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付 着 防 御

海棲生物の​付着防御技術

  【付着防御に関するアプローチの違い】

「工業的」 船舶航行時の付着物による水中抵抗の100%排除が目的 

    化学的 毒性による殺傷忌避 防御効率優先思考 高効率防御    船舶関連産業 亜酸化銅 酸化亜鉛 毒性による

    殺傷忌避での付着防御   殺傷効率優先 殺傷成分溶出効果を高める技術   加水分解   自己研磨   水和分解   溶出に伴う

    海底への沈降と残留 海底生物環境の急激な悪化

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「生物的」 従来からある知見 付着環境による収容器内部の生産物へのフジツボ付着防御

  付着選環境に択性性のあるフジツボは人為的な止水流速環境の作出で付着を阻害   

【真珠養殖における知見】

     抑制作業:挿核時のショックを和らげる為に貝の活性を抑える作業(麻酔が普及する前の技術)

     (抑制作業で使用する抑制篭内部のアコヤガイ表面にはフジツボは付着しない)

     ※ 抑制篭:篭の通水穴を制御する事で、通水量を制御、餌・酸素を抑え活性を落とす収容器

     ・フジツボ幼生の付着選択には「付着基質周辺の流速」 に関し嗜好性(選択条件)がある

      (抑制篭内ではフジツボの付着忌避流速であるほぼ止水状態)

     ・通水量を制限する事で、付着に適さない内部流速を人為的に作出し付着防御を達成

      (天然採苗時の誘引技術・養殖時の付着忌避技術が完成)

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【付着嗜好(選択性)を活用した技術】

      ・「生物の付着嗜好を研究」生物の付着機構の特性を活用した忌避や誘引技術を開発

      ・防汚した通水性素材(PE網地)で収容器内の付着期における流速をコントロール。

                        浮遊幼生が付着基盤に付着する際の「好適付着流速」を阻害。フジツボキプリス

☆粗い網地目合篭での育成(速い篭内流速)付着物での目詰まりを考慮

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好適流速下ではフジツボが付着

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マガキ稚貝(フジツボ除去困難)

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マガキ成貝(貝掃除必須)

網篭の目合いを細くする事で収容器内流速を制限し生産物へのフジツボ幼生の付着を阻害

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☆細い網地目合篭での育成(遅い篭内流速)シリコン防汚で目詰まりを無視

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1.5分・1.0分・0.5分目合い△提灯

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マガキ稚貝(フジツボ付着無し)

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マガキ成貝(貝掃除不要)

「防汚対象」

  他社 鉄部防汚 船舶船底部 「船舶関連」  

  当該 樹脂防汚 樹脂系網篭  「漁業資材」 

   「樹脂コンテナ」 モノフィラメントタイプの漁網

     ・自己潤滑性の高い(剥離し易い)防汚基盤への接着性の高い樹脂専用の下塗剤を独自開発

     ・シリコン系塗料は吹付塗装が困難とされていたが、新たに吹付塗装可能な上塗剤を開発

     ・バインダー樹脂や溶剤の改良で速乾性を達成

   「撚糸網」

     ・従来技術 忌避薬剤への浸漬保持「防網染料」で対応 

     ・新規技術 物性忌避効果のシリコン系を含浸保持「防汚塗料」を開発

      ※ 水産業への導入は施工性を含めコスト圧縮技術開発(間接防御など)が進んでいる。

シリコン系防汚塗料の「含浸保持」状態

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※ シリコ-ン塗装コスト低減目的の上塗剤「一液」での含浸塗膜形成を完成。

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シリコンの撥水効果を活用した地域海洋環境に優しい防汚技術の紹介

平成19年度 農林水産技術会議 先端技術を活用した農林水産研究高度化事業

                                                                                     「大型二枚貝タイラギの環境浄化型養殖技術の開発」

 (産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願)【国等の委託研究の成果に係る記載事項】

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  有明海における貧酸素水塊形成に起因するタイラギの立ち枯れ対策として、海底から切り離し垂下養殖するチャレンジ

 が試みられていましたが、付着物の多さで養殖管理は困難を極めていました。

【 関 連 知 財 】 

防汚対象素材への直接施工ではなく、事前に防汚施工を施した素材を接触させる事で同様の防汚効果(間接防御)

