JPH11116858A - 塗料組成物 - Google Patents

塗料組成物

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JPH11116858A
JPH11116858A JP28553297A JP28553297A JPH11116858A JP H11116858 A JPH11116858 A JP H11116858A JP 28553297 A JP28553297 A JP 28553297A JP 28553297 A JP28553297 A JP 28553297A JP H11116858 A JPH11116858 A JP H11116858A
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JP
Japan
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group
rosin
monomer
tri
coating
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JP28553297A
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English (en)
Inventor
Shigeru Masuoka
茂 舛岡
Masayasu Ito
雅康 伊藤
Yasushi Kawamura
靖 河村
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NOF Corp
Original Assignee
NOF Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】長期浸漬後にも、塗膜表面に残さ層の形成がな
く、塗膜物性的にクラック、剥離等の欠陥を生じず、塗
膜消耗性が経時的に変化せず一定速度以上であり、海洋
生物付着防止性能が長期にわたって発揮でき、またリコ
ート性および艤装期間対応海洋生物付着防止性能が良好
な塗料組成物を提供する。 【解決手段】塗料組成物の必須成分といて、ロジン系化
合物とトリオルガノシリル基を有する不飽和単量体とヘ
ミアセタールエステル基を有する不飽和単量体とを含む
単量体混合物の共重合体と防汚剤とを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、海中の物体表面に
生物が付着するのを防止するための塗料組成物に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】海水中に浸漬されている船底、ブイ、漁
網(養殖網、定置網など)、水中汚濁防止膜、冷却のた
めの各種給排水管など、海中物体の表面には、フジツ
ボ、セルプラ、イガイ、藻類などの付着によって種々の
支障が起こる。それらの生物による汚損を防止するため
に、海中物体の表面に生物が付着するのを防止する塗料
が塗布されることはよく知られている。現在、海洋生物
の付着を防止する塗料に用いられる樹脂は、加水分解型
ポリマー系とロジン系とに大別される。
【0003】加水分解型ポリマー系で最も代表的なもの
としては、有機錫ポリマーが挙げられる。有機錫ポリマ
ーからなる塗料は、ポリマーに結合している有機錫基が
海水中で加水分解することで塗膜が消耗し、塗膜表面の
活性を維持する。また、加水分解した有機錫化合物も防
汚剤として機能するため、海洋生物の付着を長期にわた
って防ぐことができる。しかし、有機錫化合物は環境中
での蓄積性が高く、環境汚染の懸念から使用が規制され
ている。この有機錫ポリマーに代わる加水分解型ポリマ
ーとしては、特公平5−32433号公報、特開昭63
−215780号公報、特開平7−102193号公
報、特開平8−199095号公報等に示されているよ
うな有機シリル基含有ポリマーが数多く提案されてい
る。
【0004】また、ロジン系塗料は、ロジンがアルカリ
溶液に対し微溶解性を持ち、弱アルカリ性である海水
(pH≒7.8〜8.2)に溶解するため(pH=8.
1の海水に8.6×10-5モル/リットル)、防汚剤を
効果的に海水中に徐放することができる。ロジンはこの
海水に対する微溶解性のため、広く海洋生物付着防止塗
料に用いられ、多くの出版物にもその使用が記載されて
いる。例えば、「色材工学ハンドブック」(第821頁
〜:色材協会編集)、「船舶の塗料と塗装」(第70頁
〜:中尾 学著、船舶技術協会)等が挙げられる。
【0005】しかし、ロジンはそれ単体では物性的に脆
弱である(分子量が低いため塗膜形成能が著しく低い)
ため、それを補うために、他の合成樹脂等をブレンドす
る必要がある。この脆弱さを補うためには、ロジンとの
相溶性の良いポリマーを用いなければならない。相溶性
が悪ければロジンとポリマーとで分離を起こし、ロジン
の凝集部分で物理的脆弱さを発現してしまう。
【0006】ロジンと他のポリマーをブレンドすること
については、特開昭50−135125号公報に提案さ
れており、また、ブレンドするポリマーに相溶性の良好
なものを用いると、塗膜の消耗性(自己研磨性)が制御
し易いという点については、特開昭60−28456号
公報されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロジン
と相溶性の良いポリマーをブレンドした場合でも、初期
の塗膜物性は良好であるが、長期間浸漬後、塗膜消耗性
の低下、塗膜物性的欠陥の発生、海洋生物付着防止効果
の低下という不具合が発生することが判明した。また、
特に船舶においては一定期間(約1年〜3年)就航後に
旧塗膜に新たな塗料をリコートするため、旧塗膜にはリ
コート性が要求されるが、このリコート性に欠陥がある
ことが判明した。
【0008】これらの不具合ないし欠陥は、ロジンと相
溶性の良いポリマー自身の海水に対する溶解性がロジン
と比較して低いか、あるいは溶解性がほとんどないた
め、塗膜表面でロジンとともに防汚剤が先行して溶解
