JPH08505337A - 防汚／防蝕性複合海洋構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複合海洋構造体であって、海洋基材（34）を含んで成り、その海洋基材の表面の少なくとも一部に、汚染及び腐蝕の少なくとも一方に対する防御をその海洋基材に供する活性粒子（18）の封入されている不織繊維ウェブ（16）を含んで成る透水性複合製品（14）の層が装着されている、複合海洋構造体。水面下表層、例えば船体、ブイ、ドック、吸水管、等は、本発明の複合シート製品を装着することにより、海産物及び腐蝕に対して保護されうる。

Description

【発明の詳細な説明】 防汚／防蝕性複合海洋構造体 発明の分野 本発明は、中に活性粒子が捕捉されている不織繊維ウェブを含んで成る透水性 複合製品の一面の少なくとも一部に装着されている海洋基材を含んで成る防汚・ 防蝕複合構造体である製品に関する。別の観点において、腐蝕もしくは海産物の 堆積を防ぐ又はその両者を防ぐ方法を開示する。該製品の取り付けられた浸水し ている海洋基材には汚染防御、腐蝕防御、又はその両者が供されている。 発明の背景 水に浸漬せしめる物体、例えば船体及び投錨構造体は望ましくない海産物堆積 の第一の標的であり、なぜなら多くの海洋生物は固相物体への永久的付着を必要 とするからである。かかる堆積及びその結果として外皮で覆われることは腐蝕を 促進し、そして浸水構造体の正常な機能を損わしめる。かかる汚染を防ぐため、 様々な生物毒素を含む防汚塗料が浸水構造体をコートせしめるのに使用されてい る。生物毒素添加塗料は浸水構造体への海洋生物の付着能力を、その生物を虚弱 化せしめる又は殺傷せしめることのいづれかにより、汚染を防ぐ。 典型的な防汚塗料は樹脂の中に含まれている１又は複数種の海洋生物毒素を含 む。水と基材との界面での生物毒素の致死的な濃度を達成せしめるために、かか る塗料は樹脂を通じて塗料面に至る生物毒素の拡散を頼りとする。表面から水に 至る生物毒素の拡散速度はバルクの樹脂から表面に至る生物毒素の拡散速度より もはるかに速 いため、生物毒素の表面濃度は、塗料中の生物毒素全てが枯渇する大分前にその 致死的限界値を下まわってしまう。材料及び時間（即ち、基材に再塗布を施すの に必要な時間）の両方がこのような非効率的な方法を通じて無駄となる。 本分野における近年の進歩には、浸蝕性又は「自滑性（self-polishing）」塗 料が含まれる。かかる塗料により、塗料、そしてそれ故生物毒素の新鮮な面が、 まわりの水に至る塗料の外層のゆっくりとした溶解又は分解を通じて連続的に露 出される。しかしながら、有意義な量の水浸蝕化ポリマーが残って対象の水自体 を汚染してしまう。 他の防汚材料が開発されている。例えば、海洋生物は、シリコーン及びフッ素 化エポキシポリマーの如くの剥離コーティングにより処理された表面からの方が 、未処理表面からもより簡単に除去することができる（例えば高圧スプレーによ り）。類似の手法は、かかるコーティングを含むシートを中間バリヤー層を通じ て海洋構造体の面に接着することにある。プライマー層及び接着剤を有する銅− ニッケル合金プレートが米国特許第4,814,227号に記載されている。米国特許第4 ,865,909号に記載されている別のものは、多数の孔を含んでいる疎水性ポリマー 膜であり、これは生物毒素含有塗料により保護すべき表面に装着する。これにお いては、その塗料は防汚剤ではあるが、しかしその膜が周辺の水に至るその活性 剤のランダムな浸出を防いでいる。この方法にとって好適なポリマー物質はポリ テトラフルオロエチレン（PTFE）である。 粒子添加された不織繊維製品であってその不織繊維ウェブが圧縮、融着、溶融 押出、エアー積載、スパンボンド、機械圧縮されていることのあるもの、又は相 分離プロセスに由来するものが、分離科学において有用であると開示されている 。収着性粒子が分散してい る不織ウェブのシート製品は、例えば呼吸マスク、防御服、流体保持製品、油及 び／又は水用のワイプ、並びにクロマトグラフィー及び分離用製品として有用で あることが開示されている。コートされた無機酸化物粒子もかかるウェブのメッ シュの中に閉じ込められている。リガンド（生物活性材料を含む）と共有反応す るかかるメッシュに閉じ込められている粒子を有するウェブも近年開発されてい る。 粒状材料で充填された又はそれを捕捉している数多くのPTFEの例が多数の分野 において知られている。導電材料で充填されたPTFEについての数多くの用途が知 られる。これらには回路板、油漏れセンサー、電気絶縁体、半透過性膜、及び様 々なタイプの電極が含まれる。その他のコンビネーションがガスケット又はシー ル材及び湿式摩擦材料として利用されている。まだその他のものも、構造部品及 び電子部品としての用途を有する高強度PTFEフィルム及びシートを作るために利 用されている。粒子が触媒活性を有している場合、このタイプのコンビネーショ ンは簡便に取扱いうる形態のものを供する。米国特許第4,153,661号は、とりわ け電子絶縁体及び半透過性膜において有用な、からみ合ったPTFE繊維のマトリッ クスの中に分散されている酸化第二銅を含む様々な粒子を開示している。 PTFEと金属の数多くのコンビネーションであって金属がPTFEマトリックスの中 に封入されていないものも知られている。これらには、金属及び金属マトリック スで完全に又は部分的にコートされ、その孔においてフィブリル化PTFEのネット ワークを有しているPTFE膜が含まれる。金属充填材を有するPTFE粉末が電池の電 極として、及びブロンズベアリング上にコートされた自滑性層として使用されて いる（ペースト状で）。金属フィルム及びプレート上にコートされているPTFEフ ィルムも知られている。 フィブリル化PTFEウェブを製造する方法が、例えば米国特許第4,153,661、4,4 60,642及び5,071,610号に記載されている。 