JP6370859B2 - 植物成長調整用コーティング組成物 - Google Patents

Description

本発明は、コーティング組成物に関する。

用水路や貯水槽等の屋外の水には、通常、藻等の植物が入り込む可能性があり、このためこれらの水における植物の増殖、及び悪臭発生が問題となることがある。このような問題は、屋外の水に止まらず、屋内の水においても生じ得る。例えば、観賞用の動植物等を含む水槽や花瓶等においても、動植物にもともと付着していた藻等の植物、或いは空気中のエアロゾル内の藻等の植物によって、同様の問題が生じることがある。

このような問題に対しては、原因（藻等の植物）を除去したり、その発生を抑制したりするための剤を、水中に投入する方法が提案されている（特許文献１等）。しかしながら、この方法は、屋外の大量の水に対しては現実的ではないし、屋内の閉鎖空間内の水に対しては、水の入れ替え毎に剤を投入する必要があり、効率的ではない。

一方、表面をコーティングすることによって、表面への汚物の付着を防止する方法が提案されているが、この方法では、コーティング表面周囲の水中の原因物質を除去したり、その発生を抑制したりすることはできない。

特開２００７−１５３８５２号公報

本発明は、コーティング対象表面に接触する植物の成長調整作用を発揮できる、コーティング組成物を提供することを課題とする。

本発明者は鋭意研究を進めた結果、コロイダルシリカ及び溶剤を含有する、コーティング組成物であれば、上記課題を解決できることを見出した。この知見に基づいてさらに研究を進めた結果、本発明が完成した。即ち、本発明は、下記の態様を包含する。

即ち、本発明は、下記の態様を包含する：
項１． コロイダルシリカ及び溶剤を含有する、コーティング組成物．
項２． 前記コロイダルシリカが、シリカナノ粒子、酸化ナトリウム、及び分散媒としての水を含有する、項１に記載のコーティング組成物．
項３． 前記溶剤がアルコールを含有する、項１又は２に記載のコーティング組成物．
項４． さらにホウ素化合物及び亜鉛化合物、又はジルコニウム化合物を含有する、項１〜３のいずれかに記載のコーティング組成物．
項５． 植物成長調整用である、項１〜４のいずれかに記載のコーティング組成物．
項６． 成長調整対象植物が藻である、項５に記載のコーティング組成物．
項７． コーティング対象表面に接触する液体中の植物成長調整用である、項５又は６に記載のコーティング組成物．

本発明によれば、コーティング対象表面に接触する液体自体に対する植物成長調整作用を発揮できる、コーティング組成物を提供することができる。このため、本発明のコーティング組成物は、藻等の植物が存在し得る水が接触する表面（例えば、農業用水の配管表面、水槽や花瓶の内表面、石等）のコーティング用に特に適している。本発明のコーティング組成物により、藻等の植物の成長を抑制すれば、例えば水環境を適切に保つことが可能であるし、藻等の植物の成長を促進すれば、例えば飼料、エネルギー原料、食糧、健康食品、サプリメント等の原料となる植物体を効率的に生産することが可能である。

実施例５で準備した水槽を上から見た模式図を示す。矢印は水流の方向を示す。

本明細書中において、「含有」及び「含む」なる表現については、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。

本発明は、コロイダルシリカ及び溶剤を含有する、コーティング組成物に関する（本明細書において、「本発明のコーティング組成物」と示すこともある。）。以下、本発明のコーティング組成物について説明する。

コロイダルシリカは、シリカナノ粒子が溶媒中に分散した分散体であり、この限りにおいて特に限定されない。

コロイダルシリカ中の分散媒は、シリカナノ粒子を分散させることができるものである限り特に限定されない。該分散媒としては、例えば水、メタノール、イソプロパノール、ジメチルアセトアミド、エチレングリコール、エチレングリコールモノｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸エチル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン等が挙げられ、好ましくは水が挙げられる。また、分散媒として水が用いられる場合、分散媒は、アルカリ性分散安定剤（例えば水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム等）を含まないことが好ましい。