(抽出)した膜として、いわゆる表面残さ層が形成され
ることに起因している。ブレンドポリマーは、ロジンの
物理的脆弱さを補うものであるから、ロジンより塗膜形
成能の優れた、つまりロジンより分子量の高いポリマー
が要求される。この分子量の差のためロジンとブレンド
ポリマー間で溶解性に差が生ずる。浸漬によりこの残さ
層は増大していくため、塗膜消耗性の低下、残さ層内で
の内部凝集応力による塗膜物性的欠陥の発生、これらに
より引き起こされる海洋生物付着防止効果の低下、リコ
ート性の低下が起こる。
【0009】このように、ロジンは海水に対し微溶解性
という海洋生物付着防止塗料として非常に適した性能を
有しているにもかかわらず、その性能を長期に活かす塗
料組成物は存在しなかったのである。また、有機錫ポリ
マーに代わる加水分解型ポリマーで、特公平5−324
33号公報や特開昭63−215780号公報に開示さ
れる有機シリル基を加水分解基として有するポリマー
は、塗膜が溶解しない、海水に浸漬した場合、塗膜が脱
落し海洋生物付着防止塗料としての適性を持たないなど
の欠陥がある。
【0010】そこで、本発明者らは特開平7−1021
93号公報において、有機シリル基と共に、アルコキシ
基またはアリーロキシポリエチレングリコール基を有す
る特定のポリマーによれば、上記の欠陥を解消できるこ
とを見出した。又、特開平8−199095号公報にお
いて有機シリルと共にヘミアセタールエステル基を有す
る特定のポリマーに於いても同様に上記の欠点を解消す
ることを見出した。しかし、その後の研究で、上記特定
のポリマーによっても、長期間海水中に浸漬後の性能、
とくにリコート性に不具合があり、、艤装期間に要求さ
れる艤装期間対応海洋生物付着防止性能に不具合がある
ことが判明した。
【0011】上記の艤装期間とは船舶建造時に、ドック
内で船舶外板を建造した後、ドック外の海洋に船体を浮
かべて、船舶内装部を建造する期間のことであり、通常
3ヶ月程度である。この期間、船体は停泊状態で造船所
周辺の海洋(外洋とは異なり、生物汚損の激しい海域で
ある)にさらされるため、通常とは異なる、より高度な
海洋生物付着防止性能である艤装期間対応海洋生物付着
防止性能が必要とされるのである。
【0012】艤装終了後、船舶はそのまま就航するか、
再度ドックに入渠し仕上げ後、就航する。この期間で生
物付着が起こると、すでに就航開始時から燃費効率の低
下が起こることになるため、このような状態では就航は
できない。また、再度ドックに入渠した場合でも就航す
る前から付着生物の除去を行うということになり、これ
では艤装期間中、海洋生物付着防止塗料としての役目を
全く果たせない、つまり海洋生物付着防止塗料を塗布し
ないのと同じということになる。
【0013】本発明者らは、艤装期間対応海洋生物付着
防止性能の評価法として、浸漬試験開始時期が生物汚損
の最も激しい夏季となるように(海洋生物付着防止剤は
浸漬直後より溶出するのではなく、一定期間後に溶出す
るため、浸漬開始直後が生物汚損の激しい時期であれ
ば、生物が付着する可能性が高くなる)、本発明者らが
通常採用している海洋生物付着防止性能評価海域である
兵庫県相生湾よりもさらに生物汚損度合いの激しい三重
県尾鷲において、1996年7月〜9月の3ヵ月間、通
常は海水面に垂直に浸漬を行なうのに対し、太陽光の影
響が大きくなる様に水平に浸漬を行なうという試験法を
案出した。この試験法により、前記の特開平7−102
193号公報及び特開平8−199095号公報に開示
のポリマーを評価した結果、艤装期間対応海洋生物付着
防止性能に不具合があることが判明したのである。
【0014】従って、本発明は、長期浸漬後にも、塗膜
表面に残さ層の形成がないため、塗膜物性的にクラッ
ク、剥離等の欠陥を生じず、塗膜消耗性が経時的に変化
せず一定速度以上であり、海洋生物付着防止性能が長期
にわたって発揮でき、またリコート性および艤装期間対
応生物付着防止機能が良好な塗料組成物の開発を目的と
している。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、以下の点
に着目して目的とする塗料組成物の開発を行った。この
塗料組成物の開発は、塗膜表面に残さ層を形成させない
ことでなし得ることができる。このためには、ロジンと
相溶性の良いポリマーの海水に対する溶解性を、海水浸
漬後に高めなければならない。この様な機能の発現は、
海水浸漬前後で化学変化を伴うポリマーでのみ可能であ
る。化学変化を伴うポリマーにより、海水浸漬前はロジ
ン系樹脂と相溶性が良く、海水浸漬後は塗膜表面のみで
親水性へと変化し良好な溶解速度を持たせることが可能
となるのである。
【0016】本発明者らは、ブレンドポリマーとして、
カルボン酸を有機シリル基で保護したポリマーに着目し
た。このポリマーは、有機シリル基の持つ極性の低さか
らロジンとの相溶性が良く、有機シリル基の持つ加水分
解性のため海水浸漬後に化学変化を起こし、海水に対す
る溶解性が不溶から可溶へと大きく変化するのである。
同様な加水分解性を持つ有機錫系ポリマーでは、上記の
シリル系ポリマーに比べ極性が高いため、ロジンとの相
溶性が悪くシリル系ポリマーの様な機能を発現できな
い。極性の低さと海水中での加水分解性が、ロジンとブ
レンドする上で、非常に重要なのである。
【0017】これらの点について鋭意検討を重ねた結
果、ロジンやその誘導体などのロジン系化合物と、有機
シリル基を加水分解点として持つ塗料組成物の必須成分
として、トリオルガノシリル基を有する不飽和単量体と
ヘミアセタールエステル基を有する不飽和単量体とを含
む単量体混合物の共重合体と、防汚剤とを用いること
で、従来の公知技術が持っている問題点を解決した。つ
まり、長期浸漬後にも、塗膜表面に残さ層の形成がない
ため、塗膜物性的に剥離、クラック等の欠陥を生じず、
塗膜消耗性が経時的に変化せず一定速度以上であり、海
洋生物付着防止性能が長期にわたって発揮でき、またリ
コート性および艤装期間対応海洋生物付着防止性能が良