発明の概要 要約すると、本発明は複合海洋構造体を提供し、それは海洋基材であってその 面の少なくとも一部に、 （ａ）不織繊維ウェブ及び （ｂ）前記ウェブの中に封入されている活性粒子 を含んで成る透水性複合製品の層が取付けられている基体を含んで成り、ここ で前記複合製品は、前記海洋構造体に対する汚染防御及び前記海洋基材に対する 腐蝕防御の少なくともいづれかを供するものである。 別の観点において、本発明の海洋基材に利用するための少なくとも一種の上記 の複合製品を提供し、ここでこの製品はその少なくとも一面上に可剥式に取付け られた少なくとも一枚のライナー及び前記ウェブの一面の少なくとも一部に取付 けられた二重側面（dual-sided）テープを更に含んで成り、ここで前記二重側面 テープは転写テープでも両面テープ（即ち、基材の両面上に接着剤を有し、その 接着剤が同一でも異なっていてもよいテープ構築体）でもよい。 更なる観点において、本発明は、水中面の上での（１）海洋生物の増殖物の堆 積及び（２）水中面の腐蝕のうちの少なくともいづれかを妨げるための方法を提 供し、この方法は：（ａ）海洋基材に密着している複合シート製品に真水又は海 水が接触するようにする（ここで、前記複合シート製品は活性粒子の封入された 多孔性不織繊維ウェブを含んで成る）、そして（ｂ）該複合海洋基材の該活性粒 子が海洋生物のライフサイクルを妨げるようにさせる、この海洋構造体を不活性 化させる、又はその両方の段階を含んで成る。 本願において、以下の定義が適用される： 「ファイバー」とは小繊維、マイクロファイバー及びマクロファイバーを意味 する； 「汚染」とは、水中面上での海洋生命体の付着、その結果としての外皮の形成 を意味する； 「防汚性」とは、水中面上での望ましくない海洋生命体の堆積及び増殖を低減 させる又は防ぐことができることを意味する； 「ウェブ」とは、開放構造のからみ合ったファイバーの塊を意味する； 「封入」とは、孔構造を規定する材料内に閉じ込められていること、それに接 着していること、又は取り囲まれていることを意味する； 「マクロファイバー」とは、50μｍ〜1OOOμｍの一般的な範囲の平均直径を有 する熱可塑性ファイバーを意味する（本願においては、「マクロファイバー」な る語は、一般にマクロファイバーとしても知られている紡織繊維サイズファイバ ーを包括している）； 「マイクロファイバー」とは、０より大きく50μｍに至るまで、好ましくは０ より大きく25μｍに至るまでの平均直径を有する熱可塑性ファイバーを意味する ； 「活性」とは、化学的又は生物学的活性を有することを意味する。 本発明は海洋基材に取付けられている順応性の透水性複合シート製品を教示す る。水の如くの浸透性流体の中に浸されているこの製品の全体又はほぼ全体がそ の浸透性流体に完璧に接近可能である。この複合シート製品は、不織繊維マトリ ックスを含んで成り、その中に、好ましくは均一に、防汚剤及び防蝕剤の少なく ともいづれかが封入されている。真水又は海水に浸漬したときのこのシート製品 の海洋基材に対する良好な接着を保証するよう、このシート製品の表面又は海洋 基材の外面上に耐水性接着剤を施すことが所望されうる。このシート製品の浸水 部の全体の厚みが水に接近可能であるため、全ての反応性粒子が、浸水している 海洋基材のその部分を保護する防汚及び／又は防蝕剤として有用となっている。 このことは、伝統的な防汚及び／又は防蝕コーティングの、その表層からの反応 性の枯渇に基づくその効果の低下に基づく頻繁な再塗布についての必要性を回避 せしめる。 複合シート製品の中に多数の防汚及び防蝕性粒子を組込む可能性も本発明の範 囲と考える。一定の態様において、異なる粒子の層をこの複合基材が含んで成る ことが好都合でありうる。例えば、海洋基材が金属製のとき、海洋基材に最も近 い複合シート製品の粒子層は防蝕性粒子を含んで成ることができ、一方、その他 の層は防汚性粒子を含んで成りうる。もしこの基材が木製なら、その基材に最も 近い粒子層は木材保存剤、例えばペンタクロロフェノール又はクレオゾートを含 んで成りうる。この複合シート製品のその他の層は様々なその他の粒子、例えば 顔料を含みうる。単一の多目的複合海洋構造体の利用は、海洋基材への異なる個 別の保護剤の様々なコートの塗布についての必要性を排除し、そして特定の用途 及び領域に防汚剤を合わせる機会を提供する。 本発明は汚染防御、腐蝕防御、又はその両者を伴いながら、汚染防御をわずか に又は全っく供しない潜在的な汚染物質、例えば樹脂及び水浸食性ポリマーのな い海洋基材を提供する。 図面の簡単な説明 図１は本発明の複合海洋構造体の第一の態様を示す大拡大断面図である。 図２は本発明の複合海洋構造体の第二の態様を示す大拡大断面図である。 図３は本発明の複合海洋構造体の第三の態様を示す大拡大断面図である。 図４は本発明の複合海洋構造体の第四の態様を示す大拡大断面図である。 図面の詳細な説明 図１は、海洋基材12と、この海洋基材に接着層24を介して取付けられている透 水性複合製品14の一態様とを有する複合海洋構造体10を示す。複合製品14はポリ マーファイバー16のウェブを有しており、これは様々な粒子18，20及び22を封入 、且つ保持している。粒子は、防蝕特性を有する粒子18が海洋基材12に最も近く なるような層となって配置されている。異なるタイプの防汚性粒子20及び22は該 製品−液体の界面に最も近い層の中にある。接着剤24は複合製品14に事前塗布さ れているか、又は製品14を適用する前に基材12に塗布されうる。 図２は、両面テープ26の層を含む透水性複合製品14の第二の態様を示す。防蝕 性粒子18及び防汚性粒子22は単層の製品14の中全体にわたって本質的に均一分散 されて封入されている。粒子18及び22はポリマーファイバー16を介して製品14の 中に保持されている。防蝕性粒子18と同一であっても異なっていてもよい防蝕性 粒子28がテープ26の接着剤の中に含まれている。 