JP2005272802A - 防汚性船底塗料ならびにこれを使用する水中構造物等への生物付着防止方法 - Google Patents

Abstract

【要 約】
【課 題】 環境汚染のおそれのない抗菌剤を使用し、長期に効果の持続する防汚性船底塗料を実現する。
【解決手段】 ヨウ化ポリビニルピロリドン、ヨウ化シクロデキストリン等の有機ヨウ素化合物を直接、あるいは珊瑚粉、トルマリン粉、活性炭粉等の粉粒状担体に担持させたものを塗料に混入して防汚性船底塗料とし、船舶のほか杭体、水上浮遊体の水中部分に使用する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、船舶やブイなどの水上浮遊体の吃水線より下の部分、水中に打設する杭等の水中構造物（以下本明細書では、水上浮遊体、水中構造物を合わせて「水中構造物等」という）に使用するのに好適な防汚性を有する船底塗料ならびにこれを使用する水中構造物等への生物付着防止方法に関する。

航海日数の長い大型客船、タンカーなどの船底にはフジツボ、カキ等の貝類や海藻類が付着、繁殖して水中の走行抵抗を増大させるので、これを防止するため船底、すなわち船舶の主として吃水線より下の部分には、通常の防錆塗料の他に、防汚塗料とよばれるものが塗布される。図７は船舶Ｓとその船底の防汚塗料部Ｂを示す概念図、図８は船底部における塗膜の模式図で、１は船体の鋼板、２は第１層であるプライマ層、３は第２層の防錆塗料（１号船底塗料ともいう）層、４は第３層の防汚塗料（２号船底塗料ともいう）層である。ＦＲＰ製等の小型船舶では船体に直接防汚塗料を塗布することもある。

貝類、藻類は生物であるから、防汚塗料としては毒性のあるものが有効であり、古くは鉛や錫を含有する塗料がこの目的に使用されたが、海洋環境汚染の問題から使用されなくなり、無害で防汚性のみを有する塗料がさまざまに開発されている。

特許文献１には、置換フェノール系化合物、およびカルバミン酸系化合物を含有することを特徴とし、家庭用や業務用の空調機内にあるクロスフローファン、フィルタ等に塗布する抗菌、防黴性の塗料が記載されている。それまでの抗菌剤、例えばハロゲン系、有機砒素系、四級アンモニウム塩等に比較して毒性が低く環境破壊につながるおそれがなく、長期にわたって微生物の付着、繁殖を効果的に防止できるとしている。

特許文献２には、ε−ポリリジン、ε−ポリリジン塩を抗菌剤とし、ヨードもしくは四級アンモニウム塩をさらに含有する抗菌性塗料が記載されている。ε−ポリリジンはヒト必須アミノ酸Ｌ−リジンのオリゴペプチドであり、厚生省（当時）の既存添加物名簿に収録されている食品保存料であるから、安全性指向、天然物指向の時流にかない、また天然の無機系抗菌剤であるヨードは着色性故に使用が制限されているが、微小量の添加では実用上差し支えがないとしている。これはこの塗料が金属製品、ガラス製品、陶磁器、プラスチック製品、紙製品など食品容器や食器を含むさまざまな製品に対して付与を想定している故に衛生面における安全性を重視している結果と判断される。

特許文献３には、シリカゲル、ゼオライト、燐酸カルシウム、その他の金属化合物などの担体に銀化合物ならびに有機ヨウ素化合物および／または有機臭化物を担持させてなる塗料などの抗菌性組成物が記載されている。特許文献３に記載の発明は、従来より安全で長期にわたって有効な無機抗菌剤とされている銀化合物が光に対して鋭敏で、分解して金属銀を生じ、変色するために使用量が制限されるという問題点を改善することを目的としている。また使用する有機ヨウ素化合物としては、２，３，３−トリヨードアリルアルコール、テトラヨードエチレンが好ましいとしている。
特開平８−２７７３７１号公報 特開２００１−４０２７３号公報 特開２０００−１３６１０７号公報

