(57)【要約】【課題】  水棲生物が付着しにくく汚濁防止膜に好適に使用できる繊維構造体を提供する。【解決手段】  合成繊維からなる構造体１の表面に、粘土鉱物アロフェンを含有するコーティング剤２が付与されている。粘土鉱物アロフェンを含有する複数のコーティング剤２Ａ、２Ｂ、…を積層状態で付与することもできる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成繊維からなる構造体の表面に、粘土鉱物アロフェンを含有するコーティング剤が付与されていることを特徴とする繊維構造体。
【請求項２】
合成繊維からなる構造体の表面に、粘土鉱物アロフェンを含有する複数のコーティング剤が積層状態で付与されていることを特徴とする繊維構造体。
【請求項３】
合成繊維が粘土鉱物アロフェンを含有することを特徴とする請求項１または２記載の繊維構造体。
【請求項４】
合成繊維が生分解性繊維であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の繊維構造体。
【請求項５】
生分解性繊維がポリ乳酸系繊維であることを特徴とする請求項４記載の繊維構造体。
【請求項６】
コーティング剤が生分解性樹脂であることを特徴とする請求項１、３、４、５のいずれか１項記載の繊維構造体。
【請求項７】
積層状態の複数のコーティング剤のうち、少なくとも合成繊維からなる構造体から繊維構造体の表面に向けて２番目以降のコーティング剤が生分解性樹脂であることを特徴とする請求項２から５までのいずれか１項記載の繊維構造体。
【請求項８】
合成繊維からなる構造体が膜体または網体にて構成されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項記載の繊維構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は繊維構造体に関し、特に海域、河川、湖沼などでの浚渫、埋め立てなどの土木工事の際にその現場周囲に張り巡らせることで周囲の水質が汚染されることを防止するための汚濁防止膜などの膜体や、海域、河川、湖沼などで用いられる網体や、その他の構造体として好適に用いられる繊維構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維構造体にて形成された膜体の一種として、汚濁防止膜やオイルフェンスなどが知られている。このうち、汚濁防止膜は、たとえば繊維束や編物、織物、組物、不織布、多軸積層体などの布帛などで構成されて、上述のように、海域、河川、湖沼などでの浚渫、埋め立てなどの土木工事の際に、その現場周囲に張り巡らせることで、周囲の水質が汚染されることを防止するために用いられるものである。
【０００３】
従来、上記のように水中で使用される汚濁防止膜の表面に、藻類、貝類、軟体動物等の水棲生物が付着して、重量増加により資材の沈降を招くことや、また重量が増加しているため撤去時に労力が必要になることなどの問題を生じている。
【０００４】
これらの問題を防ぐために、水棲生物忌避薬剤（以下、「忌避薬剤」と称する）を用いることにより、水棲生物の付着を予防することも行なわれている（特許文献１）。
すなわち、たとえば忌避薬剤を含む塗料（以下、「忌避塗料」と称する）を繊維製の汚濁防止膜にあらかじめ塗布することが行われている。具体的には、有機溶剤に樹脂バインダーと忌避薬剤とを分散する等して調製された忌避塗料に汚濁防止膜を浸漬し、乾燥することにより忌避塗料を固着する方法が主にとられている。
【０００５】
しかし忌避塗料の多くは毒性が強く、塗布もしくは汚濁防止膜を展張・撤去する作業に携わる人の皮膚に触れたり体内に吸引されたりすることによる健康障害が発生するおそれがある。
【０００６】
また一般に汚濁防止膜にはポリエステルに代表される合成繊維が使用され、使用後は廃棄物として焼却や埋め立て処理がなされている。しかし、ポリエステルに代表される一般的な合成繊維にて形成されているために、いつまでも分解せずに残る。
【特許文献１】特開平１０−３２４８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の現状に鑑み、本発明の課題は、水棲生物が付着しにくく水中で汚濁防止膜などとして好適に使用できる、膜体や網体などの繊維構造物を提供することにある。また本発明の課題は、水棲生物が付着しにくく、かつ易廃棄性を有した、水中で汚濁防止膜などとして好適に使用できる、膜体や網体などの繊維構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の課題を解決するために、アロフェンが陽イオン交換能と陰イオン交換能を有する物質であり、水棲生物に対して忌避作用を有することを見出して、本発明を完成した。すなわち本発明は、
１．合成繊維からなる構造体の表面に、粘土鉱物アロフェンを含有するコーティング剤が付与されていることを特徴とする繊維構造体、
