JPH04298574A - 水生生物の付着防止材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】本発明は船底、港湾施設、生簀等
へのフジツボ、イガイ等の水生生物の付着を防止する材
料に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】船舶や各種港湾施設、あるいは漁網、生
簀等の漁獲施設等、海水に曝されているものには、フジ
ツボ、イガイ等が付着生棲し、これら施設等の機能低下
や耐久性の劣化をもたらしている。このため従来から船
底に塗布してこれら水生生物の付着を防止する塗料が開
発されている。しかしながらそれらによる水生生物の防
除効果は必ずしも満足のゆくものが得られておらず、加
えてこれらの塗料の多くは錫化合物を含有していること
から、これらが溶出拡散することによる周辺の海域や海
棲生物の汚染も指摘されている。また本出願人はこのよ
うな実情の中、既に幾種類かの塗料の開発を行なってい
るが、特に水生生物に電気的な刺激を与えることによっ
てその付着を防止できることに着目して出願をしている
（特願昭６３−２０４４２０号）。

【０００３】

【開発を試みた技術的事項】本発明はこのような背景に
艦みなされたものであって、電気的刺激により水生生物
が船底等に付着することを防止した水生生物の付着防止
材料の開発を試みたものである。

【０００４】

【発明の構成】

【目的達成の手段】即ち本出願に係る第一の発明たる水
生生物の付着防止材料は、電解液の存在により電極系を
形成し得る二種以上の物質を吸水性樹脂に担持させたも
のを塗料成分に混入して成ることを特徴として成るもの
である。

【０００５】また本出願に係る第二の発明たる水生生物
の付着防止材料は、イオン化傾向の異なる二種以上の金
属を吸水性樹脂に担持させたものを塗料成分に分散して
成ることを特徴として成るものである。

【０００６】更に本出願に係る第三の発明たる水生生物
の付着防止材料は、前記要件に加えて前記イオン化傾向
の異なる二種以上の金属が、前記塗料成分中において同
一の吸水性樹脂の分散滴に担持されていることを特徴と
して成るものである。

【０００７】更に本出願に係る第四の発明たる水生生物
の付着防止材料は、前記要件に加えて前記イオン化傾向
の異なる二種以上の金属が、前記塗料成分中において互
いに異なる吸水性樹脂の分散滴に担持されていることを
特徴として成るものである。これら発明により前記目的
を達成せんとするものである。

【０００８】以下本発明を具体的に説明する。まず本発
明の原理について簡単に説明する。図１は電解液Ｗに金
属棒Ｍを差し込んだものであり、金属棒Ｍからは金属イ
オンＭｚ＋が電解液Ｗ中に溶出し、金属棒中にはＺ個の
電子ｅ−が存在する様子を示すものである。即ちこれを
一つの系とみれば、この系からは金属棒Ｍから電子ｅ−
を放出できる状態にあり、その系特有の電位を有するこ
とになる。本発明においてはこのような系を電極系とし
て定義する。

【０００９】このような電極系を接続したものが電池で
あり、例えばボルタの電池は電解液として希硫酸、また
金属棒Ｍとして亜鉛及び銅を用い、亜鉛と銅との標準電
極電位の差により一定の起電力を生じて銅側から亜鉛側
への電流を生じるものである。このような電池作用は二
種類の金属粉末の間に電解液が存在することによっても
成立し得る。本発明はこのような原理に基づいてなされ
たものであって、塗料中に種類の異なる電極系を形成さ
せて、これら電極系の間に流れる電流により水生生物の
忌避作用をせんとするものである。

【００１０】以下電極系の例を挙げて具体的に説明する
。まず電解液の存在により電極系を形成し得る二種以上
の物質としてそれぞれ金属が適用できる。即ち金属Ｍは
金属イオンＭＺ＋溶液中でＭＺ＋＋Ｚｅ−→（還元）←
（酸化）Ｍの平衡状態にあり，金属・金属イオン電極系
を形成する。ここで参考のために金属・金属イオン電極
系の電極反応及び標準電極電位を掲げると以下のように
なる。

