JP2004026893A - 防汚塗料組成物、海中物品類および防汚方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の防汚剤の使用量を大きく減少しても、長期間すぐれた防汚効果を維持することのできる、環境に負荷の少ない、安全な防汚塗料組成物を提供する。
【解決手段】少なくとも１種の希土類元素を含有する天然鉱物の粉末の１種または２種以上を塗料固形分中に１０〜８０重量％含有することを特徴とする防汚塗料組成物。
【選択図】　　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水棲汚損生物（付着生物）が、海中物品類、たとえば船舶、海中構築物、海水導水管、養殖用および定置用の漁網ならびにこれらに使用される浮き子、ロープなどの漁網付属具に付着するのを長期にわたって防止するための防汚塗料組成物、および該防汚塗料組成物を塗布した船舶、海中構築物、海水導水管、漁網または漁網付属具などの海中物品類、および該防汚塗料組成物を船舶、海中構築物、海水導水管、漁網または漁網付属具などの海中物品類に適用する防汚方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海中物品類、たとえば船舶の船底（水没部および喫水部を含む）、海中構築物、発電所導水管、養殖用および定置用の漁網ならびにこれらに使用される浮き子、ロープなどの漁網付属具などは、海中で長期間保持されるため、海藻類、フジツボ、セルプラ、コケムシ、カキ、イガイなどの水棲汚損生物の付着が激しく、それらの保守に多大の労力と費用をかけている。特に、船舶の場合は、船底にこのような水棲汚損生物が付着し繁殖すると、船の表面の摩擦抵抗が大きくなり、船速の低下や燃費の増大を招き、膨大な経済的損失となる。
【０００３】
これらの水棲汚損生物の付着を防止するために、これらの表面には、各種防汚塗料が塗布されている。これらの防汚塗料としては、従来はトリブチル錫化合物を防汚剤としたものが使用されてきた。特にトリブチル錫共重合体は、塗膜表面が海水中で徐々に加水分解し、活性成分であるトリブチル錫基が溶出するとともに、樹脂成分も海水に溶解し、塗膜表面が常に更新され、長期間防汚効果が維持されることから、防汚塗料に広く使用されてきた。しかし、環境に対する配慮などから、日本国内では、１９９７年に使用が中止された。また、海外においても２００３年にはトリブチル錫化合物の使用が中止される方向である。
【０００４】
そのため、トリブチル錫化合物を防汚剤として用いた防汚塗料に替わるものとして、銅化合物、亜鉛化合物、チオカーバメイト化合物、チウラム化合物、マレイミド化合物、有機塩素化合物、有機ホウ素化合物などの防汚剤を有効成分とする防汚塗料が使用されてきている。しかし、これらの防汚剤は、毒性が強いため、そのまま海水中に放出されると、化合物によっては海水を汚染し、環境や人体に悪影響を及ぼすことが懸念される。したがって、これら防汚剤の使用量をできる限り少なくするか、安全性が確認されている防汚剤を使用する必要がある。
【０００５】
そこで、環境に対して負荷の少ない安全な防汚塗料が望まれ、いろいろな試みがなされている。例えば、特公昭５３−３５９７４号公報、特開昭５３−７９９８０号公報、特公昭６０−３４３３号公報では、塗膜の表面張力を利用した、反応硬化型のシリコーンゴムを用いた防汚塗料が開示されているが、これらは、非常に価格が高く、塗膜が脆弱で防汚効果も弱いことから、発電所の導水管では利用されているが、船底など他の用途では用いられていない。塗膜表面に微小な電気を流し海水を電解する方法や天然物から抽出した付着生物の忌避物質を用いる方法などが試みられているが、未だ防汚効果が充分満足できるものは見出されていない。また、特開２００２−８０３１５号公報では、バストネス石、モナズ石（モナザイト）などの７０〜９４％と電気石３〜２７％およびジルコン石３〜２７％とからなる混合物を添加し、マイナスイオンによる海洋生物の付着防止効果を期待する方法が開示されているが、防汚剤を用いずにこの混合物を防汚塗料に添加するだけでは、充分な防汚効果が得られない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の点に鑑みて、従来の無機防汚剤および有機防汚剤の使用量を大きく減少しても、長期間すぐれた防汚効果を維持することのできる、環境に負荷の少ない、安全な防汚塗料を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記の観点から、鋭意検討を進めた結果、防汚塗料に希土類元素を含有する天然鉱物の粉末を有効成分として用いることにより、長期間防汚効果を持続せしめることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明はつぎの防汚塗料組成物、防汚塗料組成物を塗布した海中物品類、海中物品類の防汚方法を提供する。
