JPS62252477A - 着氷雪防止塗料組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は着氷雪防止塗料に関し、さらに詳しくは、化学
反応形シリコーンゴム（以下単にシリコーンゴムという
）を基材とし、これに撥水性化合物と有機水溶性化合物
とを混合して成ることを特徴とする着氷雪防止塗料に関
するものである。

〔従来の技術〕

冬期、寒冷圏においては、船舶・車両・航空機等の運輸
機関をはじめ、海上・陸上構造物などが着氷雪により運
行不能や機能障害を多発し人命を失う事故さえも発生す
る。したがって、除氷雪作業を行う必要があるが、この
作業には多大の労力と費用を要する。その対策として物
体表面に、フッ素樹脂系、シリコーン樹脂系、アクリル
樹脂系。

ウレタン樹脂系、ビニル樹脂系等の塗料を塗装すること
により着氷力を低減させ、除氷雪労力を軽減させる方法
のＣ試行されている。例えば、米国特許４２７１２１５
号（１９８１）はシランヵップリング剤と有機チタン塩
とからなる着氷防止塗料を開示している。また、特開昭
５８−１３２０７３号にビニル樹脂、アクリル樹脂ある
いは硝化綿ラッカー等にシリコーンオイル又はワ・／ク
スを添加してなる着雪防止塗料が提案されている。さら
に、特開昭５９−２５８６８号はオルガノポリシロキサ
ン樹脂にリチウム化合物を添加してなる着氷防止材料組
成物を提案している。

〔発明が解決しようとする問題点３ 着氷雪現象は、氷又は雪と物体表面との間に介在する薄
い水膜が、ファン・デル・ワールスカや水素結合力など
の分子吸着力によって付着し凍結することによって生起
される。した力ｊって、着氷力を低減させるためには、
分子間吸着力すなけち永久双極子・誘起双極子及び水素
結合力などの低いいわゆる極性の低い物質力ｊ持続的に
物体表面に存在することが必要である。しかるに前記の
開示された技術について追跡調査を行ったところ、これ
らの塗料組成物による物体表面の被膜は、塗付してから
１〜２か月間は一般の外部用塗料の被膜に比べかなりの
着氷雪防止効果が得られるけれども、その後は効果が低
下する傾向がある。したのＣって、さらに長期にわたり
持続的効果を有する着氷雪防止塗料の開発が望まれてい
る。

そこで、本発明の目的とするところは、さらに長期間に
わたり安定かつすぐれた着氷雪防止性能力を得られる着
氷雪防止塗料を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、氷又は雪の着氷雪の現象を物理化学的な
らびに界面化学的に研究した結果、水又は雪が付着する
物体表面において疎水性分子と親水性分子力ｊ適度な分
布で混在している表面状態では氷雪の付着力が極めて小
さくなるとの知見を得ることによって本発明を完成する
に至った。

本発明の特徴とするところは、（、）シリコーンゴムと
（ｂ）撥水性化合物と（Ｃ）有機水溶性化合物とを混合
して成る組成物を使用することにある。

そこで、以下に本発明の内容について詳細に説明する。

（ａ）シリコーンゴム 化学反応によって硬化するシロキサン結合を有するオル
７ｙ／シロキサンを主成分とするものであり、該オルガ
７シロキサンは硬化反応性官能基として水酸基、アルコ
キシ基など、有機基としてメチル基、フェニル基、ビニ
ル基などがＳｉに直接結合したものである。また、オル
ガノシロキサンに加水分解可能な基（例えばアセトキシ
基、ケトキシ基、ケトシム基など）を結合させた多官能
性シラン化合物を架橋剤とし、金属有機酸塩（例えばジ
ブチルシラウリレート、ジオクテン酸錫、ステアリン酸
鉄、オクチル酸鉛、過酸化物、有機アミンなど）を硬化
触媒とし、これらの中から少なくともそれぞれ１種を配
合することによって、１液形または２液形とすることも
できるし、さらに常温硬化形もしくは加熱硬化形とする
こともでとる。二にらのシリコーンゴムは常温または加
熱により、加水分解、脱アルコール、脱酢酸、脱アトン
、脱アミン、脱オキシムなどの化学反応を生じつつ硬化
する力ｆ、塗付作業性の容易さから１液形でかつ常温に
て硬化する形態のシリコーンゴムがもっとも好ましい。

以上のシリコーンゴムに該当する品例として、ＫＥ１２
１２．ＫＥ１８００．ＫＥ６８．ＫＥ４２Ｓ、ＫＥ４５
．ＫＥ４５ＴＳ、ＫＥ４４５．ＫＥ３４８（いずれも信
越化学工業株式会社商品名）などが利用できる。

（ｂ）撥水性化合物 本発明における撥水性化合物は、シリコーンオイル、鉱
物油９石油ワックス、可塑剤、脂肪油、ふっ素油などの
うち、常温において液状またはグリース状であれぽいず
れでもよいが、とくにシリコーンオイルがもっとも好ま
しい。シリコーンオイルは、メチルシリコーンオイル、
メチルフェニルシリコーンオイルいずれか単独または両
者の混合物でもよい。

