水棲生物の付着抑制防汚塗料
【課題】
粒度調整した焼成珪藻土粉を船底防汚塗料と混合調合して、船底等に水棲生物が付着することを抑制する効果の持続期間を延長する船底防汚塗料の提供を目的とする。
【解決手段】
本発明は、含有主成分の８０パーセント以上が珪藻殻のシリカとモンモリロナイトからなる珪藻土を、摂氏１，０００度から１，２００度以内で焼成後、５から１０ミクロンの球形微粒子状に破砕して、粒度調整した焼成珪藻土粉よりなる混合材料を船底防汚塗料と混合したことを特徴とする水棲生物の付着抑制防汚塗料である。
粒度調整した焼成珪藻土粉を船底防汚塗料と混合調合して、船底等に水棲生物が付着することを抑制する効果の持続期間を延長する船底防汚塗料の提供を目的とする。
【解決手段】
本発明は、含有主成分の８０パーセント以上が珪藻殻のシリカとモンモリロナイトからなる珪藻土を、摂氏１，０００度から１，２００度以内で焼成後、５から１０ミクロンの球形微粒子状に破砕して、粒度調整した焼成珪藻土粉よりなる混合材料を船底防汚塗料と混合したことを特徴とする水棲生物の付着抑制防汚塗料である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の船底などへの水棲生物、特に動物性微生物の付着を抑制するための船底防汚塗料の改良に関するものであり、焼成珪藻土粉を船底防汚塗料と混合して使用することにより、船舶の船底などに貝類や海中微生物が付着することを長期間に渡り抑制する船底防汚塗料を主眼に開発されたものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶の船底など長期間海水にさらされる没水部には、フジツボ貝、ムラサキガイ、ユウレイボヤ等の動物系または青藻や黒藻等の植物系の水棲生物が短期間で付着し繁殖して、その外観を損ねたり機能が害される問題があった。特に船舶の場合、船底に貝類が付着することにより、速度の低下や燃費の悪化を招くため、付着した貝などを定期的に除去しなければならず、その作業に多大な労力と費用を要するのが常であった。
【０００３】
そこで従来より、付着を抑制してその除去作業の労力と費用を軽減するために、銅や鉛を含有させた船底防汚塗料を塗布し、フジツボ貝など動物系水性生物の付着を抑制したり、或るいは有機系の船底防汚塗料を塗布し、藻類など植物系の水棲生物の付着を抑制する方法が行われていた。
【０００４】
従来の船底防汚塗料は、塗膜自体が溶解してゆくことにより、海中生物の付着を防ぐ自己研磨型のものと、特許文献１記載のような塗膜表面の合成高分子樹脂が加水分解により水中に均一に溶解していくことにより海中生物の付着を防ぐ加水分解型とに大別される。近年普及しているＦＲＰ素材を使用した小型船舶には加水分解型船底塗料が多く使用されている傾向がある。
【０００５】
しかし、船底防汚塗料の溶解速度は海水温度の影響を大きく受けるので、近年の世界的な海水温度の上昇等のために水棲生物付着を抑制する効果が薄れてきているという問題がある。また、河川からの水が流入する入江や湾の汽水域でも、その効果が薄れやすく、実際には数ヶ月程度の短期間でフジツボ貝等が付着してしまっていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３３３３７４号公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消すべく、含有主成分の８０パーセント以上が珪藻殻のシリカとモンモリロナイトからなる珪藻土を焼成後、球形微粒子状に破砕して、粒度調整した焼成珪藻土粉を船底防汚塗料と混合調合して、船底等に水棲生物が付着することを抑制する効果の持続期間を延長する船底防汚塗料の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、含有主成分の８０パーセント以上が珪藻殻のシリカとモンモリロナイトからなる珪藻土を、摂氏１，０００度から１，２００度以内で焼成後、５から１０ミクロンの球形微粒子状に破砕して、粒度調整した焼成珪藻土粉よりなる混合材料を船底防汚塗料と混合したことを特徴とする水棲生物の付着抑制防汚塗料である。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明に、混合材料が、上記焼成珪藻土粉に、２０から４５重量パーセントのベントナイトと、１から２重量パーセントの溶媒としてのミネラルスピリットと、２から５重量パーセントの分散剤としてソルビタンモノオレートとソルビタンエステル系の分散剤２種類とを混合したものであることを付加した水棲生物の付着抑制防汚塗料。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明に、混合材料が、１から２０ミクロンに破砕したフライアッシュを５から４５重量パーセント含有することを付加した水棲生物の付着抑制防汚塗料である。
【００１１】
第４の発明は、第１乃至３の発明のいずれかの発明に、船底防汚塗料が、３から５重量パーセントの亜鉛と、２５から３０重量パーセントの亜酸化銅と、３から５重量パーセントのチタンと、３から５重量パーセントの酸化第二鉄と、９から１０重量パーセントのナフサと、１４から１５重量パーセントのエチルベンゼンと、５から１０重量パーセントのキシレンとから構成されるものであることを付加した水棲生物の付着抑制防汚塗料である。
【００１２】
