JP2003055608A - 機能性樹脂組成物及び水中生物の付着防止方法 - Google Patents

機能性樹脂組成物及び水中生物の付着防止方法

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JP2003055608A
JP2003055608A JP2001245239A JP2001245239A JP2003055608A JP 2003055608 A JP2003055608 A JP 2003055608A JP 2001245239 A JP2001245239 A JP 2001245239A JP 2001245239 A JP2001245239 A JP 2001245239A JP 2003055608 A JP2003055608 A JP 2003055608A
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Gantan Funaki
元旦 舩木
Hideo Tamanoi
英雄 玉野井
Koji Yanagimachi
孝治 柳町
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水をアルカリ性に改質する被膜組成を形成す
ることができる組成物であって、主に海中生物付着防止
(防汚)塗料に好適に利用できる機能性樹脂組成物及び
水中生物の付着防止方法を提案する。 【解決手段】 本発明は、天然珪酸塩鉱物の微細粉末、
又は天然珪酸塩鉱物と希土類元素を含む鉱物の混合微細
粉末を、導電性を有する高分子化合物中に含有し、水を
アルカリ性に改質する被膜を形成する機能性樹脂組成
物、及び被着体に、上記組成物を塗着した水中生物の付
着防止方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は水をアルカリ性に改
質する被膜組成を形成することができる組成物であっ
て、主に水中生物付着防止(防汚)塗料に好適に利用で
きる機能性樹脂組成物及び水中生物の付着防止方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】長期にわたって海中に浸漬される海洋構
築物や設備、発電所等の冷却水路、船舶の船底部、定置
網、養殖用網等の海中表面部には、フジツボ類、ムラサ
キイ貝類、コケムシ類、ホヤ類、藻類等の海中生物が付
着していた。そして、船舶の船底部に多層に付着した海
中生物は、船底部の流水抵抗の増大を招き、燃料費を増
大したり、或いは防錆性能の低下を引き起こしていた。
また、冷却水路の壁面に多層に付着した海中生物は、冷
却水路の断面積を小さくして流水抵抗を増大させたり、
冷却水路自体を閉塞してしまうこともあった。さらに、
各種の網に付着した海中生物は、網の重量増加や捕獲し
た魚体への損傷を生ずることがあった。そのため、付着
した海中生物を定期的に除去する作業が必要であった。
【0003】これらの海中生物の付着防止の対策として
従来は、有機スズが用いられていたが、スズ化合物は環
境対応の面から現在では使用が禁止されている。非スズ
系防汚剤としては、亜酸化銅,ロダン銅,亜鉛やマンガ
ン等のカルバメイト化合物等の防汚成分を含有するもの
が提案、改良されているが、未だ十分な効果を得るもの
は見出されていない。また、被覆材に塩基性物質を担持
させ、被覆材表面に作用する水分の塩基性度を高めるこ
とにより、水中生物の付着を防止する方法や被覆材が、
特開平9−255897号公報、特開平10−1526
29号公報などに開示されている。特開平9−2558
97号公報には、樹脂被覆材の中に水酸化カルシウム、
水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化ランタン
等の水酸化物(塩基性物質)を担持させ、これらの水酸
化物が被膜より徐々に溶出し、被膜表面の水をアルカリ
性にする方法、及び被覆材が提案されている。また、特
開平10−152629号公報には、樹脂とアルカリ基
を含有するスラグあるいはpH8〜13の粉状塩基性化
合物、例えばポルトランドセメント、アルミナセメン
ト、高炉セメント、水酸化カルシウム、酸化マグネシウ
ム、ホウ酸バリウム等とを含有する防汚塗料が提案され
ており、アルカリ成分の急激な溶出を抑制しつつ徐々に
溶出させることが開示されている。これらの提案は、何
れも被膜に担持または含有させた塩基性物質がこの被膜
から徐々に溶出させ、被膜表面の近傍の水をアルカリ性
にすることにより、海中生物の付着を防止する方法であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の被
膜中から塩基性物質を溶出させる方式では、海水浸漬の
初期には塩基性物質の溶出は盛んに行なわれるが、長期
間浸漬を続けると、塩基性物質の溶出量が極めて少量と
なり、それに伴い被膜組成が変化して防汚効果は低くな
り、被膜中の塩基性物質が消失すると、それに伴い防汚
効果も消失するという基本的且つ重大な課題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】鋭意研究の結果、本発明
は上記課題を解決するため、被膜中から塩基性物質など
を溶出する方式ではなく、被膜中に天然の鉱物を用いて
成分を溶出することなく、鉱物の電気特性により水をア