図３は、剥離ライナー30が可剥式に付着されている両面テープ26の層を含む透 水性複合製品14′の第三の態様を示す。剥離ライナー30は剥離コーティング32及 び裏地34を含んで成る。テープ26はコーティング32から優先的に剥れる。防汚性 粒子18はポリマーファイバ ー16を介して単層の製品14′の中に全体にわたって均一に広がって封入されてい る。 図４は剥離ライナー30及び水溶性剥離コーティング36を含む複合製品14″の第 四の態様を示す。剥離ライナー30は両面テープ26及び裏地34を含んで成る。テー プ26はコーティング36から優先的に剥れ、そして裏地34に付着している。コーテ ィング36は製品14″を浸水せしめたときにほとんど溶解せず、それ故製品14″を 透水性とする。防汚性粒子18はポリマーファイバー16を介して単層の製品14″の 中に全体にわたって均一に広がって封入されている。 好適な態様の詳細な説明 本発明の複合海洋構造体の製造は、活性粒子が中に封入されている不織繊維ポ リマーマトリックスを含んで成る透水性複合シート製品を用意し、そしてそれを 海洋基材の少なくとも一部に取付けることを必要とする。 本発明において使用できる基材には、限定することなく、塩水又は真水の中に 浸水している又は浸水せしめることのできる木材、プラスチック、プラスチック 複合体（例えばファイバーガラス）、及び金属製物体が含まれる。その例には、 ブイ；桟橋及びそのくい打ち；船舶、ボート及び潜水艦の船体、はしご及びプロ ペラ；錨；吸水パイプ及び水導管；並びに水門が含まれる。 Ｉ．シート製品の作製 Ａ．PTFEウェブ 本発明の製品の一の態様において、フィブリル化ウェブを作るのに水性PTFE分 散体を利用する。この乳白色の分散体は水に懸濁された約30〜70重量％の微細PT FE粒子を含む。これらのPTFE粒子の過半数はO.05μｍ〜約O.5μｍのサイズの範 囲にある。市販の水性PTFE 分散体は他の成分、例えば界面活性剤及び安定化剤であって持続懸濁を促進せし めるものを含みうる。かかる市販の分散体の例には、Teflon（商標）30、Teflon （商標）30Ｂ及びTeflon（商標）42（DuPont de Nemours Chemical Corp．；Wil mington，DE）が含まれる。Teflon（商標）30及びTeflon（商標）30Ｂは約59〜6 1重量％のPTFE固形物及び約5.5〜6.5重量％（PTFE樹脂の重量を基礎とする）の 非イオン性湿潤剤、典型的にはオクチルフェニルポリオキシエチレン又はノニル フェニルポリオキシエチレンを含む。Teflon（商標）42は約32〜35重量％のPTFE 固形物を含み、そして湿潤剤は含まない（しかし、蒸発を防ぐために有機溶媒の 表層を含む）。 フィブリル化PTFEを含んで成る複合シート製品は好ましくは米国特許第4,153, 661,、4,460,642及び5,071,610号のいづれかに記載の通りにして、所望の反応性 粒子を水性PTFEエマルションの中に、この固形物の吸着容量を超えながらもパテ 様稠度を保たせるのに十分な潤滑剤の存在下で配合せしめることにより調製する 。このパテ様の塊を次に、PTFE粒子の一次フィブリル化を及ぼすため、好ましく は40℃〜100℃の温度での強力な混合にかける。得られるパテ様の塊を次に、PTF Eがフィブリル化して粒子を封入せしめ、そして所望の厚みの層が得られるよう になるまで繰り返し圧延し、その際ローラー間のギャップを徐々に狭めていった （その間、少なくとも水分含有量は一定にしておいた）。シート製品の形成後の 有機溶媒抽出又は水による洗浄による、全ての残留界面活性剤又は湿潤剤の除去 が一般に所望される。得られるシートを次に乾かす。かかるシートは好ましくは 0.1mm〜0.5mmの範囲の厚みを有する。0.05mm−10mmの一般範囲の厚みを有するシ ート製品が有用でありうる。 多重粒子層を有するシート製品が所望されるなら、それらの構成層自体を互い に平行にして置き、そして個々の層のPTFEフィブリル が隣接し合うシートの界面においてより合っている複合体を形成するようになる まで圧延させる。多重層製品は好ましくは0.1mm〜10mmの範囲の厚みを有する。 かかるウェブ内の間隙のサイズ及び容積は、米国特許第5,071,610号に記載の 通り、二次加工の際に潤滑剤レベルを調節することによりコントロールできうる 。間隙のサイズ及び容積はフィブリル化工程中に存在している潤滑剤の量により 直接変えることができるため、様々なサイズの粒子を封入できるウェブが可能と なる。例えば、潤滑剤の量を、粒子のその潤滑剤を収着する容量より３重量％以 上、200重量％まで超えるに至るまで増大させることは、少なくとも90％の間隙 が3.6μｍ未満のサイズを有する0.3μｍ〜5.0μｍの範囲の平均間隙サイズを供 しうることができる。この工程は中に封入されている１又は数種の反応性粒子を 有するウェブを作り上げるのに利用できうる。粒子がトラップされているウェブ を構成するPTFEは、PTFEと潤滑剤とが予め予備混合されている樹脂エマルション 形態で得られうる（例えば、Teflon（商標）30又は30Ｂ；DuPonｔ de Nemours； Wilmington，DE）。このエマルションに追加の潤滑剤を、水、水ベース溶媒、例 えば水−アルコール溶液又は容易に除去可能な有機溶媒、例えばケトン、エステ ル及びエーテルの形態で加えて、潤滑剤と粒子との上記した所望の比率を獲得す ることができる。 Ｂ．非−PTFEウェブ 本発明の製品の別の態様において、この繊維ウェブは、ポリアミド、ポリオレ フィン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリビニルハライド又はそれらの組合せ より好適に選ばれる不織ポリマーマクロ−又はマイクロファイバーを含んで成り うる（もしポリマーの組合せを使用するなら、二成分ファイバーが得られる）。 