好なロジン系塗料組成物の開発に成功した。
【0018】すなわち、本発明は、 A)ロジン、ロジン誘導体またはロジン金属塩から選択
される1種または2種以上のロジン系化合物と、 B)つぎの一般式; (式中、R1〜R3はいずれもアルキル基、アリール基
の中から選ばれた基であって互いに同一の基であっても
異なる基であってもよい。Xはアクリロイルオキシ基、
メタクリロイルオキシ基、マレイノイルオキシ基、フマ
ロイルオキシ基、イタコノイルオキシ基またはシトラコ
ノイルオキシ基である。)で表される単量体aと、次の
一般式(2); (ただし、式中、R4はアルキル基、R5はアルキル基
またはシクロアルキル基である。Yはアクリロイルオキ
シ基、メタクリロイルオキシ基、マレイノイルオキシ
基、フマロイルオキシ基、イタコノイルオキシ基または
シトラコノイルオキシ基である。)で表される単量体b
とを少なくとも単量体成分とした共重合体と、 C)防汚剤 とを必須成分として含有することを特徴とする塗料組成
物、好ましくは、前記B成分は単量体成分として更に単
量体a、単量体bと共重合可能な他のビニル系単量体c
を含むことを特徴とする塗料組成物に係わるものであ
る。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の塗料組成物において、必
須成分としてA成分のロジン系化合物は、ロジン、ロジ
ンン誘導体またはロジン金属塩である。たとえば、ロジ
ンとしてはトールロジン、ガムロジン、ウッドロジンな
どが、ロジン誘導体としては、水添ロジン、ロジンと無
水マレイン酸を反応させたマレイン化ロジン、ホルミル
化ロジン、重合ロジンなどが、ロジン金属塩としてはカ
ルシウムロジネート、ジンクロジネート、カッパーロジ
ネート、マグネシウムロジネート、その他金属化合物と
ロジンとの反応物などが挙げられる。
【0020】本発明においては、このようなロジン系化
合物から1種または2種以上を選択し使用するが、その
使用量としては、A成分のロジン系化合物とB成分の共
重合体との固形分比率が、重量比で通常、1/99〜9
9/1、好適には5/95〜95/5となるようにする
のがよい。A成分が過少では海洋生物付着防止効果、特
に艤装期間対応海洋生物付着防止効果を期待できず、過
多となると塗膜形成能が低下し塗膜にクラック、剥離な
どの欠陥が生じやすく、効果的な海洋生物付着防止性能
が得られにくい。
【0021】本発明の塗料組成物において、B成分の共
重合体は、前記の一般式(1)で表される単量体a及び
前記一般式(2)で表される単量体bを少なくとも単量
体成分とした共重合体である。また、B成分は、単量体
成分として更に単量体a、単量体bと共重合可能な他の
ビニル系単量体c(以下、単に「単量体c」ともいう)
を含むことが好ましい。単量体a、b及びcは、各々1
種または2種以上を使用し得る。
【0022】単量体aは、一般式(1)にて表されるよ
うに、分子内に不飽和基(X)として、アクリロイルオ
キシ基、メタクリロイルオキシ基、マレイノイルオキシ
基〔主にモノアルキル(炭素数1〜6)エステルマレイ
ノイルオキシ基〕、フマロイルオキシ基〔主にモノアル
キル(炭素数1〜6)エステルフマロイルオキシ基〕、
イタコノイルオキシ基〔主にモノアルキル(炭素数1〜
6)エステルイタコノイルオキシ基〕またはシトラコノ
イルオキシ基〔主にモノアルキル(炭素数1〜6)エス
テルシトラコノイルオキシ基〕を有するとともに、トリ
オルガノシリル基を有するものである。
【0023】トリオルガノシリル基において、3個のア
ルキル基またはアリール基(R1〜R3)は、同一の基
であっても異なる基であってもよい。具体的には、メチ
ル、エチル、プロピル、ブチルなどの炭素数が20以下
の直鎖状または分岐状のアルキル基;シクロヘキシルや
置換シクロヘキシルなどの環状アルキル基;アリール基
や置換アリール基などが挙げられる。置換アリール基と
しては、ハロゲン、炭素数18程度までのアルキル基、
アシル基、ニトロ基またはアミノ基などで置換されたア
リール基などを挙げることができる。
【0024】このような単量体aのうち、分子内に(メ
タ)アクリロイルオキシ基を有するものとして、トリメ
チルシリル(メタ)アクリレート、トリエチルシリル
(メタ)アクリレート、トリ−n−プロピルシリル(メ
タ)アクリレート、トリ−i−プロピルシリル(メタ)
アクリレート、トリ−n−ブチルシリル(メタ)アクリ
レート、トリ−i−ブチルシリル(メタ)アクリレー
ト、トリ−s−ブチルシリル(メタ)アクリレート、ト
リ−n−アミルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n
−ヘキシルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n−オ
クチルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n−ドデシ
ルシリル(メタ)アクリレート、トリフェニルシリル
(メタ)アクリレート、トリ−p−メチルフェニルシリ
ル(メタ)アクリレート、トリベンジルシリル(メタ)
アクリレートなどが挙げられる。
【0025】また分子内に(メタ)アクリロルオキシ基
を有する他の例として、エチルジメチルシリル(メタ)
アクリレート、n−ブチルジメチルシリル(メタ)アク
リレート、ジ−i−プロピル−n−ブチルシリル(メ
タ)アクリレート、n−オクチルジ−n−ブチルシリル
(メタ)アクリレート、ジ−i−プロピルステアリルシ
リル(メタ)アクリレート、ジシクロヘキシルフェニル
シリル(メタ)アクリレート、t−ブチルジフェニルシ
リル(メタ)アクリレート、ラウリルジフェニルシリル
(メタ)アクリレート、t−ブチル−m−ニトロフェニ
ルメチルシリル(メタ)アクリレートなどが挙げられ
る。
【0026】さらに、分子内にマレイノイルオキシ基を
有するものとして、トリメチルシリルメチルマレート、
トリエチルシリルエチルマレート、トリ−n−プロピル
シリル−n−プロピルマレート、トリ−n−ブチルシリ
