2023-ILS用-セシルリサーチ藍色光技術紹介資料.pptx

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Copyright© Sessile Research Corporation.
ILS用セシルリサーチ技術紹介用（2023年9月20日）
株式会社セシルリサーチ山下桂司
１．会社概要及びフジツボ発生変態プロセスのご紹介
２．藍色LED光の生物作用のご紹介
３．超高輝度LED照射装置のご紹介
４．様々な適用性と開発・事業化状況、及びご提案内容
革新の「藍色LED光」で、
あらゆる汚損生物の付着繁殖をクリーンに抑制！

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付着生物（Sessile Organisms ）
㈱セシルリサーチ（Sessile Research Corporation）：
付着生物に特化した調査研究ビジネス
新規事業シーズ：調査試験法・付着防止法等の特許登録27件＋出願中
●本社所在地：〒672-8023兵庫県姫路市白浜町甲770番地
●設立：2006年3月27日 ●代表：代表取締役濵中剛
●役員：4名（濱中製鎖工業100%出資）
●社員：7名（理博2名、農博1名、農修2名他）
1. 付着生物の調査・対策コンサルティング
2. 室内生物試験（バイオアッセイ）
3. 試薬・機器システムの開発・販売（バイオセンサー）
4. 付着生物関連の新技術の研究開発（プロジェクト型）
主な顧客：電力会社、プラント・化学メーカーの研究所、大学等
アカフジツボ
クダウミヒドラ
ムラサキイガイ

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フジツボ類幼生の発生過程（各種付着生物の通年飼育）
フジツボ成体の飼育幼生の餌：藻類の培養フジツボ幼生の飼育
タテジマフジツボのライフサイクル

フジツボ類付着期（キプリス）幼生の付着・変態プロセス
Copyright© Sessile Research Corporation. 4
急速に成長発電所・船舶・水産養殖・水道事業等：
様々な深刻な被害

フジツボ類付着期（キプリス）幼生の付着・変態プロセス（動画）
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現行の対策（除菌を含む）問題点
海水電解型塩素等残留物による環境汚染
防汚塗料・環境汚染、・塗り替え必要
物理的な除去・清掃・3K作業
紫外線
・透過性低・ヒトへの危険性大
・突然変異体の形成可能性
※産業と多様な生物が共存できる低炭素社会を
ノンケミカルに実現したい！
開発の背景・経緯（現行の対策とその問題点）

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藍色（Blue Violet）の光
波長：400～420nm
【特徴】
自然光にかなりの割合で含まれている（50～60W/m2）波長光で
あり、高エネルギーと高透過性及び安全性（比較的）をバランス
よく兼ね備えた光である。

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藍色（BV）光：着想のきっかけ
波長（nm）
400 500 600 700
紫外線（UV）：
生物影響・殺菌
知見多数
青色（Blue）～：光合成等知見多数
e
フジツボ幼生：藍色（BV）光下でのみ強い蛍光を発光、潮間帯上部種ほど蛍光大
UV BV B G
※藍色（BV）光が、生物の着生分布に
重要な役割を果たしているのではないか？

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深紫外線と藍色光との比較
【フジツボ付着期幼生を閉殻・無反応とする照射量】
・深紫外線（ピーク波長253.7nm）；2.5 x 104 [Ｗ・sec/m2]
・藍色LED光（ピーク波長405nm）；1.3 x 107 [Ｗ・sec/m2]
※深紫外線の方が藍色
光より520倍高い効果
【海水中の透過率】
波長450nmでの外洋水（1m）の透過率を100%とする時：
代表的な沿岸海洋水の透過率（Moser1992, Jerlov1976）；
波長nm 450 435 420 405 390 375 350 310 ・・ 254
透過率％ 58 51 45 38 28 23 10 2 ・・ 1
【各素材の透過率】
波長 / 素材
石英ガラス
1mm
ソーダ（窓）
ガラス4mm
アクリル
ポリエチレン
0.4mm
深紫外線（253.7nm） 99.9 0 0 60-70
藍色光（405nm） ca. 100 ca. 100 ca. 100 ca. 100
※海水に接するﾊｳｼﾞﾝｸﾞ:
深紫外線；石英ガラス
藍色光；アクリル等で可
※一定距離
～効果逆転

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アクリル板等の樹脂板の透過スペクトル
●PMMA:アクリル
●PC:ポリカーボネイト
●PP:ポリプロプレン
●藍色光（400～420nm）：ほとんどの透明・半透明樹脂を、高率で透過する。

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藍色光（波長400～420nm）の生物作用機序（酸化ストレス）
藍色光（BV; Blue-Violet）
ポルフィリン等の
光感作（色素）化合物
活性酸素
（ROS; O2
-, OH- 等）
酸化ダメージ
微生物細胞
透明・半透明の樹脂容器・包装材
※樹脂容器・包装材内の生鮮食品等を、外側からの照射で除菌可能。