もしポリビニ ルハライドを使用するなら、それは好ましくは最大で75重量％、そしてより好ま しくは最大で65重量％のフッ素を含む。かかるウェブへの界面活性剤の添加は構 成ファイバーの湿潤性を高めるのに所望されうる。 １．マクロファイバー このウェブの機械的に圧延せしめた、エアー積層せしめた、又はスパンボンド せしめた熱可塑性の溶融押出した大型直径ファイバーを含んで成りうる。これら のファイバーは50μｍ−1000μｍの一般範囲の平均直径を有する。 大型直径ファイバーを有するかかる不織ウェブは当業界に周知であるスパンボ ンド工程により製造できうる（例えば、米国特許第3,338,992、3,509,009及び3, 528,129号を参照のこと）。これらの文献に記載の通り、ポスト−ファイバース ピンニングウェブ−統合工程（即ち、圧延）が自立式ウェブを作るのに必要とさ れる。スパンボンドウェブは例えばAMOCO，Inc．（Napierville，IL）より市販 されている。 大型直径ステープルファイバーより作られた不織ウェブは、当業界に公知の通 りにして、カーディング又はエアー積層装置（例えば、Rando-Webber（商標）， Model 12BS；Curlator Corp.，East Rochester，N.Y.）上で形成することもでき る。例えば、米国特許第4,437,271、4,893,439、5,030,496及び5,082,720号を参 照のこと。 バインダーは通常、エアー積層及びカーディング工程により製造される自立式 ウェブを作るのに使用され、そしてスパンボンド工程を利用する場合は任意的で ある。かかるバインダーはウェブ形成後に適用する樹脂系の形態又はエアー積層 工程の際にウェブに組込むバインダーファイバーの形態をとりうる。かかる樹脂 系の例にはフ ェノール樹脂及びポリウレタンが含まれる。一般のバインダーファイバーの例に は、接着のみのタイプのファイバー、例えばKodel（商標）43UD（Eastman Chemi cal Products；Kingsport，TN）及び二成分ファイバーであって、並列形態（例 えばChisso（商標）ES Fiber,チッソ株式会社，大阪，日本）又は外装−コア形 態（例えば、Melty（商標）Fiber Type 4080，ユニチカ株式会社，大阪，日本） のいづれかとして入手できるものが含まれる。ウェブへの熱及び／又は放射線の 適用はいづれのタイプのバインダー系も「硬化」せしめ、そしてウェブを統合せ しめる。 一般に、不織ウェブは比較的大きい間隙を有するマクロファイバーを含んで成 る。従って、かかるウェブはそのウェブの中に導入される小型直径粒子の低捕獲 効率を有している。にもかかわらず、粒子は不織ウェブの中に少なくとも４通り の手段を介して導入することができる。第一に、比較的大きめの粒子を使用する 場合、それはウェブに直接加えることができ、それを圧延せしめてウェブの中に 粒子を事実上封入せしめる（上記のPTFEとほぼ同じ）。第二に、粒子は、不織ウ ェブに適用する一次バインダー系（前記）の中に組込むことができる。このバイ ンダーの硬化は粒子をウェブに接着的に付着せしめる。第三に、二次バインダー 系をウェブに導入することができる。粒子をウェブに一旦導入せしめたら、この 第二バインダーは硬化し（一次系とは独立して）、ウェブの中に粒子を接着的に 一体化せしめる。第四に、バインダーファイバーをエアー積層又はカーディング 工程の際にウェブに導入した場合、かかるファイバーは軟化温度より高い温度で 熱してよい。これは、ウェブの中に導入せしめた粒子を接着的に捕獲する。非PT FEマクロファイバーにかかわるこれらの方法のうちで、バインダー系を利用する ものが一般に粒子を捕獲するのに最も有効である。点接触接着を助長するであろ う接着剤レベルが好適である。 粒子を一旦加えたら、粒子添加ウェブは一般に例えば圧延工程により更に統合 させる。このことはウェブ構造体内に粒子を更に封入せしめる。 大きめの直径のファイバー（即ち、50μｍ−l000μｍの平均直径のファイバー ）を含んで成るウェブは比較的高流速を有し、なぜならそれらは比較的大きい平 均間隙サイズを有するからである。 ２．マイクロファイバー 繊維状のウェブが不織マイクロファイバーを有するとき、これらのマイクロフ ァイバーは中に活性粒子の分散されている熱可塑性溶融吹込ポリマー材料を供す る。好適なポリマー材料には、ポリオレフィン、例えばポリプロピレン及びポリ エチレンであって、好ましくは、例えば米国特許第4,933,229号に記載の通り界 面活性剤を更に含んで成るものが含まれる。他方、界面活性剤はウェブ形成の後 に吹込マイクロ繊維（BMF）ウェブに適用することができる。粒子は米国特許第3 ,971,373号に記載の通りにBMFウェブに組込むことができる。 本発明のマイクロ繊維状のウェブは、50μｍまで、好ましくは２μｍ〜25μｍ 、そして最も好ましくは３μｍ−10μｍの平均ファイバー直径を有する。かかる ウェブ中の間隙のサイズは0.1μｍ−10μｍ、好ましくは0.5μｍ〜５μｍに範囲 するため、これらのウェブを通じる流速は上記のマクロ繊維ウェブを通じる流速 ほど大きくない。 ３．マイクロ小繊維 このウェブはポリマー／希釈溶液の相分離により作られるマイクロ小繊維構造 体も含んで成りうる。好適なポリマー材料には熱可塑性ポリオレフィン、例えば ポリプロピレン及びポリエチレンが含ま れる。好適を希釈剤は鉱物油である。 かかるマイクロ小繊維材料を形成するためのこのような材料の利用は例えば米 国特許第4,539,256号に記載されている。この文献は、多数の間隔の置かれた、 無秩序に分散した、等軸方向に並んだ（equiaxed）、不均一な形態の熱可塑性ポ リマー粒子を特徴とする微孔質シート材料を開示する。 