ル−n−ブチルマレート、トリ−n−アミルシリル−n
−アミルマレート、トリ−n−ヘキシルオクチルシリル
マレート、トリ−n−オクチルシリルドデシルマレー
ト、トリ−n−ドデシルシリルメチルマレート、トリフ
ェニルシリルメチルマレート、トリ−p−トリルシリル
エチルマレート、トリイソプロピルシリルイソアミルマ
レート、トリイソブチルシリルフェニルマレート、t−
ブチルジメチルシリルメチルマレート、t−ブチルジフ
ェニルシリルメチルマレート、n−オクチルジ−n−ブ
チルシリルメチルマレートなどが挙げられる。
【0027】また、分子内にフマノイルオキシ基を有す
るものとして、トリメチルシリルメチルフマレート、ト
リエチルシリルエチルフマレート、トリ−n−プロピル
シリル−n−プロピルフマレート、トリ−n−ブチルシ
リル−n−ブチルフマレート、トリ−n−アミルシリル
−n−アミルフマレート、トリ−n−ヘキシルシリル−
n−ヘキシルフマレート、トリ−n−オクチルシリルド
デシルフマレート、トリ−n−ドデシルシリルメチルフ
マレート、トリフェニルシリルメチルフマレート、トリ
−p−メチルフェニルシリルメチルフマレート、トリイ
ソプロピルシリルメチルフマレート、トリイソブチルシ
リルメチルフマレート、トリ−2−クロロイソプロピル
シリルメチルフマレート、トリ−t−ブチルシリルメチ
ルフマレート、エチルジメチルシリルメチルフマレー
ト、n−ブチルジメチルシリルメチルフマレート、n−
オクチルジ−n−ブチルシリルメチルフマレートなどが
挙げられる。
【0028】また、分子内にイタコノイルオキシ基を有
するものとして、トリメチルシリルメチルイタコネー
ト、トリエチルシリルエチルイタコネート、トリ−n−
プロピルシリル−n−プロピルイタコネート、トリ−n
−ブチルシリル−n−ブチルイタコネート、トリ−n−
アミルシリル−n−アミルイタコネート、トリ−n−ヘ
キシルシリル−n−ヘキシルイタコネート、トリ−n−
オクチルシリルドデシルイタコネート、トリ−n−ドデ
シルシリルメチルイタコネート、トリフェニルシリルメ
チルイタコネート、トリ−p−フルオロフェニルシリル
メチルイタコネート、トリイソプロピルシリルメチルイ
タコネート、トリイソブチルシリルメチルイタコネー
ト、トリ−2−シアノイソプロピルシリルメチルイタコ
ネート、トリ−t−ブチルシリルメチルイタコネート、
エチルジメチルシリルメチルイタコネート、n−ブチル
ジメチルシリルメチルイタコネート、n−オクチルジ−
n−ブチルシリルメチルイタコネートなどが挙げられ
る。
【0029】さらに、分子内にシトラコノイルオキシ基
を有するものとして、トリメチルシリルメチルシトラコ
ネート、トリエチルシリルエチルシトラコネート、トリ
−n−プロピルシリル−n−プロピルシトラコネート、
トリ−n−ブチルシリル−n−ブチルシトラコネート、
トリ−n−アミルシリル−n−アミルシトラコネート、
トリ−n−ヘキシルシリル−n−ヘキシルシトラコネー
ト、トリ−n−オクチルシリルドデシルシトラコネー
ト、トリ−n−ドデシルシリルメチルシトラコネート、
トリフェニルシリルメチルシトラコネート、トリ−p−
ヒドロキシフェニルシリルメチルシトラコネート、トリ
イソプロピルシリルメチルシトラコネート、トリイソブ
チルシリルメチルシトラコネート、トリ−2−ブロモイ
ソプロピルシリルメチルシトラコネート、トリ−t−ブ
チルシリルメチルシトラコネート、エチルジメチルシリ
ルメチルシトラコネート、n−ブチルジメチルシリルメ
チルシトラコネート、n−オクチルジ−n−ブチルシリ
ルメチルシトラコネートなどが挙げられる。
【0030】単量体bは、一般式(2)にて表されるよ
うに、分子内に不飽和基(Y)として、前記の単量体a
の不飽和基(X)と同様のアクリロイルオキシ基、メタ
クリロイルオキシ基、マレイノイルオキシ基〔主にモノ
アルキル(炭素数1〜6)エステルマレイノイルオキシ
基〕、フマロイルオキシ基〔主にモノアルキル(炭素数
1〜6)エステルフマロイルオキシ基〕、イタコノイル
オキシ基またはシトラコノイルオキシ基を有すると共
に、ヘミアセタール基を有するものである。
【0031】ヘミアセタール基において、R4は、メチ
ル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチ
ル、イソブチル、t−ブチルなどの炭素数が12以下の
直鎖状または分岐状のアルキル基であり、またR5は、
メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブ
チル、イソブチル、t−ブチルなどの炭素数が12以下
の直鎖状または分岐状のアルキル基であるか、シクロヘ
キシルや置換シクロヘキシルなどのシクロアルキル基で
ある。
【0032】このような単量体bとしては、アクリル
酸、メタクリル酸、マレイン酸(またはマレイン酸モノ
エステル)、フマル酸(またはフマル酸モノエステ
ル)、イタコン酸(またはイタコン酸モノエステル)、
シトラコン酸(シトラコン酸モノエステル)からなるカ
ルボキシル基含有ビニル単量体と、エチルビニルエーテ
ル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、
ヘキシルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエ
ーテルなどのアルキルビニルエーテル類や、シクロヘキ
シルビニルエーテルなどのシクロアルキルビニルエーテ
ル類などとを、常法により付加反応させることにより、
得られるものである。
【0033】単量体a及びbと共重合可能な他の単量体
cとしては、ビニル系であれば特に制限されるべきもの
ではなく、たとえば、アクリル酸およびアクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリ
ル酸t−ブチル、アクリル酸s−ブチル、アクリル酸2
−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリ
