(57)【要約】【課題】検出部分が水に触れずに有機生命体の付着を検知することが可能な付着物検出センサ、付着物検出システムおよび付着物検出方法を提供する。【解決手段】防水性フィルム１１と、防水性フィルム１１の一方の面１１ａに形成される有機生命体の付着を防止する表面処理層１２と、前記防水性フィルム１１の他方の面１１ｂに設けられた電極１３と、を備えた付着物検出センサ１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
防水性フィルムと、前記防水性フィルムの一方の面に形成される有機生命体の付着を防止する表面処理層と、前記防水性フィルムの他方の面に設けられた電極と、を備えたことを特徴とする付着物検出センサ。
【請求項２】
前記電極は、櫛形電極であることを特徴とする請求項１に記載の付着物検出センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の付着物検出センサと、該付着物検出センサに接続される前記電極のインピーダンスの変化を測定するインピーダンス測定装置と、を備えたことを特徴とする付着物検出システム。
【請求項４】
前記インピーダンス測定装置は、前記電極の複素インピーダンスの変化を測定することを特徴とする請求項３に記載の付着物検出システム。
【請求項５】
請求項１または２に記載の付着物検出センサを用いた付着物検出方法であって、
前記電極のインピーダンスの変化を測定することにより、前記表面処理層への前記有機生命体の付着を検知することを特徴とする付着物検出方法。
【請求項６】
防水性フィルムと、前記防水性フィルムの一方の面に形成される有機生命体の付着を防止する表面処理層と、前記防水性フィルムの他方の面に設けられる前記表面処理層の光学特性を検知する光学特性検知手段と、を備えたことを特徴とする付着物検出センサ。
【請求項７】
請求項６に記載の付着物検出センサと、該付着物検出センサに接続される前記光学特性検知手段によって検知された前記表面処理層の光学特性の変化を測定する光学特性測定手段と、を備えたことを特徴とする付着物検出システム。
【請求項８】
請求項６に記載の付着物検出センサを用いた付着物検出方法であって、
前記光学特性検知手段によって前記表面処理層の光学特性の変化を測定することにより、前記表面処理層への前記有機生命体の付着を検知することを特徴とする付着物検出方法。
【請求項９】
前記表面処理層の裏面側から、前記表面処理層の光学特性の変化を測定することを特徴とする請求項８に記載の付着物検出方法。
【請求項１０】
一方の面に形成される有機生命体の付着を防止する表面処理層を有する防水性フィルムにおいて、
前記表面処理層の表面側から、前記表面処理層の光学特性の変化を測定することを特徴とする付着物検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、付着物検出センサ、付着物検出システムおよび付着物検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機生命体（バイオハウリング）の付着を防止する方法や、有機生命体の付着を検出する方法が種々知られている。
例えば、メントールおよび／またはイソプレゴールと少なくとも１種の更なる活性成分の混合物を含み、良好なアンチファウリング活性を有する無毒性被覆組成物を含む塗料が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、流体ラインにおける被測定系に測定用の水晶振動子を挿入するとともに、その測定用水晶振動子に加えて、その被測定系の前に同一性能の水晶振動子を挿入して、その両水晶振動子の共振周波数を測定し、その両測定共振周波数の差に基づき、被測定系の測定値を得ることにより、精度の高い測定を行う測定法方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００６−５２２８４５号公報
【特許文献２】特開２００５−１３４１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１には、無毒性被覆組成物を含む塗料を、水中構造の表面に塗布して、有機生命体の付着を防止することが記載されているものの、有機生命体の付着を検知する方法が記載されていなかった。