ルカリ性にすることを活用した全く新規な防汚塗料に利
用できるものであり、天然珪酸塩鉱物の微細粉末、又は
天然珪酸塩鉱物と希土類元素を含む鉱物の混合微細粉末
を、導電性を有する高分子化合物中に含有し、水をアル
カリ性に改質する被膜を形成する機能性樹脂組成物、及
び該組成物を用いた水中生物の付着防止方法を提案する
ものである。
【0006】
【発明の実施の形態】天然珪酸塩鉱物の一種である鉄電
気石〔NaFe3Al63Si6(OH)30〕は、比重3.1〜
3.2,モース硬度7.0〜7.5であり、石英より硬く
電気的特性として永久電極と呼ばれる特殊な有極性結晶
体である。粉砕した微細粉が独立した二極性結晶体を有
し、これが水と接触するとき天然珪酸塩鉱物の持つ電気
特性により水を電気分解し、水(H2O)が水素イオン
(H+)と水酸イオン(OH-)に分解される。その際、
水素イオン(H+)は移動速度が速いのでその領域から
抜け出す。一方、水酸イオン(OH-)は領域内に残り
水をアルカリ性にすることは、1989年に発表されて
いる固体物理Vol24にて公知である。さらに、天然珪
酸塩鉱物の一種であるガーネットは、鉄バン柘榴(アル
マンダイト)で二価の鉄を主成分とするネソ珪酸塩であ
り、粒径250〜400μm、ザクロ色した天然の砂で
ある。比重4.10,モース硬度7.5であり、組成分の
概要はSiO2 37.65%、Al23 20.96%、Mg
O 6.21%、FeO 31.26%、CaO 1.64%、
TiO2 0.8%、MnO 1.18%、K2O 0.01%、
ZnO 0.02%、ZrO2 0.02%、Y23 0.05
%である。これらの天然珪酸塩鉱物を粉砕して、粒度7
5〜100μm程度にしたものを水と接触させることに
より、急激に水の水酸イオン濃度(OH-)が上昇し、
pH10.0近くなり、且つ改質水の核磁気共鳴(NM
R)による17O-NMRスペクトル半値幅値は71.0Hz
となり、原水(未処理の精製水)の117.5Hzより小
さくなることを確認した。改質水pH10.0の陽イオ
ン濃度を分析したところ、Mg++=0.50mg/l、Si
++++=0.5mg/l、Ca++=0.50mg/l、Al+++<0.
5mg/l、K+<0.10mg/l、Fe++<0.05mg/lで
あった。また、改質水のpH変化に影響を与える陽イオ
ンは、Ca++、K+、Mg++が中心成分であるが、これら
を混合した後の陽イオンモル濃度は極めて微量であり、
pH変動を急速に起こす濃度ではなかった。即ち天然珪
酸塩鉱物を水に接触したことにより急激に水の水酸イオ
ン濃度(OH-)が上昇したのは、上述した鉄電気石の
電気特性と同様の機能により生じた現象であることを確
認し、全く新たな知見を得た。
【0007】本発明は、被膜中の物質が水中に溶出し
て、水をアルカリ性化する従来の方式ではなく、鉄電気
石やガーネット等の天然珪酸塩鉱物の特性により、被膜
組成が変化することなく被膜直近の水をアルカリ性化す
ることを見出し、さらに被膜中に天然珪酸塩鉱物ととも
に希土類元素を含む鉱物を含有させることで、水をアル
カリ性に改質する速度がさらに早くなるという新たな知
見を得た。希土類元素を含む鉱物には、ランタン、セリ
ウム、ネオジウム、ケイ素、ジルコニウム、イットリウ
ム、バリウム等の成分が含有されている。
【0008】また、本発明には導電性を有する高分子化
合物を用いる。即ち本発明の機能性樹脂組成物は、前記
天然珪酸塩鉱物を高分子化合物中に含有させたものであ
る。この導電性を有する高分子化合物は、被膜中の天然
珪酸塩鉱物である鉄電気石やガーネット等の電気的特性
を発揮させるのに極めて重要である。この導電性を有す
る高分子化合物としては、例えば電気絶縁性樹脂塗料に
導電性フィラー(金属微粉末、カーボン繊維、チタン酸
カリウム等)を加えたものや導電性フィラーを添加しな
くても高分子化合物自体が導電性を有するシリコーン樹
脂、シリコーンゴムラテックス、スチレンブタシエンラ
テックス、天然ゴムラテックス、アクリル樹脂、酢酸ビ
ニル樹脂、アルキド樹脂、フッソ樹脂等を用いることも
できる。
【0009】このような各成分を、組み合わせて機能性
樹脂組成物とする望ましい一例を以下に記す。導電性を
有する高分子化合物として、アクリル共重合樹脂エマル
ジョン(固形分30%)100重量部に対し、天然珪酸
塩物1〜99重量%、希土類元素を含む鉱石99〜1重
量%を組み合わせた平均粒径5μmの混合微細粉末を1
〜30重量部を添加し、必要に応じて各種添加剤、顔料
などを添加して水中生物付着防汚塗料とした。
【0010】このような機能性樹脂組成物を塗着する被
着体は、水中生物が付着することが想定される海洋構築
物や設備、発電所等の冷却水路、船舶の船底部、定置
網、養殖用網等であり、それらを構成する素材、金属材
料、木材、プラスチック、コンクリート等である。ま
た、その他にも、天然の珪砂、砂利、天然岩石の砕石等
の表面被膜形成にも供するようにしても良く、これらを
藻類等の浄化材として用いるようにしても良い。また、
付着を防止する対象である水中生物としては、フジツボ
類、ムラサキイ貝類、コケムシ類、ホヤ類、藻類等の海
中生物に限定されず淡水に生息する各種水中生物にも適
用される。
【0011】〔実施例1〕アクリル共重合樹脂エマルジ
ョン(固形分30%)100重量部に水をアルカリ性に
改質する鉱物としてガーネット5重量%、ランタン、セ