ル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシ
プロピル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸2−メト
キシエチル、アクリル酸2−エトキシエチルなどのアク
リル酸エステル類、メタクリル酸およびメタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、
メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸s−ブチル、メ
タクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘ
キシル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリ
ル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸グリシジ
ル、メタクリル酸2−メトキシエチル、メタクリル酸2
−エトキシエチルなどのメタクリル酸エステル類等が挙
げられ、更には酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸
ビニル、安息香酸ビニル、ベオバ9[昭和シェル化学
(株)製の商品名]、ベオバ10[昭和シェル化学(株)製
の商品名]などのビニルエステル類、マレイン酸ジメチ
ル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジ−n−プロピ
ル、マレイン酸ジ−i−プロピル、マレイン酸ジ−2−
メトキシエチル等のマレイン酸エステル類、フマル酸ジ
メチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジ−n−プロピ
ル、フマル酸ジ−i−プロピル、フマル酸ジ−2−メト
キシエチルなどのフマル酸エステル類、クロトン酸エス
テル類、イタコン酸エステル類、シトラコン酸エステル
類、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、
アクリロニトリルなども挙げられる。
【0034】B成分の共重合体において、単量体a、単
量体b及び単量体cの使用割合は、塗料組成物の使用目
的に応じて適宜設定できるが、一般には、単量体aが1
〜80重量%、単量体bが1〜80重量%、単量体cが
0〜98重量%となるようにするのがよい。B成分の共
重合体は、このような単量体成分の混合物を、重合触媒
の存在下、常法に準じて溶液重合、塊状重合、乳化重
合、懸濁重合などの各種方法で重合させることにより、
得ることができる。このB成分の共重合体を塗料用とす
る際には、有機溶剤に希釈して、適当な粘度の重合体溶
液とするのが好ましく、そのためには、溶液重合法また
は塊状重合法を採用するのが望ましい。
【0035】上記の重合触媒としては、アゾビスイソブ
チロニトリル、トリフェニルメチルアゾベンゼンなどの
アゾ化合物、ベンゾイルペルオキシド、ジ−t−ブチル
ペルオキシド、t−ブチルペルオキシベンゾエート、t
−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネートなどの過
酸化物が挙げられる。また、上記の有機溶剤としては、
キシレン、トルエ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、イソプロピルア
ルコール、ブチルアルコールなどのアルコール系溶剤、
ジオキサン、ジエチルエーテルなどのエーテル系溶剤、
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケ
トン系溶剤が挙げられ、これらのうちの1種または2種
以上が用いられる。
【0036】このような方法で得られるB成分の共重合
体は、分子量が重量平均で1,000〜150,000
の範囲にあるのが望ましい。分子量が低すぎると、正常
な塗膜の形成が難しい。また高すぎると塗料組成物の粘
度が高くなるためシンナーで希釈せねばならず、1回の
塗装で薄い塗膜しか得られないので、より多くの塗装回
数を要するという不具合がでてくる。また、このB成分
の共重合体溶液の粘度は、25℃で150ポイズ以下で
あるのが好都合であり、そのためには、重合体溶液の固
型分は5〜90重量%、好ましくは15〜85重量%の
範囲となるようにするのがよい。
【0037】本発明の塗料組成物において、必須成分の
他のひとつとして用いるC成分は、防汚剤であり、これ
には従来公知のものが広く含まれる。大別すれば、無機
化合物、金属を含む有機化合物および金属を含まない有
機化合物がある。無機化合物としては、たとえば、亜酸
化銅、銅粉、チオシアン酸第一銅、炭酸銅、塩化銅、硫
酸銅などの銅化合物、硫酸亜鉛、酸化亜鉛、硫酸ニッケ
ル、銅−ニッケル合金などが挙げられる。
【0038】金属を含む有機化合物としては、たとえ
ば、有機銅系化合物、有機ニッケル系化合物および有機
亜鉛系化合物などがあり、その他マンネブ、マンセブ、
プロピネブなども使用できる。有機銅系化合物として
は、オキシン銅、ノニルフェノールスルホン酸銅、カッ
パービス(エチレンジアミン)−ビス(ドデシルベンゼ
ンスルホネート)、酢酸銅、ナフテン酸銅、ビス(ペン
タクロロフェノール酸)銅、銅ピリチオンなどが、有機
ニッケル系化合物としては、酢酸ニッケル、ジメチルジ
チオカルバミン酸ニッケルなどが、有機亜鉛系化合物と
しては、酢酸亜鉛、カルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオ
カルバミン酸亜鉛、ジンクピリチオン、エチレンビスジ
チオカルバミン酸亜鉛などが、それぞれ挙げられる。
【0039】金属を含まない有機化合物としては、たと
えば、N−トリハロメチルチオフタルイミド、ジチオカ
ルバミン酸、N−アリールマレイミド、3−置換アミノ
−1,3−チアゾリジン−2,4−ジオン、ジチオシア
ノ系化合物、トリアジン系化合物およびその他のものが