また、特許文献２では、流体ラインの途中に水晶振動子を挿入しているため、水晶振動子の表面が流体に触れるから、水晶振動子の寿命が短いという課題があった。また、水晶振動子の表面が流体に触れるため、水晶振動子の表面で有機生命体が繁殖して、水晶振動子により有機生命体の付着を検知する能力が低下するという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、検出部分が水に触れずに有機生命体の付着を検知することが可能な付着物検出センサ、付着物検出システムおよび付着物検出方法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】
【０００６】
［１］防水性フィルムと、前記防水性フィルムの一方の面に形成される有機生命体の付着を防止する表面処理層と、前記防水性フィルムの他方の面に設けられた電極と、を備えたことを特徴とする付着物検出センサ。
［２］前記電極は、櫛形電極である、［１］に記載の付着物検出センサ。
［３］［１］または［２］に記載の付着物検出センサと、該付着物検出センサに接続される前記電極のインピーダンスの変化を測定するインピーダンス測定装置と、を備えたことを特徴とする付着物検出システム。
［４］前記インピーダンス測定装置は、前記電極の複素インピーダンスの変化を測定する、［３］に記載の付着物検出システム。
［５］［１］または［２］に記載の付着物検出センサを用いた付着物検出方法であって、前記電極のインピーダンスの変化を測定することにより、前記表面処理層への前記有機生命体の付着を検知することを特徴とする付着物検出方法。
［６］防水性フィルムと、前記防水性フィルムの一方の面に形成される有機生命体の付着を防止する表面処理層と、前記防水性フィルムの他方の面に設けられる前記表面処理層の光学特性を検知する光学特性検知手段と、を備えたことを特徴とする付着物検出センサ。
［７］［６］に記載の付着物検出センサと、該付着物検出センサに接続される前記光学特性検知手段によって検知された前記表面処理層の光学特性の変化を測定する光学特性測定手段と、を備えたことを特徴とする付着物検出システム。
［８］［６］に記載の付着物検出センサを用いた付着物検出方法であって、前記光学特性検知手段によって前記表面処理層の光学特性の変化を測定することにより、前記表面処理層への前記有機生命体の付着を検知することを特徴とする付着物検出方法。
［９］前記表面処理層の裏面側から、前記表面処理層の光学特性の変化を測定する、［８］に記載の付着物検出方法。
［１０］一方の面に形成される有機生命体の付着を防止する表面処理層を有する防水性フィルムにおいて、前記表面処理層の表面側から、前記表面処理層の光学特性の変化を測定することを特徴とする付着物検出方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、検出部分が水に触れずに有機生命体の付着を検知することが可能な付着物検出センサ、付着物検出システムおよび付着物検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の付着物検出センサの第１の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図２】本発明の付着物検出システムの第１の実施形態の一部を示す模式図である。
【図３】本発明の付着物検出システムの第１の実施形態において、電極のインピーダンスの変化を示す図である。
【図４】本発明の付着物検出センサの第２の実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の付着物検出センサ、付着物検出システムおよび付着物検出方法の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１０】
［第１の実施形態］
「付着物検出センサ」
図１は、本実施形態の付着物検出センサを示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
本実施形態の付着物検出センサ１０は、防水性フィルム１１と、防水性フィルム１１の一方の面１１ａに形成された表面処理層１２と、防水性フィルム１１の他方の面１１ｂに設けられた電極１３と、を備える。
【００１１】