第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかの発明に、混合材料が、船底防汚塗料に対し３から５重量パーセント配合されたものであることを付加した水棲生物の付着抑制防汚塗料である。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明は、珪藻土を、摂氏１，０００度から１，２００度以内で焼成後、５から１０ミクロンの球形微粒子状に破砕して、粒度調整した焼成珪藻土粉を船底防汚塗料と混合調合したものであるので、水棲生物の付着抑制効果が長期間保持できる船底防汚塗料となった。これは珪藻土粉が多孔質で吸放熱特性に優れたものであり、船底にたまった熱を効果的に吸収して放出することにより当該船底防汚塗料に接触する海水温度の上昇を抑制する、という温度コントロールの作用を有するからであろうと考えられる。
【００１４】
尚、焼成珪藻土粉が、珪藻土を摂氏１，０００度から１，２００度以内で焼成後のものであるので含有水分が適正に除去されており溶剤との結合強度が確保されており、更に、５から１０ミクロンの球形微粒子状に破砕してされているため、船底防汚塗料との混合に適するものとされている。また、本発明は船底に利用して効果を発揮するものであるが、海上ブイ、護岸壁、海上構造物などへの水棲生物、特に動物性微生物の付着を抑制するための塗料としての利用も可能である。
【００１５】
第２及び第３の発明の効果ではあるが、混合材料が、焼成珪藻土粉と混合しやすく、且つ焼成珪藻土粉と近似する効果の確認されたベントナイトやフライアッシュが付加されているので、これらの付加材料が高価な焼成珪藻土粉の利用割合を少なくすることができ、経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、実施例と共に本発明を実施するための最良の形態について説明する。先ず、第１実施例は、混合材料ａと、市販の船底防汚塗料Ｐ１を混合した付着抑制防汚塗料Ａとして作成する。付着抑制防汚塗料Ａは、市販の４ｋｇ船底防汚塗料缶入りの船底防汚塗料Ｐ１が４ｋｇと、混合比率を重量に対して５重量パーセント、すなわち２００ｇの混合材料ａとを混合して作られる。
【００１７】
混合材料ａは、１００ｇ（５０重量パーセント）の焼成珪藻土粉と、８０ｇ（４０重量パーセント）のベントナイト粉に、１０ｇ（５重量パーセント）のミネラルスピリットを溶剤として加え、更に、５ｇ（２．５重量パーセント）のソルビタンモノオレート及び５ｇ（２．５重量パーセント）のソルビタンエステルを分散剤として加え、これらを混合してコロイダル化して２００ｇを調製したものを利用した。
【００１８】
混合材料ａの、第１成分である焼成珪藻土粉は、珪藻土を１０００から１２００℃で焼成後、２から５０μｍ（ミクロン）、好ましくは３から５μｍ（ミクロン）の球形微粒子状に破砕し、粒度調整して得られたものである。これは多孔質ガラス体のもので、その成分としては、熱酸化シリコン（珪素）を７０．３パーセント，酸化アルミニウム（アルミナ）を２５．０パーセント，酸化チタンを０．９７パーセント，酸化鉄（三酸化二鉄）を１．５１パーセント，酸化カルシウム（生石灰）を０．２５パーセント，酸化ナトリウムを０．１５パーセント含有し、呼放湿特性，遠赤外線放射特性等に優れているものである。
【００１９】
上記珪藻土は、含有主成分の８０パーセント以上が珪藻殻のシリカとモンモリロナイトからなる珪藻土を用いれば、上記含有成分比を異にするものを用いてもよく、その粒度も５から１０ミクロンの範囲内であれば適宜変更できる。
【００２０】
尚、上記焼成珪藻土粉の配合量は４５から５５重量パーセントの範囲で増減することができる。また、ベントナイト粉の配合量は、３５から４５重量パーセントの範囲で増減してもよいが、ベントナイト粉は使用しなくてもよい。また、溶剤及び分散剤の配合量もたとえば１から５重量パーセントの範囲で適宜増減することができる。
【００２１】
第１実施例での船底防汚塗料Ｐ１は、比重１．８０，粘度８５から１００ＫＵの市販のＦＲＰ用加水分解型船底防汚塗料（大日本塗料株式会社製：商品名「シーブルーエース」、油性、色＝ブルー）４ｋｇを用いた。この成分は、おおむね、３から５重量パーセントの亜鉛と、２５から３０重量パーセントの亜酸化銅と、３から５重量パーセントのチタンと、３から５重量パーセントの酸化第二鉄と、９から１０重量パーセントのナフサと、１４から１５重量パーセントのエチルベンゼンと、５から１０重量パーセントのキシレンとから構成された船底防汚塗料である。
尚、混合材料ａの船底防汚塗料Ｐ１に対する混合量は、適宜増減変更することができる。
【００２２】
第２実施例、付着抑制防汚塗料Ｂは、第１実施例で用いた混合材料ａ０．２ｋｇと、市販の船底防汚塗料Ｐ２（株式会社アサヒペン製：商品名「多用途ペイント」、水性、色＝ブルー）４ｋｇに混合したものを用いた。ここでも混合材料ａの船底防汚塗料Ｐ２に対する添加量は、適宜増減変更することができる。尚、第１実施例及び第２実施例とも混合材料ａにフライアッシュを５から４５重量パーセント含有とすることもできる。
【００２３】
第３実施例、付着抑制防汚塗料Ｃは、第１実施例と同様の船底防汚塗料Ｐ１、すなわち、比重１．８０，粘度８５から１００ＫＵの市販のＦＲＰ用加水分解型船底防汚塗料（大日本塗料株式会社製：商品名「シーブルーエース」、油性、色＝ブルー）４ｋｇと混合材料ｂを混合したものを用いた。混合材料ｂは、第１及び第２実施例で用いた混合材料ａ中に、５から４５重量パーセントのフライアッシュを含有させたものである。
【００２４】
このフライアッシュは、粒度１から２０μｍ（ミクロン）、好ましくは７μｍ（ミクロン）に粉砕された粉状のもので、それは熱酸化シリコン（珪素）を７０．９パーセント，酸化アルミニウム（アルミナ）を１９．９パーセント，酸化チタンを１．０８パーセント，酸化鉄（三酸化二鉄）３．１４パーセント，酸化カルシウム（生石灰）を０．９６パーセント，酸化マグネシウムを０．７４パーセント，酸化カリウムを１．０５パーセント，酸化ナトリウムを０．２８パーセント含有し、珪藻土粉に似た孔隙構造を有するとともにポゾラン活性を呈し、分子間の安定結合作用による長期強度保持作用や通気性に優れたものである。尚、フライアッシュ粉としては、上に示したものとは含有成分比を異にするものを用いてもよい。