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藍色光（波長405nm）に対するムラサキイガイ幼生の反応（閉殻）
藍色光
遊泳・匍匐
閉殻・停止
藍色光が付着生物の幼生に閉殻・忌避的な反応を生じさせること、及びバイ
オフォルムの形成を抑制することを世界に先駆けて発見、国内及び海外7カ
国で特許化（国内8件、海外3件）

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緑色・青色・藍色LED光照射下におけるフジツボ幼生の探索行動
●緑色光（波長520nm）
●青色光（波長460nm）
：探索行動継続
●藍色光（波長405nm）
：探索行動停止
閉殻・横転

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フジツボ付着期幼生に対する室内照射試験の結果
※波長405nm（藍色LED光）の放射照度150～200W/m2で、フジツボへの
付着変態を、ほぼ完全に抑制可能であることが確認された。 Copyright© Sessile Research Corporation.
405nmLED光放射照度とフジツボ幼生付着変態率
405nmLED光放射照度（W/m2）
幼
フ
ジ
ツ
ボ
率
（％）

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野外浸漬・高輝度LED光照射試験：照射光スペクトルと放射照度
●放射照度：各波長光とも、光照射口から距離10cmでの放射照度を1000w/m2に調整

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野外浸漬・高輝度LED光照射試験：生物付着に及ぼす各波長光の作用
●光源から10cmの放射照度：各1000 Wm-2
●光ファイバーにて水深2mの塩ビ板（20cmx110cm)へ送光・照射
●試験開始状況

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●対照（無照射）区では、藻類被覆及びコケムシ類・群体ホヤ類等が付着。
●青色LED光照射区では、潮間帯の上・中部に生息するフジツボ種類が密集付着。
●緑色LED光照射区では、潮下帯に生息するフジツボ種類が密集付着。
●一方、藍色光照射区の高照度域では、藻類等を含め、生物付着が全く観察されなかった。
野外浸漬・高輝度LED光照射試験：生物付着に及ぼす各波長光の作用
●試験開始から1ヶ月間後における生物付着状況（2018年9月20日～10月17・18日）
© Sessile Research
対照区
（無照射）
藍色光区
（波長405nm）
青色光区
（波長460nm）
緑色光区
（波長520nm）

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光ファイバーによる藍色LED光の海中塩ビ板照射試験の状況
（試験期間2ヶ月、光源から10cmでの放射照度3800Wm-2、バー;10cm)
点灯中
消灯
※藍色LED光の高照度域には各種生物が全く付着繁殖しない
LEＤ
素子
1個

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海洋細菌照射試験（寒天培地2段重ね）
（藍色LED光：400Wm-2の8時間照射、1日後)
1日後
上段下段
非照射区照射区非照射区照射区
※放射照度200Wm-2の藍色LED光照射により、フジツボ類、イガイ類、藻類、
細菌等の生物の付着繁殖をほぼ完全に抑制可能！
上段を除菌後、通過して、下段まで除菌！

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ビブリオ属細菌（食中毒の主な原因）室内照射試験
（藍色LED光：100W/m2の8時間照射、1日後)
対照区（非照射区）照射区（100W/m2x8時間）
除菌率：
100%
※照射量800W・h/m2の藍色LED光照射により、食中毒及び魚病の主な原因
の一つであるビブリオ属細菌の繁殖を完全に抑制可能！

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0
20
40
60
80
100
波長405nm LED光の放射照度（
Wm-2
）
と
照射時間
正常孵化率
（
%
）
光照射
なし
40W 80W 160W 320W 640W 1900W
2分 5秒 10秒 20秒 2分
受精卵への光照射
オニオコ
ゼの孵化仔漁
300 600 1200 2400 7300 （Wm-2 ）
150
波長405nmLED光の生物影響評価：受精卵の発生に対する影響評価
●生物影響：広島県立総合研究所水産海洋技術センターに評価試験を依頼
●高級魚オニオコゼの受精卵を材料として、受精卵の発生に対する影響を、正常孵化率から評価
●正常孵化率に関して、7300Wm-2の2分間照射でも影響は認められなかった。

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保有特許（①：関西電力殿との共有、②～⑨：中国電力殿との共有）
UVA及び藍色光による生物付着防止技術に関する保有特許
① 特許第5301314号：海棲付着生物の着生・繁殖を防止する方法（出願日：2009年2月20日）
② 特許第5740533号：付着期幼生の遊泳または匍匐停止方法（出願日：2012年8月14日）
③ 特許第6215968号：付着期幼生の遊泳または匍匐停止方法（出願日：2014年3月24日）
④ 特許第6215967号：光照射によって翼形類及びフジツボ類を殺す方法（出願日：2014年3月24日）
⑤ 特許第5940747号：フジツボ類の付着抑制方法（出願日：2014年12月8日）
⑥ 特許第5961771号：付着生物の付着防止方法（出願日：2015年3月25日）
⑦ 特許第5961772号：バイオフィルムの形成抑制方法（出願日：2015年3月25日）
（主要な②、⑤、⑥については、米・中・韓・星・英・仏・独でも特許登録）
⑧ 特許第7090270号：異物付着防止装置（出願日：2021年12月21日）
⑨ 特願2022-045787：水質計及び付着防止方法（出願日：2022年3月22日）
さらに、出願手続き中2件
①はUV-A、②～⑨は藍色光に関する特許 Copyright© Sessile Research Corporation.