シリカナノ粒子の形状は特に限定されないが、球状であることが望ましい。

シリカナノ粒子の粒径は特に限定されないが、例えば１〜１００ｎｍ、好ましくは２〜５０ｎｍ、より好ましくは５〜２５ｎｍ、さらに好ましくは１０〜１５ｎｍである。

コロイダルシリカ中のシリカナノ粒子の含有量は、シリカナノ粒子の分散性が保てる限りにおいて特に限定されない。該含有量は、コロイダルシリカ１００質量％に対して、例えば５〜４０質量％、好ましくは１０〜３０質量％、より好ましくは１５〜２５質量％である。

コロイダルシリカには、酸化ナトリウムが含まれることが好ましい。酸化ナトリウムを含む場合、コロイダルシリカ中の酸化ナトリウムの含有量は、コロイダルシリカ１００質量％に対して、例えば０．０５質量％以下、好ましくは０．０１〜０．０５質量％、より好ましくは０．０２〜０．０４質量％である。

コロイダルシリカのｐＨは特に限定されない。該ｐＨは、例えば１〜５程度、好ましくは２〜４程度である。

コロイダルシリカは、公知の方法に従って又は準じて製造したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品の具体例としては、例えば日産化学工業（株）製のスノーテックス−Ｏまたはその同等品を挙げることができる。

コロイダルシリカは、１種単独を用いてもよいし、２種以上を組み合わせたものを用いてもよい。

コロイダルシリカの含有量は、特に限定されない。該含有量は、溶剤１００質量部に対して、例えば０．１〜５０質量部、好ましくは０．５〜４０質量部、より好ましくは１〜３０質量部、さらに好ましくは１．５〜２５質量部である。

コロイダルシリカの含有量は、本発明のコーティング組成物を植物成長抑制により好適に用いることが可能となるという観点から、溶剤１００質量部に対して、例えば５〜５０質量部、好ましくは１０〜４０質量部、より好ましくは１５〜３０質量部、さらに好ましくは１５〜２５質量部である。

コロイダルシリカの含有量は、本発明のコーティング組成物を植物成長促進により好適に用いることが可能となるという観点から、溶剤１００質量部に対して、例えば０．１〜１０質量部、好ましくは０．５〜５質量部、より好ましくは１〜４質量部、さらに好ましくは１〜３質量部である。

溶剤としては、特に限定されないが、例えばアルコール等の有機溶媒を使用することが好ましい。アルコールとしては、例えばエタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール等の炭素数１〜４のアルカノール等を挙げることができる。また、溶剤としては、１種単独を用いてもよいし、２種以上を適宜組み合わせたものを用いてもよい。

溶剤は公知の方法に従って又は準じて製造したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。

溶剤の含有量は、特に限定されない。該含有量は、本発明のコーティング組成物１００質量％に対して、例えば５０〜９９質量％、好ましくは６０〜９８質量％である。

溶剤の含有量は、本発明のコーティング組成物を植物成長抑制により好適に用いることが可能となるという観点から、本発明のコーティング組成物１００質量％に対して、例えば５０〜９０質量％、好ましくは６０〜８０質量％、より好ましくは６５〜７５質量％である。

溶剤の含有量は、本発明のコーティング組成物を植物成長促進により好適に用いることが可能となるという観点から、本発明のコーティング組成物１００質量％に対して、例えば７０〜９９質量％、好ましくは８５〜９９質量％、より好ましくは９０〜９９質量％、さらに好ましくは９３〜９８質量％である。