リウム、ネオジウム、ケイ素、ジルコニウム等の金属酸
化物の鉱物95重量%の混合微細粉末(平均粒度5μ
m)を5重量部添加し練り合わせ、水中生物付着防汚塗
料とした。該塗料に水を加えて粘度調整した後、鉄板
(炭素鋼板)の表面に、スプレイガンにより塗着して厚
み0.5〜0.8mmの被膜を形成した。この鉄板被膜を
精製水に浸漬して30分後の水のpHは9.10とな
り、1時間後のpHは9.7となった。上記鉄板被膜を
海水中に6ヶ月間浸漬した。3ヶ月後の被膜表面は、サ
ラリとして藻類による粘性付着物は確認されなかった。
さらに6ヶ月後の被膜表面についても、海洋生物の付着
は無かった。
【0012】〔実施例2〕実施例1に従い、アクリル共
重合樹脂エマルジョン(固形分30%)100重量部に
水をアルカリ性に改質する鉱物として黒色電気石(ショ
ールトルマリン:SiO2 40%、Al23 36%、B2
3 8%、Fe23 3%、Ca 0.02%、その他)の
微細粉末(平均粒度5μm)を20重量部添加し練り合
わせ、水中生物付着防汚塗料とした。該塗料に水を加え
て粘度調節した後、鉄板(炭素鋼板)の表面に、膜厚
0.5〜0.8mmの被膜を形成した。上記鉄板被膜を海
水中に6ヶ月浸漬した。海洋生物の付着は全く観察され
なかった。 〔実施例3〕実施例1に用いた海洋生物付着防止塗料5
重量部を川砂(0.5〜1.2mm)100重量部に表面被
覆した。該表面被覆川砂25gを直径20m/mのアクリル
樹脂管の中に詰めこみ、下部よりポンプを用いて表面被
覆川砂が流動するように精製水500mlを流動層に毎分
200ml流した。改質水のpHを測定した結果、改質前
の精製水のpH(6.7)は、改質1分後には9.8とな
り、3分後には9.9、5分後には10.0、10分後に
は10.0、30分後には10.0となった。また改質前
の精製水の17O-NMRは117.5Hzであったが、改質
30分後の改質水を24時間経過した後の17O-NMR
は78.0Hzとなった。改質30分後の陽イオン濃度は
Mg++=0.50mg/l、Si++++=0.5mg/l、Ca++=0.
50mg/l、Al+++<0.5mg/l、K+<0.10mg/l、
Fe++<0.05mg/lであった。
【0013】以上本発明の実施例を示したが、本発明は
前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲
に記載の構成を変更しない限りどのようにでも実施する
ことができる。
【0014】
【発明の効果】本発明は天然珪酸塩鉱物の鉄電気石やガ
ーネットの電気的特性による水の改質作用を応用して、
機能性樹脂組成物の被膜組成含有物が水中に溶出するこ
となく被膜面の直近の水をアルカリ性化することによ
り、海水に浸漬した被膜表面に海洋生物の付着を防止す
ることを可能にした。また、本発明の水中生物の付着防
止方法を適用した海洋構築物や設備、定置網、養殖用
網、船舶の船底部等の防汚効果は極めて画期的であり、
しかもこの水中生物付着防汚効果は、機能性樹脂組成物
の被膜が存在する限り減衰したり消失することなく半永
久的に持続する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) E02B 1/00 301 E02B 1/00 301B (72)発明者 柳町 孝治 静岡県榛原郡御前崎町御前崎6177−3 元 旦ビューティ工業株式会社静岡工場内 Fターム(参考) 4H011 AD01 BB20 BC19 DC10 DD01 DH02 DH30 4J038 CA011 CA041 CD091 CF021 CG001 DD121 DD231 DL031 HA026 HA066 HA246 HA456 HA556 KA08 KA12 KA19 KA20 NA02 NA05 NA20 PB05 PB07 PC02 PC04 PC06 PC08

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 天然珪酸塩鉱物の微細粉末、又は天然珪
    酸塩鉱物と希土類元素を含む鉱物の混合微細粉末を、導
    電性を有する高分子化合物中に含有し、水をアルカリ性
    に改質する被膜を形成する機能性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 被着体に、天然珪酸塩鉱物の微細粉末、
    又は天然珪酸塩鉱物と希土類元素を含む鉱物の混合微細
    粉末を、導電性を有する高分子化合物中に含有し、水を
    アルカリ性に改質する被膜を形成する機能性樹脂組成物
    を塗着するようにした水中生物の付着防止方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009544795A (ja) * 2007-04-02 2009-12-17 プサン ナショナル ユニバーシティー インダストリー−ユニバーシティー コーポレーション ファウンデーション 防汚塗料組成物
CN112175434A (zh) * 2020-08-24 2021-01-05 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种含稀土/防污剂的防污凝胶粒子及其制备方法

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