２．合成繊維からなる構造体の表面に、粘土鉱物アロフェンを含有する複数のコーティング剤が積層状態で付与されていることを特徴とする繊維構造体、
３．合成繊維が粘土鉱物アロフェンを含有することを特徴とする上記１．または２．に記載の繊維構造体、
４．合成繊維が生分解性繊維であることを特徴とする上記１．から３．までのいずれかに記載の繊維構造体、
５．生分解性繊維がポリ乳酸系繊維であることを特徴とする上記４．に記載の繊維構造体、
【０００９】
６．コーティング剤が生分解性樹脂であることを特徴とする上記１．、３．、４．、５．のいずれかに記載の繊維構造体、
７．積層状態の複数のコーティング剤のうち、少なくとも合成繊維からなる構造体から繊維構造体の表面に向けて２番目以降のコーティング剤が生分解性樹脂であることを特徴とする上記２．から５．までのいずれかに記載の繊維構造体、
８．合成繊維からなる構造体が膜体または網体にて構成されていることを特徴とする上記１．から７．までのいずれかに記載の繊維構造体、
を要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、水棲生物が付着しにくく、かつ易廃棄性である繊維構造体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態の繊維構造体としての膜体の断面構造を示す。ここで１は合成繊維からなる膜本体で、この膜本体１の少なくとも片面には、粘土鉱物アロフェンを含有するコーティング剤２が層状に付与されている。なお、仮想線で示すように、膜本体１の両面に粘土鉱物アロフェンを含有するコーティング剤２を層状に付与することもできる。
【００１２】
このような膜体は、汚濁防止膜や消波膜や防潮膜などとして、水中での用途などに供されるが、合成繊維からなる膜本体１は、このような用途のために、たとえば、繊維束や編物、織物、組物、不織布、多軸積層体などの布帛などにて構成される。
【００１３】
コーティング剤２に含有されるアロフェンは粘土鉱物であり、学名「アロフェン」(allophane)と呼ばれる非晶質性シリカ・アルミナゲルである。このアロフェンは多孔質であり、その細孔は平均直径が３５〜５０オングストロームであり、充填密度が０．３５〜０．４５ｇ／ｃｃである。
【００１４】
コーティング剤２としては、一般に使用されるものを使用することができる。具体的には、でんぷん、カゼイン、にかわ、天然ゴム、ポリビニルアルコール、脂肪族ポリエステルなどの生分解性を有するコーティング剤や、ニトロセルロース、アセチルセルロース、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＮＢＲ系ゴム、ＳＢＲ系ゴムなどの生分解性を有さない合成樹脂系のコーティング剤などがあげられる。好ましくは生分解性を有するコーティング剤がよい。
【００１５】
コーティング剤２におけるアロフェン含有量は、膜体の用途や使用状況により対応することが可能であるが、膜体の生産性やコーティング剤の皮膜強度を考慮すると、コーティング剤２のコーティング量の０．１〜３０質量％であることが好ましい。より好ましくは１〜２０質量％である。後述のように膜本体１を構成する合成繊維にもアロフェンを含有させる場合には、膜本体１にはその繊維質量の０．１〜３０質量％を含有させ、かつコーティング剤２にはそのコーティング量の１．０〜３０質量％を含有させることが好ましい。また図１において仮想線で示すように膜本体１の両面に粘土鉱物アロフェンを含有するコーティング剤２を層状に付与する場合も、同様にコーティング量の１．０〜３０質量％を含有させることが好ましい。
【００１６】
膜本体１すなわち構造体を構成する合成繊維の種類は、構造体に適用できるものであれば特に制限するものではなく、構造体の製造時にアロフェンを含有するコーティング剤２を付与することができる織物などを構成する合成繊維であれば良く、ポリアミド系、ポリアラミド系、ポリビニルアルコール系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリ塩化ビニル系、芳香族ポリエステル系、脂肪族ポリエステル系、ポリアクリロニトリル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリウレタン系、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系、フェノール系、ポリフルオロエチレン系などの汎用の合成繊維があげられる。
【００１７】
なかでも、産業廃棄物の低減を考慮すると脂肪族ポリエステル系繊維に代表される生分解性の繊維が好ましい。生分解性繊維とは、ＪＩＳ  Ｋ６９５０、６９５１、６９５３の試験によって分解される繊維をいう。具体的には、ジオール成分とジカルボン酸から合成される脂肪族ポリエステルポリマー、すなわちポリ乳酸系、ポリアルキレンアルカノエート、ポリβヒドロキシアルカノエートおよびこれらの重合体が挙げられる。これらのポリマーを紡糸した生分解性繊維を用いることにより、廃棄時には微生物により徐々に分解されるため、産業廃棄物の低減になる。
