JP3620802B2

JP3620802B2 - 海水接触面の付着生物除去方法

Info

Publication number: JP3620802B2
Application number: JP12175194A
Authority: JP
Inventors: 真人岡嶋; 俊一佐野; 渉古舘; 理門田
Original assignee: 日本油脂Ｂａｓｆコーティングス株式会社
Priority date: 1993-05-13
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2020-02-16
Also published as: JPH0726174A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、発電所の循環水管内面などの海水接触面に適用し、付着する海中生物を物理的に除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、原子力発電所などの循環水管内面、つまり海水導入管内面には、防食塗装を行つたのち、海中生物（主として貝類）の付着を防止する目的で、防汚塗料を塗装している。この塗料には、海中生物の付着を防止するために、防汚剤を含有させており、塗膜からの防汚剤の溶出により、海中生物の付着を阻止することを目的としたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、防汚剤として代表的なものは、亜酸化銅、有機錫、ジンクメチルジチオカルバメ―ト、テトラメチルチウラムジスルフイドなどであるが、これらの防汚剤は、毒性が強く、取り扱い時の危険性に加えて、その溶出が海洋を汚染するなど公害問題として取り上げられている。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、発電所の循環水管内面などの海水接触面に対し、海中生物が強固に付着しないような被覆を公害の危険性を伴うことなく施して、付着生物を物理的手段で容易に除去することを第１の目的としている。また、本発明は、この目的に加えて、上記の被覆により海中生物の付着自体をも抑制することを第２の目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するため、鋭意検討した結果、海水接触面に対して、あらかじめ特定のポリウレタン塗膜を形成しておくと、この塗膜上に付着する海中生物の付着力が弱くなり、ウオ―タ―ジエツトのような物理的方法で容易に除去でき、しかも上記塗膜は防汚剤を含まないため公害の危険性がなく、そのうえ上記塗膜の物性が大きく変化しない限り長期にわたつて上記効果を持続できるものであることを見い出した。
【０００６】
また、引き続く研究において、上記特定のポリウレタン塗膜の上にさらに無公害型防汚塗膜として知られるシリコ―ン系防汚塗膜を形成しておくと、海中生物の付着自体が低減されて、除貝などの除去が必要となるまでの期間を延長でき、しかも除去作業時には前記同様の効果を発現できるばかりか、付着生物の減少によつて作業性を一層改善できることを見い出した。
【０００７】
すなわち、本発明は、以上の知見を基にして、完成されたものであり、発電所の循環水管内面などの海水接触面に付着する海中生物をウオ―タ―ジエツト方式で除去するにあたり、海水接触面にあらかじめシヨア―硬度（Ｄ）が１０〜７０の弾性ポリウレタン塗膜を３００μｍ以上の厚さに形成し、かつこの弾性ポリウレタン塗膜の上にさらにシリコ―ン系防汚塗膜を形成しておくことを特徴とする海水接触面の付着生物除去方法に係るものである。
【０００８】
【発明の構成・作用】
本発明においては、発電所の循環水管内面などの海水接触面、つまり通常では比較的広くて凹凸の少ない海水接触面に対し、あらかじめ、シヨア―硬度（Ｄ）が１０〜７０、好ましくは２０〜５０となる弾性ポリウレタン塗膜を形成する。上記のシヨア―硬度（Ｄ）は、２０℃での測定値である。
【０００９】
このようなポリウレタン塗膜は、適度な弾性を有する軟質の塗膜であるため、これが海中生物の付着力の低下に寄与する。たとえば、ふじつぼに代表される貝類は、比較的硬質の蛋白質からなる接着層で付着しているが、弾性を有する軟質塗膜に対しては付着力が乏しく、このため、ウオ―タ―ジエツトによる除貝方法では、水流が塗膜と付着貝類の座の間にまで入り込むことにより、付着貝類の座の部分が容易にはずれるものと推定される。
【００１０】
シヨア―硬度（Ｄ）が１０未満となると、付着した貝類などの海中生物によつて、またウオ―タ―ジエツトによる水圧によつて、塗膜が破壊されやすくなる。また、シヨア―硬度（Ｄ）が７０を超えてしまうと、貝類などの海中生物が塗膜に強固に付着してしまい、除貝作業などが困難になる。
【００１１】
ポリウレタン弾性塗膜の厚さは、除貝作業性などに大きな影響を及ぼすため、３００μｍ以上、好ましくは５００μｍ以上で通常５，０００μｍまでとするのがよい。３００μｍより薄い膜厚では、塗膜の弾性作用が生かしきれなくなり、除貝作業などの付着生物の除去作業性が悪くなる。
【００１２】
このようなポリウレタン塗膜の形成は、通常、ａ）数平均分子量が３００〜２０，０００、好ましくは６００〜５，０００で、かつ水酸基価が１０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは５０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオ―ル化合物と、ｂ）多官能イソシアネ―ト化合物とを含む塗料を用いて、これを海水接触面にスプレ―ガンなどを用いた常用の塗装法にて塗装する方式で行われる。
【００１３】
上記の塗料において、ａ成分のポリオ―ル化合物とｂ成分の多官能イソシアネ―ト化合物とは、それぞれ、１種であつても２種以上の混合物であつてもよい。ａ成分のポリオ―ル化合物が２種以上の混合物である場合、混合物としての数平均分子量および水酸基価が前記の範囲となるようにする。
【００１４】
ａ成分のポリオ―ル化合物としては、たとえば、ポリエステルポリオ―ル、ポリエ―テルポリオ―ル、アクリルポリオ―ル、エポキシポリオ―ル、ポリブタジエンポリオ―ル、ポリオレフイン系ポリオ―ル、ひまし油脂肪酸と２〜６価のポリオ―ルとの化合物などから選ばれるものが挙げられる。
【００１５】
また、これらの化合物とともに、必要により、分子中に水酸基または水酸基とアミノ基とを含有する化合物を、上記のポリオ―ル化合物の３０重量％以下の範囲内で混合して使用してもよい。たとえば、エチレングリコ―ル、ジプロピレングリコ―ル、１，４−ブタンジオ―ル、オクタンジオ―ル、１，６−ヘキサンジオ―ル、トリメチロ―ルプロパンなどの水酸基含有化合物や、モノエタノ―ルアミン、トリエタノ―ルアミンなどのアミン類が挙げられる。
