JPH10152629A

JPH10152629A - 耐疵性及び耐食性に優れた防汚塗料

Info

Publication number: JPH10152629A
Application number: JP32796996A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Daitoku; 一美大徳
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-11-21
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】経済的で耐疵性能・防錆性能に優れた防汚方
法を提供する。【解決手段】船体表面上に樹脂固形分１００重量部に
対しあるいは平均分子量が３００〜３０００かつエポキ
シ当量１８０〜２２００のエポキシ樹脂と硬化剤の合計
１００重量部に対して、精錬過程で生成されたアルカリ
基を含有したスラグあるいはｐＨ８〜１３の粉状塩基性
化合物の１種又は２種あるいはこれらに亜鉛粉末を合計
で１０〜３００重量部含有して成る防錆被覆組成物皮膜
を形成することを特徴とする耐疵性及び耐食性に優れた
防汚方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、疵が付きにくく耐
食性に優れた防汚塗料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】海中には無数の動植物が生息し、その幼
虫、胞子が船底部に一旦付着すると次第に成長し、船体
抵抗を増大させ燃料費が増大してくる。そのため、船底
の防汚に導電性塗料や防汚塗料等が使用されている。導
電性塗料には特開平６−１５０６９のように、鋼構造物
の海水と接する部分の絶縁体上に、グラファイト粉末、
カーボンブラック、マグネタイト、二酸化マンガン、白
金族金属のうち少なくとも一種からなる不溶性導電体と
有機バインダーとからなる塗膜を形成して、鋼構造物の
接水部全表面を陽電極として海水電解して生物忌避性の
あるＣＩＯ^-イオンを発生させ海洋構造物などへ海洋生
物の付着防止を図るものがある。しかし、導電性塗料を
用いて形成した導電層は、それを構成する塗膜中に海水
が浸透拡散しやすく、また海水の電解により発生する塩
素、次亜塩素酸等の物質が接触することで劣化損傷され
やすく、耐海水電解性が低下する問題がある。さらに経
時的に塗膜の亀裂発生、塗膜の剥離、導電性充填剤の離
脱、導電性充填材や導線の溶失が生じやすく、導電層の
導電性が低下してしまうため、海洋生物の付着防止を、
接水部の広い範囲にわたって長期間維持できない問題が
ある。

【０００３】防汚塗料は、船底部に付着生物が付着する
のを防止するための塗料であり、船底塗料２号、又はＡ
／Ｆ塗料（Ａｎｔｉ−ＦｏｕｌｉｎｇＰａｉｎｔ）と
呼ばれている。特開昭５２−１２４０２９号の防汚塗料
組成物では、防汚組成物としてトリフェニル錫ハイドロ
オキサイド、トリフェニル錫クロライド等の有機錫ポリ
マー（ＴＢＴ化合物）が含まれており、魚類等の海洋生
物や海洋底質に残留する環境濃度が増大することから使
用量の規制が行われている。このため、錫フリー型、自
己研磨型防汚塗料が使用されているが、一般に生物が付
着しにくい１０ノット以上のスピードの時の防汚剤の溶
出が早く、防汚成分を浪費する欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は係る事情に鑑
みてなされたもので、長期間に渡り船底への海洋生物付
着を防止し運行スピード、燃料使用量、ドックインター
バルを向上させ、また、従来の防汚塗料にたいして防錆
性能と耐疵付き性能を向上させることを目的とするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の耐疵性及び耐食性に優れた防汚塗料は、船体の外
表面に、樹脂固形分１００重量部に対し、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
物の１種又は２種を合計で１０〜３００重量部含有して
成る防錆被覆組成物皮膜を形成している。請求項２記載
の耐疵性及び耐食性に優れた防汚塗料は、船体の外表面
に、樹脂固形分１００重量部に対し、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の
１種又は２種と亜鉛粉末を合計で１０〜３００重量部含
有して成る防錆被覆組成物皮膜を形成している。