防水性フィルム１１としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、塩素化ポリ塩化ビニル（ＣＰＶＣ）等の樹脂からなるフィルムや、他のフィルムに形成可能な有機高分子等を用いることができる。また、シリコーン樹脂のように、無機成分を含有する樹脂からなるフィルムを用いてもよい。
【００１２】
表面処理層１２は、有機生命体の付着を防止する機能を有する層である。表面処理層１２は、例えば、以下のいずれかの方法で構成することができる。
（１）上記の防水性フィルムを構成する樹脂に抗菌剤を練り込んで、防水性フィルムを作製し、防水フィルムの表面を表面処理層とする、（２）抗菌作用を持つ側鎖を有する高分子を防水性フィルムの高分子と共重合する、（３）抗菌作用を持つ側鎖を有する高分子と、上記の防水性フィルムを構成する樹脂とを含む組成物で防水性フィルムを作製し、防水フィルムの表面を表面処理層とする、（４）抗菌作用を持つ抗菌剤または抗菌作用を持つ側鎖を有する高分子を、上記の防水性フィルムを構成する樹脂を溶解または膨潤させる溶媒に溶かして溶液を調製し、その溶液を、防水性フィルムの表面にキャストして乾燥し、表面に抗菌性を持つ表面処理層を形成する、（５）防水フィルムの表面に物理的形状を有する表面処理層を形成し、その形状により、防水フィルムの表面に抗菌性を付与する。
【００１３】
電極１３は、導電性ペースト、金属箔等で形成されている。
電極１３は、特に限定されないが、例えば、図１（ａ）に示すように、櫛歯状の第１電極１３Ａと櫛歯状の第２電極１３Ｂが交互に噛み合わせられるように配置された櫛形電極が好ましい。電極１３を櫛形電極にすると、有機生命体の付着によるインピーダンス変化が大きく、検出感度を高くすることができる。
【００１４】
本実施形態の付着物検出センサ１０は、水槽、バッグ等の各種容器の内面、水等の流体が流れる配管等の管の内面、包装材の内面等に配置されて用いられる。この場合、付着物検出センサ１０は、電極１３が前記の容器等の対象物の内面側を向き、表面処理層１２が前記の対象物内に収容される流体（液体）等の内容物側を向くように配置される。
【００１５】
本実施形態の付着物検出センサ１０は、電極１３が前記の容器等の対象物の内面側を向き、表面処理層１２が前記の対象物内に収容される流体（液体）等の内容物側を向くように配置されるため、後述する付着物検出システムや付着物検出方法に適用した場合、有機生命体の検出部として機能する電極１３が前記の内容物に直接触れることなく、かつ、電極１３に有機生命体が付着することを防止しながら、有機生命体の付着を検知することができる。
【００１６】
「付着物検出システム」
図２は、本実施形態の付着物検出システムの一部を示す模式図である。
本実施形態の付着物検出システムは、上述の付着物検出センサ１０と、付着物検出センサ１０に接続され、電極１３のインピーダンスの変化を測定するインピーダンス測定装置２０と、を備える。
インピーダンス測定装置２０は、電流計２１と、交流信号源２２と、電圧計２３と、を備える。
交流信号源２２と電圧計２３は並列に接続されている。また、電流計２１と、交流信号源２２および電圧計２３とは直列に接続されている。
【００１７】
インピーダンス測定装置２０は、２つの端子２４，２５を介して、付着物検出センサ１０と電気的に接続されている。例えば、インピーダンス測定装置２０の端子２４と付着物検出センサ１０の端子１４Ａが接続され、インピーダンス測定装置２０の端子２５と付着物検出センサ１０の端子１４Ｂが接続される。
【００１８】
インピーダンス測定装置２０では、交流信号源２２から電極１３に交流電流を流した際に、電流計２１で交流電流を測定し、電圧計２３で交流電圧を測定し、交流電流と交流電圧の大きさの比と位相から、電極１３の複素インピーダンスを測定する。
電極１３のインピーダンスをＺ、電極１３の抵抗をＲ、虚数単位をｊ、電極１３におけるリアクタンスＸとした場合、インピーダンスＺは下記の式（１）で表わされる。
Ｚ＝Ｒ＋ｊＸ  （１）
また、アドミッタンス表記では、下記の式（２）で表わされる。
Ｙ＝Ｇ＋ｊＢ  （２）
（但し、式中、Ｙはアドミッタンス、Ｇはコンダクタンス、Ｂはサセプタンスである。）
【００１９】
