に下水道管を抗菌化することが
できた。

【００３４】（実施例７、比較例３）表５に示す配合
で、実施例１〜実施例３と同様にして、３本の下水道管
を製造した。そのうちの１本の下水道管の内周面に、ア
ンモニアによりｐＨ９に調整した５重量％のリン酸溶液
を１．６ｋｇ／ｍ^２で吹き付けた。次いで、管壁内部が
乾燥しないように下水道管の両端を密閉し、これを一週
間養生した。これにより、管内周面付近に水酸化アパタ
イトが生成した。その後、この下水道管の内周面に、硝
酸銀溶液（０．０５ｍｌ／ｌ）を０．２５４ｌ／ｍ^２で
吹き付け、同じく管壁内部が乾燥しないように両端を密
閉して養生し、下水道管の内周面付近に銀置換水酸化ア
パタイトを生成させた。

【００３５】

【表５】

【００３６】抗菌試験は、まず３本の各下水道管の両端
を密閉し、その後、この抗菌処理された下水道管（実施
例７）と、残った２本の内の１本の下水道管（比較例
３）中に、３５リットルの培養液と同量の水と１０^６個
／ｍｌのチオバチルス属の硫黄酸化細菌とを投入し、残
り１本は重量測定の基準となる下水道管とし、この管中
に、培養液と同量の水を投入した。その後、抗菌処理の
下水道管（実施例７）の培養液にだけ、三ヵ月間、１４
日ごとに管上部の孔から、所定量の培養液と細菌（１０
^６個／ｍｌ）とをスプレーするとともに、７５ｐｐｍの
硫化水素を所定量だけ投入した。なお、１リットル当た
りの培養液の組成は、（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４＝２ｇ，ＫＮ
Ｏ_３＝３ｇ，ＭｇＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏ＝０．５ｇ，ＣａＣ
ｌ_２・６Ｈ_２Ｏ＝０．２５ｇ，ＦｅＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ＝
０．０１ｇ，ＮａＭｏＯ_４・２Ｈ_２Ｏ＝０．３ｍｇ，Ｎ
ａ_２ＳｉＯ_３・５Ｈ_２Ｏ＝０．５ｇである。

【００３７】その後、下水道管の質量を測定し、この質
量の変化から硫黄酸化細菌の発生を調べた。評価は、温
度２０℃、湿度６０パーセントの恒温恒湿室において、
下水道管の質量変化の測定により行った。質量の測定に
あっては、３本の各下水道管中の培養液または水を排出
し、それぞれの管内周面に付着した水分を拭き取ってか
ら測定を行った。水だけを投入した基準の下水道管によ
り、乾燥による下水道管の質量の減少量を求めた。結果
を表６の１），２）に示す。

【００３８】

【表６】

【００３９】表６から明らかなように、比較例３では、
細菌によって生成された硫酸とセメント中の成分が反応
して二水石膏とシリカゲルとなって、下水道管の内周面
に腐食があった。これに対して、実施例７では抗菌作用
により、硫酸は、生成されず下水道管の内周面の腐食は
なかった。また、ここでは、下水道管の内周面に対する
吹き付けによって抗菌処理を施したので、新規な下水道
管だけではなく、既存の下水道管にでも抗菌処理を行え
ることが分かった。

【００４０】

【発明の効果】この発明の抗菌性下水道管およびその製
造方法によれば、下水道管の金属置換型水酸化アパタイ
トにより、下水中の硫黄酸化細菌が抗菌または殺菌され
るようにしたので、下水道管の腐食を防止することがで
きる。しかも、金属置換型水酸化アパタイトの色は、白
色であり、下水道管の外観的な商品価値を、汎用の下水
道管と同等にすることができる。さらに、コンクリート
中に金属置換型水酸化アパタイトを練り混んだものにお
いては、従来の抗菌剤として添加される金属パウダーに
比べて、この金属置換型水酸化アパタイトの比重がセメ
ントとほぼ同じであるので、スラリー全体に抗菌剤を分
散させやすい。これにより、均一で安定した抗菌効果が
得られる。

【００４１】特に、請求項２に記載の抗菌性下水道管の
製造方法によれば、金属置換型水酸化アパタイトを含有
する発泡軽量コンクリートを細骨材としたコンクリート
のスラリーを遠心成型して、下水道管を製造するように
したので、比較的少量の金属置換型水酸化アパタイトで
もって、効率的に下水道管を抗菌化することができる。

【００４２】請求項３に記載の抗菌性下水道管の製造方
法によれば、まずリン酸溶液を塗布して、この下水道管
の内周面に水酸化アパタイトを生成させ、その後、この
内周面に抗菌性の金属イオンを含む溶液を塗布して、水
酸化アパタイトを金属置換型水酸化アパタイトにしたの
で、新規な下水道管だけではなく、既存の下水道管をも
抗菌化することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｃ０４Ｂ 103:69 Ｃ０４Ｂ 103:69 (72)発明者原田克己福岡県北九州市八幡西区洞南町１番１号三菱マテリアル株式会社セメント開発センター内 (72)発明者吉田正春福岡県北九州市八幡西区洞南町１番１号三菱マテリアル株式会社セメント開発センター内Ｆターム(参考） 2D063 BA01 BA31 3H111 AA01 BA07 BA31 CB02 CB14 DA26 DB05 EA03 4G012 MB41 PB02 PB31 PC01 PE04 4G028 DA01 DB05 DB07 DB14 DC07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント，水，粗骨材，細骨材を混練し
てコンクリートのスラリーとし、次いでこのスラリーを
型枠に流し込み、その後、これを養生硬化して得られた
下水道管であって、水酸化アパタイト中のカルシウムイオンの一部を抗菌性
の金属イオンで置換した金属置換型水酸化アパタイト
が、上記下水道管の内周面および／またはその付近に存
在する抗菌性下水道管。
【請求項２】セメント，水，粗骨材，細骨材を混練し
てコンクリートのスラリーとし、次いでこのスラリーを
型枠に流し込み、その後、これを養生硬化する下水道管
の製造方法であって、上記細骨材は、水酸化アパタイト中のカルシウムイオン
の一部を抗菌性の金属イオンで置換した金属置換型水酸
化アパタイトを含む発泡軽量コンクリートを有し、上記スラリーを型枠に流し込んだ後、この型枠をその軸
線回りに高速回転して、上記軽量な発泡軽量コンクリー
ト製の細骨材を、上記下水道管の内周面付近に集めた抗
菌性下水道管の製造方法。
【請求項３】セメント，水，粗骨材，細骨材を混練し
てコンクリートのスラリーとし、次いでこのスラリーを
型枠に流し込み、その後、これを養生硬化する下水道管
の製造方法であって、上記養生硬化された下水道管の内周面にリン酸水溶液ま
たは水溶性のリン酸塩水溶液を塗布し、その後、これを
養生することで、上記下水道管の表面に水酸化アパタイ
トを生成させ、次いで、この水酸化アパタイトが生成された下水道管の
内周面に、抗菌性の金属イオンを含む溶液を塗布し、そ
の後、これを養生することで、上記水酸化アパタイトの
カルシウムイオンの一部を、抗菌性を有する金属イオン
と置換して金属置換型水酸化アパタイトとする抗菌性下
水道管の製造方法。