これらのシリコーンオイル相当品としては、ＫＦ９６．
ＫＦ９２．ＫＦ６９（以上メチルシリコーンオイル）、
ＫＦ５０．ＫＦ５３．ＫＦ５４゜ＫＦ５６（以上メチル
フェニルシリコーンオイル）くいずれも信越化学工業社
商品名）などを用いることがでとる。

（ｃ）有機水溶性化合物 常温において水に可溶で、固体または液体であり、かつ
シリコーンゴムに混合分散性が良好なものであればよい
。これらの相当品としては、陽イオン界面活性剤、陰イ
オン界面活性剤、非イオン界面活性剤９両性界面活性剤
などのほか、多価アルコール類、水溶性樹脂などを用い
ることがでとるが、これらの化合物の単独または２種以
上の混合物でもよい。それぞれの化合物に該当する物質
例を挙げると以下のとおりである。

（１）陽イオン界面活性剤 アルキルトリメチルアンモニウムハライド、イミグゾリ
ニウムクロライド、アルキルピリジニウムハライド、塩
化ベンゼトニウム （２）陰イオン界面活性剤 アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルエーテルカ
ルボン酸塩、ポリオキシアルキル７エ二ルエーテル硫酸
塩、飽和又は不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩 （３）非イオン界面活性剤 ポリオキシエチレンアルキルエーテル タン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド
、ジメチルポリシロキサン・ポリオキシアルキレン共重
合体，ビニルポリシロキサン・ポリオキシアルキレン共
重合体，ヘキサフルオロプロペンオリゴマー誘導体 （４）両性界面活性剤 アミ７カルボン酸塩，アルキルベタイン、イミグゾリニ
ウムベタイン （５）多価アルコール類 グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ポリエチレングリコール （６）水溶性樹脂 ポリビニルアルコール、カルボキシルメチルセルロース
、ヒドロキエチルセルロース，ポリエチレンオキサイド
、ポリアクリルアミド 本発明の着氷雪防止塗料は、上記の（ａ）、　（ｂ）お
よび（ｃ）に記述した各成分を主成分とするものであっ
て、具体的な構成方法は以下のおとりである。構成割合
はすべて重量部で示す。

（１）シリコーンゴムの固形分１００部に対し、シリコ
ーンオイルを１〜８０部好ましくは５〜７０部を混合し
、全体が均一となるまで容器中にて撹拌機によりよく撹
拌する。これらの割合が４部以下では着氷雪防止性能が
極めて低下し、８０部以上では塗膜が軟弱となり、かつ
粘着性が残るので実用的でない。

シリコーンオイルは、メチルシリコーンオイル又はメチ
ルフェニルシリコーンオイルであり、粘度（２５℃）が
１．０〜１，０００，０００センチストークス好ましく
は１０〜ｉｏｏ，ｏｏｏセンチストークスのものが適当
である。１．０センチストークス以下とｉ，ｏｏｏ，ｏ
ｏｏセンチストークス以上の粘度のものは着氷雪防止性
がよくない。

シリコーンオイルは単独または混合物例えばメチルシリ
コーンオイルまたはメチルフェニルシリコーンオイル、
メチルシリコーンオイルとメチルフェニルシリコーンオ
イル、メチルシリコーンオイル同志の混合物、メチルフ
ェニルシリコーンオイル同志の混合物が用いられる。ま
たこれらのうち混合油においてはすくなくとも２種類の
シリコーンオイルを使用しその合量が上記の混合割合を
超えないものとする。

（２）次いで、上記（１）の混合物に、さらに有機水溶
性化合物を０．０１〜２０部好ましくは０。

１〜１０部を混合し、容器中にて撹拌機により全体が均
一となるまでよく撹拌する。有機水溶性化合物が０．０
１部以下では着氷雪防止性能が低下し、２０部以上では
塗膜の耐水性が着しく不良になるとともに、性能上差異
がないのでコスト上でも不利となる。上記の各成分を混
合したのち、必要に応じて有機溶剤（例えばドルオール
、キジロール、ミネラルスピリットの中から選ばれたす
くなくとも１種）、着色顔料，体質顔料，タレ止剤等を
混合することもできる。

このようにして調製した塗料組成物は、長期にわたりす
ぐれた着氷雪防止性能を持続することができる。その理
由は、シリコーンゴムとシリコーンオイルとの混合物に
、さらに有機水溶性化合物を混合することにより、塗膜
表面の撥水性およびその持続性が高くなるからである。

これをさらに具体的に説明するとつぎのとおりである。

該塗膜の表面に水分を含む氷雪が付着する場合、シリコ
ーンゴムのもつ校本性により、ミクロ的かつ断続的な状
態で接触している。水分のＣ接触する部分の塗膜は、塗
膜組成内にミクロ相分離状態で分散しているシリコーン
オイルおよび有機水溶性化合物のうち、水分がまず親水
性の有機水溶性化合物に作用し、それによって生成する
水溶液が塗膜表面に移行する際、シリコーンオイルが誘
出されるものと考えられる。とくに界面活性剤類を混合
したものについてはこの現象が顕著である力Ｉ、これは
界面活性剤イオンが会合し、ミセルを形成して塗膜表面
に配向し自由エネルギーの小さい疎水基力ｆ自由エネル
ギーの大きい水分子にかわって表面に配列するようにな
る。