ある。N−トリハロメチルチオフタルイミドとしては、
N−トリクロロメチルチオフタルイミド、N−フルオロ
ジクロロメチルチオフタルイミドなどが、ジチオカルバ
ミン酸としては、ビス(ジメチルチオカルバモイル)ジ
スルフィド、N−メチルジチオカルバミン酸アンモニウ
ム、エチレンビス(ジチオカルバミン酸)アンモニウ
ム、ミルネブなどが、それぞれ挙げられる。
【0040】N−アリールマレイミドとしては、N−
(2,4,6−トリクロロフェニル)マレイミド、N−
4−トリルマレイミド、N−3−クロロフェニルマレイ
ミド、N−(4−n−ブチルフェニル)マレイミド、N
−(アニリノフェニル)マレイミド、N−(2,3−キ
シリル)マレイミドなどが、挙げられる。3−置換アミ
ノ−1,3−チアゾリジン−2,4−ジオンとしては、
3−ベンジリデンアミノ−1,3−チアゾリジン−2,
4−ジオン、3−(4−メチルベンジリデンアミノ)−
1,3−チアゾリジン−2,4−ジオン、3−(2−ヒ
ドロキシベンジリデンアミノ)−1,3−チアゾリジン
−2,4−ジオン、3−(4−ジメチルアミノベンジリ
デンアミノ)−1,3−チアゾリジン−2,4−ジオ
ン、3−(2,4−ジクロロベンジリデンアミノ)−
1,3−チアゾリジン−2,4−ジオンなどが挙げられ
る。
【0041】ジチオシアノ系化合物としては、ジチオシ
アノメタン、ジチオシアノエタン、2,5−ジチオシア
ノチオフェンなどが、トリアジン系化合物としては、2
−メチルチオ−4−t−ブチルアミノ−6−シクロプロ
ピルアミノ−s−トリアジンなどが、それぞれ挙げられ
る。その他の金属を含まない有機化合物としては、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−N′−ジクロロフェニル尿素、4,5−ジ
クロロ−2−n−オクチル−イソチアゾリン−3−オ
ン、N,N−ジメチル−N′−フェニル−(N−フルオ
ロジクロロメチルチオ)スルファミド、テトラメチルチ
ウラムジスルフィド、3−ヨード−2−プロピニルブチ
ルカルバメート、2−(メトキシカルボニルアミノ)ベ
ンズイミダゾール、2,3,5,6−テトラクロロ−4
−(メチルスルフォニル)ピリジン、ジヨードメチルパ
ラトリルスルホン、フェニル(ビスピリジン)ビスマス
ジクロライド、2−(4−チアゾリル)ベンズイミダゾ
ール、トリフェニルボロンピリジンなどが挙げられる。
【0042】本発明においては、上述の如き各種の防汚
剤の中から、その1種または2種以上を選択使用する
が、その使用量としては、塗料固型分中、防汚剤の割合
が通常0.1〜80重量%、好ましくは1〜60重量%
となるようにするのがよい。防汚剤が過少では防汚効果
を期待できず、過多となると形成される塗膜にクラッ
ク、剥離などの欠陥が生じやすくなり、効果的な防汚性
が得られにくい。
【0043】このように構成される本発明の塗料組成物
には、弁柄、酸化亜鉛、タルクなどの顔料や染料などの
着色剤、水結合剤、塗料で常用されているタレ止め剤、
塩素化パラフィン、ジオクチルフタレート、トリクレジ
ルフォスフェートなどの可塑剤、ベンゾフェノン系化合
物、ベンゾトリアゾール系化合物などのUV吸収剤、色
分かれ防止剤、沈降防止剤、消泡剤、シラノール、ポリ
シロキサン、アルコキシシラン等の種々の添加剤などを
適宜配合することができる。
【0044】本発明の塗料組成物を用いて、海水に浸漬
される物体の表面に防汚塗膜を形成するには、上記物体
の表面に適宜の手段で塗布したのち、常温下ないし加熱
下で溶剤を揮散除去すればよく、この方法により上記物
体の表面に乾燥塗膜を容易に形成することができる。
【0045】
【実施例】次に、本発明を、参考例(ヘミアセタールエ
ステル基含有単量体である単量体bの合成例)、共重合
体の製造例、実施例および比較例などによって具体的に
説明する。各例中の部は重量部、粘度は25℃における
泡粘度測定値、分子量はGPCによるポリスチレン換算
重量平均分子量である。
【0046】参考例1〜3 攪拌機付きのフラスコに、表1に示す配合組成により、
まず、原料1としてEVE(エチルビニルエーテル)、
PrVE(プロピルビニルエーテル)またはCHVE
(シクロヘキシルビニルエーテル)を仕込み、攪拌およ
び窒素ガスを導入しつつ、60℃に昇温した。つぎに、
これに原料2としてAA(アクリル酸)を1時間で滴下
し、滴下終了後24時間その温度で保持して、反応を完
了した。これにより、表1に示す略号の3種のヘミアセ
タールエステル基含有単量体、単量体bを合成した。
【0047】
【表1】
【0048】参考例4〜6 原料1としてPrVE(プロピルビニルエーテル)を、
また原料2としてMAA(メタクリル酸)、MMlA
(マレイン酸メチル)またはMFmA(フマル酸メチ
ル)を、それぞれ用いて、表2に示す配合組成により、
参考例1〜3と同様にして、表2に示す略号の3種のヘ
ミアセタールエステル基含有単量体、つまり単量体bを
合成した。
【0049】
【表2】
【0050】製造例1〜10 撹拌機付きのフラスコに、表3〜6の配合組成により、
ます、溶剤を仕込み、撹拌及び窒素ガスを導入しつつ、
80℃に昇温した。つぎに、これに単量体(単量体a〜
c)と重合触媒の混合液を3時間で滴下し、滴下終了後
5時間その温度で保持して重合を完了した。最後に、希
釈溶剤を加えて希釈して、分子内にシリルエステル基お
よびヘミアセタールエステル基を含有する10種の重合
体溶液I〜Xを製造した。
【0051】比較製造例1、2 撹拌機付きのフラスコに、表6の配合組成により、ま
ず、溶剤を仕込み、撹拌及び窒素ガスを導入しつつ、8
0℃に昇温した。つぎに、これに単量体(単量体aと単
量体c)と重合触媒の混合液を3時間で滴下し、滴下終
了後5時間その温度で保持して重合を完了した。最後
に、希釈溶剤を加えて希釈して、分子内にシリルエステ
ル基だけ、またはヘミアセタールエステル基だけを有す
る2種の重合体溶液XI〜XIIを製造した。
【0052】尚、表3〜表6中、単量体bは、参考例1
〜6で製造したものを用いた。単量体aおよび単量体c