本発明のコーティング組成物は、植物成長抑制により好適に用いることが可能となるという観点から、さらにホウ素化合物及び亜鉛化合物を含有することが好ましい。

ホウ素化合物は、特に限定はされないが、例えばホウ酸等が挙げられる。

限定的な解釈を望むものではないが、本発明のコーティング組成物に配合されたホウ素化合物は、組成物中において（一部又は全部が）ホウ酸イオンの状態で存在すると考えられる。斯かるホウ酸イオンの状態は、特に限定はされず、ホウ酸二水素イオン（Ｈ_２ＢＯ_３ ⁻）、ホウ酸水素イオン（ＨＢＯ_３ ^２−）若しくはホウ酸イオン（ＢＯ_３ ^３−）のいずれの状態であってもよい。

ホウ酸化合物の含有量は、特に制限されない。該含有量は、植物成長抑制作用の観点から、溶剤１００質量部に対して、例えば０．００５〜１０質量部、好ましくは０．０３〜２質量部、より好ましくは０．１〜１質量部、さらに好ましくは０．２〜０．５質量部である。

亜鉛化合物は、銀を含む化合物である限り特に制限されず、例えば亜鉛の塩が挙げられる。亜鉛の塩としては、亜鉛の無機酸塩及び亜鉛の有機酸塩が挙げられるが、好ましくは亜鉛の無機酸塩が挙げられる。亜鉛の無機酸塩としては、例えば硝酸亜鉛、酸化亜鉛、硫化亜鉛等が挙げられるが、好ましくは硝酸亜鉛が挙げられる。亜鉛の有機酸塩としては、乳酸亜鉛、クエン酸亜鉛、酢酸亜鉛、カプリン酸亜鉛、アジピン酸亜鉛等のカルボン酸亜鉛が挙げられる。

亜鉛化合物は、１種単独を用いてもよいし、２種以上を組み合わせたものを用いてもよい。

限定的な解釈を望むものではないが、本発明のコーティング組成物に配合された亜鉛化合物は、組成物中において（一部又は全部が）亜鉛イオンの状態で存在すると考えられる。斯かる亜鉛イオンの価数は、２価であることが好ましい。

亜鉛化合物の含有量は、特に制限されない。該含有量は、植物成長抑制作用の観点から、溶剤１００質量部に対して、例えば０．００５〜１０質量部、好ましくは０．０２〜１質量部、より好ましくは０．１〜０．５質量部、さらに好ましくは０．１５〜０．３質量部である。

上記植物成長抑制により好適な態様においては、少量の水が配合されていてもよい。この場合の水の含有量は、特に制限されるものではないが、溶剤１００質量部に対して、例えば１〜４５質量部、好ましくは５〜３５質量部、より好ましくは１０〜３０質量部、さらに好ましくは１７〜２７質量部である。

本発明のコーティング組成物は、植物成長促進により好適に用いることが可能となるという観点から、さらにジルコニウム化合物を含有することが好ましい。

ジルコニウム化合物は、ジルコニウムを含む化合物である限り特に制限されず、例えばジルコニウムのアルコキシドが挙げられる。このようなアルコキシドにおけるアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数１〜４のアルコキシ基が挙げられ、好ましくはブトキシ基が挙げられる。また、このようなアルコキシドとしては、例えばジルコニウム（ＩＶ）エトキシド、ジルコニウム（ＩＶ）プロポキシド、ジルコニウム（ＩＶ）ブトキシド等が挙げられ、好ましくはジルコニウム（ＩＶ）ブトキシドが挙げられる。

ジルコニウム化合物の含有量は、植物成長促進の観点から、溶剤１００質量部に対して、例えば０．１〜１０質量部、好ましくは０．５〜５質量部、より好ましくは１〜４質量部、さらに好ましくは１〜３質量部である。

上記植物成長促進により好適な態様においては、コーティング効率、植物成長促進作用などの観点から、通常は水が配合されない。

本発明のコーティング組成物には、上記成分の他に、本発明の効果が著しく損なわれない限りにおいて、他の成分が含まれていてもよい。他の成分としては、例えばｐＨ調整剤、界面活性剤等が挙げられる。これら他の成分の含有量は、本発明の効果が著しく損なわれない限りにおいて特に限定されず、例えばコーティング組成物において通常採用される範囲から適宜設定することができる。他の成分の含有量は、溶剤１００質量部に対して、例えば１０質量部以下、好ましくは５質量部以下、より好ましくは１質量部以下である。