【００１８】
また合成繊維の形状についても制限するものではなく、モノフィラメント、マルチフィラメント、短繊維など、用途に応じて種々選択することができる。軽量化やハリを考慮して中空断面などの異型断面状としても良く、さらに要求される用途に応じてサイドバイサイドの形態を採用したり異種ポリマーを混合したりすることも可能である。
【００１９】
本発明においては、コーティング剤２のみならず、膜本体１もが粘度鉱物アロフェンを含有するものであってもよい。
膜本体１にコーティング剤２を付与する方法としては、製品としての膜体の用途や製造上の必要に応じて任意の方法を採用することができ、ディッピング方法、コータによるコーティング方法、ラミネート方法などが挙げられる。
【００２０】
このように、膜本体１の少なくとも片面に、粘土鉱物アロフェンを含有するコーティング剤２が付与されているため、膜体を水中で使用される汚濁防止膜などに適用した場合に、水棲生物の付着を効果的に低減することができる。
【００２１】
本発明においては、図２に示すように、膜本体１の少なくとも片面に、粘度鉱物アロフェンを含有する複数のコーティング剤２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、…が、積層状態で付与された構成とすることができる。この場合に、各コーティング剤２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、…を構成する樹脂は、少なくとも隣り合って積層されるコーティング剤において互いに異なる樹脂が用いられる。ここにいう「異なる樹脂」には、樹脂の種類が異なるものや、同種の樹脂で分子量が異なるものなどが含まれる。これらの異なる樹脂が膜本体１にたとえば重ね塗りされることで、複数のコーティング剤２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、…が積層状態で付与された構成となる。
【００２２】
この場合には、少なくとも膜本体１から膜体の表面に向けて２番目以降のコーティング剤２Ｂ、２Ｃ、…が、生分解性樹脂にて形成されていることが好適である。その理由は後述する。
【００２３】
複数のコーティング剤２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、…におけるアロフェン含有量は、コーティング被膜強度を弱めない程度であれば任意であるが、これらコーティング剤２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、…のコーティング量の１．０〜３０質量％であることが好ましい。また図２において仮想線で示すように膜本体の両面に粘土鉱物アロフェンを含有するコーティング剤２Ａ、２Ｂ、…を層状に付与する場合のアロフェン含有量も、同様にコーティング量の１．０〜３０質量％であることが好ましい。
【００２４】
このような構成であると、水棲生物の付着を効果的に低減することができる。すなわち、コーティング剤２Ａ、２Ｂ、…は、貝類などの水棲生物の忌避効果を有するが、まったく付着しないというものではない。水棲生物が付着した場合において、前述のように少なくとも膜本体１から膜体の表面に向けて２番目以降のコーティング剤２Ｂ、２Ｃ、…が生分解性樹脂にて形成されていると、膜体の表面側のコーティング剤から順に時間の経過とともに脆くなるため、水棲生物の脱落とともにその脆くなったコーティング剤が剥離する。すると、次のコーティング剤が現れて、水棲生物の忌避効果が長時間にわたって持続し、したがって水棲生物の付着を確実に防止することができる。
【００２５】
なお、使用後の易廃棄性を確実なものとするためには、すべてのコーティング剤２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、…を生分解性樹脂にて形成することが好ましい。
【００２６】
（実施例）
次に本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、下記の実施例、比較例における各種性能の評価は、次の方法によりおこなった。
【００２７】
（１）水棲生物付着率
下記の実施例、比較例で得られた汚濁防止膜を３０ｃｍ角に切断したものを試料とした。亜酸化銅系水棲汚損生物忌避塗料を塗布した鉄製の枠を用意し、上記試料をこの枠に固定して、海水中に６ヶ月間浸漬した後（実施例１〜３、比較例１）または海水中に６ヶ月間および３６ヶ月間浸漬した後（実施例４、比較例２〜４）に引き上げ、試料である膜の面積のうち藻類・貝類が付着した部分の面積が占める割合を％で表し、水棲生物付着率として評価した。