【００２５】
尚、上記実施例１及び２における混合材料ａ、及び実施例３の混合材料ｂと、船底防汚塗料１又は２の混合によって、船底防汚塗料１及び２の色を変化させたり、その組成に悪影響を与えることはなかった。更に、混合材料ａ及び混合材料ｂを、その他の市販の船底防汚塗料に混合した場合も、当該船底防汚塗料の色を変化させたりその組成に悪影響を与えることはなかった。
【００２６】
続いて、実験のための比較船底防汚塗料として、３種類の船底防汚塗料を用意した。第１は、船底防汚塗料Ｐ１からＰ２とは別製品である日本国内で市販の船底防汚塗料Ｐ３を用意した。これには第１乃至３実施例において使用した混合材料ａ及びｂを調合しなかった。第２は、上記船底防汚塗料Ｐ１からＰ３とは別製品であるアメリカ製の市販の船底防汚塗料Ｐ４（商品名「ＡＦＯ」）を用意した。これにも第１乃至３実施例において使用した混合材料ａ及びｂを調合しなかった。第３は、やはり別製品であるカナダ製の市販の船底防汚塗料Ｐ５（商品名「ＶＩＮＫＯ」）を用意した。これにも第１乃至３実施例で使用した混合材料ａ及びｂを調合しなかった。
【００２７】
付着抑制塗料及び船底防汚塗料の性能評価実験第１例として次の実験を行った。
先ず、実施例に係る３種類の付着抑制防汚塗料Ａ，Ｂ、Ｃ及び上記の各比較例に係る３種類の船底防汚塗料Ｐ３からＰ５の計６種類を準備し、それぞれ３００ｍｍ×１５０ｍｍのＦＲＰ板の一面に、刷毛とローラーを用いて１回塗りで塗布し４時間乾燥させた。いずれのＦＲＰ板についても、反対面には塗料を塗布しなかった。そして、上記ＦＲＰ板を水中に１０から１５ｃｍほど沈めた状態にして船着き場に係留し、その経過を観察した。
【００２８】
実験開始から１４日経過時は、次のような状態であった。船底防汚塗料Ｐ３を塗布したＦＲＰ板の塗料塗布面には、１ｍｍ大のフジツボが５０個ほど付着していた。船底防汚塗料Ｐ４を塗布したＦＲＰ板の塗料塗布面には、１ｍｍほどの緑藻が付着していた。その他のＦＲＰ板の塗料塗布面には、水棲生物の付着は認められなかった。
【００２９】
実験開始から３５日経過時には、次のような状態であった。
船底防汚塗料Ｐ３を塗布したＦＲＰ板に付着していたフジツボは５ｍｍ大にまで成長しており、また、このＦＲＰ板の塗料塗布面全面に１ｍｍ大のフジツボが付着し、藻も２０ｍｍに成長していた。船底防汚塗料Ｐ５を塗布したＦＲＰ板の塗料塗布面には、スライムが付着し、当該塗料の色が褪せていた。
【００３０】
付着抑制防汚塗料Ａ及び付着抑制防汚塗料Ｃを塗布したＦＲＰ板の塗料塗布面には、全く付着物は認められなかった。付着抑制防汚塗料Ｂを塗布したＦＲＰ板には、その塗料塗布面全面に若干の水垢，スライムが付着していた。
【００３１】
実験開始から４３日経過時には、次のような状態であった。
船底防汚塗料Ｐ３を塗布したＦＲＰ板には、面塗料塗布全面にフジツボ（５ｍｍ大）が付着し、藻も全面に付着して、もとの船底防汚塗料Ｐ３の色が全く看取できなくなっていた。船底防汚塗料Ｐ４を塗布したＦＲＰ板には、塗料塗布面全面にフジツボと藻が付着し、もとの船底防汚塗料の色がほとんど看取できなかった。船底防汚塗料Ｐ５を塗布したＦＲＰ板の塗料塗布面には、フジツボは付着していなかったが、スライムが付着し、また全体に船底防汚塗料の色が褪せていた。
【００３２】
付着抑制防汚塗料Ａ及び付着抑制防汚塗料Ｃを塗布したＦＲＰ板の塗料塗布面には、フジツボ，藻，スライムの付着は全く認められなかった。付着抑制防汚塗料Ｂを塗布したＦＲＰ板の塗料塗布面には、若干の水垢，スライムが付着していた。
【００３３】
実験開始から５０日経過時には次のような状態であった。
船底防汚塗料Ｐ３からＰ５を塗布した各ＦＲＰ板の塗料塗布面は、いずれもフジツボが付着していた。付着抑制防汚塗料Ａ、Ｂ、及びＣを塗布した各ＦＲＰ板の塗料塗布面は、若干の水垢，スライムが付着していたもののフジツボ，藻の付着は全く認められなかった。また、付着抑制防汚塗料Ａ、Ｂ及びＣを塗布した各ＦＲＰ板の塗料塗布面には、塗料自体の色褪せも認められなかった。
【００３４】
この実験により、従来市販の船底防汚塗料においても本発明のように構成し、本発明に係る混合材料を混合させた船底防汚塗料とし、これを塗布することで、防汚効果の持続期間を延長できることが確認された。
尚、上記各ＦＲＰ板の塗料塗布面の反対面には塗料を塗布しなかったので、いずれのものも実験開始より１４日を経過した頃からフジツボが付着しはじめ、３０日経過時にはその全面に付着していた。
【００３５】
付着抑制防汚塗料及び船底防汚塗料の性能評価実験第２例として次の実験を行った。
２トンのＦＲＰ製つり船の船底に付着した貝類、藻類を除去して、この船底を水洗いした後乾燥させた。そして、経過観察の便宜のために、その船底を図１に示したブロック１から６の６つのブロックに分けるとともに、そのブロック１から３には付着抑制防汚塗料Ａを、ブロック４から６には付着抑制防汚塗料Ｂを、刷毛とローラーを用いて１平方メートルあたり１８０から１８５ｇ、ウェット膜厚８０μｍ（ドライ膜厚４０μｍ）にして１回塗りで塗布し、４時間乾燥させた。その後、船体を着水させ船着き場に長期係留し経過を観察した。尚、ここで使用した防汚塗料Ａ，Ｂは、上記の通り焼成珪藻土粉とベントナイト粉に溶剤と分散剤を配合し混合したもので、付着抑制防汚塗料Ａは油性の、付着抑制防汚塗料Ｂは水性のものである。
【００３６】
実験開始から６ヶ月経過時の状態は次のようであった。
ブロック１から３には、水垢が付着していたが、貝類，藻類の付着は認められなかった。ブロック４から６には、ヌルヌルした水垢が付着していたが、貝類，藻類の付着は認められなかった。
【００３７】
実験開始から１２ヶ月経過時の状態は次のようであった。