（１）少なくとも１種の希土類元素を含有する天然鉱物の粉末の１種または２種以上を塗料固形分中に１０〜８０重量％含有することを特徴とする防汚塗料組成物。
（２）希土類元素を含有する天然鉱物が、モナザイト、バストネス石、ゼノタイム、ユウクセナイト、フェルグソナイトおよびイオン吸着鉱よりなる群から選ばれる少なくとも１種である前記（１）に記載の防汚塗料組成物。
（３）希土類元素を含有する天然鉱物が、０．１〜２０重量％のＴｈＯ_２および／またはＴｈ_３（ＰＯ_４）_４を含有する前記（１）または（２）に記載の防汚塗料組成物。
（４）さらに防汚剤を含有する前記（１）〜（３）のいずれかに記載の防汚塗料組成物。
（５）防汚塗料組成物が海中物品類用の防汚塗料組成物である前記（１）〜（４）のいずれかに記載の防汚塗料組成物。
（６）前記（１）〜（５）のいずれかに記載の防汚塗料組成物が塗布されてなることを特徴とする海中物品類。
（７）前記（１）〜（５）のいずれかに記載の防汚塗料組成物により、海中物品類の表面に防汚塗膜を形成することを特徴とする防汚方法。
【０００９】
ここで、海中物品類とは、海中（海上、海底、海岸を含む）で海水と接触する表面を有する物品類をいい、移動物、浮遊物、固定物を問わない。船舶類、海中に固定された石油掘削装置などの構築物、発電所などにおける海水（冷却水）を通す導水管類、養殖用および定置用の漁網類ならびにこれらに使用される浮き子、ロープなどの漁網付属具などを包含する概念である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の防汚塗料組成物は、有効成分として、希土類元素を含有する天然鉱物を使用することを特徴とする。希土類元素を含有する天然鉱物は防汚効果が優れると共に、毒性が弱く、環境への負荷の少ない。
【００１１】
前記天然鉱物に含有される希土類元素としては、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムなどがあげられ、防汚効果の点から、セリウム、イットリウム、ランタン、ネオジム、サマリウム、ユウロピウムなどがより好ましい。該天然鉱物は希土類元素の１種を含有するものであってもよく、２種以上含有するものであってもよい。
【００１２】
本発明において、有効成分として用いられる希土類元素を含有する天然鉱物としては、特に限定されるものではないが、一般的にはモナザイト、バストネス石、ゼノタイム、ユウクセナイト、フェルグソナイト、イオン吸着鉱などがあげられる。これら希土類元素を含有する天然鉱物は単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１３】
本発明における希土類元素を含有する天然鉱物としては、さらにＴｈＯ_２および／またはＴｈ_３（ＰＯ_４）_４を含有するものが、より優れた防汚効果が得られる点から好ましい。希土類元素とＴｈＯ_２および／またはＴｈ_３（ＰＯ_４）_４を含有する天然鉱物としては、モナザイト、バストネス石、ゼノタイム、ユウクセナイト、フェルグソナイト、イオン吸着鉱などがあげられるが、好ましくはモナザイト、バストネス石、ゼノタイムである。希土類元素を含む天然鉱物中に含まれるＴｈＯ_２および／またはＴｈ_３（ＰＯ_４）_４の含有量は、特に制限されるものではないが、通常０．１〜２０重量％であり、好ましくは、１〜１０重量％である。ＴｈＯ_２および／またはＴｈ_３（ＰＯ_４）_４の含有量が、前記範囲未満では防汚効果の向上が充分でなく、一方前記範囲を超えると防汚効果はよいが、放射線量の関係から取り扱いが難しくなる。
【００１４】
本発明は、希土類元素を含有する天然鉱物と、電気石、ジルコン石との併用を排除するものである。前述の特開２００２−８０３１５号公報では、バラスト石、モナズ石などと電気石、ジルコン石との併用を必須とし、それによりマイナスイオンを発生させて海洋生物の付着防止効果が得られるとされており、バラスト石、モナズ石などの単独使用により海洋生物付着防止効果が得られることは示されていない。本発明においては、バラスト石、モナズ石などの希土類元素を含有する天然鉱物の単独使用によっても防汚効果が得られ、それにより従来の防汚剤の使用量を大幅に減少しても、充分な防汚効果が得られることが見出された。
【００１５】
本発明の防汚塗料組成物は、有効成分として、希土類元素を含有する天然鉱物を使用することを除いては、その他の成分、組成割合などはとくに限定されない。
【００１６】