シート材料は、（１）結晶化性熱可塑性ポリマーと、この熱可塑性ポリマーと 相溶性である化合物とを、そのポリマーの溶融温度ではあるがそのポリマーの結 晶化温度以下で冷却することにより相分離する温度で溶融配合し、（２）この溶 融配合物を成形製品に形成し；そして（３）その成形製品をそのポリマーが結晶 化する温度にまで冷却することにより、その熱可塑性ポリマーと相溶性化合物と を相分離させることにより製造される。 粒子は米国特許第5,130,342号に記載の手順に従い、一次溶融配合工程の際に これらのマイクロ小繊維ウェブの中に組込むことができ、それにおいてはその結 晶化性熱可塑性ポリマーは上記の希釈剤中の所望の粒子の分散体と溶融配合して いる。好ましくは、この希釈剤はその冷却後の相分離したウェブから、その希釈 剤と相溶性ではあるがその熱可塑性ポリマー又は粒子とは相溶性でない溶媒によ る抽出によって除去する。この抽出は微孔質の、粒子添加された熱可塑性ポリマ ーウェブをもたらし、それは事実上希釈剤を含まずそれにおいて粒子は凝集して いない。 本発明のマイクロ小繊維ウェブは０より大から３μｍに至る、好ましくは0.01 μｍ〜２μｍ、そして最も好ましくは0.1μｍ〜１μｍの平均フィブリル直径を 有する。これらのウェブにおける間隙のサイズは0.01μｍ〜４μｍ、好ましくは 0.1μｍ〜２μｍに範囲し、そしてその間隙容積は50％〜90％、好ましくは60％ 〜80％に範囲 する。もし大きい間隙サイズ及び多孔度を所望するなら、ウェブ面の延伸を行っ てよい。相対的に小さい間隙サイズ及び容積を理由に、これらのウェブでの流速 は従来述べられているマイクロ繊維ウェブのそれより若干低い。 これらのウェブを規定する好適な熱可塑性ポリマー材料は通常疎水性であるた め、そしてこれらのウェブの間隙のサイズは毛細管力がその間隙に至る液体の侵 入に打ち勝つようなサイズであるため、マイクロ小繊維構造体の表面は好ましく はそれらを親水性に仕上げるように処理される。かかる処理の例は、マイクロ繊 維を米国特許第4,501,793号に記載の通りに界面活性剤でコートすることである 。界面活性剤は水及び数多くのその他の溶媒により抽出せしめることができるが 、このウェブの間隙はそのウェブの最初の湿潤（海洋環境において）が生じたと きに充填されたままであり続けるであろう。従って、記載の界面活性の処理の一 過性的な性質は有害でない。 II．粒子 本発明において有用な活性粒子には、不織繊維マトリックスに固定されうる任 意の防汚性及び防蝕性材料が含まれる。全ての形態の粒子がかかるマトリックス の中において使用できる。このマトリックスがPTFE小繊維を含んで成るときに有 用な粒子の平均直径は0.1μｍ〜50μｍの範囲内、そして最も好ましくは１μｍ −10μｍの範囲内である。このシート製品のマトリックスがPTFE以外のポリマー の不織ファイバーを含んで成るとき、その粒子の平均直径は約0.1μｍ〜600μｍ の範囲、好ましくは５μｍ〜200μｍの範囲内にある。そのウェブがマイクロフ ァイバーを含んで成るとき、大きめの粒子がより良く保持されることが見い出さ れた。かかる粒子は膜の中に直接組込むことができる。 汚染防御が所望されるときは、海洋生物に有毒な粒子をウェブの中に封入して よい。特に有効な生物毒素には、水性銅イオンを生成できる固体状の銅の物質、 例えば銅の酸化物及び銅粒子が含まれる。該製品を利用すべき水性環境が少なく とも若干酸性であるとき、特に有用な銅物質はヨウ化銅である。銅イオンのみが 生物毒素として遊離されるのではなく、ヨウ素（別の生物毒素）も形成される。 防汚特性を有するその他の有用な金属及び金属塩も組込んでよい。代表例には有 機スズ化合物及び亜鉛の塩が含まれる。 該シート製品に組込むことのできる形態の防蝕剤が防蝕性層を生成するのに利 用できる。代表例には亜硝酸ナトリウム、一定のアミン、並びに酸化電位が鉄の それよりも高い金属とその金属及び適当なアニオンを含んで成るその金属の塩と のコンビネーション（例えば、亜鉛／クロム酸亜鉛）が含まれる。 ある種の形態の粒子は封入型反応体として組込むことができる。例えば、オキ シテトラサイクリンの如くの抗生物質をポリウレアの中に封入してよい。このよ うなカプセルは半透過性であるか、又は徐放効果を有するように製造されたもの であってよい。抗生物質はポリマーバインダーマトリックスの中に組込んでもよ い。このマトリックス系は好ましくは徐放効果も奏しうる。例えば、海洋生物が 海洋基材に付着する能力を妨害する（例えばその生物を虚弱化する又は殺傷する ことにより）酵素をポリアズラクトン支持体、例えばビーズに共有結合させるこ とができる。他の組込み形態は、防汚特性を有する酵素を産生する生存細胞、例 えばアスペルギルス ニガー（Aspergillus niger）及びバチルス スブチリス （Bacillus subtilis）をシート製品の中に閉じ込めることにある。この組込み 方法は潜在的に無限の期間の汚染防御を供する。 粒子は一般にウェブの中に均一に分散させるが、しかし粒子のコ ンビネーションを含むマトリックスを製造することができる。他方、異なる種類 の粒子を含む層を個別の粒子層を有する単一マトリックスへと圧延せしめてよい 。かかる多重層複合体は最少限の境界混合（様々な粒子間での）を示し、そして 各層にわたって良好な均一性を保持する。不均一又は均一形態のいづれにおいて も、このタイプの製品は様々な形態の海洋生命体に由来する汚染に対する防御、 腐蝕に対する防御、又はその両者を確実なものとしうる。 活性粒子について先記したのと同じ範囲における平均直径を有する顔料及びア ジュバンド粒子を含ませてよい。有用な顔料の代表例には、カーボン、銅フタロ シアニン、タコニット、酸化亜鉛、二酸化チタン及び酸化第二鉄が含まれる。か かる顔料粒子はいづれかの反応層の一部として、又は多重層複合体を形成するよ うに反応層と圧延せしめる独立層として含まれていてよい。本発明の複合海洋構 造体の中に組込むことのできるその他のアジュバンドには、シリカ、拡散改質剤 、生物活性増強剤及び紫外線ブロッカーが含まれる。