本実施形態の付着物検出システムでは、付着物検出センサ１０の表面１０ａ（表面処理層１２の表面１２ａ）に有機生命体が付着している場合と、付着していない場合とでは、電極１３の抵抗値が変化し、その結果として、電極１３のインピーダンスが変化することを利用して、付着物検出センサ１０の表面１０ａにおける有機生命体の付着を検知する。
付着物検出センサ１０の表面１０ａに有機生命体が付着していない場合、電極１３の抵抗値の増加がないことから、上記の式（１）において、Ｒ＝０であるとすると、Ｚ＝ｊＸとなる。すなわち、このときの電極１３のインピーダンスＺは、図３に示す点Ａに相当する値となる。
一方、付着物検出センサ１０の表面１０ａに有機生命体が付着している場合、電極１３の抵抗値が増加し、上記の式（１）において、Ｒ＝αであるとすると、Ｚ＝α＋ｊＸとなる。すなわち、このときの電極１３のインピーダンスＺは、図３に示す点Ｂに相当する値となる。
【００２０】
このように、本実施形態の付着物検出システムよれば、付着物検出センサ１０の表面１０ａに有機生命体が付着している場合、付着物検出センサ１０の表面１０ａに有機生命体が付着していない場合よりも電極１３のインピーダンスが変化することを利用して、付着物検出センサ１０の表面１０ａにおける有機生命体の付着を検知することができる。
【００２１】
「付着物検出方法」
本実施形態の付着物検出方法は、上述の付着物検出センサ１０を用いた付着物検出方法であって、電極１３のインピーダンスの変化を測定することにより、付着物検出センサ１０の表面１０ａ（表面処理層１２の表面１２ａ）への有機生命体の付着を検知する方法である。
【００２２】
本実施形態の付着物検出方法では、例えば、上述の付着物検出システムを用いて、電極１３のインピーダンスの変化を測定することにより、付着物検出センサ１０の表面１０ａへの有機生命体の付着を検知することができる。
【００２３】
［第２の実施形態］
「付着物検出センサ」
図４は、本実施形態の付着物検出センサを示す概略断面図である。
本実施形態の付着物検出センサ３０は、防水性フィルム３１と、防水性フィルム３１の一方の面３１ａに形成された表面処理層３２と、防水性フィルム３１の他方の面３１ｂに設けられた光学特性検知手段３３と、を備える。
【００２４】
防水性フィルム３１および表面処理層３２としては、第１の実施形態述の防水性フィルム１１および表面処理層１２と同様のものが用いられる。
【００２５】
光学特性検知手段３３としては、付着物検出センサ３０の表面３０ａ（表面処理層３２の表面３２ａ）の光の屈折状態、光の反射状態、光の透過率等の光学特性を検知する手段が用いられる。
【００２６】
本実施形態の付着物検出センサ３０は、水槽、バッグ等の各種容器の内面、水等の流体が流れる配管等の管の内面、包装材の内面等に配置されて用いられる。この場合、付着物検出センサ３０は、光学特性検知手段３３が前記の容器等の対象物の内面側を向き、表面処理層３２が前記の対象物内に収容される流体（液体）等の内容物側を向くように配置される。
【００２７】
本実施形態の付着物検出センサ３０は、光学特性検知手段３３が前記の容器等の対象物の内面側を向き、表面処理層３２が前記の対象物内に収容される流体（液体）等の内容物側を向くように配置されるため、後述する付着物検出システムや付着物検出方法に適用した場合、有機生命体の検出部として機能する光学特性検知手段３３が前記の内容物に直接触れることなく、かつ、光学特性検知手段３３に有機生命体が付着することを防止しながら、有機生命体の付着を検知することができる。
【００２８】
「付着物検出システム」
本実施形態の付着物検出システムは、上述の付着物検出センサ３０と、付着物検出センサ３０に接続され、光学特性検知手段３３によって検知された表面処理層３２の光学特性（光の屈折状態、光の反射状態、光の透過率等）の変化を測定する光学特性測定手段と、を備える。
光学特性測定手段としては、付着物検出センサ３０の表面処理層３２における光の屈折状態（屈折率等）の変化を測定する装置、付着物検出センサ３０の表面処理層３２における光の反射状態の変化を測定する装置、付着物検出センサ３０の表面処理層３２における光の透過状態の変化を測定する装置等が挙げられる。
【００２９】
本実施形態の付着物検出システムでは、付着物検出センサ３０の表面３０ａ（表面処理層３２の表面３２ａ）に有機生命体が付着している場合と、付着していない場合とでは、表面処理層３２の光学特性が変化することを利用して、付着物検出センサ３０の表面３０ａにおける有機生命体の付着を検知する。
