(57)【要約】【課題】取水管内に繁殖して悪影響を及ぼす怖れのある生物の付着生育を、水質に影響を与えることなく効率よく防止することを課題とする。    【解決手段】鋳鉄管、ダクタイル鋳鉄管などの金属管１であって、内面にモルタルライニング層２が形成され、そのセメントライニング層２表面に、二酸化ケイ素にチオスルファト銀錯体を担持させてなる抗菌剤を添加したシールコート剤で内面塗装３してなることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントモルタルで内面ライニングされた金属管において、前記内面ライニングの表層にチオスルファト銀錯体が分散されていると共に樹脂成分が15％以下のシーリング材が、前記内面ライニングの表層に塗布されたことを特徴とするモルタルライニング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モルタルライニングに関し、詳しくは鋳鉄管、ダクタイル鋳鉄管など金属管の内面に河川水中に生息する生物が付着しないようにするモルタルライニングの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、わが国の淡水環境に外国産と思われる付着生物が生息しているのが発見され、これらの生物の生殖範囲も徐々にではあるが拡大しているのが確認されている。
これら付着性生物として、例えば中国原産とされているカワヒバリ貝がある。
【０００３】
このカワヒバリ貝は暗黒環境を好むため、取水管内のように日光などの光の差し込むことのない暗所を好んで繁殖し、放置しておけばやがて過剰繁殖のために管路が閉塞する事故が発生する恐れがある。
【０００４】
また、このような付着生物からの分泌液による異臭味など水質の悪化も懸念され、水源から浄水場さらには一般家庭に至る水環境の総合浄化の必要性が高まっている。
そこで、このような生物の付着を防止する手段として、取水管路内に音波を発射したり放電を行い、これらの衝撃で生物が付着するのを予防することが提案されている(特許文献１)。
【０００５】
しかし、音波発射や放電を行うのは短い管路であればともかく、数百メートル以上、数キロメートルにも及ぶ、長くかつ屈曲している管路では、実施が困難となる問題がある。
その他、これら生物の付着を防止する手段として、管内面を出来るだけ平滑にすることや、有機錫などの生物付着を防止する成分を含む塗料で管内面ライニングするなどの内面処理を行うこと、さらには、管路内を定期的にクリーニングすることや暗黒環境を好む付着生物に対しては管内に照明を行うといったことなどが考えられる。
【０００６】
しかし、生物が付着しにくいほど管内面を平滑にするには、研磨処理に手間がかかり、経済的な実施が困難となる。
また、有機錫などは繁殖防止には効果があっても有害物質であるので、浄水用管に用いる材料としては安全性で不適格となり採用は到底不可能である。
【０００７】
定期的に管内をクリーニングするのも、前述の音や放電と同様ごく短い管路であれば良いが、長くかつ屈曲している管路では、実施が困難となる問題がある。さらに管内を明るく照明するのはそのような暗黒環境を好む生物の繁殖は防げても、今度は逆に光を好む生物の生育を助長することとなり長い管路では結局生物の育成を防止する適当な手段はない問題があった。
【特許文献１】特開平１１−１６９０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、上記問題を解決し、取水管内に繁殖して悪影響を及ぼす怖れのある生物の付着生育を、水質に影響を与えることなく効率よく防止することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するため、この発明は、セメントモルタルで内面ライニングされた金属管において、前記内面ライニングの表層にチオスルファト銀錯体が分散されていると共に樹脂成分が15％以下のシーリング材が、前記内面ライニングの表層に塗布されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
従来、チオスルファト銀錯体は抗菌剤として知られているが、このチオスルファト銀錯体をセメントモルタル層表面に塗布し、これを水中に溶出させると、抗菌以外に生物付着も有効に防止できることを発明者らが発見し、この知見をもとにこの発明がなされたもので、本発明によって、人体に無害でしかも長期間にわたり効率よく取水管内部への付着性生物の付着、並びに育成を防止できると共にセメントライニングの防食性も維持できるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、この発明の実施の形態である取水管を説明する。
実施の形態１