【０００６】請求項３記載の耐疵性及び耐食性に優れた
防汚塗料は、請求項２記載の耐疵性及び耐食性に優れた
防汚塗料において、アルカリ基を含有したスラグとｐＨ
８〜１３の粉状塩基性化合物の１種又は２種の合計量が
９０〜１０、亜鉛粉末が１０〜９０重量部の割合で含有
されている。請求項４記載の耐疵性及び耐食性に優れた
防汚塗料は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐疵
性及び耐食性に優れた防汚塗料において、樹脂固形分が
平均分子量３００〜３０００かつエポキシ当量１８０〜
２２００のエポキシ樹脂と硬化剤からなる。

【０００７】本発明は、海水はもともと弱アルカリ性を
示すが、ｐＨ９以上の高アルカリ環境になると一般的に
海洋生物は生育できない、また、船体外表面をアルカリ
性に保つとアルカリ性雰囲気のために防錆性、防汚性を
発揮するという特性を利用して、船体外表面にアルカリ
基を含有したスラグや粉状塩基性化合物を混合した樹脂
を塗布することにより、船体外表面をｐＨ８〜１３に制
御してアルカリ性を保つことにより、海洋生物の付着の
防止、防錆性、防汚性を図るものである。

【０００８】ここで、スラグあるいはｐＨ８（望ましく
は９）〜１３の粉状塩基性化合物の量が樹脂固形分１０
０重量部に対して１０重量部未満であるとアルカリ分が
少なく鉄表面をアルカリ性に保つことができず防錆硬化
を発揮しない。また、３００重量部を越えると防錆被覆
組成物皮膜（以下塗膜という）が粗となり水分の透過が
多くなりアルカリ成分が急激に溶出し硬化が持続せず発
錆し白錆や赤錆の原因となる。また、ｐＨが８（望まし
くは９）より小さかったり１３より大きいと防食作用が
長続きしない。

【０００９】また、スラグにはＡｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂が
多量に含まれているため平均硬度はＨｖ７００〜９００
程度であり極めて高いレベルである。従ってスラグを含
有した塗膜は外力に対して保護力が強く塗膜が傷つきに
くい特性を有する。アルカリ基を含有したスラグとして
は高炉徐冷スラグ、高炉水砕スラグ、転炉スラグ、電炉
スラグ、ステンレススラグ等で製造過程で生成されたも
のであり、高炉や転炉スラグはＰＨ９〜１２．６の範囲
である。

【００１０】アルカリ基を含有したスラグ及び粉状塩基
性化合物のｐＨは、イオン交換水９００ｍｌにアルカリ
基を含有したスラグ及び粉状塩基性化合物を１００ｇ加
えて攪拌し、２４時間後２０℃においてガラス電極ｐＨ
メーターで測定した。高炉水砕スラグ（商品名エスメン
ト、新日鉄化学（株）製）は１１．０、メタホウ酸バリ
ウム（商品名ビューサン１１Ｍ−１、堺化学工業（株）
製）は１０．２を示した。

【００１１】ｐＨ８〜１３の粉状塩基性化合物として
は、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭
酸カリウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、水酸
化バリウム、メタホウ酸バリウム、ホウ砂、ポルトラン
ドセメント、アルミナセメント、高炉セメント等があ
り、粉末の粒径としては０．１〜１００μｍの物が望ま
しい。粉末の粒径が０．１より小さいと塗料中で過剰の
凝集が進行して塗料の調製や鋼板への塗布作業が困難と
なる。１００μｍより大きいと樹脂による粒子の保持力
が弱くなったり局部的な塗膜の層が薄くなり防食性を低
下させることになる。

【００１２】亜鉛粉末を添加する場合は、アルカリ基を
含有したスラグとｐＨ８〜１３の粉状塩基性化合物の１
種又は２種の合計量が９０より多くなると亜鉛粉末の犠
牲防食作用効果が乏しくなり、１０重量部より少なくな
ると耐食性試験で白錆の発生が多くなる。

【００１３】樹脂成分としては、エポキシ樹脂、エポキ
シポリオール樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エ
ポキシエステル樹脂、塩化ゴム樹脂、塩素化オレフィン
樹脂、フッ素樹脂、ビニル樹脂、ビニルブチラール樹
脂、石油樹脂、キシレン樹脂、脂環族系オリゴマー樹
脂、アルキド樹脂、アクリル化アルキド樹脂、フェノー
ル変成アルキド樹脂、ウレタン化アルキド樹脂、ポリエ
ステル樹脂、繊維素系樹脂等が挙げられ、また、エポキ
シ樹脂ポリオール、アクリル樹脂ポリオール、ポリエス
テル樹脂ポリオール等も用いられる。