を示す各略号、ならびに重合触媒として用いた「AIB
N」は、下記のとおりである。 TBSA :トリブチルシリルアクリレート TMSA :トリメチルシリルアクリレート TESA :トリエチルシリルアクリレート TIPSA :トリイソプロピルシリルアクリレート TIPSMA :トリイソプロピルシリルメタクリレート TESMA :トリエチルシリルメタクリレート TBSMMA :トリブチルシリルメメチルマレート TBSMFA :トリブチルシリルメチルフマレート MMA :メチルメタクリレート MEA :2−メトキシエチルアクリレート VAc :酢酸ビニル AIBN :2,2′−アゾビスイソブチロニトリル
【0053】
【表3】
【0054】
【表4】
【0055】
【表5】
【0056】
【表6】
【0057】
【表7】
【0058】実施例1〜20 重合体溶液I〜Xを用いて、次の表8〜表12に示す配
合組成(表中の数値は重量%)により、各成分を混合
し、2,000rpmのホモミキサーで混合分散して、
20種の塗料組成物を調製した。 比較例1〜8 重合体溶液X、XI、XII、ポリイソブチレン、「ラロ
フレックスMP−15」〔BASF社製の商品名、塩化
ビニル系樹脂〕、「プライオライトS−5B」〔Goo
dYear社製の商品名、スチレンブタジエンゴム〕、
「トヨパラックスA70」[東洋曹達工業(株)社製の商
品名、塩素化パラフィン樹脂]、「ポリゾールEVA−
AD−3」〔昭和高分子(株)製の商品名、エチレン−
酢酸ビニル共重合体(50重量%溶液)〕を用いて、表
13に示す配合組成(表中の数値は重量%)により、各
成分を混合し、2,000rpmのホモミキサーで混合
分散して、8種の塗料組成物を調製した。
【0059】なお、表8〜13中、「ダイマレックス」
[ハーキュレス(株)製の商品名]は重合ロジン、「ディ
スパロンA630−20X」、「ディスパロン430
0」〔楠本化成(株)社製の商品名〕および「ベントン
SD−2」〔ナショナルレッド(株)社製の商品名〕
は、いずれもタレ止め用添加剤、「KMP590」[信
越化学工業(株)製の商品名]はシリコーンレジンパウダ
ー、「チヌビン900][チバガイギー(株)製の商品
名]は紫外線吸収剤である。
【0060】
【表8】
【0061】
【表9】
【0062】
【表10】
【0063】
【表11】
【0064】
【表12】
【0065】
【表13】
【0066】以上の実施例1〜20および比較例1〜8
の各塗料組成物について、下記の要領により、塗膜表面
残さ層確認試験、塗膜消耗試験、防汚性能試験、密着性
試験、耐クラック性試験、リコート性試験および艤装期
間対応海洋生物付着防止性能試験を行った。これらの結
果は、後記の表14〜表22に示されるとおりであっ
た。
【0067】<塗膜表面残さ層確認試験>ブラスト鋼板
(100mm×200mm×1mm)にタールエポキシ
系防錆塗料を1回あたり125μmの乾燥膜厚となるよ
うにスプレー塗装で2回塗りし、さらにタールビニル系
シーラーコートを乾燥膜厚が70μmとなるように塗装
した。この上に、各塗料組成物を、1回あたり乾燥膜厚
が100μmとなるようにスプレー塗りにより2回塗装
して、温度20℃、湿度75%の恒温恒湿室にて1週間
乾燥させ、各塗料組成物につき6枚の試験片を作製し
た。
【0068】この試験片を人工海水に浸漬し、3ヶ月
後、6ヶ月後、12ヶ月後、18ヶ月後および24ヶ月
後に引き上げて、試験片を切断した。切断面を研磨した
後、塗膜断面を実体顕微鏡で観察することで、塗膜表面
に生成した残さ層を測定した。 <塗膜消耗試験>各塗料組成物を、両面に防錆塗装をし
た鋼板(100mm×100mm×1mm)の表面に、
1回あたりの乾燥膜厚が200μmとなるようにスプレ
ー塗装で2回塗りし、温度20℃の室内にて1週間乾燥
させて、試験片を作製した。
【0069】直径50cmの円筒形ドラムの外面に、上
記の試験片を固定したのち、兵庫県洲本市由良湾の海面
下1mに浸漬して、ドラムの周速が16ノットとなるよ
うにモーターで回転させ、消耗した塗膜厚を3ヶ月毎に
24ヶ月間測定した。また、塗膜厚消耗平均速度(μm
/月)を6ヶ月までの期間と、6ヶ月から24ヶ月まで
の期間で算出した。なお、塗膜厚消耗平均速度は、3μ
m/月以上であれば良好な防汚性能と相関する。また、
6ヶ月から24ヶ月までの塗膜厚消耗平均速度が、6ヶ
月までの塗膜厚消耗平均速度±1(μm/月)であれば
一定速度で塗膜が消耗していることを示している。
【0070】<防汚性能試験>各塗料組成物を、サンド
ブラスト処理鋼板に予めタールビニル系防錆塗料を塗布
してある塗装版(100mm×200mm×1mm)の
両面に、乾燥膜厚が片面240μmとなるようにスプレ
ー塗装により2回塗りし、温度20℃、湿度75%の恒
温恒湿室にて1週間乾燥させ、試験片を作製した。
【0071】この試験片につき、兵庫県相生市相生湾に
て、24ヶ月の海水浸漬を行い、試験塗膜上の付着生物
の占有面積(付着面積)の割合を経時的に測定した。 <密着性試験>ブラスト鋼板にタールエポキシ系防錆塗
料を1回あたり125μmの乾燥膜厚となるようにスプ
レー塗装で2回塗りし、さらにタールビニル系シーラー
コートを乾燥膜厚が70μmとなるように塗装した。こ
の上に、各塗料組成物を、1回あたり乾燥膜厚が100
μmとなるようにスプレー塗装により2回塗りし、温度
20℃、湿度75%の恒温恒湿室にて1週間乾燥させ、
試験片を作製した。
【0072】この試験片を人工海水に浸漬し、3ヶ月
後、6ヶ月後、12ヶ月後、18ヶ月後および24ヶ月
後に引き上げて、2mm間隔のゴバン目試験を実施し
た。密着性の評価は、この試験による剥離個数が0個/
25個の場合を(合格)、同剥離個数が1個以上/25
個の場合を×(不合格)とした。 <耐クラック性試験>密着性試験において、試験片を人
工海水から引き上げる際に、その塗膜を目視観察し、ク
ラックの発生の有無を調べた。クラックのないものを
(合格)、あるものを×(不合格)とした。
【0073】<リコート性試験>各塗料組成物を、両面