【００２８】
（２）脱落容易性（付着残存率）
上記（１）で海水中に浸漬した後の試料に対し、高圧水（水圧１．５ＭＰａ）による洗浄を行なって、藻類・貝類をある程度脱落させた。この洗浄後の試料について、上記（１）の場合と同様にして、藻類・貝類が残存付着している部分の面積が占める割合を％で表し、これを付着残存率として、付着した水棲生物の脱落容易性を評価した。
【００２９】
（３）分解性
上記（１）と同様にして海水中に６ヶ月間浸漬した後の試料について、洗浄を行なわないままでコンポスターに投入し、８０℃×１４日間保持した後の状態を外観評価した。
【００３０】
（実施例１）
ポリ乳酸マルチフィラメント１１００Ｔ９６を８０Ｔ／ｍで４本合撚し、経糸密度２０本／２．５４ｃｍ、緯糸密度２０本／２．５４ｃｍとして２／２ななこ組織にてレピア織機で製織して、膜本体としての織物を得た（質量６２０ｇ／ｍ２）。この織物を、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬社製  プラセマＬ１１０、固形分濃度５０％）１００質量部にアロフェン（品川化成社製  セカードＯＷ）５質量部を加えて調整したディッピング液中に浸し、その後に１００℃で乾燥させて、アロフェンを含有するコーティング剤が膜本体の両面に付与された、汚濁防止膜として利用可能な実施例１の膜体を得た（質量６５０ｇ／ｍ２）。
【００３１】
（実施例２）
ポリエチレンテレフタレートマルチフィラメント１１００Ｔ９６を８０Ｔ／ｍで４本合撚し、経糸密度２０本／２．５４ｃｍ、緯糸密度２０本／２．５４ｃｍとして２／２ななこ組織にてレピア織機で製織して、膜本体としての織物を得た（質量６２０ｇ／ｍ２）。この織物を、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬社製  プラセマＬ１１０、固形分濃度５０％）１００質量部にアロフェン（品川化成社製  セカードＯＷ）５質量部を加えて調整したディッピング液中に浸し、その後に１００℃で乾燥させて、アロフェンを含有するコーティング剤が膜本体の両面に付与された、汚濁防止膜として利用可能な実施例２の膜体を得た（質量６５０ｇ／ｍ２）。
【００３２】
（実施例３）
アロフェン（品川化成社製  セカードＯＷ）を平均粒径０．８ミクロンになるまで乾式粉砕法で粉砕した後、ポリ乳酸チップ（カーギルダウ社製４０２０）と混合し、２３０℃で２軸押出機で押出し、アロフェン２０質量％濃度のマスターチップを得た。次にこのマスターチップと他のポリ乳酸チップとを混合し、溶融紡糸法にて、アロフェン５質量％濃度のマルチフィラメント１１００Ｔ９６（強度１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度２０％）を得た。得られたアロフェン含有（５質量％）のポリ乳酸マルチフィラメントを４本合撚し、経糸密度２０本／２．５４ｃｍ、緯糸密度２０本／２．５４ｃｍとして２／２ななこ組織にてレピア織機で製織し、膜本体としての織物を得た（質量６２０ｇ／ｍ２）。
【００３３】
次いで、この織物を、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬社製  プラセマＬ１１０、固形分濃度５０％）１００質量部にアロフェン（品川化成社製  セカードＯＷ）５質量部を加えて調整したディッピング液中に浸し、その後に１００℃で乾燥させて、アロフェンを含有するコーティング剤が膜本体の両面に付与された、汚濁防止膜として利用可能な実施例３の膜体を得た（質量６５０ｇ／ｍ２）。
【００３４】
（比較例１）
ポリエチレンテレフタレートマルチフィラメント１１００Ｔ９６を８０Ｔ／ｍで４本合撚し、経糸密度２０本／２．５４ｃｍ、緯糸密度２０本／２．５４ｃｍとして２／２ななこ組織にてレピア織機で製織し、コーティング剤の付着は施さずに、汚濁防止膜として利用可能な比較例１の膜体を得た（質量６２０ｇ／ｍ２）。
【００３５】
実施例１、２、３および比較例１の膜体について、水棲生物付着率、脱落容易性、分解性を試験した結果を、表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
表１から明らかなように、比較例１と比べて実施例１、２、３では水棲生物付着率および付着残存率共に低く、水棲生物が付着しにくいことが確認された。また膜本体を生分解性重合体からなる繊維にて構成した実施例１および３については、分解性も確認され、産業廃棄物を低減する膜体であることが確認された。
【００３８】
（実施例４）