【００１１】

【００１２】このような標準電極電位の順は金属のイオ
ン化傾向の大小に対応するものであり、念のため以下に
イオン化傾向の大小を表したイオン化列を掲げる。 Ｌｉ＞Ｃｓ＞Ｋ＞Ｂａ＞Ｓｒ＞Ｃａ＞Ｎａ＞Ｍｇ＞Ｂｅ
＞Ａｌ＞Ｍｎ＞Ｚｎ＞Ｃｒ＞Ｆｅ＞Ｃｄ＞Ｃｏ＞Ｎｉ＞
Ｓｎ＞Ｐｂ＞（Ｈ）＞Ｓｂ＞Ｃｕ＞Ｈｇ＞Ａｇ＞Ｐｔ＞
Ａｕ

【００１３】本発明に適用される電極系を形成する二種
以上の金属は上記イオン化列中の任意の金属を選び得る
が、ここに掲げていない金属であっても構わない。また
二種以上の金属を選択する基準として、各金属・金属イ
オン電極系の標準電極電位より求まる起電力を参考とで
きる他、分極の起こり易さ、水との反応性、金属の有害
性等を考慮して適宜選択することができる。

【００１４】次にこのように電解液の存在により金属・
金属イオン電極系を形成しうるイオン化傾向の異なる二
種以上の金属粉末が担持される吸水性樹脂について説明
する。塗料中において金属粉末が電極となるためには金
属がイオン化する電解液が必要であり、また電解液は他
の金属イオンとの間で電子ｅ−の移動の媒体となる点に
おいても必要である。しかし塗料中に初めから電解液が
存在したのでは塗料保管中に電池作用が消耗してしまう
。そこで金属の粉末を吸水性樹脂に担持させておくこと
により、塗料保管中は電流の発生を抑え、また使用時に
はこの吸水性樹脂が海水を吸収してゲル化し、この海水
を介在して電子の移動を可能としたのである。

【００１５】このような吸水性樹脂としてはポリビニル
アルコール、ポリアクリル酸ソーダ、メチルセルローズ
、カルボキシメチルセルローズ、ポリエチレンオキサイ
ド、ポリビニルピロリドン、アクリル酸アミド、ゼラチ
ン、ニカワ、カゼイン、ポリペプタイド、デンプン、セ
ルローズ、デキストリン、アルブミン、ダイズタンパク
、アラビアゴム、トラガントゴム、フノリ、寒天、アル
ギン酸ソーダ等の水溶性樹脂が挙げられるが、これらに
限定されるものではない。尚、この他にも酢酸ビニル−
アクリル酸メチル共重合体ケン化物、ビニルアルコール
−アクリル酸塩共重合体、アクリル酸−アクリル酸エス
テル共重合体、ポリアクリロニトリル系ケン化物、でん
ぷん−アクリロニトリルグラフト共重合体またはでんぷ
ん−アクリル酸共重合体等の高吸収性樹脂を適用しても
よい。

【００１６】次にイオン化傾向の異なる二種以上の金属
粉末を吸水性樹脂に担持させたものを混入する塗料は、
通常の船底防汚用の塗料のものと同じ構成のものを適用
できる。即ち樹脂成分、体質顔料、着色顔料、可塑剤、
添加剤などを必要に応じて適宜の割合で混合したもので
ある。ここで樹脂成分としては、例えば塩化ゴム、塩化
ビニル、塩化ビニル・プロピオン酸ビニル、塩素化ポリ
オレフィン、アクリル樹脂、スチレン・ブタジエン、ロ
ジン、ロジンエステル、ロジン石鹸等があり、また体質
顔料としては炭酸カルシウム、タルク、珪石粉、硫酸バ
リウム、クレー等がある。更に着色顔料としては、チタ
ン白、弁柄、可塑剤としてはジオクチルフタレート、ト
リクレジルホスヘート、塩化パラヒン、添加剤としては
沈殿防止剤、垂下防止剤、レベリング剤等がそれぞれ挙
げられる。