ブロック１から３には、長期係留による水垢が付着していたが、貝類，藻類の付着は認められなかった。ブロック４から６についても、実験開始から６ヶ月経過時と同様、水垢の付着はあったが、貝類，藻類の付着は認められなかった。
【００３８】
実験開始から１８ヶ月経過時の状態は次の通りであった。
ブロック１から３については、ブロック１の船首側舳部は波の影響で水垢が黒ずんでいたが、その他の部位には貝類，藻類の付着は認められなかった。また、ブロック６の船尾寄りの部分には、１から１．５ｍｍ大のフジツボが３２から３５個付着していた。
【００３９】
実験開始から２４ヶ月経過時の状態は次の通りであった。
ブロック３の船尾部ヘリに、１ｍｍ以下のフジツボが２個付着していた。ブロック４の船首寄りの部分以外の部分及びブロック５，６の全面に５ｍｍ大の成長したフジツボが重なり合って付着していた。
【００４０】
このように、付着抑制防汚塗料Ａを塗布したブロック１から３には、長期間の係留であっても少なくとも１８ヶ月もの長期間、水垢の付着はあっても貝類（フジツボ）の付着はほとんど見られなかった。ちなみに、実験開始から２８ヶ月経過後には、ブロック３の船尾側から、２ｍｍ大のフジツボ貝が付着しはじめた。付着抑制防汚塗料Ｂを塗布したブロック４から６にも、少なくとも１５ヶ月程度は貝類の付着が認められなかったが、１８ヶ月経過後には塗料の剥離に伴ってフジツボの付着が始まった。
【００４１】
従来の船底防汚塗料は、これを単体でそのまま船底に塗布した場合、早くて５ヶ月、遅くとも１０ヶ月程度でフジツボ等が付着してしまっており、通常７ヶ月程度に付着したフジツボ等を除去して船底防汚塗料を塗り直す必要が生じていたが、これに対して、本発明の付着抑制防汚塗料を使用した場合、１回塗りであっても少なくとも１年は水棲生物付着抑制の効果が維持されることが判明した。したがって、船底に付着した水棲生物の除去作業及び再度の船底防汚塗料の塗布作業を行う頻度を減らすことができ、その作業費用の節減と作業労力の低減を図ることができる。
【００４２】
付着抑制防汚塗料の性能評価実験第３例として次の実験を行った。
３トンのＦＲＰ製つり船の船底に付着した貝類、藻類を除去し、その船底を水洗いした後乾燥させ全面に付着抑制防汚塗料Ｃを添付し６時間乾燥させた。その後、船体を海上に着水させて週３日乃至５日運行しその経過を観察した。尚、ここで使用した付着抑制防汚塗料Ｃは、第３実施例に係る塗料で、前記の通り混合材料ｂ中に、焼成珪藻土粉にフライアッシュ粉を配合しているものである。
【００４３】
実験開始から６ヶ月経過時では、船体をクレーンで吊り上げて船底の状態を検証したが、貝類の付着は認られなかった。実験開始から１２ヶ月経過時に、再び船体をクレーンで吊り上げて船底の状態を検証したが、貝類等の水棲生物の付着は全く認められなかった。ただし、付着抑制防汚塗料Ｃを塗布しなかったスクリュー回転羽の固定部には５から８ｍｍ大のフジツボがびっしりと付着していた。
【００４４】
実験開始から１６ケ月経過時にも、船底への貝類の付着は依然として認められなかった。ただし、エンジン固定部の金属部分の、付着抑制防汚塗料Ｃを塗布しなかった部位にはフジツボ貝が隙間なく付着していた。
【００４５】
上記の各性能評価実験より明らかな通り、本実施例１乃至３に係る付着抑制防汚塗料を船舶の船底に塗布すれば、動物系水棲生物の付着抑制効果の持続期間を大幅に延長することができる。これは珪藻土粉が多孔質で吸放熱特性に優れたものであり、船底にたまった熱を効果的に吸収して放出することにより当該船底防汚塗料に接触する海水温度の上昇を抑制する、という温度コントロールの作用を有するからであろうと考えられる。
【００４６】
したがって、海水温度上昇の影響により海中の水棲生物の付着抑制効果の持続期間が短縮されてしまう従来の船底防汚塗料も、本発明の製法を導入することにより持続期間を延長することができる。船舶の船底に貝等の付着を抑制するだけでなく、海上交通標示ブイ、海上構造物、護岸壁など海水没水部表面に本発明塗料を塗布すれば、構造物の塗布部分に水棲生物の付着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】船底の位置を示す説明図
【符号の説明】
【００４８】
１．．．．．．ブロック１
２．．．．．．ブロック２
３．．．．．．ブロック３
４．．．．．．ブロック４
５．．．．．．ブロック５
６．．．．．．ブロック６
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の船底などへの水棲生物、特に動物性微生物の付着を抑制するための船底防汚塗料の改良に関するものであり、焼成珪藻土粉を船底防汚塗料と混合して使用することにより、船舶の船底などに貝類や海中微生物が付着することを長期間に渡り抑制する船底防汚塗料を主眼に開発されたものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶の船底など長期間海水にさらされる没水部には、フジツボ貝、ムラサキガイ、ユウレイボヤ等の動物系または青藻や黒藻等の植物系の水棲生物が短期間で付着し繁殖して、その外観を損ねたり機能が害される問題があった。特に船舶の場合、船底に貝類が付着することにより、速度の低下や燃費の悪化を招くため、付着した貝などを定期的に除去しなければならず、その作業に多大な労力と費用を要するのが常であった。
【０００３】
そこで従来より、付着を抑制してその除去作業の労力と費用を軽減するために、銅や鉛を含有させた船底防汚塗料を塗布し、フジツボ貝など動物系水性生物の付着を抑制したり、或るいは有機系の船底防汚塗料を塗布し、藻類など植物系の水棲生物の付着を抑制する方法が行われていた。
【０００４】