ポリエチレンテレフタレートマルチフィラメント１１００Ｔ９６を８０Ｔ／ｍで４本合撚し、経糸密度２０本／２．５４ｃｍ、緯糸密度２０本／２．５４ｃｍとして２／２ななこ組織にてレピア織機で製織して織物を得た（質量６２０ｇ／ｍ２）。この織物を、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬社製  プラセマＬ１１０、固形分濃度５０％）１００質量部にアロフェン（品川化成社製  セカードＯＷ）５質量部を加えて調整したディッピング液中に浸し、その後に１００℃で乾燥させて、膜本体としての加工布を得た（質量６５０ｇ／ｍ２）。次いで、この加工布を、ポリカプロラクトン樹脂（ダイセル社製  セルグリーンＰＨ７）２０質量部をキシレン８０質量部に溶解し、さらにアロフェン（品川化成社製  セカードＯＷ）２質量部を加えて調整したディッピング液に浸し、その後に１００℃で乾燥させて、アロフェンを含有するコーティング剤が膜本体の両面に付与された、汚濁防止膜として利用可能な実施例４の膜体を得た（質量６５０ｇ／ｍ２）。
【００３９】
（比較例２）
アロフェン（品川化成社製  セカードＯＷ）を平均粒径０．８ミクロンになるまで乾式粉砕法で粉砕した後、ポリ乳酸チップ（カーギルダウ社製４０２０）と混合し、２３０℃で２軸押出機で押出し、アロフェン２０質量％濃度のマスターチップを得た。次にこのマスターチップと他のポリ乳酸チップとを混合し、溶融紡糸法にて、アロフェン５質量％濃度のマルチフィラメント１１００Ｔ９６（強度１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度２０％）を得た。得られたアロフェン含有（５質量％）のポリ乳酸マルチフィラメントを４本合撚し、経糸密度２０本／２．５４ｃｍ、緯糸密度２０本／２．５４ｃｍとして２／２ななこ組織にてレピア織機で製織し、アロフェンを樹脂への練り込みにより含有したがコーティング剤の付与は施さなかった生分解性の繊維により構成された、汚濁防止膜として利用可能な比較例２の膜体を得た（質量６２０ｇ／ｍ２）。
【００４０】
（比較例３）
アロフェン（品川化成社製  セカードＯＷ）を平均粒径０．８ミクロンになるまで乾式粉砕法で粉砕した後、ポリエステルチップ（ユニチカ社ＢＲＦ）と混合し、３００℃で２軸押出機にて押出し、アロフェン２０質量％濃度のマスターチップを得た。次にこのマスターチップと他のポリエステルチップとを混合し、溶融紡糸法にてアロフェン５質量％濃度のマルチフィラメント１１００Ｔ９６（強度５．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度１２％）を得た。得られたアロフェン含有（５質量％）のポリエステルマルチフィラメントを４本合撚し、経糸密度２０本／２．５４ｃｍ、緯糸密度２０本／２．５４ｃｍとして２／２ななこ組織にてレピア織機で製織し、アロフェンを樹脂への練り込みにより含有したがコーティング剤の付与は施さない構成の、汚濁防止膜として利用可能な比較例３の膜体を得た（質量６２５ｇ／ｍ２）。
【００４１】
（比較例４）
上述の比較例１の膜体について、海水中に６ヶ月間浸漬した後に引き上げただけでなく、海水中に３６ヶ月間浸漬した後にも引き上げ、それぞれの場合の水棲生物付着率を求めて、比較例４として評価した。
【００４２】
実施例４および比較例２〜４の膜体について水棲生物付着率、脱落容易性、分解性を試験した結果を、表２に示す。
【００４３】
【表２】
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【００４４】
表２から、アロフェンをまったく含有しない比較例４と比べて、これを何らかの形態で含有する実施例２と比較例２、３とでは、６ヶ月間の水棲生物付着率および付着残存率共に低く、水棲生物が付着しにくいことが確認された。しかし３６ヶ月間についての結果では、アロフェンを膜体構成繊維に練り込んだだけの比較例２、３と比べて、膜本体の表面にアロフェンを含有するコーティング剤を付与した実施例４は、明らかに水棲生物付着量が低いことが確認された。また実施例４については分解性も確認され、産業廃棄物を低減可能な膜体であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の繊維構造体は、水棲生物が付着しにくい繊維構造物であり、また水棲生物が付着しにくくしかも易廃棄性を有した繊維構造物であるため、汚濁防止膜やオイルフェンスやサメ避けフェンスや吸出し防止シートなどに利用可能な膜体、くらげ侵入防止ネットなどに利用可能な網体、あるいはその他のものに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態の膜体の要部断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態の膜体の要部断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    膜本体
２    コーティング剤
２Ａ  コーティング剤
２Ｂ  コーティング剤
２Ｃ  コーティング剤
【図１】
2005105448.tif 000005
【図２】
2005105448.tif 000006