【００１４】エポキシ樹脂としては分子量３００〜３０
００かつエポキシ当量１８０〜２２００のものが好適で
ある。分子量が３００又はエポキシ当量が１８０未満で
あると、硬化後の塗膜の機械的強度、耐水性、耐食性等
の性能において不十分であり、また分子量が３０００又
はエポキシ当量が２２００を越えると溶剤に溶け難くな
り塗料の固形分が少なくなり、重防食における厚塗りの
塗装が難しくなる。エポキシ樹脂としてはビスフェノー
ルＡグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が好適である
が、低分子量の各種変成エポキシ樹脂、ビスフェノール
Ｆ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹
脂、脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル系樹脂、
ノボラック系エポキシ樹脂のうち１種又は２種以上混合
して使用してもよい。さらに上記のエポキシ樹脂のポリ
オールを使用してもよい。またビスフェノールＡグリシ
ジルエーテル型エポキシ樹脂に石油樹脂、キシレン樹
脂、脂環族系オリゴマー樹脂、クロマン樹脂、インデン
樹脂、ポリブタジエン樹脂、アクリル樹脂、アルキド樹
脂、フェノール樹脂等の樹脂を１種又は２種以上混合し
て使用してもよい。

【００１５】硬化剤としては、スラグがアルカリ性のた
め耐アルカリ性の強いエポキシ樹脂及びポリアミド樹
脂、ポリアミン系樹脂等の硬化剤、フェノール樹脂、塩
化ゴム樹脂、アクリル樹脂、ポリブタジエン樹脂、ビニ
ル樹脂、フッソ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリブ
タジエンポリオール樹脂及びイソシアネート系硬化剤が
好ましい。また、樹脂に適用する硬化剤として、エポキ
シ樹脂に対してはポリアミド系硬化剤、脂肪族又は芳香
族系ポリアミン系硬化剤、ケチミン系硬化剤、メルカプ
タン系硬化剤等が用いられ、ポリオールの硬化剤として
はトルエンジイソシアネート、キシレンジイソシアネー
ト、ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート等のイソシア
ネート類が用いられる。

【００１６】次に本発明の防錆被覆組成物には着色顔料
として二酸化チタン、カーボンブラック、グラファイ
ト、燐片状酸化鉄、酸化鉄、酸化クロム等の無機顔料及
び銅、ステンレス等の金属粉、フタロシアニン系、アゾ
系、キナクリドン系等の有機顔料を使用でき、体質顔料
として炭酸カルシウム、タルク、カオリン、硫酸バリウ
ム、沈降性硫酸バリウム、コロイダルシリカ、マイカ等
が使用できる。また、可塑剤としてエポキシ化大豆油、
塩素化パラフィン、フタル酸エステル系、エーテル系の
ものが使用でき、表面調製剤、分散剤、色別れ防止剤、
沈殿防止剤、タレ防止剤、消泡剤等の塗料添加剤も使用
できる。更に、本発明の防錆被覆組成物には、有機溶剤
としてトルエン、キシレン、中〜高沸点芳香族炭化水素
系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系
溶剤、グリコールエーテル系溶剤等が使用できる。

【００１７】防錆被覆組成物の膜厚は１０〜１００μｍ
とすべきである。１０μｍより薄いと耐食性に問題があ
る。１００μｍを越えると塗膜の割れや剥離を生じてや
はり耐食性に問題を生じる。好ましくは、３０〜８０μ
ｍが望ましい。

【００１８】

【実施例】続いて、本発明を具体化した実施例を表１、
表２を参照しつつ、説明して本発明の理解に供する。実
施例中、特に断りの無い場合、部は重量部を示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】防錆被覆組成物は表１、表２に示す防錆被
覆組成物構成の配分にて、以下のようにして生成した。
表１の試料Ｎｏ．１〜９、（以下実施例Ｎｏ．１〜９と
いう）の防錆被覆組成物構成に示すように、エポキシ当
量４５０〜５００のエポキシ樹脂の７０％キシレン溶液
（商品名エピコート＃１００１、油化シェル（株）製）
の適宜重量部にアルカリ基含有スラグ又は粉状塩基性化
合物、亜鉛粉末の組み合わせによる適宜重量部、二酸化
チタン５重量部、キシレン６重量部、イソブタノール４
重量部を加え合計１００重量部としガラスビーズペイン
トシェーカーで６０分間分散した。