本発明は、環境汚染の問題の少ないヨウ素を抗菌剤として使用し、できるだけこれを長期に塗膜内に保持させて徐々に放出するようにした防汚性を長く持続する船底塗料、ならびにこれを使用する水中構造物等への生物付着防止方法を実現することを目的とする。

本発明は、ポリビニルピロリドンヨード、シクロデキストリンヨードのいずれか一方または両方を主成分とする抗菌剤を塗料に混入したことを特徴とする防汚性船底塗料、あるいは粉粒状担体にポリビニルピロリドンヨード、シクロデキストリンヨードのいずれか一方または両方を主成分とする抗菌剤を担持させたものを塗料に混入したことを特徴とする防汚性船底塗料である。

あるいはまた本発明は、前記の防汚性船底塗料を表面に塗布したシート体であるか、このシート体を筒状に成形してなる筒状体であるか、また前記の防汚性船底塗料を少なくとも水中となる部分の表面に塗布してなる杭体であるか、前記の防汚性船底塗料を少なくとも水中となる部分の表面に塗布してなる水上浮遊体である。

また本発明は、前記の防汚性船底塗料を水中に打設する杭体の少なくとも水中となる部分の表面に塗布することを特徴とする杭体への水中生物付着防止方法であるか、前記のシート体または筒状体を水中に打設する杭体の少なくとも水中となる部分の表面に装着することを特徴とする杭体への水中生物付着防止方法であるか、あるいはまた前記の防汚性船底塗料を少なくとも水中となる部分の表面に塗布することを特徴とする水上浮遊体への水中生物付着防止方法である。

本発明によれば、元来海中に天然に存在するヨウ素を抗菌剤として使用するので環境汚染の問題がなく、防汚性の長く持続する船底塗料が実現して船舶の運航コストが削減されるとともに水中構造物等のメンテナンスが効率化されるという優れた効果を奏する。

本発明では、船底塗料に抗菌剤として有機ヨウ素化合物を混入する。微粉状の有機ヨウ素化合物を直接塗料に混入するやり方と、有機ヨウ素化合物を粉粒状担体に含浸、担持させたものを塗料に混入するやり方と２とおりある。

有機ヨウ素化合物は、抗菌作用のあるヨウ素を内部に含有し、長期間にわたって徐々にこれを水中に放出するものであることが重要である。組織が緻密で微細なすきまを有し、ヨウ素をこの中に含浸させて保持する有機ヨウ素化合物あるいはヨウ素包接体として、ＰＶＰＩ（ポリビニルピロリドンヨード、ポピドンヨード）、あるいはＣＤＩ（シクロデキストリンヨード、シクロデキストリンヨウ素包接体）が最も適している。これらはいずれも海草、海産動物、あるいは海水中のヨウ素を抽出し、合成高分子であるポリビニルピロリドンやシクロデキストリンと反応させ、乾燥させた粒子状である。両者を比較すると、ＣＤＩはＰＶＰＩよりもやや組織が粗く、比較的安価で、ヨウ素の含浸率も高いがヨウ素の放出もそれだけ速い。ＣＤＩは数カ月程度、ＰＶＰＩは２年以上の長期にわたって効果が持続する。

粉粒状担体に含浸させるのは、ヨウ素を内部に保持し、寿命を長くするのが主たる目的である。粉粒状担体は珊瑚、トルマリン、活性炭、竹炭、麦飯石等を粉砕したものである。珊瑚は珊瑚虫が形成する石灰質の骨格であるが、海中にあって他の生物、貝類や藻類が付着しないことでも知られている。珊瑚粉はこれを粉砕して粉末状にしたものである。トルマリンは電気石とも呼ばれ、天然石であるが微弱電流、あるいは電磁波を放射すると言われ、海洋生物はこれを忌避して付着しない。