図１は、この発明の実施の形態１であるモルタルライニングの断面図である。
【００１２】
図１において、１は鋳鉄管、ダクタイル鋳鉄管などの金属管であり、内面にセメントライニング層２が設けられ、その表面に、図２に拡大して示すようにシリカゲルにチオスルファト銀錯体を担持させてなる抗菌剤を添加混合したシーリング材によるコーティング層３が設けられている。
【００１３】
なお、図１、図２においてコーティング層３は、説明のために層厚が誇張して示されているが、実際は図示し得ないほどの薄さである。
この二酸化ケイ素にチオスルファト銀錯体を担持させてなる抗菌剤とは、チオスルファト銀錯体の抗菌成分を、シリカゲルなどの二酸化ケイ素の多孔組織内に浸透させて担持してなるもので、この粉体をシーリング材に添加するのである。
【００１４】
ここに、抗菌剤として使用されている銀は、古来より食器の材料として利用されていることから、人体に対して極めて安全性が高いことが既に知られており、水中に溶出することによる人体に対する衛生的問題、あるいは環境的問題は全く生じない。
【００１５】
また、この銀は、光に対しての安定性が低いが、取水管内には通常日光は差し込まないので、光に対する対策も不要となる。
次に、抗菌剤の水中生物に対する付着抑制効果を調査する実験を行った。
実験は、チオスルファト銀錯体を添加したシーリング材を0.01ｍ2の試験板に塗布し、これをカワヒバリ貝の生息が確認された河川に連通する取水管の中に浸漬し、試験片から取水管の水中に溶出するチオスルファト銀錯体の量とカワヒバリ貝の付着量との相関を調査した。
【００１６】
２年間にわたる実験の結果、銀溶出量が４.２μｇ/ｍ２・ｈｒのものに付着防止効果があることが確認された。
次に、この範囲の銀溶出量とするのに必要な抗菌剤と、この溶出速度を長期的かつ安定的に維持するためのシーリングの添加量の割合について検討する。
【００１７】
先ず抗菌剤としてチオスルファト銀錯体をシリカゲルに担持させ、銀含有率1.2％としたものを用い、２０年間効果を維持させることを目標とし、ライニング単位面積当たりの原則的な分散量を以下のように算出した。
【００１８】
4.2×10-6×24×365×20×1/0.012×1.5＝92ｇ／ｍ２
ここで、1.5は安全を見込んだ係数である。
この抗菌剤を以下の条件で樹脂成分を調整した数種のシーリング材に添加した。
【００１９】
なお、シーリング材は、酸価が５〜３０のアクリル樹脂５５〜８５％と、高級脂肪酸金属塩５〜２０重量％と、シランカップリング剤１０〜２５重量％とからなる組成物を樹脂成分とするものを用いた。
表１  抗菌剤/シーリング材の添加
【００２０】
【表１】
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径１００ｍｍφのダクタイル鋳鉄管の内面にモルタルライニングを施し、養生の後、ライニング層２表面を研磨仕上げし、この表面に表１で示した抗菌剤を添加したシーリング材であって塗布量が、単位面積当たりのシーリング材の塗布量が125ｇ/ｍ２になるように塗布した。
【００２１】
モルタルライニングのシーリング材には、モルタルライニング層からセメントの成分であるＣaが溶出し、中性化することを防止することが要求される。その機能は、モルタルライニングに接する水のｐＨ値の上昇によって評価でき、ｐＨ値の上昇が激しいほど、水中へのＣａ成分の溶出が多いと考えられ、日本ダクタイル鉄管協会規格では16時間の湛水後のｐＨ上昇値を1.6以下にすることが要求されている。
【００２２】
そこで、前記抗菌剤を添加したシーリング材を塗布した内面モルタルライニングダクタイル鋳鉄管を３年間通水し、１日後、１ヶ月後、３ヶ月後、６ヶ月後、１年後、２年後、３年後に、ｐＨ値の上昇と銀の溶出量を測定した。
【００２３】
ｐＨ値の上昇の測定は、通水管路から取り外した供試管に１６時間水道水を湛水し、１６時間後のｐＨ値をブランク水と測定比較し、上昇値を求めた。銀の溶出量の測定は、図３に示すように試供管１ａを縦配置とし底端をゴム栓４で塞ぎ、上方開口１ｂから１リットルの蒸留水を注入し一日放置後、原始吸光光度分析により、試供水中の銀溶出濃度を測定した。
【００２４】
その結果は表２，表３の通りとなり、樹脂成分が１０〜２０％のものは、ｐＨ値の上昇が抑制され、かつ銀の溶出速度も安定して４．２μｇ/ｍ２Hrの前後であることが確認できた。一方、樹脂分が少ないとｐＨ値の上昇が十分に抑制できず、また銀の溶出も初期に激しく発生しており、長期的な安定性は得られにくいことが判った。また、樹脂分が３０％と多くなるとｐＨ値の上昇抑制には効果的であるが、同時に樹脂分によって銀の溶出も抑制され、銀の溶出速度も４．２μｇ/ｍ２Hrを下回り、付着防止効果が減少することが確認された。
【００２５】
【表２】