に防錆塗装をした鋼板(100mm×100mm×1m
m)の表面に、1回あたりの乾燥膜厚が100μmとな
るようにスプレー塗装で2回塗りし、温度20℃の室内
にて1週間乾燥させて、各塗料組成物につき2枚試験片
を作製した。
【0074】この試験片を人工海水に浸漬し、12ヶ月
後、24ヶ月後に引き上げ、蒸留水にて洗浄し、温度2
0℃の室内にて1週間乾燥させた。その後、各試験片表
面に同じ塗料組成物を1回あたりの乾燥膜厚が100μ
mとなるようにスプレー塗装で2回塗りし、温度20℃
の室内にて1週間乾燥させた。これら試験片を直径50
cmの円筒形ドラムの外面に、この試験片を固定したの
ち、兵庫県洲本市由良湾の海面下1mに浸漬して、ドラ
ムの周速が16ノットとなるようにモーターで回転させ
た。1週間後にこれを引き上げ、新塗膜と旧塗膜間での
剥離の有無を確認した。剥離のないものを(合格)、あ
るものを×(不合格)とした。
【0075】<艤装期間対応海洋生物付着防止性能試験
>各塗料組成物を、サンドブラスト処理鋼板に予めター
ルビニル系防錆塗料を塗布してある塗装板(100mm
×300mm×1mm)の両面に、乾燥膜厚が片面24
0μmとなるようにスプレー塗装により2回塗りし、温
度20℃、湿度75%の恒温恒湿にて1週間乾燥させ
て、試験片を作製した。この試験片につき、三重県尾鷲
湾にて、海水面に対し水平となるように水面下1mの位
置で、1996年7月から9月の3ヵ月間、海水浸漬を
行い、試験塗膜上の付着生物の占有面積(付着面積)の
割合を経時的に測定した。
【0076】また、三重県尾鷲湾の上記期間中での生物
汚損度合いを、兵庫県相生湾と比較するため、また海水
面に対して垂直方向、水平方向の浸漬方向の比較をする
ため、タールビニル系防錆塗料のみを塗布した試験片
を、上記の両海域において上記の両浸漬方向で浸漬し、
生物の付着量を重量により比較した(表22参照)。
【0077】
【表14】
【0078】
【表15】
【0079】
【表16】
【0080】
【表17】
【0081】
【表18】
【0082】
【表19】
【0083】
【表20】
【0084】
【表21】
【0085】
【表22】
【0086】上記の表14〜表22の結果から明らかな
ように、ロジン系化合物とのブレンドポリマーとして、
塩化ビニル系樹脂を用いた比較例1の塗料組成物、スチ
レンブタジエンゴム、塩素化パラフィン樹脂、エチレン
−酢酸ビニル共重合体を用いた比較例2、3、6の各塗
料組成物(いずれも、特開昭60−28456号公報の
実施例に相当)、ポリイソブチレンを用いた比較例5の
塗料組成物(特開昭50−135125号公報の実施例
に相当)、また本発明のB成分において単量体bを含ま
ない重合体溶液XIまたはXIIに防汚剤を加え、ロジン
系化合物を配合しなかった比較例4の塗料組成物及び比
較例8の塗料組成物(特開平7−102193号公報の
実施例に相当)、また本発明のB成分の単量体a,b及
びcからなる共重合体溶液Xに防汚剤を加え、ロジン系
化合物を配合しなかった比較例7(特開平8−1990
95号公報の実施例に相当)では、いずれも浸漬開始後
数ヶ月間は良好な塗膜消耗性を示すものがあるが、長期
浸漬後には塗膜表面上に残さ層が形成され、塗膜消耗速
度および防汚性能ともに不満足な結果となり、耐クラッ
ク性、密着性、リコート性および艤装期間対応海洋生物
付着防止性能でも欠点が見られた。
【0087】これに対し、各種のロジン系化合物と加水
分解型のトリオルガノシリル基を有する不飽和単量体と
ヘミアセタールエステル基を有する不飽和単量体とを含
む単量体混合物の共重合体溶液I〜Xと防汚剤とからな
る塗料組成物の実施例1〜20では、長期浸漬後にも塗
膜表面に残さ層を形成せず、塗膜消耗速度、防汚性能、
耐クラック性、密着性、リコート性および艤装期間対応
海洋生物付着防止性能のいずれの試験においても満足で
きる結果を示しており、本発明の塗料組成物が優れた性
能を具備していることがわかる。
【0088】
【発明の効果】以上のように、本発明の塗料組成物は、
海中の生物汚損の防止が必要な船底部、漁網や冷却水管
などの水中構造物、さらには海洋土木工事の汚泥拡散防
止などに用いることができ、その塗膜は、長期浸漬後に
も、塗膜表面に残さ層の形成がないため、塗膜物性的に
剥離、クラック等の欠陥を生じず、塗膜消耗性が経時的
に変化せず一定速度以上であり、海洋生物付着防止性能
が長期にわたって発揮でき、また艤装期間対応海洋生物
付着防止性能の面でも優れており、さらに良好なリコー
ト性をも発揮するものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】A)ロジン、ロジン誘導体またはロジン金
    属塩から選択される1種または2種以上のロジン系化合
    物と、 B)つぎの一般式; (式中、R1〜R3はいずれもアルキル基、アリール基
    の中から選ばれた基であって互いに同一の基であっても
    異なる基であってもよい。Xはアクリロイルオキシ基、
    メタクリロイルオキシ基、マレイノイルオキシ基、フマ
    ロイルオキシ基、イタコノイルオキシ基またはシトラコ
    ノイルオキシ基である。)で表される単量体aと、次の
    一般式(2); (ただし、式中、R4はアルキル基、R5はアルキル基
    またはシクロアルキル基である。Yはアクリロイルオキ
    シ基、メタクリロイルオキシ基、マレイノイルオキシ
    基、フマロイルオキシ基、イタコノイルオキシ基または
    シトラコノイルオキシ基である。)で表される単量体b
    とを少なくとも単量体成分とした共重合体と、 C)防汚剤 とを必須成分として含有することを特徴とする塗料組成
    物。
  2. 【請求項2】 前記B成分は単量体成分として更に単量
    体a、単量体bと共重合可能な他のビニル系単量体cを
    含むことを特徴とする請求項1記載の塗料組成物。
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