存在している場合、かかる 不活性粒子はこのシート製品の０重量％より大から95重量％に至るまで、好まし くは０重量％より大から50重量％に至るまで、そして最も好ましくは０重量％よ り大から15重量％に至るまで占めることができる。 本発明のシート製品は好ましくは活性粒子を10重量％以上の量で含んで成り、 より好ましくは活性粒子を50重量％以上の量で含んで成り、そして最も好ましく は活性粒子を80重量％以上の量で含んで成る。このシート製品は粒子を97重量％ に至るまでの量で含んで成ってよい（しかしながら、90〜95重量％の範囲の粒子 の量がより安定なウェブを提供する傾向にある）。高い活性粒子添加は基材の有 効寿命を伸ばすのに所望される。この粒子材料は規則的（平ら、球、立方体、等 ）又は不規則な形態であってよい。メッシュ封入する フィブリル又は繊維ウェブはメッシュ封入すべき粒子を、マトリックス内での封 入又は接着により保持し、そしてメッシュ封入された粒子は脱離に耐える。 所望の特性を有するシート製品が一旦得られたら、防水性接着層を取付け、そ の製品が保護すべき海洋基材に付着するであろうようにしてよい。もし海洋基材 の複合製品が防蝕性層を含んで成るなら、この防蝕性層は好ましくは海洋基材に 直接取付け、その防蝕性粒子が保護すべき表層にできるだけ近くなるようにする 。更に、防蝕性粒子は接着層自体の中に分散せしめてよく、これにより最大接触 面積が得られるであろう。もし顔料を独立の粒子層として含ませるなら、その層 （それは透水性でもある）は接着面の反対側である必要があるであろう。 別の観点において、本発明は複合製品であって、表面の少なくとも一部に二重 側面テープの取付けられている上記の複合海洋構造体の透水性製品を含んで成る ものを提供する。この複合製品は保護すべき海洋基材に直接取付けてよい。 別の観点において、本発明は複合製品であって、不織ウェブを含んで成り、そ のウェブはその少なくとも片面にライナーが取付けられており、中に活性粒子が 封入されている複合製品を提供する。このライナーはその製品の片面又は両面に 取付けられていてよい。このウェブの一方の面に接着剤が取付けられている場合 、示差的な剥離ライナーをその接着剤に取付けてよい。この剥離ライナーはその 接着剤から優先的に剥すことができ、そのシート製品に取付けられている接着剤 を残し、それは保護すべき海洋基材の少なくとも一部に接着することができる。 他方、海洋基材に取付けることを意図していない製品面にライナーを取付け（機 械的に、又は水溶性接着剤により）、その面を取扱い又は保管の際の損傷から保 護することが できる。使用時において、かかるライナー及び取付け接着剤は、もし存在してい るなら、そのシート製品より除去してよい。 別の観点において、本発明は（１）海産物の堆積及び（２）海洋基材の腐蝕の 少なくとも一方を妨害又は阻害する方法を提供し、この方法は、真水又は海水が 海洋基材に取付けられている複合シート製品と接触するようにする段階を含んで 成り、ここでこの複合シート製品は中に活性粒子のメッシュ封入されている孔質 の不織繊維ウェブを含んで成り、この活性粒子は海洋基材に汚染又は腐蝕防御の 少なくとも一方を供するものである。 本発明の複合シート物品はあらゆる形態及びサイズの海洋基材に汚染及び腐蝕 防御を供しうる。この複合シート製品は、基材への見分け塗装についての必要性 を排除することもでき、なぜなら様々な色の顔料粒子をシート製品に組込むこと ができるからである。 本発明の目的及び利点を以下の実施例により更に説明するが、しかし実施例に 記載の粒子材料及び量、並びに他の条件及び詳細は本発明を限定するものではな い。 実施例 実施例１ 本例は市販の防汚性塗装顔料を用いて銅粒子添加PTFEウェブを製造することを 述べている。使用するこの銅粒子はVC17M（商標）船底ペイントキット（Interna tional Paint，Inc．；Union，NJ）の中に含まれているものであり、それは84.8 重量％の銅及び15.2重量％の不活性材料の組成を有する。 40.0ｇ部のこの銅粒子をプラスチックビーカー及びスパチュラを用いて11.76 ｇのTeflon（商標）30Ｂエマルション（固形分60％）と混合した。２ｇのエタノ ールを加えて湿潤工程を補助し、そしてパテ様の混合物がスパチュラによる約10 分の混合後に得られた。 圧延モードとなっているゴムミルのギャップを0.190cm（75mil）に調節した。 ローラー温度は43.3℃（110°Ｆ）に設定した。パテ様塊を15回の一次通過に委 ね、それは各通過の間に３層折りたたみ及び交差回転を含む。 0.190cm（75mil）ギャップにより生成された厚い膜を次に、そのギャップを30 ％づつ縮めて約0.01cm（4.2mil）の厚みのウェブが得られるまで薄く仕上げてい った。 実施例２ 本例は転写テープに積層した銅粒子添加フィブリル化PTFEウェブを述べ、生物 汚染を阻止するように基材に取付ける製品を供する。 56gの銅粉末（Fisher Chemicals；FairLawn，NJ）、水（10ml）及び10mlのTef lon（商標）30Ｂエマルション（固形分６０重量％）の混合物をゴムミル上で前 述の通りに剪断モードで処理して、幅15.2cm、長さ91.4cm、そして厚み0.1mm（6 in.×3ft.×0.1mm）の微孔質の皮様ウェブにした。顕著な順応性及び良好な物理 的完全性に基づき、このウェブは全ての不規則な表面にちぎれることなく密着順 応した。このウェブを２日間水の中に浸し、Teflon（商標）30Ｂエマルション中 に存在しているセッケンを除いた。このウェブを乾かし、そしてScotch（商標） 接着転写テープ（3M；St.Paul，MN）で片面の上に積層した。 この製品上の転写テープの低粘着力裏地を除去し、そしてこの製品を平らな面 、例えばステンレススチール、ガラス又はファイバーガラス複合プレートに取付 けた。 