本発明の防汚塗料組成物は、船舶用、海中構築物用、発電所導水管用、漁網用び漁網付属具用などの用途により一部組成が異なるが、基本的には希土類元素を含有する天然鉱物以外の成分としては、樹脂、顔料（体質顔料を含む）、さらに必要に応じ、可塑剤、沈降防止剤、たれ止め剤などの添加剤、溶剤などが使用される。また、本発明の防汚塗料組成物は、特に防汚剤を必要としないが、使用する場合は、通常の防汚塗料よりも、防汚剤の配合量を著しく減少しても充分な防汚効果をあげることができる。
【００１７】
本発明の防汚塗料組成物に用いられる樹脂としては、特に限定されるものではないが、たとえば、アクリル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ビニル樹脂、スチレンーブタジエン樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル／アルキルビニルエーテル樹脂、クマロン樹脂、合成ゴム、塩素化ポリエチレン、ウッドロジン、ガムロジン、ロジン金属塩、変性ロジンなどがあげられる。また、特公平５−３２４３３号公報、特開平７−１０２１９３号公報および特開平８−１９９０９５号公報に示されているような、有機ケイ素エステル基含有共重合体や、特公平６−２３３１９号公報、特公平６−６７９７５号公報および特公平８−２０９００５号公報に示されているような金属カルボキシル基含有共重合体などの加水分解型といわれる樹脂も使用することができる。これらの樹脂は、単独であるいは２種以上を組み合せて使用できる。
【００１８】
また、本発明の防汚塗料組成物に用いられる顔料としては、特に限定されるものではないが、たとえば、酸化亜鉛、ベンガラ、タルク、酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化カルシウム、ベントナイト、バライタ、フタロシアニンブルー、カーボンブラック、紺青などがあげられ、これらは単独であるいは２種以上を組み合せて使用できる。
【００１９】
本発明の防汚塗料組成物に用いられる可塑剤としては、フタル酸エステル類、アジピン酸エステル類、リン酸エステル類、流動パラフィン類、塩素化パラフィン類、シリコーンオイル類、ポリブテン類、ワセリン類、ジアルキルスルフィド化合物類などがあげられ、これらは単独であるいは２種以上を組み合せて使用できる。
【００２０】
沈降防止剤、たれ止め剤としては、たとえば、酸化ポリエチレン、各種のアミド化合物などがあげられる。
【００２１】
本発明の防汚塗料組成物には、通常溶剤が含まれる。溶剤としては、特に限定されるものではなく種々の溶剤が使用でき、たとえばベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶剤、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、ジオキサン、ジエチルエーテルなどのエーテル系溶剤、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールなどのアルコール系溶剤、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤、ミネラルスピリット、ミネラルターペンなどの石油系溶剤などがあげられる。これらの溶剤は、単独であるいは２種以上を組み合せて使用できる。
【００２２】
本発明の防汚塗料組成物には、漁網用防汚剤や船底塗料などに使用される従来公知の防汚剤を使用することができる。無機防汚剤としては、たとえば亜酸化銅、銅粉、チオシアン酸銅などの銅化合物や銅−ニッケル合金などがあげられる。金属を含む有機化合物としては、ナフテン酸銅、オキシン銅、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジンクピリチオン、銅ピリチオン、エチレンビスジチオカルバミン酸亜鉛、金属を含まない有機防汚剤としては、トリフェニルボロン化合物、テトラアルキルジスルフィド化合物、２，４，５，６−テトラクロロイソフタロニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルジクロロフェニル尿素、４，５−ジクロロ−２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾロン−３−オン、２−メチルチオ−４−ｔ−ブチルアミノー６−シクロプロピルアミノ−ｓ−トリアジン、２，３−ジクロロ−Ｎ−２’，６’−ジエチルフェニルマレイミド、３，４−ジクロロフェニル−１，１−ジメチル尿素、ビスジメチルジチオカルバモイルジンクエチレンビスジチオカーバメート、３−ヨード−２−プロピニルブチルカーバメートなどがあげられる。これらの防汚剤は単独であるいは２種以上を組み合せて使用できる。
【００２３】
