JP2007295879A - 微生物海藻付着基盤装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
海洋や湖沼の水底に設置されて、魚類の産卵藻場にしたり、水質浄化をしたりする、藻
や海藻微生物の付着装置について。
生分解繊維又は普通繊維の紐、ロープ、不織布に炭素繊維の短繊維をコーテングした装置。
低コストで、魚類産卵藻場、及び水質浄化が出来、人間の生活を豊かにする環境を提供す
る。
【解決手段】
炭素繊維の短繊維を水溶性アクリルバインダー（熱処理でプラスチッ化する）でコーテ
ングして付着した生分解繊維又は普通繊維の不織布を作る。これをテープにして紐、ロー
プにコーテング側がくるように製造する。こうして出来た紐、ロープで網、田植式ブロッ
クをつくり、海洋や湖沼設置して、海藻類増殖の基盤にしたり、湖沼の微生物を付着させ
て取除く道具。
【選択図】図１

Description

本発明は炭素繊維に水中微生物が集り固着し、水中に流れた石鹸（炭化水素）や家庭汚水（窒素有機物）を餌にすることにより、増殖して大きなコロニー（生物の集団）を作ること、
また、海中でコブ、ワカメなどの海藻が早く付着することがわかってきた。

但し炭素繊維は高価格な素材であるから、これを分散、効率良く、水中（海洋、湖沼）に設置
する方法、装置に関すろものである。

炭素繊維に水中微生物、海洋植物が集団固着することについて、すでに環境対策１）.２）.生物飼育３）.４）.海洋学５）.６）の分野で研究発表されている。

「カーボンファイバー方式浄化実験」琵琶湖淀川水質浄化共同実験センター成果発表会 出倉ら ３名 「炭素繊維への微生物固着現象を利用した水質浄化」 第１１回複合材料セミナ― 小島 昭 「水処理生物飼育における炭素繊維の活用実施例 第１６回複合材料セミナ― 梅津 剛 「炭素繊維を用いた養魚、水陸生小生物の飼育について」 平成１２年度前橋工大公開講座 梅津 剛 「炭素含有ポリエチレンを用いた人口藻場の機能」 東海大レポート 林 大ら５名 「ニユーフロンティア繊維の世界」 日刊工業新聞社 梶原 莞爾 本宮 達也

本発明者らは長年種々の研究の結果、自然海藻に近い表面状態を早期に形成する葉状体を比較的廉価に製造する方法を発明した。また自然環境を守るために生分解性のプラスチック材料をベースに使うことを考えた。

本発明の目的は、炭素繊維が水中に存在すると生物親和性で次の効果があることから
経済的にその実用的な装置をつくる事である。

(１) 透明の向上
(２) 浮遊物の濁り除去
(３) 活性汚泥の付着
(４) さまざまな水中生物の産卵床となる
(５) 水中生物の隠れ家、稚魚の餌場
(６) 海底土砂の流出防止
前記の研究はいずれも高価な炭素繊維の長繊維（フラメントヤーン）を使った研究でその使用方法は実用的ではない。

炭素繊維の同一品種材料の市中価格は下記の通りであるが、本発明はその中の短繊維のみを材料として使うのである。短繊維は長繊維の２等品、格外品を使うので安価である。

炭素繊維の長繊維（フラメントヤーン） 15,000〜25,000円/kg
炭素繊維の短繊維（カットフアイバー） 1,000〜6,000円/kｇ

本発明の目的は海洋または湖沼の水底に設置される産卵用海藻付着基盤装置において、生分解繊維又は、普通繊維で構成される紐、ロープ、不織布の表面に炭素繊維の短繊維がコーテングして付着し、炭素繊維の生物的機能を応用して、水中の海洋植物や、水中の微生物を固着させる事にある。

本発明によれば、水底に設置して魚類の産卵に利用する基盤や、微生物を付着させてそれを引き揚げて水質を浄化する。器具は炭素繊維の短繊維を線状物体の表面に、均一に付着させる必要がある。 その手段として不織布にコーテング又は、電気植毛した炭素繊維の短繊維のシートを５〜２０ｍｍにスリットしたテープを作るか又は、そのスリットしたテープをロープ又は紐を製造時に供給装置により、表面に炭素繊維が出るような構造の線状物にする。

炭素繊維の短繊維のコーテングは,あらかじめ用意した炭素繊維の短繊維を水溶性アクリルバインダーに混合し、良く攪拌して、繊維を分散させる。この時使用する攪拌機はケージ型で低速回転のものであり、繊維を損傷させないものである。