【００１７】以上は金属・金属イオン電極系の組合せに
よるものであるが、塗料内で形成されうる電極系の組み
合わせはこれらに限るものではなく、この他にも気体電
極系、酸化・還元電極系及びその他の電極系をそれぞれ
相互に組み合わせたり、これらと金属・金属イオン電極
系とを組合せてもよい。ここで参考のために本発明に適
用しうる各種電極系の電極反応及び標準電極電位を以下
に掲げる。

【００１８】

【００１９】また電解液がアルカリ性の場合には、金属
がイオン化したときには酸化物か水酸化物になるため電
極反応も異なってくることが多い。尚、本発明では塗料
使用時に吸水性樹脂が海水を吸収してゲル化し、この海
水を介在して電子の移動を可能としたものであるから電
解液はＰＨ８．２〜８．４で通常は弱アルカリ性と考え
られるが、例えば吸水性樹脂にアルカリ金属やアルカリ
土類金属等を含む場合には、吸水性樹脂の吸収する海水
のＰＨが更に高くなる場合も考えられる。そこで一応こ
のような場合も想定し、電解液がアルカリ性の場合にも
本発明が適用されうる範囲としてその電極反応及び標準
電極電位を以下に掲げておく。

【００２０】

【００２１】尚、組み合わされる電極系では、いずれか
の電極系で電子を放出し、他方の電極系で電子を受け取
るという酸化還元反応が行なわれているのであるから、
以上掲げた各種の電極系の他にも酸化還元反応をなし得
るものであれば電極系を構成し得る。

【００２２】次に電解液の存在により電極系を形成し得
る二種以上の物質として、一例としてイオン化傾向の異
なる金属を適用して成る水生生物の付着防止材料の作成
方法について説明する。まず二種以上の金属粉末の吸水
性樹脂またはその水溶液への分散及びこのものと塗料成
分との混合分散は、ポーセレインボールミル、遠心式グ
ラインドミル等の適宜の分散装置を用いて行なう。

【００２３】また金属粉末を吸水性樹脂に担持させ、こ
れを塗料成分に混合分散する場合には、吸水性樹脂中に
金属粉末を分散し、この金属粉末を取り出してこれを加
熱乾燥することにより金属粉末の表面が吸水性樹脂で覆
われた粒体を作成し、この粒体を塗料成分に混合分散さ
せるという方法と、吸水性樹脂中に金属粉末を分散し、
これらをそのまま塗料成分に混合分散する方法とがある
が、いずれの方法を適用しても構わない。

【００２４】更にイオン化傾向の異なる二種以上の金属
粉末を吸水性樹脂またはその水溶液に分散させる場合に
は、二種以上の金属粉末同士をあらかじめ混合し、この
ものを吸水性樹脂に分散させる方法と、各種の金属粉末
をそれぞれ別々の吸水性樹脂に分散させる方法とが採り
得る。前者の方法で作成されたものを塗料成分に混合分
散させた場合には、図２（ａ）に示すように各金属粉末
Ｍ１、Ｍ２が同じ吸水性樹脂の分散滴Ｂの中に存在する
ことになる。因みにこのような状態で金属粉末が担持さ
れている場合には、吸水性樹脂が海水を吸収した時に一
つの分散滴中において各金属間で電子の移動が行なわれ
るため電池が形成される確率が高くなる。

【００２５】一方後者の方法で作成されたものを塗料成
分に別々に混合分散させた場合には、図２（ｂ）に示す
ように各金属粉末Ｍ１、Ｍ２が異なる吸水性樹脂の分散
滴Ｂ１、Ｂ２の中に存在することになる。因みにこのよ
うな状態で金属粉末が担持されている場合には、吸水性
樹脂が海水を吸収した時に異なる分散滴Ｂ１、Ｂ２の間
で電子の移動がなされなければ電池が形成されないから
、その分電流が発生する確立は小さくなるが、吸水性樹
脂に金属粉末を担持させた各種のものをあらかじめ用意
しておき、用途に応じてこれらから適宜の異種金属の組
み合わせを選択して塗料成分中に混合する方法が採り得
るから、異種金属の組み合わせに自由度を持たせること
ができ、忌避効果の持続性やその他の特性に応じた種々
の不着防止材料を必要に応じて適宜作成することができ
る。