【００２２】この分散液１００重量部に対しポリアミド
アミン系硬化剤（商品名アデカハードナーＥＨ−３０
６、旭電化（株）製、固形分７０％、）を１０重量部と
専用薄め液（重量比キシレン／イソブタノール／ＭＩ
ＢＫ＝６０／２０／２０）を１０重量部加え、上記亜鉛
メッキ鋼板に刷毛塗りし２０℃で１０日間乾燥し、最終
乾燥膜厚７０±５μｍになるようにした。粉状塩基性化
合物としては、メタホウ酸バリウム（商品名ビューサン
１１Ｍ−１、堺化学工業（株）製）を使用した。

【００２３】表３に示すように、上記実施例Ｎｏ．１〜
９に対する比較例として試料Ｎｏ．（以下比較例Ｎｏ．
という）１０に錫ポリマー型Ａ／Ｆ塗料（商品名ナビオ
＃１１００、大日本塗料製）、比較例Ｎｏ．１１に自己
研磨型錫フリーＡ／Ｆ塗料（商品名シーハーモニーＡ／
Ｆ＃２００、大日本塗料製）、比較例Ｎｏ．１２に加水
分解型スズフリーＡ／Ｆ塗料、比較例Ｎｏ．１３に水和
分解型スズフリーＡ／Ｆ塗料を採用して、以下の各試験
について実施例と比較した。

【００２４】

【表３】

【００２５】試験項目と評価方法は以下に示すとおりと
した。（１）塗膜状態観察／ＪＩＳＫ５４００７．１によ
り塗膜の表面状態を観察し、塗膜の外観が正常であるか
どうかを目視によって調べた。観察項目はつや・むら・
しわ・へこみ・はじき・つぶ等についてである。観察結
果は実施例、比較例とも何れも良好であった。

【００２６】（２）付着性試験／ＪＩＳＫ５４００
８．５．２により碁盤目法を採用して試験した。切り傷
のすきま間隔は２ｍｍ、ます目の数は２５ミリとしてＪ
ＩＳＧ４４０１に規定するカッターナイフで塗幕の表
面に碁盤目状の切り傷を付け、粘着テープをはり、はが
した後の塗膜の付着状態を目視によって観察した。試験
結果は、比較例Ｎｏ．１０〜１３は何れも７に対し、本
実施例Ｎｏ．１〜９は何れも９であり、本実施例の方が
比較例に比して、塗膜の付着状態がかなり良好であるこ
とがわかる。

【００２７】（３）耐疵付き性／ＪＩＳＫ５４００
８．４により塗膜の硬さを鉛筆のしんで塗膜を引っかい
て調べ、鉛筆の濃度記号で表した。試験結果はスラグを
２０重量部以上含有する塗膜である実施例Ｎｏ．３、
６、２が４Ｈ、４Ｈ、３Ｈと高い鉛筆濃度を示し、スラ
グを１０重量部以上含有する実施例Ｎｏ．５、７、８が
鉛筆濃度２Ｈであり、スラグを多く含有する程、耐疵性
が高いことを示している。また、スラグを含有しない比
較例Ｎｏ．１０〜１３は何れも１Ｈであった。

【００２８】（４）塩水噴霧試験／ＪＩＳＫ５４００
９．１の条件で、試験片である各塗膜にＪＩＳＧ
４４０１に規定するカッターナイフで素地に達するクロ
スカットを入れて１５００時間後に観察した。表４に示
すとおり、塩水噴霧試験の評価はクロスカットをした切
部の発錆状況、及びクロスカットをしていない平面部の
白錆、赤錆の発生状況について観察し、評価した。本発
明の実施例Ｎｏ．１〜９については、１５００時間即
ち、６２日後においても切部、平面部の何れにも錆の発
生は見られなかったが、比較例Ｎｏ．１０〜１３では、
クロスカットを入れた切部では表４に示すとおり、いず
れにも３〜１０％の発錆が見られ、クロスカットを入れ
ない平面部にも赤錆が見られた。