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超高輝度照射装置の開発：
新規冷却（FGHP®:Fine Grid Heat Pipe）基板

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平板積層型マイクロヒートパイプ：FGHP（Fine Grid Heat Pipe）基板技術
上板中板下板
平板状チャンバー（厚さ2mm）内部の純水の蒸発⇔拡散・液化により冷却

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各実装時における温度分布比較
熱問題の解決⇒LEDの照度むらの消失＆長寿命化（連続点灯で6万～10万時間以上）
従来の銅基板を用いた
実装における温度分布
FGHP基板を用いた
実装における温度分布
（赤が高温
青が低温）
熱がこもるため、間隔を空けて実装せざるを得ない熱が速やかに排出されるため高密度実装が可能

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超高輝度・水中藍色LED灯（気中も開発可能）
・直径：115 mm
・高さ：52 mm (本体部。突起含まず)
・光源波長：405 nm
・表面実装型パッケージ140灯
・投入電力：208 W
・放熱部材質：真鍮
・下面カバー材質：高透過耐熱ガラス
・重量：真鍮シェル：2.6 kg
・光源の放射発散度：4.1×104 W/m2
・無段階調光
・直径約2mの範囲のフジツボ、藻類
及び細菌等の付着繁殖をほぼ完全
に抑制、直径3mの範囲の低減化
・耐水深：100m

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レンズ拡散板の利用により対象に応じた自在な形状の照射が可能
照射範囲（超高輝度藍色LED)：
直径2mの円（3.14m2）
≒1.8m x 1.8mの正方形
≒幅0.4m x 長さ8mの長方形
＝幅0.2m x 長さ16mの長方形

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Fig. イノベーションジャパン2012展示より
• 外径：Φ115
• 光束：最大 14,000 lm
LED水中灯(中型：140灯)
• 外径：Φ75
• 光束：最大 3,200 lm
LED水中灯(小型：40灯)
超高輝度・水中LED灯のラインアップ（試作含む）
小型中型大型
＜波長＞
●LED素子次第で自在に設定可
緑、青緑、青、白、藍など

29
クルーシャル・クーリング・パフォーマンス㈱資料
超高輝度・緑色LED水中灯の点灯テスト

30
平板凸レンズ
凹レンズ
●照射面積と放射照度：r2で変化
●径10cmの超高輝度緑色LED水中灯1台で、直径約5～10ｍの範囲の魚礁化への応用も可能。
クルーシャル・クーリング・パフォーマンス㈱資料
超高輝度・緑色LED水中灯の点灯テスト（平板レンズ、凹レンズ、凸レンズ）

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想定される様々な適用性
水生生物の付着制御
除菌・感染防止腐敗・悪臭防止、浄化
●臨海・水力・洋上発電所
●船舶、●水産設備●海洋
機器・センサー、●浮桟橋
●工場・水産用水の除菌
●養殖生物の魚病防止・除菌
●生鮮食品・工場・病院・住宅
・ミスト・ペット環境等の除菌
●生物・排泄物の腐敗防止
●悪臭防止
●有機汚濁水の浄化
光

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発電所バースクリーン及び取水路壁面における適用イメージ図
海水取水バースクリーンに適用：
最上流で、超高輝度の藍色LED光を照
射することによって、バースクリーン及
び下流壁面の生物付着を抑制する。
海水取水路壁面に適用：
超高輝度の藍色LED光を間欠照射す
ることによって、取水路壁面の生物付
着を抑制する。

33
船舶における適用イメージ図
船体
船舶プロペラに適用：
超高輝度の藍色LED光を照射すること
によって、プロペラ（特に中央部）への
生物付着を抑制する。
船体全体に適用：
多数の超高輝度LED灯を照射すること
によって、船体全体の生物付着を抑制
する。

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照射装置を搭載した小型船及び水中ドローンのイメージ図
照射装置搭載の自動制御小型船：
一定距離・低速で自動的に移動
照射装置搭載の水中ドローン：
生物付着部を集中照射しながら移動

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現在の開発・事業化状況とご提案内容
●現在、中国電力㈱殿の臨海発電所において、系統覗き窓の内面生物汚れ対策について
実証試験中。
●現在さらに、中堅・ベンチャーLEDメーカー4社を含め、合計13機関と協業開始中。
●2023度、以下の研究開発・実証制度に採択
●兵庫県1件（養殖魚病防止・除菌システム開発）
●神戸市1件（浮桟橋への生物付着防止の野外実証）
＜共同研究開発・協業のご提案＞
①発電所、船舶及びその他の海洋・淡水設備・機器への生物付着防止技術、除菌技術及
び浄化技術に関する現地実証試験のご協力、共同開発、協業、特許ライセンス等
以上

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