(57)【要約】【課題】水と接触する環境下で使用した場合に有効成分を溶出する構造物において、内部の材料が無駄にならずに済み経済的な使用が可能な自己更新型表面を持つ構造物およびその材料を提供する。【解決手段】徐々に表面が剥離して新しい面が表出する自己更新型表面を持つ構造物であって、水と接触すると膨張する水膨張性材料と、セメント系材料と、水に溶出して所定の効果を発揮する有効成分を含有する物質材料とを混合した混合材料を固化してなり、各材料の混合率によって構造物の表面の剥離速度を制御した。【選択図】図１
2013169178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
徐々に表面が剥離して新しい面が表出する自己更新型表面を持つ構造物であって、
水と接触すると膨張する水膨張性材料と、セメント系材料と、水に溶出して所定の効果を発揮する有効成分を含有する物質材料とを混合した混合材料を固化してなり、
前記各材料の混合率によって前記構造物の表面の剥離速度を制御したことを特徴とする自己更新型表面を持つ構造物。
【請求項２】
石状、砂利状または砂状に構成したことを特徴とする請求項１に記載の自己更新型表面を持つ構造物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の自己更新型表面を持つ構造物を成形するための材料であって、前記混合材料で構成されることを特徴とする材料。
【請求項４】
前記物質材料が藻類成長用の有効成分を含有することを特徴とする請求項３に記載の材料。
【請求項５】
前記物質材料が防虫用の有効成分を含有することを特徴とする請求項３に記載の材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、徐々に表面が剥離して新しい面が表出する、いわゆる自己更新型表面を持つ構造物およびその材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、磯焼け防止などのために鉄分などの有効成分が溶出する材料を用いて構造物を作り、それを海中に設置して藻類の繁殖を促す試みがなされている（例えば、特許文献１を参照）。しかしながら、構造物の表面から溶出する有効成分は数年経つと枯渇し、その効果は一般に著しく低下する。この場合、構造物の内部に鉄分などの有効成分が残存していても、これらは構造物の表面まで到達しないため、藻類の繁殖に寄与しない無駄なものとなる。
【０００３】
一方、水と接触する環境下で使用され、生物等を誘引または忌避する有効成分を溶出する材料等に関連する従来技術として、例えば特許文献２〜４の技術が知られている。
【０００４】
特許文献２に示される水生生物等の忌避成形品は、内部ないし表面にイオン化傾向の異なる二種以上の金属粉が吸水性樹脂に担持された顔料を含有して成るものである。また、特許文献３に示される樹脂組成物は、樹脂に銅などの防汚剤を分散させると同時に、樹脂中に気泡を形成することによって防汚効果の持続性を高めるようにしたものである。また、特許文献４に示される自己研磨性防汚塗料は、外側塗料層が水との摩擦によって磨耗し、塗料層へ付着することができた生物が前記層と共に運び去られるように比較的低い機械的強度のバインダーを含むようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１０４３６２号公報
【特許文献２】特開平５−１４０３６９号公報
【特許文献３】特開平１０−３２４８０８号公報
【特許文献４】特表２００５−５３８２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、水と接触する環境下で使用される構造物が、徐々に表面が剥離して新しい面が出るいわゆる自己更新型の表面を持てば、内部の有効成分も表面に表出した際に溶出してその効果を発揮することになるので、材料が無駄にならずに済み経済的である。このため、水と接触する環境下で使用され、生物等を誘引または忌避する有効成分などを溶出する構造物において、自己更新型表面を持つ構造物の開発が求められていた。