【００２６】

【発明の作用】本発明では船底等に塗付された付着防止
材料に分散される吸水性樹脂が、海水を吸収して吸水性
樹脂がゲル化し、この海水が電解液の作用をしてイオン
化傾向の異なる各金属がイオン化してそれぞれに異なる
電極系を形成する。これにより各電極系の間で電流が流
れ、この電流の作用により水生生物の付着が防止される
。また湖、川、発電所、ダムで使用する建造物、配管等
に本発明たる不着防止材料を適用することもでき、その
場合には水及びこれに溶解している各種イオンが吸水性
樹脂に吸収されることで海水中で使用したのと同様な作
用をなす。尚、本発明は電流による水生生物の忌避作用
を主体とするものであるが、電極系として選択した金属
のイオンがそれ自体で忌避効果を有する時には、特に他
の電極系としてこの金属よりイオン化傾向の小さな金属
を選択した場合には、両電極系で電池が形成される結果
として、金属のイオン化は平衡状態に達することなく忌
避効果を有する金属のイオン化が持続的になされること
になる。その結果、電流による忌避作用は金属イオンに
よる継続的な忌避作用と相まって相乗的な忌避効果が得
られる。

【００２７】

【実施例】吸水性樹脂として日本合成化学株式会社製の
ポリビニルアルコールたるゴーセノールＧＭ−１４水溶
液を用い、イオン化傾向の異なる金属として山石金属株
式会社製造販売のアルミニウム粉（ＶＡ−２００平均粒
径５〜１０μ）と三井金属鉱業株式会社製造の銅粉（Ｍ
Ｆ−Ｄ３平均粒径１３μ）を用い、また塗料成分として
アクリル樹脂を使用した。

【００２８】〈実施例１〉ゴーセノールＧＭ−１４の１
０％水溶液５０部に対してアルミニウム粉１部と銅粉１
部とを一緒に混入し、これを攪拌しながら乾燥させたも
のをコーヒーミルとボールミルとで粉砕する。この粉砕
したものをふるい分けして粒径を１００μ以下とし、こ
のもの４０部をアクリル樹脂６０部に混合分散させて水
生生物の付着防止材料とする。

【００２９】〈実施例２〉ゴーセノールＧＭ−１４の１
０％水溶液を二つ用意し、一方の水溶液２５部に対して
アルミニウム粉１部を混入し、他方の水溶液２５部に対
して銅粉１部を混入し、これらをそれぞれ攪拌しながら
乾燥させたものをコーヒーミルとボールミルとで粉砕す
る。このようにして粉砕したものを各々ふるい分けして
粒径を１００μ以下とし、両者から２０部づつをとって
アクリル樹脂６０部に混合分散させて水生生物の付着防
止材料とする

【００３０】

【発明の効果】本発明は以上述べたような構成を有する
ものであり、次のような効果が確認された。まず効果確
認のためのテスト手法であるプレートテスト、ビーカー
テスト、藻付着テスト及び海洋テストについて説明する
。

【００３１】プレートテストは図３に示すように適宜寸
法のポリエステル系Ｆ．Ｒ．Ｐ．基板１上に、本発明た
る水生生物の付着防止材料Ｔを直径５ｃｍの円状に塗布
し、そのほぼ中央に殼長３ｃｍのムラサキイガイＡを水
平に固定し、このムラサキイガイからの足糸ａの付着の
様子をみるものである。尚、ムラサキイガイはフジツボ
と並んで付着試験に使用される代表的水生生物であり、
海洋構築物に付着し易いこと等の理由でこの生物を実験
に採用した。そしてムラサキイガイＡを固定する具体的
手法は、付着防止材料Ｔが塗布された中央部に１、２ｍ
ｍの厚さのゴム片を介在させてムラサキイガイを瞬間接
着剤等で固着し、一週間ほど海水槽中に置いてその足糸
の着床状況を観察する。