従来の船底防汚塗料は、塗膜自体が溶解してゆくことにより、海中生物の付着を防ぐ自己研磨型のものと、特許文献１記載のような塗膜表面の合成高分子樹脂が加水分解により水中に均一に溶解していくことにより海中生物の付着を防ぐ加水分解型とに大別される。近年普及しているＦＲＰ素材を使用した小型船舶には加水分解型船底塗料が多く使用されている傾向がある。
【０００５】
しかし、船底防汚塗料の溶解速度は海水温度の影響を大きく受けるので、近年の世界的な海水温度の上昇等のために水棲生物付着を抑制する効果が薄れてきているという問題がある。また、河川からの水が流入する入江や湾の汽水域でも、その効果が薄れやすく、実際には数ヶ月程度の短期間でフジツボ貝等が付着してしまっていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３３３３７４号公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消すべく、含有主成分の８０パーセント以上が珪藻殻のシリカとモンモリロナイトからなる珪藻土を焼成後、球形微粒子状に破砕して、粒度調整した焼成珪藻土粉を船底防汚塗料と混合調合して、船底等に水棲生物が付着することを抑制する効果の持続期間を延長する船底防汚塗料の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、含有主成分の８０パーセント以上が珪藻殻のシリカとモンモリロナイトからなる珪藻土を、摂氏１，０００度から１，２００度以内で焼成後、５から１０ミクロンの球形微粒子状に破砕して、粒度調整した焼成珪藻土粉よりなる混合材料を船底防汚塗料と混合したことを特徴とする水棲生物の付着抑制防汚塗料である。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明に、混合材料が、上記焼成珪藻土粉に、２０から４５重量パーセントのベントナイトと、１から２重量パーセントの溶媒としてのミネラルスピリットと、２から５重量パーセントの分散剤としてソルビタンモノオレートとソルビタンエステル系の分散剤２種類とを混合したものであることを付加した水棲生物の付着抑制防汚塗料。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明に、混合材料が、１から２０ミクロンに破砕したフライアッシュを５から４５重量パーセント含有することを付加した水棲生物の付着抑制防汚塗料である。
【００１１】
第４の発明は、第１乃至３の発明のいずれかの発明に、船底防汚塗料が、３から５重量パーセントの亜鉛と、２５から３０重量パーセントの亜酸化銅と、３から５重量パーセントのチタンと、３から５重量パーセントの酸化第二鉄と、９から１０重量パーセントのナフサと、１４から１５重量パーセントのエチルベンゼンと、５から１０重量パーセントのキシレンとから構成されるものであることを付加した水棲生物の付着抑制防汚塗料である。
【００１２】
第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかの発明に、混合材料が、船底防汚塗料に対し３から５重量パーセント配合されたものであることを付加した水棲生物の付着抑制防汚塗料である。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明は、珪藻土を、摂氏１，０００度から１，２００度以内で焼成後、５から１０ミクロンの球形微粒子状に破砕して、粒度調整した焼成珪藻土粉を船底防汚塗料と混合調合したものであるので、水棲生物の付着抑制効果が長期間保持できる船底防汚塗料となった。これは珪藻土粉が多孔質で吸放熱特性に優れたものであり、船底にたまった熱を効果的に吸収して放出することにより当該船底防汚塗料に接触する海水温度の上昇を抑制する、という温度コントロールの作用を有するからであろうと考えられる。
【００１４】
尚、焼成珪藻土粉が、珪藻土を摂氏１，０００度から１，２００度以内で焼成後のものであるので含有水分が適正に除去されており溶剤との結合強度が確保されており、更に、５から１０ミクロンの球形微粒子状に破砕してされているため、船底防汚塗料との混合に適するものとされている。また、本発明は船底に利用して効果を発揮するものであるが、海上ブイ、護岸壁、海上構造物などへの水棲生物、特に動物性微生物の付着を抑制するための塗料としての利用も可能である。
【００１５】
第２及び第３の発明の効果ではあるが、混合材料が、焼成珪藻土粉と混合しやすく、且つ焼成珪藻土粉と近似する効果の確認されたベントナイトやフライアッシュが付加されているので、これらの付加材料が高価な焼成珪藻土粉の利用割合を少なくすることができ、経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、実施例と共に本発明を実施するための最良の形態について説明する。先ず、第１実施例は、混合材料ａと、市販の船底防汚塗料Ｐ１を混合した付着抑制防汚塗料Ａとして作成する。付着抑制防汚塗料Ａは、市販の４ｋｇ船底防汚塗料缶入りの船底防汚塗料Ｐ１が４ｋｇと、混合比率を重量に対して５重量パーセント、すなわち２００ｇの混合材料ａとを混合して作られる。
【００１７】
混合材料ａは、１００ｇ（５０重量パーセント）の焼成珪藻土粉と、８０ｇ（４０重量パーセント）のベントナイト粉に、１０ｇ（５重量パーセント）のミネラルスピリットを溶剤として加え、更に、５ｇ（２．５重量パーセント）のソルビタンモノオレート及び５ｇ（２．５重量パーセント）のソルビタンエステルを分散剤として加え、これらを混合してコロイダル化して２００ｇを調製したものを利用した。
【００１８】