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、水と接触する環境下で使用した場合に有効成分を溶出する構造物において、内部の材料が無駄にならずに済み経済的な使用が可能な自己更新型表面を持つ構造物およびその材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る自己更新型表面を持つ構造物は、徐々に表面が剥離して新しい面が表出する自己更新型表面を持つ構造物であって、水と接触すると膨張する水膨張性材料と、セメント系材料と、水に溶出して所定の効果を発揮する有効成分を含有する物質材料とを混合した混合材料を固化してなり、前記各材料の混合率によって前記構造物の表面の剥離速度を制御したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る自己更新型表面を持つ構造物は、上述した請求項１において、石状、砂利状または砂状に構成したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係る材料は、上述した請求項１または２に記載の自己更新型表面を持つ構造物を成形するための材料であって、前記混合材料で構成されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係る材料は、上述した請求項３において、前記物質材料が藻類成長用の有効成分を含有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項５に係る材料は、上述した請求項３において、前記物質材料が防虫用の有効成分を含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る自己更新型表面を持つ構造物によれば、徐々に表面が剥離して新しい面が表出する自己更新型表面を持つ構造物であって、水と接触すると膨張する水膨張性材料と、セメント系材料と、水に溶出して所定の効果を発揮する有効成分を含有する物質材料とを混合した混合材料を固化してなり、前記各材料の混合率によって前記構造物の表面の剥離速度を制御する。ここで、セメント系材料と水膨張性材料とからなる固化体は、水と接触する環境下で使用されると表面に剥離やひびが生じる性質がある。この固化体に所定の有効成分を含有した物質材料を添加してなる本発明の構造物を水と接触する環境下で使用すると、時間の経過に伴って徐々に表面が剥離していくが、その過程で表面が剥離する度毎に新しい面が表出する。この新しい面が新たに水と接触することで必要十分な量の有効成分が継続的に溶出し続ける。このため、構造物内部の材料が無駄とならずに有効に使用されて経済的な使用が可能であるという効果を奏する。
【００１４】
ここで、各材料の混合率によって構造物の表面の剥離速度を制御する場合、例えば、各材料の混合率と構造物の表面の剥離速度との関係を予め試験により求めておく。そして、必要な剥離速度に対応する混合率にて各材料を混合・固化する。このようにすれば、必要に応じた速度で新しい表面が表出するように構造物の表面の剥離速度をコントロールでき、物質材料に含有される有効成分を、必要十分な濃度で溶出させ続けることができる。
【００１５】
また、本発明に係る材料は、上述した自己更新型表面を持つ構造物を成形するための材料であって、前記混合材料で構成されるものである。このため、構造物を構成する材料が無駄にならずに済み、経済的な使用が可能な構造物を作るための材料を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明に係る自己更新型表面を持つ構造物の配合設計フローを例示する図である。
【図２】図２は、本発明に係る自己更新型表面を持つ構造物の作用を説明する概要図である。
【図３】図３は、本発明に係る自己更新型表面を持つ構造物の実施例を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係る自己更新型表面を持つ構造物の他の実施例を示す図であり、（１）は側面断面図、（２）は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る自己更新型表面を持つ構造物およびその材料の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
本発明に係る自己更新型表面を持つ構造物は、水と接触すると膨張する水膨張性材料と、セメント系材料と、水に溶出して所定の効果を発揮する有効成分を含有する物質材料とを混合した混合材料を固化してなり、各材料の混合率によって構造物の表面の剥離速度を制御したものである。
【００１９】
また、本発明に係る材料は、本発明に係る自己更新型表面を持つ構造物を成形するための材料であって、上記の水膨張性材料、セメント系材料、物質材料からなる混合材料で構成されるものである。