【００３２】またビーカーテストは図４に示すように内
周面及び内底面に付着防止材料Ｔを塗布したビーカーＶ
内に海水を入れ、ビーカー底部にムラサキイガイＡをお
いて、その足糸の着床状況を観察するものである。この
テストはプレートテストと併せていわばダブルチェック
の意味で行なうものであって、特にムラサキイガイを固
定しないことでムラサキイガイの自由度を増し、より実
際に近い環境下での着床状況を観察することに意義があ
る。

【００３３】更に藻付着テストは１５×１００×１．５
ｍｍのＦＲＰ製のプレートＰに付着防止材料Ｔを塗布し
、これを海水を入れたフラスコＦ中に藻Ｓとともに一カ
月以上沈めておき、プレートＰへの藻の付着状況を観察
するテストである。尚、藻の付着状況をテストする意義
は、船底に付着する貝類等は胞子が船底に付着すること
を契機として繁殖するが、藻が船底に付着している場合
には胞子が付着しやすく、逆に藻が付着しにくい場合に
は胞子が付着せず貝類等の繁殖しにくいことから、藻の
付着状況をみれば水生生物の忌避効果が判定できるから
である。

【００３４】更にまた海洋テストはテストプレートに付
着防止材料を塗布したものを一カ月以上海中に沈めてお
き、水生生物の付着状況を観察するものである。プレー
トテストはサンプル数を６、ビーカーテストはサンプル
数を４、また藻付着テストサンプル数を２としてテスト
を行なった。その結果は表１のとおりである。

【００３５】

【表１】

【００３６】これによればプレートテスト、ビーカーテ
ストのいずれにおいても、実施例１、実施例２の各付着
防止材料塗布部への足糸の付着は見られなかった。また
藻の付着テストでも実施例１、実施例２ともに付着防止
材料塗布部への藻の付着は見られず、特に実施例１では
藻自休が枯れてしまった。更に海洋テストにおいても水
生生物の付着は全く見られなかった。以上の結果より、
本発明に係る水生生物の付着防止材料は、水生生物の忌
避効果があることが認められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】吸水性樹脂の分散滴に二種以上の金属粉末が分
散している状態を示す模式図である。

【図３】本発明たる水生生物の付着防止材料の試験方法
であるプレートテストを示す斜視図である。

【図４】本発明たる水生生物の付着防止材料の試験方法
であるビーカーテストを示す斜視図である。

【図５】本発明たる水生生物の付着防止材料の試験方法
である藻付着テストを示す斜視図である。

【符号の説明】

１　　　　　　ポリエステル系Ｆ．Ｒ．Ｐ．基板Ａ　　
　　　　ムラサキイガイ ａ　　　　　　足糸 Ｂ　　　　　　分散滴 Ｂ１　　　　分散滴 Ｂ２　　　　分散滴 Ｆ　　　　　　フラスコ Ｍ　　　　　　金属棒 Ｍ１　　　　金属粉末 Ｍ２　　　　金属粉末 Ｐ　　　　　　プレート Ｓ　　　　　　藻 Ｔ　　　　　　付着防止材料 Ｖ　　　　　　ビーカー Ｗ　　　　　　電解液

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電解液の存在により電極系を形成し得
   る二種以上の物質を吸水性樹脂に担持させたものを塗料
   成分に混入して成ることを特徴とする水生生物の付着防
   止材料。
2. 【請求項２】　　イオン化傾向の異なる二種以上の金属
   を吸水性樹脂に担持させたものを塗料成分に分散して成
   ることを特徴とする水生生物の付着防止材料。
3. 【請求項３】　　前記イオン化傾向の異なる二種以上の
   金属が、前記塗料成分中において同一の吸水性樹脂の分
   散滴に担持されていることを特徴とする請求項２記載の
   水生生物の付着防止材料。
4. 【請求項４】　　前記イオン化傾向の異なる二種以上の
   金属が、前記塗料成分中において互いに異なる吸水性樹
   脂の分散滴に担持されていることを特徴とする請求項２
   記載の水生生物の付着防止材料。