混合材料ａの、第１成分である焼成珪藻土粉は、珪藻土を１０００から１２００℃で焼成後、２から５０μｍ（ミクロン）、好ましくは３から５μｍ（ミクロン）の球形微粒子状に破砕し、粒度調整して得られたものである。これは多孔質ガラス体のもので、その成分としては、熱酸化シリコン（珪素）を７０．３パーセント，酸化アルミニウム（アルミナ）を２５．０パーセント，酸化チタンを０．９７パーセント，酸化鉄（三酸化二鉄）を１．５１パーセント，酸化カルシウム（生石灰）を０．２５パーセント，酸化ナトリウムを０．１５パーセント含有し、呼放湿特性，遠赤外線放射特性等に優れているものである。
【００１９】
上記珪藻土は、含有主成分の８０パーセント以上が珪藻殻のシリカとモンモリロナイトからなる珪藻土を用いれば、上記含有成分比を異にするものを用いてもよく、その粒度も５から１０ミクロンの範囲内であれば適宜変更できる。
【００２０】
尚、上記焼成珪藻土粉の配合量は４５から５５重量パーセントの範囲で増減することができる。また、ベントナイト粉の配合量は、３５から４５重量パーセントの範囲で増減してもよいが、ベントナイト粉は使用しなくてもよい。また、溶剤及び分散剤の配合量もたとえば１から５重量パーセントの範囲で適宜増減することができる。
【００２１】
第１実施例での船底防汚塗料Ｐ１は、比重１．８０，粘度８５から１００ＫＵの市販のＦＲＰ用加水分解型船底防汚塗料（大日本塗料株式会社製：商品名「シーブルーエース」、油性、色＝ブルー）４ｋｇを用いた。この成分は、おおむね、３から５重量パーセントの亜鉛と、２５から３０重量パーセントの亜酸化銅と、３から５重量パーセントのチタンと、３から５重量パーセントの酸化第二鉄と、９から１０重量パーセントのナフサと、１４から１５重量パーセントのエチルベンゼンと、５から１０重量パーセントのキシレンとから構成された船底防汚塗料である。
尚、混合材料ａの船底防汚塗料Ｐ１に対する混合量は、適宜増減変更することができる。
【００２２】
第２実施例、付着抑制防汚塗料Ｂは、第１実施例で用いた混合材料ａ０．２ｋｇと、市販の船底防汚塗料Ｐ２（株式会社アサヒペン製：商品名「多用途ペイント」、水性、色＝ブルー）４ｋｇに混合したものを用いた。ここでも混合材料ａの船底防汚塗料Ｐ２に対する添加量は、適宜増減変更することができる。尚、第１実施例及び第２実施例とも混合材料ａにフライアッシュを５から４５重量パーセント含有とすることもできる。
【００２３】
第３実施例、付着抑制防汚塗料Ｃは、第１実施例と同様の船底防汚塗料Ｐ１、すなわち、比重１．８０，粘度８５から１００ＫＵの市販のＦＲＰ用加水分解型船底防汚塗料（大日本塗料株式会社製：商品名「シーブルーエース」、油性、色＝ブルー）４ｋｇと混合材料ｂを混合したものを用いた。混合材料ｂは、第１及び第２実施例で用いた混合材料ａ中に、５から４５重量パーセントのフライアッシュを含有させたものである。
【００２４】
このフライアッシュは、粒度１から２０μｍ（ミクロン）、好ましくは７μｍ（ミクロン）に粉砕された粉状のもので、それは熱酸化シリコン（珪素）を７０．９パーセント，酸化アルミニウム（アルミナ）を１９．９パーセント，酸化チタンを１．０８パーセント，酸化鉄（三酸化二鉄）３．１４パーセント，酸化カルシウム（生石灰）を０．９６パーセント，酸化マグネシウムを０．７４パーセント，酸化カリウムを１．０５パーセント，酸化ナトリウムを０．２８パーセント含有し、珪藻土粉に似た孔隙構造を有するとともにポゾラン活性を呈し、分子間の安定結合作用による長期強度保持作用や通気性に優れたものである。尚、フライアッシュ粉としては、上に示したものとは含有成分比を異にするものを用いてもよい。
【００２５】
尚、上記実施例１及び２における混合材料ａ、及び実施例３の混合材料ｂと、船底防汚塗料１又は２の混合によって、船底防汚塗料１及び２の色を変化させたり、その組成に悪影響を与えることはなかった。更に、混合材料ａ及び混合材料ｂを、その他の市販の船底防汚塗料に混合した場合も、当該船底防汚塗料の色を変化させたりその組成に悪影響を与えることはなかった。
【００２６】
続いて、実験のための比較船底防汚塗料として、３種類の船底防汚塗料を用意した。第１は、船底防汚塗料Ｐ１からＰ２とは別製品である日本国内で市販の船底防汚塗料Ｐ３を用意した。これには第１乃至３実施例において使用した混合材料ａ及びｂを調合しなかった。第２は、上記船底防汚塗料Ｐ１からＰ３とは別製品であるアメリカ製の市販の船底防汚塗料Ｐ４（商品名「ＡＦＯ」）を用意した。これにも第１乃至３実施例において使用した混合材料ａ及びｂを調合しなかった。第３は、やはり別製品であるカナダ製の市販の船底防汚塗料Ｐ５（商品名「ＶＩＮＫＯ」）を用意した。これにも第１乃至３実施例で使用した混合材料ａ及びｂを調合しなかった。
【００２７】
付着抑制塗料及び船底防汚塗料の性能評価実験第１例として次の実験を行った。
先ず、実施例に係る３種類の付着抑制防汚塗料Ａ，Ｂ、Ｃ及び上記の各比較例に係る３種類の船底防汚塗料Ｐ３からＰ５の計６種類を準備し、それぞれ３００ｍｍ×１５０ｍｍのＦＲＰ板の一面に、刷毛とローラーを用いて１回塗りで塗布し４時間乾燥させた。いずれのＦＲＰ板についても、反対面には塗料を塗布しなかった。そして、上記ＦＲＰ板を水中に１０から１５ｃｍほど沈めた状態にして船着き場に係留し、その経過を観察した。
【００２８】
実験開始から１４日経過時は、次のような状態であった。船底防汚塗料Ｐ３を塗布したＦＲＰ板の塗料塗布面には、１ｍｍ大のフジツボが５０個ほど付着していた。船底防汚塗料Ｐ４を塗布したＦＲＰ板の塗料塗布面には、１ｍｍほどの緑藻が付着していた。その他のＦＲＰ板の塗料塗布面には、水棲生物の付着は認められなかった。
【００２９】
実験開始から３５日経過時には、次のような状態であった。
船底防汚塗料Ｐ３を塗布したＦＲＰ板に付着していたフジツボは５ｍｍ大にまで成長しており、また、このＦＲＰ板の塗料塗布面全面に１ｍｍ大のフジツボが付着し、藻も２０ｍｍに成長していた。船底防汚塗料Ｐ５を塗布したＦＲＰ板の塗料塗布面には、スライムが付着し、当該塗料の色が褪せていた。