【００１６】
ｂ成分の多官能イソシアネ―ト化合物は、ａ成分の硬化剤として作用する、つまりａ成分とのウレタン化反応によつてポリウレタン結合を導入するためのものであつて、１分子あたり２個または３個あるいはそれ以上のイソシアネ―ト基を有するものであればよく、脂肪族、芳香族または脂環族などの種々の化合物を使用することができる。
【００１７】
具体的には、ヘキサメチレンジイソシアネ―ト、イソホロンジイソシアネ―ト、トリレンジイソシアネ―ト、キシリレンジイソシアネ―ト、ジフエニルメタンジイソシアネ―ト、トリメチルヘキサンジイソシアネ―ト、メチルシクロヘキサンジイソシアネ―ト、メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネ―ト）、ジ（イソシアネ―トメチル）シクロヘキサン、およびこれらの２量体、３量体、１０量体以下の重合体、またこれらイソシアネ―ト化合物と水、エチレングリコ―ル、プロピレングリコ―ル、ジエチレングリコ―ル、トリメチロ―ルプロパンなどの多価アルコ―ルとの反応物、さらにビユ―レツト体などが挙げられる。
【００１８】
このようなａ成分のポリオ―ル化合物とｂ成分の多官能イソシアネ―ト化合物を含む塗料には、必要に応じて、ジオクチルフタレ―ト（ＤＯＰ）、ジブチルフタレ―ト（ＤＢＰ）などの可塑剤；キシレン樹脂、クマロン樹脂などの石油樹脂類；酸化チタン、酸化鉄、タルク、シリカ、カオリン、マイカ、アルミナ、炭酸カルシウムなどの体質顔料や着色顔料；垂れ止め剤、消泡剤、レベリング剤などの添加剤；有機溶剤などを配合してもよい。
【００１９】
本発明においては、弾性ポリウレタン塗膜を形成したのち、この塗膜の上にさらにシリコ―ン系防汚塗膜を形成するという構成をとることにより、貝類などの生物の付着自体が抑えられて、除貝などの除去が必要となるまでの期間を延長でき、この場合に弾性ポリウレタン塗膜に基づく前記効果は維持され、付着生物の減少により除去作業性に一層好結果が得られる。
【００２０】
シリコ―ン系防汚塗膜とは、シリコ―ンの持つ表面張力の低さにより生物付着を防ぐ無公害型の防汚塗膜であり、シリコ―ンゴム系、アクリルシリコ―ン系、ポリエステルシリコ―ン系、エポキシシリコ―ン系などがある。これらのシリコ―ン系防汚塗膜の形成に際しては、ジメチルシリコ―ン、フエニルメチルシリコ―ン、アクリルシリコ―ンなどを基本樹脂とし、これに必要によりジメチルシリコ―ンオイル、アクリルシリコ―ンオイル、ワツクスなどの副成分を配合し、さらに要すれば弾性ポリウレタン塗膜形成用塗料におけると同様の各種の添加剤などを配合した塗料が用いられる。
【００２１】
この塗料を弾性ポリウレタン塗膜の上に刷毛塗りなどの常用の塗装法にて塗装することにより、シリコ―ン系防汚塗膜を形成する。この防汚塗膜の膜厚は、とくに限定されないが、一般に、１０〜５００μｍ、好ましくは３０〜４００μｍとするのがよい。薄くしすぎると、この塗膜に基づく効果が十分に得られない。厚膜形成は塗膜の性質上難しく、また厚くしすぎると、下塗り層である弾性ポリウレタン塗膜に基づく前記効果が損なわれる。
【００２２】
このようにして弾性ポリウレタン塗膜とこの上にさらにシリコ―ン系防汚塗膜を形成した海水接触面には、貝類などの海中生物が徐々に付着してくるが、この付着生物は、上記塗膜への付着力が弱いことから、ウオ―タ―ジエツト方式により、たとえば水圧１００Ｋｇ／ｃｍ^２程度の射水により、定期的に除去される。その際、塗膜の破壊を伴うおそれはなく、付着生物の除去後はそのまま使用に供することができる。また、必要により、付着生物の除去後シリコ―ン系防汚塗膜だけを再度上塗り形成して、使用に供するといつた態様をとつてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の弾性ポリウレタン塗膜を形成する方法は、海中生物を初めから付着させないというものではなく、海中生物が付着しても、その付着力が強固にならないことに着目したものであり、したがつて、本発明の効果としては、極めて簡便な方法で付着生物を除去できること、その効果が長期間持続すること、塗膜からの有害物質の溶出がなく環境汚染の問題を生じないことである。
【００２４】
また、本発明の弾性ポリウレタン塗膜とこの上にさらにシリコ―ン系防汚塗膜を形成する方法は、上記の効果に加えて、海中生物の付着自体を抑えれるという効果があり、除貝などが必要となるまでの期間を延長できると同時に、極めて容易に除去作業できるため、除貝などの工事期間の大幅な短縮と生物付着量の減少により、除去作業に要する諸経費の大幅な削減が図れる。
【００２５】
【実施例】
つぎに、本発明を、実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、以下において、「実施例１〜４」は、参考例として示したものであり、「実施例５」が本発明の特許請求の範囲に含まれるものである。
【００２６】
実施例１〜３
各成分の配合量を重量部数で表した後記の表１の配合組成に準じて、多官能イソシアネ―ト化合物を除くすべてを混合し、ロ―ラ―ミルで粒度を２０μｍ以下に分散して、３種の主剤を調製した。つぎに、この主剤と多官能イソシアネ―ト化合物とを塗装の直前に混合して塗料を調製し、これをサンドブラストした３００ｍｍ×３００ｍｍ×３ｍｍの鋼板に、エアレススプレ―にて乾燥塗膜厚が１，０００μｍとなるように塗装し、２０℃で７日乾燥させて、弾性ポリウレタン塗膜を有する試験片を作製した。
【００２７】
なお、表１中、「ポリブタジエン系ポリオ―ル」は出光石油科学（株）製のポリブタジエンポリオ―ルＲ４５ＨＴ（数平均分子量２，８００、水酸基価４６．６ｍｇＫＯＨ／ｇ）、「ひまし油系ポリオ―ル」は伊藤製油（株）製のユ―リツクＹ−４０３（数平均分子量６００〜７００、水酸基価１５６ｍｇＫＯＨ／ｇ）、「ポリエ―テル系ポリオ―ル」は住友バイエルウレタン（株）製のデイスモフエン５５０Ｕ（数平均分子量４５０、水酸基価３７９ｍｇＫＯＨ／ｇ）、「ジフエニルメタンジイソシアネ―ト系イソシアネ―ト」は日本ポリウレタン（株）製のミリオネ―トＭＴＬ（ＮＣＯ基含有量２９％）、「シリカ」は日本アエロジル（株）製のエアロジル３００である。
【００２８】
また、実施例１で用いたポリオ―ル化合物（ポリブタジエン系ポリオ―ル１００重量部と１，４−ブタンジオ―ル３．６重量部との混合物）の水酸基価は９２ｍｇＫＯＨ／ｇ、実施例２で用いたポリオ―ル化合物（ポリブタジエン系ポリオ―ル１００重量部とＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アニリン７．２重量部との混合物）の水酸基価は９１ｍｇＫＯＨ／ｇであつた。
【００２９】
【表１】