これらのプレートを真水環境、例えば室内フィッシュタンク及び屋外池の中に 浸し、そして大気及び光に数年曝露せしめた。この最中、その処理面には藻が付 着しておらず、一方、その他の面は藻で覆われていた。かかる環境の中で泳いで いる魚は病気を示さなかっ た。 平ら面に積層した同様に調製したフィルムを真水環境に５年間にわたり、６ケ 月間断続的に真水環境（フィッシュタンク、屋外池）の中に浸水しておいた。藻 の繁殖はCu₂O−PTFE面では認められず、しかし未保護の比較面は繁殖藻で覆われ ていた。 実施例３ 全てのメッシュ封入されたCu₂O粒子が液体と接近可能であり、且つ遅延浸出と なっているかを実証するため、Cu₂Oを（90重量％）メッシュ封入している２枚の １cm×４cmのフィブリル化PTFEシートを希薄水性NH₄OHの中に約１週間浸してお いた。その最中、全てのCu₂Oがシートから溶け出し、予めメッシュ封入された粒 子を完全に全く含まないメッシュ封入PTFEファイバーの白色フレームワークが残 った。このことは、全ての反応性粒子が流体に接近可能となっていることを示す 。塗料において、表面にあるそれらの粒子のみが接近可能となっている。指示色 素含有流体及びクロマトグラフィー用アルミナを含むPTFE複合膜を用いるその他 の実験は、流路のない膜を流体が流れ通ることを示した。 実施例４ 非金属製粒子及び市販の金属性塗装顔料がポリマーウェブの中にメッシュ封入 できることを実証するため、以下の成分を混合した： ３％のオキシテトラサイクリン（Sigma Chemical Co．；St.Louis，MO）を含 む1.4ｇのポリウレアカプセル（3M Encapsulation Technology Center；St.Paul ，MN） 1.9ｇのアルカラーゼ含有ポリアズラクトンビーズ^*（Novo Laboratories；Dan bury，CT） 1.5ｇのプロテアーゼ含有ポリアズラクトンビーズ^*（Novo Labs） 2.4ｇのβアミラーゼ含有ポリアズラクトンビーズ^*（Novo Labs） 2.0ｇの水 3.0ｇのTeflon（商標）30Ｂ水性エマルション（固形分60％）^* 米国特許第4,737,560号に記載（約10μｍの直径を有するビーズ） 追加の水（3.0ｇ）をこの混合物に加えてドウにする。このパテ様塊を実施例 １の手順に従い、0.25cm（100mil）のギャップを有する二軸ミルに11回一次通過 させた。これは厚さ1.75mmの膜をもたらした。追加の通過は0.5mmの最終厚みへ とウェブを圧縮せしめた。 実施例５−８ 市販の金属性塗装顔料をフィブリル化PTFEウェブの中に組込むことができるこ とを実証するため、以下の成分を有する複合製品を製造した： これらのウェブ及び実施例４記載のものに、Scotch Hi Strength（商標）接着剤 （3M；St.Paul，MN）を裏付けし、そして22.9cm×12.7cm（５in.×９in.）ゲル コート化ファイバーガラス試験パネルに取付けた。フロリダ州マイアミの沖合で の６ケ月間の静置浸水後、銅充填膜上で汚染は認められなかった。酵素及び抗生 物質粒子で充填されたウェブ上での若干の汚染が認められた。酵素又は抗生物質 活性成分は６ケ月の浸水後では検出されなかった。 実施例９ 以下の成分を有する膜を製造した： 1200ｇのPurple Copp（商標）97Ｎ酸化第二銅、99.5％325メッシュ粒子 222ｇのTeflon（商標）30Ｂエマルション（固形分６０重量％） 実施例１の手順に従って圧延後、この膜の厚みは0.25〜0.30mm（10〜12mil） であった。海水に15ケ月浸水後、この膜は若干の生物汚染を示し、それはブラッ シすることによって簡単に落ちた。銅色はSCOTCHBRITE（商標）スコアパッド（3 M；St.Pau1，MN）によるハンドポリシングにより容易に保たれた。 レース用ヨットのはしご部分を覆っている膜は７月半の実験中接着し続けてい た。 実施例10 本明細書記載のサンプルはマイクロ小繊維ポリマーマトリックスの可能性を示 す。これらのサンプルは、 サンプル１ 未充填ポリエチレンウェブ サンプル２−３ 延伸ポリエチレンウェブ中の酸化銅 サンプル４〜５ 界面活性剤処理延伸ポリエチレンウェブ中の酸 化銅 を特徴とする。 サンプル１は国際特許第92／07899のExample １に従って製造した。サンプル ２〜５は米国特許第4,957,943号に従って製造したが、ただし0.5μｍの平均直径 を有する酸化銅粒子（Charles B.Edwards & Co.；Minneapolis，MN）を鉱物油希 釈剤の中に、最終膜において16.2重量％の正味の銅含有量（ポリエチレンの重量 に対し）を供する添加量に調節して分散せしめた。サンプル４は米国特許第4,50 1,793号のExample ２に記載の手順に従い、非イオン界面活性剤であるTween 21 （商標）（ICI Americas Co．；Wilmington，MA）でコートした。これらのサン プルをファイバーガラス試験パネルに取付けた。そのパネルを海水に６ケ月間浸 した。サンプル１は防汚活性を示さなかった。サンプル２は生物毒素を含むが、 防汚活性は示さず、その理由はウェブが親水性であるためのようである。サンプ ル４及び５は劇的な活性（即ち、汚染防御）の上昇を示したが、少々の蔓脚類及 び若干の藻が付着していた。 実施例11 本例は非PTFEポリマーファイバーを含んで成るウェブの実用性を示す。 数層のRFX（商標）スパンボンドポリプロピレンウェブ（AMOCO，Inc．；Hazel hurst，GA）の上に大量のPurple Copp（商標）97Ｎ（American Chemet）酸化第 二銅、99.5％325メッシュ粒子を注いだ。これらの層を、目視検査が、その銅粒 子の大部分がウェブの間隙の中に封入されていることを示すようになるまで振盪 した。10枚のこれらの層をルーズウェブへと圧延し、そして５枚の他の層は別の ものへと圧延せしめた。