本発明の塗料組成物においては、これらの防汚剤の使用量を従来の半量以下にしても、長期間防汚効果を保つことができる。具体的には、無機防汚剤の場合は、防汚剤の使用量が塗料組成物の全固形分量に対して、８０重量％以下が好ましく、より好ましくは５〜５０重量％、さらに好ましくは１０〜４０重量％である。また、有機防汚剤の場合は、防汚剤の使用量が塗料組成物の全固形分量に対して、２０重量％以下が好ましく、より好ましくは０．１〜１０重量％、さらに好ましくは１〜５重量％である。無機防汚剤および有機防汚剤は、前記の使用量でそれぞれ単独で用いてもよく、前記の使用量で併用してもよい。
【００２４】
本発明の防汚塗料組成物における希土類元素を含有する天然鉱物の配合量は、塗料組成物の全固形分量に対して１０〜８０重量％であり、より好ましくは２０〜５０重量％である。希土類元素を含む天然鉱物の配合量が前記範囲未満では、防汚効果が弱く、一方前記範囲を超えると、塗膜が脆く接着性も弱くなり、防汚塗料としての機能が果たせなくなる傾向がある。
【００２５】
希土類元素を含む天然鉱物は粉末の形態で使用で使用される。粉砕の方法は、特に制限されるものではないが、たとえばローラーミル、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、ハンマーミルなどで粉砕することができる。使用する粉末の粒径は、特に制限されるものではないが、好ましくは５００μｍ以下である。
【００２６】
本発明の防汚塗料組成物は、前記した成分を混合し、必要に応じて各種添加剤を配合し、混合することにより製造することができる。各成分の混合方法および各種添加剤の添加方法、混合順序および添加順序なども種々の方法で行うことができる。
【００２７】
本発明の防汚塗料組成物は、それを海中物品類、たとえば船舶の船底、海中構築物、発電所導水管、養殖用または定置用の漁網もしくはこれらに使用される浮き子、ロープなどの漁網付属具の表面に塗布することにより、水棲汚損生物の付着を防止し、優れた防汚性を発揮する。海中物品類、たとえば船舶の船底、海中構築物、発電所導水管、養殖用または定置用の漁網もしくはこれらに使用される浮き子、ロープなどの漁網付属具などへの塗布方法は、たとえば、吹きつけ塗装、刷け塗り、ローラー塗り、浸漬塗装など、目的物に合わせた塗布方法を用いることができる。
【００２８】
【実施例】
つぎに実施例、比較例をあげて本発明を説明する。各例中の％および部はそれぞれ重量％および重量部を示す。
【００２９】
実施例１〜７および比較例１〜６
表１に記載の成分を表１に記載の配合量（部数）で添加、混合して、防汚塗料を得た。
【００３０】
得られた各防汚塗料を硬質塩化ビニル樹脂板（１００ｍｍ×２００ｍｍ×２ｍｍ）の両面に乾燥塗膜で約２００μｍになるように塗布した。この試験板を三重県尾鷲湾の海面下１．５ｍに浸漬して付着生物による試験板の汚損を６ヵ月観察した。その結果を表２に示す。なお、表中の数字は、試験板の全面積に対する汚損生物の付着面積の比率（％）を表す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
【表２】

【００３３】
【発明の効果】
表２の結果から明らかなように、希土類元素を含有する天然鉱物の粉末を配合した本発明の防汚塗料組成物は、防汚剤の配合量を大きく減少しても長期にわたって水棲汚損生物の付着を防止できる。したがって、環境に負荷の少ない防汚塗料組成物を提供できる。

Claims (7)

1. 少なくとも１種の希土類元素を含有する天然鉱物の粉末の１種または２種以上を塗料固形分中に１０〜８０重量％含有することを特徴とする防汚塗料組成物。
2. 希土類元素を含有する天然鉱物が、モナザイト、バストネス石、ゼノタイム、ユウクセナイト、フェルグソナイトおよびイオン吸着鉱よりなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の防汚塗料組成物。
3. 希土類元素を含有する天然鉱物が、０．１〜２０重量％のＴｈＯ_２および／またはＴｈ_３（ＰＯ_４）_４を含有する請求項１または２に記載の防汚塗料組成物。
4. さらに防汚剤を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の防汚塗料組成物。
5. 防汚塗料組成物が海中物品類用の防汚塗料組成物である請求項１〜４のいずれかに記載の防汚塗料組成物。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の防汚塗料組成物が塗布されてなることを特徴とする海中物品類。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載の防汚塗料組成物により、海中物品類の表面に防汚塗膜を形成することを特徴とする防汚方法。