【００３０】
付着物検出センサ３０の表面３０ａに有機生命体が付着している場合、例えば、表面処理層３２における光の屈折状態（屈折率等）が変化する。そこで、例えば、予め有機生命体が付着していないときの付着物検出センサ３０の表面３０ａにおける光の屈折率を測定しておき、その屈折率を基準とする。そして、その基準となる屈折率に対して、付着物検出センサ３０の表面３０ａにおける屈折率が変化した場合、付着物検出センサ３０の表面３０ａに有機生命体が付着したと判断する。このとき、光学特性測定手段としては、屈折計等が用いられる。
【００３１】
また、付着物検出センサ３０の表面３０ａに有機生命体が付着している場合、例えば、表面処理層３２における光の反射状態（反射率等）が変化する。そこで、例えば、予め有機生命体が付着していないときの付着物検出センサ３０の表面３０ａにおける光の反射率を測定しておき、その反射率を基準とする。そして、その基準となる反射率に対して、付着物検出センサ３０の表面３０ａにおける反射率が変化した場合、付着物検出センサ３０の表面３０ａに有機生命体が付着したと判断する。このとき、光学特性測定手段としては、反射率測定器等が用いられる。
【００３２】
また、付着物検出センサ３０の表面３０ａに有機生命体が付着している場合、例えば、表面処理層３２における光の透過状態（透過率等）が変化する。そこで、例えば、予め有機生命体が付着していないときの付着物検出センサ３０の表面３０ａにおける光の透過率を測定しておき、その透過率を基準とする。そして、その基準となる透過率に対して、付着物検出センサ３０の表面３０ａにおける透過率が変化した場合、付着物検出センサ３０の表面３０ａに有機生命体が付着したと判断する。このとき、光学特性測定手段としては、透過率測定器等が用いられる。
【００３３】
このように、本実施形態の付着物検出システムによれば、付着物検出センサ３０の表面３０ａに有機生命体が付着している場合、付着物検出センサ３０の表面３０ａに有機生命体が付着していない場合よりも表面処理層３２の光学特性が変化することを利用して、付着物検出センサ３０の表面３０ａにおける有機生命体の付着を検知することができる。
【００３４】
「付着物検出方法」
本実施形態の付着物検出方法は、上述の付着物検出センサ３０を用いた付着物検出方法であって、表面処理層３２の光学特性の変化を測定することにより、付着物検出センサ３０の表面３０ａ（表面処理層３２の表面３２ａ）への有機生命体の付着を検知する方法である。
【００３５】
本実施形態の付着物検出方法では、例えば、上述の付着物検出システムを用いて、表面処理層３２の屈折率、反射率、透過率等の変化を測定することにより、付着物検出センサ３０の表面３０ａへの有機生命体の付着を検知することができる。
【００３６】
表面処理層３２の光学特性（屈折率、反射率、透過率）を測定する場合、表面処理層３２の表面３２ａまたは裏面３２ｂ側から表面処理層３２の光学特性の変化を測定してもよい。
表面処理層３２の屈折率を測定する場合、表面処理層３２の表面３２ａまたは裏面３２ｂ側から光を照射して、そのときのそれぞれの面側における屈折率を測定すればよい。
表面処理層３２の反射率を測定する場合、表面処理層３２の表面３２ａまたは裏面３２ｂ側から光を照射して、そのときのそれぞれの面側における反射率を測定すればよい。
表面処理層３２の透過率を測定する場合、表面処理層３２の表面３２ａまたは裏面３２ｂ側から光を照射して、そのときのそれぞれの面側に出射した光の透過率を測定すればよい。
【００３７】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０，３０・・・付着物検出センサ、１１，３１・・・防水性フィルム、１２，３２・・・表面処理層、１３・・・電極、１３Ａ・・・第１電極、１３Ｂ・・・第２電極、１４Ａ，１４Ｂ・・・端子、２０・・・インピーダンス測定装置、２１・・・電流計、２２・・・交流信号源、２３・・・電圧計、２４，２５・・・端子、３３・・・光学特性検知手段。
【図１】
2017151057.tif 000003
【図２】
2017151057.tif 000004
【図３】
2017151057.tif 000005
【図４】
2017151057.tif 000006