 【 名 称 】 「海洋生物の付着防御器具」特許第5521154号(P5521154)​

  【 概 要 】 食用貝であるタイラギの殻体表面に、フジツボ、イガイ、カサネカンザシや粘着ホヤ、複合ホヤ等の海洋性

                     生物が付着するのを確実に防御する方法及びそれに使用する防御器具を提供すること。

                     事前に防汚効果を持たせた通水性素材を貝の殻体に密着させて使用することで、

                        (1)付着時期にあるフジツボ浮遊幼生が付着基盤に付着する際の「好適付着流速」を阻害、

                        (2)付着基盤となる貝殻表面の微生物フィルム形成を阻害することにより、フジツボ、イガイ、カサネ

                                   カンザシ等の蛋白質由来の付着「嗜好」を阻害

                        (3)加えて「粗密な形状」から平滑性を好む粘着ホヤ、複合ホヤ等を防御する

タイラギへの使用例

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極小目合いPEメッシュをシリコンで防汚

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​殻表面へのフジツボ付着は防御

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防汚処理無しメッシュ

アコヤ真珠への使用例

付加価値の高い真珠貝などに転用試験済み(フジツボの付着防止効果および穿孔性の寄生虫の穿孔防御にも効果確認)

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シリコン防汚極小目メッシュでカバー

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殻表面へのフジツボ付着は防御

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防汚処理無しメッシュ

 【 名 称 】 「タイラギを垂下養殖するための養殖用器具」特許番号第 5288546号

​ 【 概 要 】垂下養殖において、タイラギを基質内に確実に潜砂させ、タイラギ殻体への付着物を防御し、成長させるた

                    めに使用するタイラギ専用のタイラギ養殖器具を提供する。基質を使用した防汚処理養殖用容器内にタイラ

                    ギ専用の足糸固定器を設置する。かかるタイラギ垂下養殖用器具を使用すれば、基質中の足糸固定器によ

     り、アンスラサイトなどの軽量基質を使用しても、砂や砂泥を使用しても、タイラギの基質上への飛出しを確

     実に防止することができ、タイラギ殻体へのフジツボなどの海洋生物の付着を防御しつつ養殖を行なうことが

     できる。

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「大型二枚貝タイラギの環境浄化型養殖技術の開発」成果報告会

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 国立研究開発法人 水産研究・教育機構による上記事業において開発された以下の知財が、現在、有明海周辺4県のタイラギ養殖実証試験において使用されています。

工 事 中

「実務的効果と環境への貢献」

「作業の省力化と廃棄物減量」 付着物の発生が抑制されることで、網替えや洗浄といった「除去作業の省力化」が期待できます。また、二枚貝養殖などで発生する除去残渣の「減量」に繋がり、処理コストの低減にも役立つことが確認されています。

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「タイラギ養殖の実績」 タイラギ養殖の試験では、無処理区(43日間)の付着物重量約5㎏に対し、防汚処理区(67日間)の付着物重量が約1.5㎏に留まるという、付着物重量の大幅な軽減が確認されています。

※高水温時の洗浄作業は貝に負担  ⇒ 付着除去から事前防御へ

「生物への影響」

     「化学的」な「忌避性」(亜酸化銅・酸化亜鉛:殺傷物材=バイオサイド)の未使用

「環境への影響」

    「溶出タイプ」である「加水分解型」・「自己研磨型」・「加水分解型」ではない事

       付着防止メカニズムが非有機スズ系  ⇒  非バイオサイド系  ⇒ シリコン系である事

「シリコン系付着防御塗料」の付着防御メカニズム

    「非溶出タイプ」で塗膜表面の「物理的」な「撥水性」による付着強度の低減

「従来型」防汚塗料のメカニズム   

「溶出型」 化学的生物忌避剤依存

「​次世代型」防汚塗料のメカニズム

「非溶出型」 物理的付着強度軽減

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H21 /4 /22 ~H22 /3 /2  314 日

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「提案」水産業発祥の環境保全型「付着防御」技術の応用

 

〇ボートレース場などに設置された消波装置への海棲生物付着問題について

 