【００３０】
付着抑制防汚塗料Ａ及び付着抑制防汚塗料Ｃを塗布したＦＲＰ板の塗料塗布面には、全く付着物は認められなかった。付着抑制防汚塗料Ｂを塗布したＦＲＰ板には、その塗料塗布面全面に若干の水垢，スライムが付着していた。
【００３１】
実験開始から４３日経過時には、次のような状態であった。
船底防汚塗料Ｐ３を塗布したＦＲＰ板には、面塗料塗布全面にフジツボ（５ｍｍ大）が付着し、藻も全面に付着して、もとの船底防汚塗料Ｐ３の色が全く看取できなくなっていた。船底防汚塗料Ｐ４を塗布したＦＲＰ板には、塗料塗布面全面にフジツボと藻が付着し、もとの船底防汚塗料の色がほとんど看取できなかった。船底防汚塗料Ｐ５を塗布したＦＲＰ板の塗料塗布面には、フジツボは付着していなかったが、スライムが付着し、また全体に船底防汚塗料の色が褪せていた。
【００３２】
付着抑制防汚塗料Ａ及び付着抑制防汚塗料Ｃを塗布したＦＲＰ板の塗料塗布面には、フジツボ，藻，スライムの付着は全く認められなかった。付着抑制防汚塗料Ｂを塗布したＦＲＰ板の塗料塗布面には、若干の水垢，スライムが付着していた。
【００３３】
実験開始から５０日経過時には次のような状態であった。
船底防汚塗料Ｐ３からＰ５を塗布した各ＦＲＰ板の塗料塗布面は、いずれもフジツボが付着していた。付着抑制防汚塗料Ａ、Ｂ、及びＣを塗布した各ＦＲＰ板の塗料塗布面は、若干の水垢，スライムが付着していたもののフジツボ，藻の付着は全く認められなかった。また、付着抑制防汚塗料Ａ、Ｂ及びＣを塗布した各ＦＲＰ板の塗料塗布面には、塗料自体の色褪せも認められなかった。
【００３４】
この実験により、従来市販の船底防汚塗料においても本発明のように構成し、本発明に係る混合材料を混合させた船底防汚塗料とし、これを塗布することで、防汚効果の持続期間を延長できることが確認された。
尚、上記各ＦＲＰ板の塗料塗布面の反対面には塗料を塗布しなかったので、いずれのものも実験開始より１４日を経過した頃からフジツボが付着しはじめ、３０日経過時にはその全面に付着していた。
【００３５】
付着抑制防汚塗料及び船底防汚塗料の性能評価実験第２例として次の実験を行った。
２トンのＦＲＰ製つり船の船底に付着した貝類、藻類を除去して、この船底を水洗いした後乾燥させた。そして、経過観察の便宜のために、その船底を図１に示したブロック１から６の６つのブロックに分けるとともに、そのブロック１から３には付着抑制防汚塗料Ａを、ブロック４から６には付着抑制防汚塗料Ｂを、刷毛とローラーを用いて１平方メートルあたり１８０から１８５ｇ、ウェット膜厚８０μｍ（ドライ膜厚４０μｍ）にして１回塗りで塗布し、４時間乾燥させた。その後、船体を着水させ船着き場に長期係留し経過を観察した。尚、ここで使用した防汚塗料Ａ，Ｂは、上記の通り焼成珪藻土粉とベントナイト粉に溶剤と分散剤を配合し混合したもので、付着抑制防汚塗料Ａは油性の、付着抑制防汚塗料Ｂは水性のものである。
【００３６】
実験開始から６ヶ月経過時の状態は次のようであった。
ブロック１から３には、水垢が付着していたが、貝類，藻類の付着は認められなかった。ブロック４から６には、ヌルヌルした水垢が付着していたが、貝類，藻類の付着は認められなかった。
【００３７】
実験開始から１２ヶ月経過時の状態は次のようであった。
ブロック１から３には、長期係留による水垢が付着していたが、貝類，藻類の付着は認められなかった。ブロック４から６についても、実験開始から６ヶ月経過時と同様、水垢の付着はあったが、貝類，藻類の付着は認められなかった。
【００３８】
実験開始から１８ヶ月経過時の状態は次の通りであった。
ブロック１から３については、ブロック１の船首側舳部は波の影響で水垢が黒ずんでいたが、その他の部位には貝類，藻類の付着は認められなかった。また、ブロック６の船尾寄りの部分には、１から１．５ｍｍ大のフジツボが３２から３５個付着していた。
【００３９】
実験開始から２４ヶ月経過時の状態は次の通りであった。
ブロック３の船尾部ヘリに、１ｍｍ以下のフジツボが２個付着していた。ブロック４の船首寄りの部分以外の部分及びブロック５，６の全面に５ｍｍ大の成長したフジツボが重なり合って付着していた。
【００４０】
このように、付着抑制防汚塗料Ａを塗布したブロック１から３には、長期間の係留であっても少なくとも１８ヶ月もの長期間、水垢の付着はあっても貝類（フジツボ）の付着はほとんど見られなかった。ちなみに、実験開始から２８ヶ月経過後には、ブロック３の船尾側から、２ｍｍ大のフジツボ貝が付着しはじめた。付着抑制防汚塗料Ｂを塗布したブロック４から６にも、少なくとも１５ヶ月程度は貝類の付着が認められなかったが、１８ヶ月経過後には塗料の剥離に伴ってフジツボの付着が始まった。
【００４１】
従来の船底防汚塗料は、これを単体でそのまま船底に塗布した場合、早くて５ヶ月、遅くとも１０ヶ月程度でフジツボ等が付着してしまっており、通常７ヶ月程度に付着したフジツボ等を除去して船底防汚塗料を塗り直す必要が生じていたが、これに対して、本発明の付着抑制防汚塗料を使用した場合、１回塗りであっても少なくとも１年は水棲生物付着抑制の効果が維持されることが判明した。したがって、船底に付着した水棲生物の除去作業及び再度の船底防汚塗料の塗布作業を行う頻度を減らすことができ、その作業費用の節減と作業労力の低減を図ることができる。
【００４２】
付着抑制防汚塗料の性能評価実験第３例として次の実験を行った。
３トンのＦＲＰ製つり船の船底に付着した貝類、藻類を除去し、その船底を水洗いした後乾燥させ全面に付着抑制防汚塗料Ｃを添付し６時間乾燥させた。その後、船体を海上に着水させて週３日乃至５日運行しその経過を観察した。尚、ここで使用した付着抑制防汚塗料Ｃは、第３実施例に係る塗料で、前記の通り混合材料ｂ中に、焼成珪藻土粉にフライアッシュ粉を配合しているものである。