また、このとき塗膜内部に共在するシリコーンオイルは
ミセル内部の親油性の大きい疎水基との親和性によって
疎水基間に溶は込みな力Ｃら界面活性剤の移行につれて
シリコーンオイル分子力Ｃ塗膜表面に配列する。この両
方の作用１こより、界面活性剤およびシリコーンオイル
の疎水性分子が塗膜表面に配列する結果、非極性・撥水
性で低温流動性の表面層が形成され、氷雪のファン・デ
ル・ワールスカや水素結合力などによる分子吸着力が弱
められるとともに低温滑り性が高くなるのですぐれた着
氷雪防止性能ちが得られる。また、このように塗膜の最
外層が疎水性分子膜で常時被覆されていてそれ力Ｃ消耗
しない限り、塗膜内には有機水溶性化合物とシリコーン
オイルが残存していて、水分と接触時にのみ微量ずつ滲
出するため長期持続性カー得られるのである。

（実施例） 以下、実施例、比較例、試験例を挙げて本発明を具体的
に説明する。なお、実施例、比較例中に記載の組成値は
重量部で示し、重量％を（）内に併記する。

実施例および比較例 本発明の組成例を表１に示し、比較例を併記した。　比
較例１はシリコーンゴムにメチルフェニルシリコーンオ
イルのみを混合したもの、比較例２は当山願人の商品の
油性系外部用塗料（エバマリン２Ｌ・・・商品名）であ
る。

試験例１ ７０Ｘ１５０Ｘ３ｍｍの鋼板の片面にエポキシ樹脂塗料
を塗付し、その上に表１に掲げる各組成例の塗料を塗り
重ね、７日間常温乾燥を行ったものを試験片とした。こ
のとき各組成側塗料の乾燥膜厚は約５０μｍとした。次
いで第１図に示す試験機を用いて着氷力を測定した。測
定要領は以下のとおりである。すなわち、本発明の塗料
を塗装した試験片１を台板２にのせる。試験片は合板後
端の凸部により固定される。中央部に貫通孔を有する押
さえ板３を試験片の上に直外、その貫通孔の中にアルミ
ニウム製円筒４（内径４０ｍｍ、外径４７ｍｍ、高さ４
５ｍｒｎ）をはめ込み、該円筒内に高さ２０ｎｕｎまで
蒸留水を注入した後、−２０℃の冷凍庫内に５時間放置
する。その後冷凍庫内で上記試験機の歯車６を動力で徐
々に廻しながら水と塗膜の接着面に剪断力を負荷し、接
着面が離れたときの荷重をロートセルフで計測し、剪断
剥離強度（単位：ｋｇｆ／ｃｒｏ２）を算出して評価し
た。また、上記の各試験片を屋外に６か月間曝露した後
同様の試験を行い着氷防止性能の持続性を評価した。こ
れらの結果は表２に示す。

試験例２ 組成例１と９の塗料を、北洋たら漁船のデ・ンキ。

マスト、手習等に塗付（乾燥膜厚５０μｍ）シ３か月間
揉業したが、従来５〜６回／日の除氷作業が必要であっ
たものが４〜２回の作業で済み、しかも僅かの衝撃力で
除氷でｂるので、船員の労力がかなり軽減で鰺ることが
判った。

以上にわたって説明したとおり、本発明による着氷雪防
止塗料は長期にわたってすぐれた性能を発揮するもので
あること力Ｃ明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の着氷雪防止塗料の着水性を試験する装
置の断面図である。 １０．試験片　　　　　６０．歯車 ２゛００台　板　　　　　７９．ロードセル３０．押さ
え板　　　　８０．ボールベヤリング ４０．アルミニウム　　９０．鋼製筒 円筒 ５０．蒸留水（氷） 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、化学反応形シリコーンゴムと、撥水性化合物と有機
   水溶性化合物とを混合して成ることを特徴とする着氷雪
   防止塗料組成物。 ２、特許請求の範囲第１項において、化学反応形シリコ
   ーンゴム１００重量部に対し、撥水性化合物の混合割合
   は１〜８０重量部、有機水溶性化合物の混合割合は０．
   ０１〜２０重量部であることを特徴とする着氷雪防止塗
   料組成物。 ３、特許請求の範囲第１項において、撥水性化合物はシ
   リコーンオイル、鉱物油、石油ワックス、可塑剤、脂肪
   油、ふっ素油などから選ばれた少なくとも１種であるこ
   とを特徴とする着氷雪防止塗料組成物。 ４、特許請求の範囲第１項において、有機水溶性化合物
   は界面活性剤、多価アルコール類、水溶性樹脂類などか
   ら選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする着氷
   雪防止塗料組成物。