本発明のコーティング組成物は、植物成長調整用（植物成長抑制用、殺植物用、植物成長促進等）に好適に用いることができる。対象植物は、特に制限されないが、例えば藻等が挙げられる。本発明のコーティング組成物によれば、コーティング対象表面に接触する液体中の植物成長調整が可能となる。なお、本明細書において、「植物成長調整」には、植物一個体あたりのバイオマス量の変化を調整（抑制又は促進）すること、植物の数の変化を調整（抑制又は促進）すること等を包含する概念である。

本発明のコーティング組成物のコーティング対象表面は、特に限定されないが、好適には、液体が接触する（好ましくは恒常的に接触する）表面である。このような表面にコーティングすることにより、本発明のコーティング組成物の効果を十分に発揮することができる。この液体としては、特に限定されないが、例えば水が挙げられる。このような水としては、例えば上水、下水、雨水、農業用水、工業用水、河川水、海水、排水、廃水等、さらにはこれらの水を加工（例えば浄水処理等）して得られた水等が挙げられる。なお、「恒常的に接触する」とは、表面の一部又は全部に、常に接触することを意味する。

コーティング対象表面の具体例としては、例えば動植物の飼育及び／又は観賞用容器内への設置物（例えば、水槽や花瓶内の石等）、動植物の飼育及び／又は観賞用容器（例えば、水槽、花瓶等）の内表面、各種配管内表面、ホース内表面、貯水槽内表面、シンク表面、便器及びその付属物の水接触面（例えば便器内表面、洗浄ノズル表面、貯水タンク内表面等）、浴槽及び浴室表面等が挙げられる。

本発明のコーティング組成物で対象表面をコーティングする方法は特に限定されず、対象表面に応じて、公知の方法に従って又は準じた方法を採用することができる。具体例としては、スプレー、刷毛塗り、ディッピング等が挙げられる。コーティング後は、必要に応じて、余分な液体を、公知の方法（例えば乾燥等）に従って又は準じて除去することができる。

以下に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

実施例１．コーティング組成物の調製
以下に示す配合に従い、これらを適宜混合することにより、コーティング組成物を調製した：
・コロイダルシリカ（スノーテックス−Ｏ、日産化学工業社製）２１０ｇ
・ホウ酸（固形物、キシダ化学社製） ３ｇ
・硝酸亜鉛（６水和物、キシダ化学社製） ２ｇ
・エチノール １０００ｇ
・精製水 ２２０ｇ。

実施例２．コーティング組成物の調製
以下に示す配合に従い、これらを適宜混合することにより、コーティング組成物を調製した：
・コロイダルシリカ（スノーテックス−Ｏ、日産化学工業社製） ６０ｇ
・ジルコニウム（ＩＶ）ｎ−ブトキシド（和光純薬社製） ７０ｇ
・エチノール ２０００ｇ
・ブタノール １０００ｇ。

実施例３．コーティング石の作製
水槽用石４００ｇを、実施例１で得られたコーティング組成物に２０分間浸漬した。回収した石を、２日間、室温下で自然乾燥させた後、水道水で洗浄した。洗浄後の石を、１週間、室温下で自然乾燥させて、コーティング石を得た。