【００２０】
水膨張性材料は、消石灰、未処理の鉄鋼スラグ、アルカリシリカゲル、高吸水性樹脂などの水膨張性の材料を用いることができる。この水膨張性材料は、セメント系材料や物質材料との混合が容易なように粒状物であることが望ましい。
【００２１】
セメント系材料は、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、高炉セメントなど建築工事等で使用されるセメントを用いることができる。このセメント系材料は、水膨張性材料と混合して水と接触する環境下で使用した場合に、固化体表面の剥離を誘発する種類のセメントであることが望ましい。
【００２２】
物質材料は、水に溶出して所定の効果を発揮する有効成分を含有するものである。この有効成分としては、例えば藻類の繁殖効果、防虫効果などの生物誘引または忌避効果を発揮する成分のほか、水質浄化成分、水や土壌のｐＨ調整成分などがある。
【００２３】
ここで、セメント系材料と水膨張性材料とからなる固化体は、水と接触する環境下で使用されると表面に剥離やひびが生じる性質がある。この固化体に所定の有効成分を含有した物質材料を添加してなる本発明の構造物を水と接触する環境下で使用すると、時間の経過に伴って徐々に表面が剥離していくが、その過程で表面が剥離する度毎に新しい面が表出する。この新しい面が新たに水と接触することで必要十分な量の有効成分が継続的に溶出し続ける。このため、構造物内部の材料が無駄とならずに有効に使用されて経済的な使用が可能である。
【００２４】
また、本発明では、各材料の混合率によって構造物の表面の剥離速度を制御するが、この場合、例えば、各材料の混合率と構造物の表面の剥離速度との関係を予め試験により求めておく。そして、必要な剥離速度に対応する混合率にて各材料を混合・固化する。このようにすれば、必要に応じた速度で新しい表面が表出するように構造物の表面の剥離速度をコントロールでき、物質材料に含有される有効成分を、必要十分な濃度で溶出させ続けることができる。なお、物質材料の混和量を調整することにより、剥離速度をコントロールし、有効成分の溶出量を所望値に維持することが好ましい。
【００２５】
次に、本発明の自己更新型表面を持つ構造物の配合設計フロー例について図１を参照しながら説明する。
【００２６】
図１に示すように、まず、水環境に溶出させたい物質材料を設定する（ステップＳ１）。この物質材料としては、例えば、藻類繁殖に有効な鉄分を有する物質を設定してもよいし、防虫に効果のあるナフタリン等の成分を有する物質を設定してもよい。
【００２７】
次に、構造物表面の剥離速度を設定する（ステップＳ２）。ここで、予め剥離速度と物質材料に含まれる有効成分の溶出濃度との関係を試験等により把握しておくものとする。そして、例えば、いかなる剥離速度であれば、所定の溶出濃度で水環境に溶出し続けることが可能であるか等を考慮してこの剥離速度を設定する。
【００２８】
続いて、この設定した剥離速度に応じて各材料の混合率を設定する（ステップＳ３）。各材料の混合率は、予め配合試験および溶出試験等により求めた各材料の混合率と構造物の表面の剥離速度との関係（例えば図表や数式等）に基づいて、剥離速度に応じた率を設定することができる。そして、この混合率で材料を混合および固化することにより、所望の溶出性能を有する構造物を得ることができる（ステップＳ４）。
【００２９】
なお、上記のステップＳ２とＳ３は、逆順で実施してもよい。つまり、各材料の混合率を設定した後、この混合率に基づいて表面の剥離速度を設定してもよい。この場合でも、設定の際の判断材料は上記と同様、予め求めた混合率と剥離速度の関係である。
【００３０】
次に、本発明の自己更新型表面を持つ構造物の作用について図２を参照しながら説明する。
【００３１】
図２（１）に示すように、構造物１０を水中に設置した初期状態においては、構造物１０の表面から十分な量の有効成分１２が溶出している。所定の時間が経過すると、図２（２）に示すように、表面からの溶出量は低下してゆく。しかし、図２（３）、（４）に示すように、予め設定した剥離速度に応じて、構造物１０の表面が剥離し、自己更新して新しい面が表出する。これにより、図２（５）に示すように、構造物１０の新しい面から十分な量の有効成分１２が溶出する。以降、図２（１）〜（５）を繰り返すことで有効成分の継続的な溶出が可能となる。
【００３２】
このように、本発明によれば、徐々に構造物表面が剥離することで内部の材料も有効使用されるので、構造物を構成する材料が無駄にならずに済み経済的である。