【００２９】

【表４】

【００３０】（５）海上静置浸漬試験筏や岸壁より防汚塗料を塗装した試験板を海中に吊り下
げ海洋生物が付着するまでの防汚期間及び付着生物の種
類などを観察した。試験結果を観察すると、本実施例は
比較例に比して、何れも良好であった。

【００３１】（６）動的試験船の運航時の流速条件をローターやパイプ状のチャンネ
ルで生じさせ、塗膜の磨耗スピード、塗膜表面の消耗の
仕方の良否を観察するもので、一定時間経過後の塗膜の
消耗速度を測定した。消耗速度をエロージョンレート
（ＥｒｒｏｓｉｏｎＲａｔｅ）という。比較例Ｎｏ．
１０の錫ポリマー型Ａ／Ｆ塗料、比較例Ｎｏ．１１の自
己研磨型錫フリー型Ａ／Ｆ塗料においては、エロージョ
ンレイトは５、６と高いことがわかる。また、本実施例
Ｎｏ．１〜９が比較例に比して、概して良好であった。

【００３２】上記（１）〜（６）の試験を総合的に判定
すると、本発明の実施例は比較例に比較して防錆、防汚
性、かつ耐疵性について非常に効果があるといえる。

【００３３】

【発明の効果】請求項１〜４記載の耐疵性及び耐食性に
優れた防汚塗料は、船体外表面にアルカリ基を含有した
スラグや粉状塩基性化合物を混合した樹脂を塗布するこ
とにより、塗膜中のスラグあるいはｐＨ８〜１３の粉状
塩基性化合物が徐々に溶出し、船体表面をアルカリ性に
保ち発錆を防止しかつ海洋生物の付着を防止することが
できる。また、平均硬度が極めて高いスラグを含有して
いるため、塗膜の外力に対する保護力、耐疵性が増し、
塗膜が傷つきにくくなり、船体外表面を保護することが
できる。請求項２、３記載の耐疵性及び耐食性に優れた
防汚塗料においては、アルカリ成分として亜鉛粉末を含
んでいるため、亜鉛の犠牲防食効果が期待できる。特
に、請求項３記載の耐疵性及び耐食性に優れた防汚塗料
においては、アルカリ基を含有したスラグとｐＨ８〜１
３の粉状塩基性化合物の１種又は２種の合計量が９０〜
１０、亜鉛粉末が１０〜９０重量部の割合となって、亜
鉛粉末が適当量の配分となっているため、亜鉛のより良
い犠牲防食効果が期待できる。請求項４記載の耐疵性及
び耐食性に優れた防汚塗料においては樹脂固形分が平均
分子量３００〜３０００かつエポキシ当量１８０〜２２
００のエポキシ樹脂と硬化剤からなるので、硬化後の塗
膜の機械的強度、耐水性、耐食性に優れている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】船体の外表面に、樹脂固形分１００重量
部に対し、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の１種又は２種を合計で１０
〜３００重量部含有して成る防錆被覆組成物皮膜を形成
することを特徴とする耐疵性及び耐食性に優れた防汚塗
料。
【請求項２】船体の外表面に、樹脂固形分１００重量
部に対し、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の１種又は２種と亜鉛粉末を
合計で１０〜３００重量部含有して成る防錆被覆組成物
皮膜を形成することを特徴とする耐疵性及び耐食性に優
れた防汚塗料。
【請求項３】アルカリ基を含有したスラグとｐＨ８〜
１３の粉状塩基性化合物の１種又は２種の合計量が９０
〜１０、亜鉛粉末が１０〜９０重量部の割合で含有され
ている事を特徴とする請求項２記載の耐疵性及び耐食性
に優れた防汚塗料。
【請求項４】樹脂固形分が平均分子量３００〜３００
０かつエポキシ当量１８０〜２２００のエポキシ樹脂と
硬化剤からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
か１項に記載の耐疵性及び耐食性に優れた防汚塗料。