実施例４．コーティング石の作製
実施例２で得られたコーティング組成物を用いて、実施例２と同様にしてコーティング石を得た。

実施例５．植物成長試験
＜５−１．水槽の準備＞
材料：
・水槽（金魚ファミリーＳ 315x185x245mm(WxDxH) 容量 12L 水作株式会社製）
・LEDライト（フラットLED300 347x75x47mm(WxDxH) 385lm 寿工芸株式会社製)
・水流発生機（イーロカPF-381 ジェックス株式会社）
・CO2ガス
・ガスボンベ（1.7L)
・ガスバブル（CO2レギュレーター S7（電磁弁A2A付き）)
・CO2ストーン（いぶきCO2ストーン10Φ #180)
・チューブ （3x4mm)
・逆流防止弁（CO2チェックバブル V-358)
・バブルカウンター（C1V-301）
・キスゴム
・温度計
・pHメータ
・コーティング石（実施例３若しくは４）、又はコーティング未処理の水槽用石。

上記材料を用いて、金魚等の飼育が可能な水槽を準備した。具体的には、水槽の底面にコーティング石（実施例３若しくは４）又はコーティング未処理の水槽用石を敷き詰め、水流発生機を底部に設置し、水槽内への二酸化炭素の供給が可能なようにCO2ストーン等を底部に設置し、温度及びｐＨを随時測定可能なように各種計測器（温度計、pHメータ）を設置した。水槽を上から見た模式図を、図１に示す。

＜５−２．試験水の調製＞
表１に示される組成に従って、試験水を調製した。出目金魚水及び小金魚水は、出目金魚又は小金魚を飼育し、肉眼で藻類の顕著な繁茂が確認された水槽から採取した水である。水道水は、取水後、ポリ容器に入れ、10日間ほど放置した水である。１００×Ｍ１１改変培地は、ＮａＮＯ_３ １０ｇ／Ｌ、Ｋ_２ＨＰＯ_４ １ｇ／Ｌの組成を有する水溶液である。

＜５−３．植物成長試験＞
試験水を水槽に入れ、毎日二酸化炭素を30min-1hほど供給して水のｐＨを６〜７近傍にする処置をほどこし、水槽内の水の懸濁度合い（緑色：植物の成長・増殖の程度を示す）を、目視で観察した。懸濁度合いは、水槽の観察面から約１０ｃｍ〜水槽の観察面の反対側の面の近傍に存在する水流発生機の見え方を指標として、次のように評価した。結果を表２に示す。
１：水流発生機が、手前側から奥にかけて明瞭に見える。
２：水流発生機が、手前側から奥にかけて見えるものの、ぼやけて見える。
３：水流発生機が、手前側のみ、ぼやけてみる。
４：水流発生機が、見えない。

表２に示されるように、実施例３及び４のコーティング石の設置により水槽内の植物（主に藻類）の成長・増殖が調整された。具体的には、実施例３のコーティング石は成長・増殖の抑制に働き、実施例４のコーティング石は成長・増殖の促進に働くことが明らかとなった。

実施例６．殺植物試験
金魚を飼育中の水槽から採取した水（透明ではあるが、薄緑色：植物（主に藻類）が存在している状態）５０ｍＬ、及びコーティング石（実施例３）、又はコーティング未処理の水槽用石５ｇを、三角フラスコに入れた。このフラスコを、通気可能なキャップが被せられた状態で、振とうした。

その結果、コーティング未処理の水槽用石が入ったフラスコ内の水は、振とう開始からずっと薄緑色のままであったが、コーティング石（実施例３）が入ったフラスコ内の水は、振とう開始から３日後から色が薄くなり始め、９日後にはほぼ透明になった。

このことから、実施例３のコーティング石は、植物（主に藻類）を死滅させる作用（殺植物作用）を有することが示唆された。

Claims (4)

1. （Ａ）コロイダルシリカ、
   （Ｂ）溶剤、並びに
   （Ｃ）ジルコニウム化合物
   を含有する、植物成長促進用コーティング組成物（但し、光触媒を含有する植物成長促進用コーティング組成物を除く）。
2. 前記溶剤がアルコールを含有する、請求項１に記載のコーティング組成物。
3. 成長促進対象植物が藻である、請求項１又は２に記載のコーティング組成物。
4. コーティング対象表面に接触する液体中の植物成長促進用である、請求項１〜３のいずれかに記載のコーティング組成物。