活性炭、竹炭、麦飯石等はいうまでもなく浄水器、空気清浄機等のフィルタとして使用される吸着性、殺菌性の高い物質で、これまた生物の付着、繁殖は見られない。

これらの粉粒状担体に有機ヨウ素化合物を含浸、担持させるやり方のひとつに「熱間吸水法」がある。粉粒状担体を30〜500℃に加熱して、常温の有機ヨウ素化合物液内に投入することにより、担体内部の空隙内の空気が急冷されて空隙内が負圧になり、圧力差によって周囲の液が空隙内に侵入し含浸状態となるのである。有機ヨウ素化合物を液状にするには水溶液とするか、アルコールなどの溶媒に溶かせばよい。

混入させる相手の塗料は特に限定しないが、一般に船底塗料とされているものがよい。ただし、組織の緻密なエポシキ樹脂塗料などはせっかく混入した抗菌剤を塗膜内に封じ込めてしまうので表面に現れず、防汚効果を発揮しにくいから、適当ではない。

塗料に対する抗菌剤の混入量については、塗料の種類によってもかなり異なるので一概に決められないが、一応の目安はＰＶＰＩの場合、容積比で抗菌剤10〜60％であり、抗菌剤があまり少なくても、また多くてもよい結果は得られなかった。ＰＶＰＩはヨウ素の含有量は10％程度なので、塗料に対しては正味１〜６％程度ということになる。

本発明者らは100×400ｍｍ程度の試験片に本発明の防汚性船底塗料を塗布し、漁港の一画に沈めて長期の浸漬試験を行う一方、小型船舶の船底に実際に塗布して耐久試験を行った。その結果、本発明品には２年以上にわたって貝類や藻類の付着が見られず、本発明の効果を実証することができた。

なお、本発明の防汚性船底塗料は従来一般の船底塗料と同様、船舶の船底部以外に発電所の冷却用海水導管の内面等、海水と接触する鋼製の構造物一般にも使用して効果がある。

以下、本発明の防汚性船底塗料の船底以外のさまざまな使用例、ならびにこの防汚性船底塗料を使用する水中構造物等への水中生物付着防止方法について説明する。

図１は水底に打設する杭体Ｐを示す斜視図で、Ｂは防汚塗料を直接塗布した防汚塗料部である。防汚塗料は、杭体Ｐの打設前に、刷毛塗り、吹き付け等で塗布する。塗布する範囲は少なくとも水中となる部分であるが、貝等の水中生物の付着防止を目的とする限りにおいて、太陽光の入射量が減少するとともに水中酸素濃度が低下する深海部分にはさして効果がないから、吃水線付近、あるいは干満帯と呼ばれる付近から水深せいぜい２ｍ程度までが有効である。

図２は同じく水底に打設する杭体Ｐを示す斜視図であるが、面状シート5aに防汚塗料を塗布したものを巻き付け、必要箇所を結束材６で結束して固定している。面状シート5aは長方形の布あるいは樹脂フィルム等の薄いシートである。結束材６は金属バンド、樹脂バンド、針金、ひも等、いずれでもよい。

このように杭体Ｐに直接塗布せず、シート体を用いることにより、長期の使用で防汚塗料の効果が弱くなったりシート体表面が汚れてきた場合等に、杭体Ｐはそのままでシート体のみを交換することができる。

図３も水底に打設する杭体Ｐを示す斜視図である。防汚塗料を杭体Ｐに直接塗布せず、防汚塗料を塗布したシート体を使用することは図２の場合と同様であるが、長方形の面状シートの代わりに長尺シート5bを使用する点が異なっている。長尺シート5bを包帯のように巻き付け、末端を接着等により固定することで結束材６を不要とすることもできるし、巻き付け杭長にかかわりなく長尺シート5bを事前製作し、コイル状に巻いて保管、現地搬入することができるので便利である。