【００３０】
実施例４
鋼板への乾燥塗膜厚を２，０００μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ポリウレタン塗膜を有する試験片を作製した。
【００３１】
実施例５
鋼板へ実施例１と同様にして乾燥塗膜厚が１，０００μｍの弾性ポリウレタン塗膜を形成したのち、この上にシリコ―ンゴム系防汚塗料〔日本油脂（株）のエバ―クリンＮｏ．２０００（登録商標）〕を乾燥塗膜厚が１４０μｍとなるように刷毛塗りし、乾燥することにより、弾性ポリウレタン塗膜とこの上にシリコ―ン系防汚塗膜を有する試験片を作製した。
【００３２】
比較例１
鋼板への乾燥塗膜厚を２００μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ポリウレタン塗膜を有する試験片を作製した。
【００３３】
比較例２〜４
各成分の配合量を重量部数で表した後記の表２の配合に準じて、多官能イソシアネ―ト化合物を除くすべてを混合し、ロ―ラ―ミルで粒度を２０μｍ以下に分散して、３種の主剤を調製した。この主剤と多官能イソシアネ―ト化合物とを塗装の直前に混合して塗料を調製し、以下、実施例１〜３と同様にして、ポリウレタン塗膜を有する試験片を作製した。
【００３４】
なお、表２中、ポリブタジエン系ポリオ―ル、ひまし油系ポリオ―ル、ポリエ―テル系ポリオ―ル、ジフエニルメタンジイソシアネ―ト系イソシアネ―トおよびシリカは、いずれも、前記の表１と同じものである。また、比較例３で用いたポリオ―ル化合物（ひまし油系ポリオ―ル５０重量部とポリエ―テル系ポリオ―ル５０重量部との混合物）の水酸基価は２６７ｍｇＫＯＨ／ｇであつた。
【００３５】
【表２】