    現   状事後対策」「付着除去」経費 「付着物除去」や「産廃処理」など大きい

         「事前対策」「付着防御」手法 「化学的」⇒ 「忌避殺傷 」⇒ 「周辺環境」への影響 大きい

                                    「物理的」物性(撥水性)のみ ⇒ 主要対象 「船舶」金属製          

                     シリコン塗料 金属専用の防汚技術(下塗剤)として発達

  水産業界 

    過去「事後対策」「付着除去」経費 「付着物除去」や「産廃処理」など大きい

    現在「事前対策」⇒「付着防御」手法「物理的」物性(撥水性)のみ 周辺環境へ影響 無い

                        「物理的」物性(撥水性)のみ ⇒ 主要対象 「水産資材」樹脂製         

                     シリコン塗料 樹脂専用の防汚技術(下塗剤)として発達

   ※経費のかさむ「付着対策」はなく、「事前対策」である「周辺環境に優しい付着防御技術」を実現

   ※水産資材(樹脂製:元々表面の自己潤滑性が高い=剥離し易い)へのシリコン系防汚塗料の吹付施工は、

    塗装表面と防汚塗料との密着形成が最大課題、「樹脂専用下塗剤」(プライマー)を独自に開発、実用レベル

    の塗装の耐久性を確保、消波装置も同様の樹脂(PE・PP)製なので、同レベルの付着防御は可能

 

 ・環境対応メカニズム

  従来技術    「化学的」側面ー環境に有害な付着忌避物質(殺傷目的)を使用する技術

                忌避成分溶出 ⇒ 「環境」海底残留汚染 ⇒ 「生物」海底生物殺傷(自浄能力の喪失)

  水産技術 ①「物理的」側面ーシリコンの撥水性のみによる付着基盤への付着強度低減技術

                「ファウルリリース」 付着と剥離(自重抵抗増加)を繰返す

       ②「生物的」側面ー付着基盤に選択性の有る付着生物の付着選択嗜好性助長技術

                「ファウルリリース」 穏かな剥離は海底生物の自浄効果を損わない  

 ・経費問題(メンテナンス)

  従来 毎年必要 装置の上下架経費(重量かさむ) 付着物除去作業(大量付着) 産廃処理(塩分除去問題) 

          現地で完結しない移動経費と委託経費が発生

  提案      装置の防汚処理 (塗料+施工) 上下架経費(本体重量のみ)上架管理 ⇒ 付着物除去も必要なし

          現地で作業は完結

 ・現地施工

  従来は大型のスケルトン資材へのシリコン防汚剤の塗布施工手法はデッイピングのみで現地施工は構造上困難

  現在は吹付施工可能なシリコン防汚剤を開発し、現地での防汚と再生施工が可能

  ※上塗(リコート)可能な塗料を開発し、現場で簡単に防汚性能の再生が可能となった

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                                                                   防汚事例 間接防御 (防汚:セイフティプロS浸漬不織布)

防汚対象 アコヤガイ(施術貝:挿核済み)

                                                                付着生物 ホンダワラコケムシ 

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                          防汚対象 アコヤガイ(施術貝:挿核済み)​

​                          付着生物 チゴケムシ

「直接的」

  工学的な基質成分や基質表面形状に求めた試験 ⇒ 成貝で評価

  生物的な選択性や嗜好性に求めた試験 ⇒ 付着期幼生貝で評価

間接的」

  「付着珪藻などによる優先付着物」による付着阻害

  「優先付着生物の付着誘引コントロール

   〇付着に選択性ある生物は「優先付着物」によって「付着可否判断」 付着基盤への「付着順序」が重要

​紹 介 例

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〇 ヒバリガイ 学名:Modiolus nipponicus (Oyama, 1950)

                 ヒバリガイの付着防御試験   (天然種苗稚貝を使用した防汚処理区と未防汚区への強制付着試験)

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天然種苗を採苗器でトラップ

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付着器を芯として均一に付着

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足糸で付着

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レンガを使用した付着板

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吹付による防汚塗装

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ドブ漬けによる防汚

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左:直接防汚   右:間接防御

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防汚収容器を使用した強制付着

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15日経過  直接塗布 間接防御ともに付着防御効果を確認

〇 カワヒバリガイ 学名:Mytiloida Mytilidae Limnoperna fortunei(Dunker,1857)

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