【００４３】
実験開始から６ヶ月経過時では、船体をクレーンで吊り上げて船底の状態を検証したが、貝類の付着は認られなかった。実験開始から１２ヶ月経過時に、再び船体をクレーンで吊り上げて船底の状態を検証したが、貝類等の水棲生物の付着は全く認められなかった。ただし、付着抑制防汚塗料Ｃを塗布しなかったスクリュー回転羽の固定部には５から８ｍｍ大のフジツボがびっしりと付着していた。
【００４４】
実験開始から１６ケ月経過時にも、船底への貝類の付着は依然として認められなかった。ただし、エンジン固定部の金属部分の、付着抑制防汚塗料Ｃを塗布しなかった部位にはフジツボ貝が隙間なく付着していた。
【００４５】
上記の各性能評価実験より明らかな通り、本実施例１乃至３に係る付着抑制防汚塗料を船舶の船底に塗布すれば、動物系水棲生物の付着抑制効果の持続期間を大幅に延長することができる。これは珪藻土粉が多孔質で吸放熱特性に優れたものであり、船底にたまった熱を効果的に吸収して放出することにより当該船底防汚塗料に接触する海水温度の上昇を抑制する、という温度コントロールの作用を有するからであろうと考えられる。
【００４６】
したがって、海水温度上昇の影響により海中の水棲生物の付着抑制効果の持続期間が短縮されてしまう従来の船底防汚塗料も、本発明の製法を導入することにより持続期間を延長することができる。船舶の船底に貝等の付着を抑制するだけでなく、海上交通標示ブイ、海上構造物、護岸壁など海水没水部表面に本発明塗料を塗布すれば、構造物の塗布部分に水棲生物の付着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】船底の位置を示す説明図
【符号の説明】
【００４８】
１．．．．．．ブロック１
２．．．．．．ブロック２
３．．．．．．ブロック３
４．．．．．．ブロック４
５．．．．．．ブロック５
６．．．．．．ブロック６
【特許請求の範囲】
【請求項１】
含有主成分の８０パーセント以上が珪藻殻のシリカとモンモリロナイトからなる珪藻土を、摂氏１，０００度から１，２００度以内で焼成後、５から１０ミクロンの球形微粒子状に破砕して、粒度調整した焼成珪藻土粉よりなる混合材料を船底防汚塗料と混合したことを特徴とする水棲生物の付着抑制防汚塗料。
【請求項２】
上記混合材料が、焼成珪藻土粉に、２０から４５重量パーセントのベントナイトと、１から２重量パーセントの溶媒としてのミネラルスピリットと、２から５重量パーセントの分散剤としてソルビタンモノオレートとソルビタンエステル系の分散剤２種類とを混合したものである請求項１記載の水棲生物の付着抑制防汚塗料。
【請求項３】
上記混合材料が、１から２０ミクロンに破砕したフライアッシュを５から４５重量パーセント含有するものである請求項１または２記載の水棲生物の付着抑制防汚塗料。
【請求項４】
上記船底防汚塗料が、３から５重量パーセントの亜鉛と、２５から３０重量パーセントの亜酸化銅と、３から５重量パーセントのチタンと、３から５重量パーセントの酸化第二鉄と、９から１０重量パーセントのナフサと、１４から１５重量パーセントのエチルベンゼンと、５から１０重量パーセントのキシレンとから構成されるものである請求項１乃至３のいずれかに記載の水棲生物の付着抑制防汚塗料。
【請求項５】
上記混合材料が、船底防汚塗料に対し３から５重量パーセント配合されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の水棲生物の付着抑制防汚塗料。
【請求項１】
含有主成分の８０パーセント以上が珪藻殻のシリカとモンモリロナイトからなる珪藻土を、摂氏１，０００度から１，２００度以内で焼成後、５から１０ミクロンの球形微粒子状に破砕して、粒度調整した焼成珪藻土粉よりなる混合材料を船底防汚塗料と混合したことを特徴とする水棲生物の付着抑制防汚塗料。
【請求項２】
上記混合材料が、焼成珪藻土粉に、２０から４５重量パーセントのベントナイトと、１から２重量パーセントの溶媒としてのミネラルスピリットと、２から５重量パーセントの分散剤としてソルビタンモノオレートとソルビタンエステル系の分散剤２種類とを混合したものである請求項１記載の水棲生物の付着抑制防汚塗料。
【請求項３】
上記混合材料が、１から２０ミクロンに破砕したフライアッシュを５から４５重量パーセント含有するものである請求項１または２記載の水棲生物の付着抑制防汚塗料。
【請求項４】
上記船底防汚塗料が、３から５重量パーセントの亜鉛と、２５から３０重量パーセントの亜酸化銅と、３から５重量パーセントのチタンと、３から５重量パーセントの酸化第二鉄と、９から１０重量パーセントのナフサと、１４から１５重量パーセントのエチルベンゼンと、５から１０重量パーセントのキシレンとから構成されるものである請求項１乃至３のいずれかに記載の水棲生物の付着抑制防汚塗料。
【請求項５】
上記混合材料が、船底防汚塗料に対し３から５重量パーセント配合されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の水棲生物の付着抑制防汚塗料。
【図１】
【公開番号】特開２００７−２７７４５２（Ｐ２００７−２７７４５２Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０７４０８（Ｐ２００６−１０７４０８）
【出願日】平成１８年４月１０日（２００６．４．１０）
【出願人】（５０６１２２６３７）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１０日（２００６．４．１０）
【出願人】（５０６１２２６３７）
【Ｆターム（参考）】
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