図４も水底に打設する杭体Ｐを示す斜視図である。この例では防汚塗料を塗布したシートを筒状に成形した筒状体７を杭体Ｐにかぶせて防汚塗料部としている。図３、図４のいずれも劣化に際して容易に新品と交換できることは図２の例と同様である。

図５は、図１〜４で示した杭体Ｐを使用して、例えば海苔養殖用の網を海中に設置した場合の例を示す正面図で、Ｎは海苔網である。海中に打設する海苔網の支柱は、細い場合はいわゆる杭ではなく樹脂パイプ、木柱、金属パイプなどの場合もあるが本明細書ではすべて杭体とよぶ。また、短期間のうちに打ち込んだり抜いたりする仮設のものも本発明の杭体に含まれる。このような杭体Ｐの少なくとも水中となる部分の表面について、本発明の防汚塗料を直接塗布するか、シート体、または筒状体を装着して防汚塗料部Ｂが形成されている。海苔の養殖の場合、年サイクルで網を引き揚げるから、そのタイミングを利用して防汚塗料部を更新することができる。

図６はブイ、ポンツーンなどの水上浮遊体における使用例を示す正面図で、Ｆは水上浮遊体、Ａはアンカーである。浮き灯台、敷設物の目標としてのブイ、浮き桟橋等の水上浮遊体Ｆは、案内杭あるいはアンカーにより位置が拘束された状態で水面に浮遊している。その少なくとも水中となる部分の表面について、本発明の防汚塗料を直接塗布して防汚塗料部Ｂを形成する。水上浮遊体Ｆの形状が単純であれば、直接塗布せずに前記したようなシート体を使用することもできる。なお、防汚塗料の本来の用途である船舶も、水上浮遊体の一種とみなすことができる。

本発明の実施例における杭体を示す斜視図である。 同じく本発明の実施例における杭体を示す斜視図である。 同じく本発明の実施例における杭体を示す斜視図である。 同じく本発明の実施例における杭体を示す斜視図である。 本発明の実施例における杭体の使用状態を示す正面図である。 本発明の実施例における水上浮遊体を示す正面図である。 本発明に係わる船舶とその船底部を示す概念図である。 本発明に係わる船底部における塗膜の模式図である。

符号の説明

１ 鋼板
２ プライマ層
３ 防錆塗料層
４ 防汚塗料層
5a 面状シート
5b 長尺シート
６ 結束材
７ 筒状体
Ａ アンカー
Ｂ 防汚塗料部
Ｆ 水上浮遊体
Ｎ 海苔網
Ｐ 杭体

Claims (9)

1. ポリビニルピロリドンヨード、シクロデキストリンヨードのいずれか一方または両方を主成分とする抗菌剤を塗料に混入したことを特徴とする防汚性船底塗料。
2. 粉粒状担体にポリビニルピロリドンヨード、シクロデキストリンヨードのいずれか一方または両方を主成分とする抗菌剤を担持させたものを塗料に混入したことを特徴とする防汚性船底塗料。
3. 請求項１または２に記載の防汚性船底塗料を表面に塗布したシート体。
4. 請求項３に記載のシート体を筒状に成形してなる筒状体。
5. 請求項１または２に記載の防汚性船底塗料を少なくとも水中となる部分の表面に塗布してなる杭体。
6. 請求項１または２に記載の防汚性船底塗料を少なくとも水中となる部分の表面に塗布してなる水上浮遊体。
7. 請求項１または２に記載の防汚性船底塗料を水中に打設する杭体の少なくとも水中となる部分の表面に塗布することを特徴とする杭体への水中生物付着防止方法。
8. 請求項３または４に記載のシート体または筒状体を水中に打設する杭体の少なくとも水中となる部分の表面に装着することを特徴とする杭体への水中生物付着防止方法。
9. 請求項１または２に記載の防汚性船底塗料を少なくとも水中となる部分の表面に塗布することを特徴とする水上浮遊体への水中生物付着防止方法。
   

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