これらのルーズウェブ及び銅を含まない10層比較サンプ ルを次にSentinel Press 808（Packaging Industries Group ；Hyannis，MA）の加熱（約400°Ｆ）ステンレススチールプレートの間で数秒間 、ユニタリーウェブが形成されるまでプレスした。この10層ウェブは銅74重量％ であり、そして５層ウェブは銅76重量％であった。 これらのウェブがどの程度しっかりとプレスし合っているかを試験するために 50cm³のGurley（商標）デンソメーターモデル4110（W．& L.E．Gurley Company ；Troy，NY）を用いた。これらの試験の結果は以下の通りである： 比較ウェブ：27.2秒 10層ウェブ：11.9秒 ５層ウェブ： 0.1秒 従って、この工程はユニタリー銅含有不織ウェブ（即ち、容易に離層しない） を供するが、得られるウェブは自由流体流動を可能とするほど十分に孔質である 。 本発明の範囲を逸脱しない様々な改良及び変更が可能である。本発明は本明細 書に記載の実施例に限定されない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年３月６日 【補正内容】 請求の範囲 １．複合海洋構造体であって、海洋基材を含んで成り、その海洋基材の表面の 少なくとも一部に、汚染及び腐蝕の少なくとも一方に対する防御をその海洋基材 に供する活性粒子の封入されている不織繊維ウェブを含んで成る透水性複合製品 が装着されている、複合海洋構造体。 ２．前記複合製品が、その製品の10〜97重量％の範囲の活性粒子を含んで成る 、請求項１記載の複合海洋構造体。 ３．前記活性粒子が海洋生物にとって有毒である、請求項１又は２記載の複合 海洋構造体。 ４．前記活性粒子が水性銅イオンを生成することのできる少なくとも一種の化 合物である、請求項１〜３のいづれか１項記載の複合海洋構造体。 ５．前記活性粒子が生物毒素特性を有する酵素又は生物毒素特性を有する酵素 を産生する細胞である、請求項１〜３のいづれか１項記載の複合海洋構造体。 ６．前記活性粒子が、酸化電位が鉄のそれよりも高い金属と、その金属及び適 当なアニオンを含んで成る金属塩とのコンビネーションである、請求項１又は２ 記載の複合海洋構造体。 ７．前記ウェブがフィブリル化ポリテトラフルオロエチレンである、請求項１ 〜６のいづれか１項記載の複合海洋構造体。 ８．前記粒子が異なる粒子のコンビネーションであり、前記異なる粒子が任意 的に前記ウェブの中で個別の層となっている、請求項１〜７のいづれか１項記載 の複合海洋構造体。 ９．（ａ）請求項１〜８のいづれか１項において規定されている海洋汚染及び 腐蝕の少なくとも一方に対して活性である粒子が中に 封入されている不織ウェブ；並びに （ｂ）前記ウェブの一面の少なくとも一部に装着されている二重側面テープ及 びライナーの少なくとも一方； を含んで成る複合製品。 10．海洋構造体上での １）海産物の堆積及び ２）腐蝕 の少なくとも一方を妨げるための方法であって、真水又は海水が請求項１〜８ のいづれか１項記載の海洋基材に装着されている複合製品と接触するようにせし める段階を含んで成る方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘンドリクソン，キャロル イー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133―3427, セント ポール，ポスト オフィス ボッ クス 33427（番地なし) (72)発明者 アンダーソン，デール アール. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133―3427, セント ポール，ポスト オフィス ボッ クス 33427（番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複合海洋構造体であって、海洋基材を含んで成り、その海洋基材の表面の 少なくとも一部に、汚染及び腐蝕の少なくとも一方に対する防御をその海洋基材 に供する活性粒子の封入されている不織繊維ウェブを含んで成る透水性複合製品 の層が装着されている、複合海洋構造体。 ２．前記複合製品が、その製品の10〜97重量％の範囲の活性粒子を含んで成る 、請求項１記載の複合海洋構造体。 ３．前記活性粒子が海洋生物にとって有毒である、請求項１又は３記載の複合 海洋構造体。 ４．前記活性粒子が水性銅イオンを生成することのできる少なくとも一種の化 合物である、請求項１〜３のいづれか１項記載の複合海洋構造体。 ５．前記活性粒子が生物毒素特性を有する酵素又は生物毒素特性を有する酵素 を産生する細胞である、請求項１〜３のいづれか１項記載の複合海洋構造体。 ６．前記活性粒子が、酸化電位が鉄のそれよりも高い金属と、その金属及び適 当なアニオンを含んで成る金属塩とのコンビネーションである、請求項１又は２ のいづれか１項記載の複合海洋構造体。 ７．前記ウェブがフィブリル化ポリテトラフルオロエチレンである、請求項１ 〜６のいづれか１項記載の複合海洋構造体。 ８．前記粒子が異なる粒子のコンビネーションであり、前記異なる粒子が任意 的に前記ウェブの中で個別の層となっている、請求項１〜７のいづれか１項記載 の複合製品。 ９．（ａ）請求項１〜８のいづれか１項において規定されている海洋汚染及び 腐蝕の少なくとも一方に対して活性である粒子が中に 封入されている不織ウェブ；並びに （ｂ）前記ウェブの一面の少なくとも一部に装着されている二重側面テープ及 びライナーの少なくとも一方； を含んで成る複合製品。 10．海洋構造体上での １）海産物の堆積及び ２）腐蝕 の少なくとも一方を妨げるための方法であって、真水又は海水が請求項１〜８ のいづれか１項記載の海洋基材に装着されている複合シート製品と接触するよう にせしめる段階を含んで成る方法。