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(抗菌剤及びシーリング材の欄の数字は、表1と同様ｇ/ｍ２)
【００２６】
【表３】
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(抗菌剤及びシーリング材の欄の数字は、表1と同様ｇ/ｍ２)
また、更にシーリング材への抗菌剤の添加量を変えた場合の銀の溶出量について調査を行ったところ、表４の結果となった。
【００２７】
表４より明らかなように、抗菌剤の添加量が多くなるほど、溶出速度は上昇する傾向があるが、添加率の増加割合ほどの差は生じず、安全を見込んで有効期間２０年の場合に必要な添加量の1.5倍量の抗菌剤の添加で十分であることが判明した。
【００２８】
【表４】
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(抗菌剤及びシーリング材の欄の数字は、表1と同様ｇ/ｍ２)
実施の形態２
径１００ｍｍφのダクタイル鋳鉄管の内面にモルタルライニングを施し、養生の後、ライニング層２表面を研磨仕上げし、この表面にチオスルファト銀錯体溶液を塗布した後、適宜、乾燥させ、前記酸価が５〜３０のアクリル樹脂５５〜８５％と、高級脂肪酸金属塩５〜２０重量％と、シランカップリング剤１０〜２５重量％とからなる組成物を樹脂成分とするシーリング材を塗り重ねた。
【００２９】
なお、チオスルファト銀錯体溶液の塗布量は以下のように算出した。
4.2×10-6×24×365×20×1.5×1/0.03＝36.8ｇ／ｍ２
ここで、0.03（3％）はチオスルファト銀錯体溶液中の銀の割合、1.5は安全を見込んだ係数である。
【００３０】
なお、チオスルファト銀錯体の塗布方法としては、酢酸銀とチオ硫酸塩を反応させることによって、チオスルファト銀錯体溶液を形成し、これを塗布する等の方法がある。
これを供試管として３年間通水し、１日後、１ヶ月後、３ヶ月後、６ヶ月後、１年後、２年後、３年後に、ｐＨ値の上昇と銀の溶出量を測定した。
その結果を表５に示す。
【００３１】
【表５】
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(チオスルファト銀錯体の欄の数字、シーリング材の欄の数字は抗菌剤及びシーリング材の蘭の数字は、ｇ／ｍ２を示す。)
表５に示すように、最初にモルタルライニング表面にチオスルファト銀錯体を塗布し、その後、シーリング材を塗布した場合は、モルタルライニング自体がチオスルファト銀錯体の担体となり、その溶出をシーリング材が抑制することとなり、シーリング材自体に添加した場合と同様に安定した溶出速度とｐＨ上昇防止が達成できた。この場合、チオスルファト銀錯体溶液は、シリカゲル等の多孔質体に担持させた抗菌剤より安価であり、塗装を２回行う工程とはなるが、工業的には極めて経済的となる。
【００３２】
また、施工直後のモルタルライニングは多量の水分を含んでいるため、チオスルファト銀錯体を塗布しても、モルタイルライニング中に吸収されず、表面のみで乾燥してしまう場合があり、こうした場合は初期溶出速度が高く、効果の持続期間が短縮され易くなる。
【００３３】
また、反対にモルタルライニングが非常に乾燥している場合には、チオスルファト銀錯体が６〜２８ｍｍ厚のモルタルライニング全厚に浸透し、表面からの溶出速度が十分に確保できなくなる恐れがある。好ましくはモルタルライニング施工後１週間以内で、ライニング中に十分な水分が含まれた状態、具体的には結晶水を除いた水分が、含水率５％以上にある内に、表面のみを温風送風等、適宜の乾燥手段で水分を蒸発させ、その状態でチオスルファト銀錯体溶液を塗布する。この時、モルタルライニング温度が高温となった場合には銀錯体が分解するため、好ましくは100℃以下にする必要がある。こうした措置によってモルタルライニング表層付近にチオスルファト銀錯体を偏在させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施の形態である取水管の半裁断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視拡大断面図である。
【図３】銀溶出濃度を測定する態様を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      鋳鉄管、ダクタイル鋳鉄管などの金属管
２      セメントライニング層
３      シールコート剤によるライニング層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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