【００３６】
つぎに、上記の実施例１〜５および比較例１〜４で作製した試験片について、ポリウレタン塗膜（実施例５は弾性ポリウレタン塗膜とシリコ―ン系防汚塗膜）のシヨア―硬度（Ｄ）を測定するとともに、下記の方法により、海中浸漬および除去作業試験を行つた。これらの結果を、後記の表３に示す。
【００３７】
＜海中浸漬および除去作業試験＞
試験片を海中に１年間浸漬して、試験片への貝類などの生物付着の状況を観察した。また、この浸漬後、試験片に付着した貝類などの付着生物を射水（１００Ｋｇ／ｃｍ^２、１０秒間）により除去する除去作業を試み、貝類または貝類の殻などの残つている面積が試験片面積の５％以下のものを良好（合格）、５％を超えるものを不良（不合格）、と判定した。さらに、試験板に付いた貝類などの海中生物を除去したのちのポリウレタン塗膜（実施例５は弾性ポリウレタン塗膜とシリコ―ン系防汚塗膜）の破損の有無を調べた。
【００３８】
【表３】

【００３９】
上記の表３の結果から、本発明の実施例５の方法は、シリコ―ン系防汚塗膜により、貝類などの海中生物の付着防止にも役立ち、除貝などの除去作業性、塗膜破損ともに良い結果を示し、発電所の循環水管内面など凹凸の少ない面に対する付着海中生物の除去方法として実用的な方法であることがわかる。

Claims

発電所の循環水管内面などの海水接触面に付着する海中生物をウオ―タ―ジエツト方式で除去するにあたり、海水接触面にあらかじめシヨア―硬度（Ｄ）が１０〜７０の弾性ポリウレタン塗膜を３００μｍ以上の厚さに形成し、かつこの弾性ポリウレタン塗膜の上にさらにシリコ―ン系防汚塗膜を形成しておくことを特徴とする海水接触面の付着生物除去方法。
弾性ポリウレタン塗膜の形成を、ａ）数平均分子量３００〜２０，０００、水酸基価１０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオ―ル化合物と、ｂ）多官能イソシアネ―ト化合物とを含む塗料を海水接触面に塗装する方式で行う請求項１に記載の海水接触面の付着生物除去方法。