コーテング工程は丸棒ドクター付きボックス型が適切である。乾燥は熱風式で１００
〜１５０℃で３〜５分間を要する。

炭素繊維の植毛は連続的静電気方式がよい。分繊を良くする処理をしてから、接着剤を塗った基材を通して、その上か下にある短繊維を吸引し接着させて乾燥させる。

接着剤はエマルジョン型として酢酸ビニール、ポリ塩化ビニールなどを用いる。

炭素繊維の短繊維をコーテングしたシートを５〜２０ｍｍ幅にスリットしてテープにして、ロープ製造機に仕掛ける。供給方法は炭素繊維のコーテングテープがロープの外周になるように調節する。

ロープ材料は生分解性プラスチック繊維を使う。生分解性プラスチックは地球にかえるので通常のプラスチックと同じように使えて、使用後は自然界の微生物によって水と二酸化炭素に分解されて、自然にかえるプラスチックである。

種類として次のものがある。

本発明では化学合成系ポリ乳酸を使う。

ポリ乳酸は化石資源由来の素材と比較して次の特長がある。
（１） 廃棄時に放出される二酸化炭素は、もともと大気中から取り込まれたものであり、
地球温暖化の原因である追加的な大気中への放出はない。

（２） 大気エネルギーをトウモロコシ澱粉の製造に利用しているので、化学資源の使用を節約できる。という二つの大きな特徴がある。

本発明荷よって製造された生分解プラスチックを主体とした炭素繊維の短繊維を複合
した紐、ロープ、で編成したワカメ綱を海底へ拡げて固定しておくと、従来の綿、麻、合成繊維のものに比べ１/2の期間で海洋植物が生長する。また、普通繊維を主体とした炭素繊維の短繊維を複合した紐、ロープで作成した田植式コンクリートブロック立体ポール式浮漁礁では従来出来なかった水中の微生物、藻が回収可能となる。

以下実施例により本発明を詳述する。

アクリニトル系重合体繊維から標準的条件により製造し炭素繊維で、短繊維繊度0.9デニール6ｍｍの短繊維１５重量％（バインダー及びコーテング不織布を含めた芯材全体の重量％）を水溶性アクリル系バインダーと混合し、炭素繊維をよく分散させてからポックスドクター法（箱型コーテングナイフ）により、ポリエステル不織布の片面にコーテングし、乾燥してから150℃×３分の熱処理をしてバインダーを熱架橋させた。

これを10ｍｍ幅にスリットして,生分解繊維と合撚して、直径3ｍｍ.12ｍｍのロープを製造しワカメ栽培用ネットにして、海洋に設置した。ワカメ苗の付着は早く従来の２〜３倍の収穫となった。このワカメ栽培用ネットは２年使用後その海洋に放置しておいたところ、３年目には分解して形態は半分以下となり４年目には分解した。

炭素繊維部分は海藻に取巻かれて、所在不明になった。実験は三河湾で行った。

実施例１と同じ炭素繊維の短繊維を使い製造した。コーテングテープをポリプロピレン繊維と合撚して6ｍｍ太さのロープを製造した。これを田植式コンクリートに長さ30ｃｍを立てて固定した。

これを琵琶湖の流入川口付近に設置して、水中の微生物、藻の付着を観察した。

夏期３ヶ月後の生物学的作用による除去効果はブランクに比較して２倍量が付着した。これはブロックを取上げ、自然乾燥後、付着物を採集して計量したものである。

本発明に係る微生物海藻付着ロープを示す外観図である。 本発明に係る微生物海藻付着ブロックを示す外観図である。

符号の説明

１ 微生物海藻付着ロープ全体
２ 三打ロープの一部でフイラメントヤーン
３ 三打ロープの一部でフイラメントヤーン
４ 三打ロープの一部で表面に炭素繊維の短繊維が表面にコーテングしてある。
５ コンクリートブロックで上面に微生物海藻付着ロープが植付けてある。
６ コンクリートブロックへの植付けが接着材で固定してある。
７ 微生物海藻付着ロープ上端は熱熔融で固めてある。

Claims (2)

1. 海洋の水底に設置されて魚類の産卵藻場や隠れ家に利用される産卵用海藻付着基盤装置にいて、生分解繊維で構成される紐、ロープ, 不織布の表面に炭素繊維の短繊維がコーテングした付着基盤装置。
2. 湖沼の水質浄化にあたり、普通繊維の紐、ロープ, 不織布の表面不織布の表面に炭素繊維の短繊維がコーテングて付着した紐、ロープを水中に張り、一定の期間ごとに引き揚げて付着物を取除く、水質浄化装置。
   

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