【００３３】
次に、本発明に係る自己更新型表面を持つ構造物の適用事例について説明する。
【００３４】
［藻類の繁殖用途の場合］
本発明の物質材料として鉄分、リン、ケイ素、腐植酸など藻類が繁殖成長するのに必要な成分を含む材料を用い、本発明の構造物として消波ブロックまたは捨石（石状の物）を成形する。そして、図３に示すように、この消波ブロック１４または捨石を海中に配置する。消波ブロック１４表面からの有効成分の溶出量が枯渇した時期に表面が剥離して、新しい面が表出して新たに有効成分が溶出し始める。このような自己更新型の表面を持つことで、最終的に消波ブロック１４が消失するまで有効成分が溶出し続ける。
【００３５】
［防虫用途の場合］
また、本発明の物質材料として防虫効果のあるナフタリン等の成分を含ませ、本発明の構造物として玉砂利（砂利状または砂状の物）などを成形する。そして、図４に示すように、建物１８の周りにこの玉砂利１６を敷き詰める。すると、降雨の際などに玉砂利１６から防虫効果のある成分が徐々に溶出する。後日の降雨等により玉砂利１６の表面が剥離して更新されるため、建物１８の周囲において継続的な防虫効果が得られる。
【００３６】
上記の実施の形態においては、藻類の繁殖用途や防虫用途を対象にした場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、水質浄化用途、水や土壌のｐＨ調整用途など、水中もしくは水と接触する環境下において継続的に溶出する成分が必要な場合に適用可能であり、いずれせよ上記の水膨張性材料、セメント系材料、物質材料からなる混合材料により成形した各種構造物を配置することにより、構造物自体の更新は必要であるものの、当該場所において継続的に必要な成分を溶出させ続けることができる。
【００３７】
なお、表面の剥離が進行し、体積減少あるいは消失するなどして所要の機能が損なわれてきた場合には、新たな構造物を追加投入すればよい。
【００３８】
以上説明したように、本発明に係る自己更新型表面を持つ構造物によれば、徐々に表面が剥離して新しい面が表出する自己更新型表面を持つ構造物であって、水と接触すると膨張する水膨張性材料と、セメント系材料と、水に溶出して所定の効果を発揮する有効成分を含有する物質材料とを混合した混合材料を固化してなり、前記各材料の混合率によって前記構造物の表面の剥離速度を制御する。ここで、セメント系材料と水膨張性材料とからなる固化体は、水と接触する環境下で使用されると表面に剥離やひびが生じる性質がある。この固化体に所定の有効成分を含有した物質材料を添加してなる本発明の構造物を水と接触する環境下で使用すると、時間の経過に伴って徐々に表面が剥離していくが、その過程で表面が剥離する度毎に新しい面が表出する。この新しい面が新たに水と接触することで必要十分な量の有効成分が継続的に溶出し続ける。このため、構造物内部の材料が無駄とならずに有効に使用されて経済的な使用が可能であるという効果を奏する。
【００３９】
ここで、各材料の混合率によって構造物の表面の剥離速度を制御する場合、例えば、各材料の混合率と構造物の表面の剥離速度との関係を予め試験により求めておく。そして、必要な剥離速度に対応する混合率にて各材料を混合・固化する。このようにすれば、必要に応じた速度で新しい表面が表出するように構造物の表面の剥離速度をコントロールでき、物質材料に含有される有効成分を、必要十分な濃度で溶出させ続けることができる。
【００４０】
また、本発明に係る材料は、上述した自己更新型表面を持つ構造物を成形するための材料であって、前記混合材料で構成されるものである。このため、構造物を構成する材料が無駄にならずに済み、経済的な使用が可能な構造物を作るための材料を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明に係る自己更新型表面を持つ構造物およびその材料は、水と接触する環境下で使用した場合に有効成分を溶出する構造物およびこれを成形する材料に有用であり、特に、構造物の内部の材料を無駄にせずに有効かつ経済的に使用するのに適している。
【符号の説明】
【００４２】
１０  自己更新型表面を持つ構造物
１２  有効成分
１４  消波ブロック
１６  玉砂利
１８  建物
【図１】
2013169178.tif 000003
【図２】
2013169178.tif 000004
【図３】
2013169178.tif 000005
【図４】
2013169178.tif 000006