株式会社 超越化研
超越技術〜概要〜
超越技術 概要
弊社の超越技術は、シロキサン結合の薄膜をコートする事で、紙や木材、布、高機能繊維、皮、金属、石などの基材に対し、撥水性、撥油性、光透過性、耐候性、耐摩耗性・硬度・抗菌性など様々な機能を付与するものです。
超越技術 プロセス
この手法は、ゾル-ゲル法を応用したものであり、一般的にはアルコキシシラン溶液を主原料とし、さらに反応水と触媒を加え、十分に撹拌・熟成させることでコート液を完成させます。
このコート液を各種基材に塗布し加温することにより、下記反応式（１）〜（３）を経て、最終的にガラスの基本骨格であるシロキサン結合を生成させます。
（１）Si-OR + H2O → Si-OH + ROH
（２）Si-OH + HO-Si → Si-O-Si + H2O
（３）Si-OH + RO-Si → Si-O-Si + ROH
上記技術を例えば紙等に使用した場合、コート液に含まれる反応水が紙を膨潤させ、反りや変形の原因となります。このため、触媒を加水分解可能な有機金属化合物とすることで、コート液に反応水を加えなくとも反応が進行し、十分に強度を有する薄膜が得られます。
実際にコート液が紙や木等に塗布されると、コート液に含まれる有機金属化合物は、基材の表面や内部の水分、あるいは空気中の湿気と反応し、自ら加水分解し重・縮合反応を開始します。 その時主材であるアルコキシシランが、加水分解した有機金属化合物と反応し、最終的にシロキサン結合による薄膜を生成します。
紙に限定すれば、本反応は毛細管現象により繊維の内部にまで浸透し、繊維一本一本まで確実にコートされます。
このように形成されたシロキサン結合の結合エネルギーは、熱的安定性に優れ、各種基材に対し耐熱性・耐水性・耐摩耗性・表面硬度等、様々な機能を付与する事となるのです。
弊社では多種多様な基材に最適化したコート材を提供できるよう、日々コート液剤の処方、調合、触媒の用い方のデータ蓄積を行っています。
超越技術 基材について
超越技術は、水酸基（ＯＨ基）を分子構造的に持つものであれば、超越液剤の塗布や含侵、吹付け等の工法により、重縮合反応が起き、シロキサン結合による、物質の内部での分子レベルの結合や、外部にも、ミクロンのガラス質薄膜が形成され、ガラス質の持つ機能を付与する事となります。
時に、ＯＨ基を持たない基材でも、空気中の水分に反応し、外部だけにガラス薄膜を形成します。
| 基材の例 | |
|---|---|
| 紙 |
和紙、洋紙、機能紙、一般的に紙と呼ばれている物 等 |
| 繊維 | 綿毛、麻、絹、レーヨン、アクリル、アラミド、カーボン、無機繊維 等 |
| 建材 | 木、竹、コンクリート、石 等 |
| 金属 |
金属は、目視では平滑に見えても、本当は、拡大してみるとかなり表面に凹凸があり、超越液剤を塗布する（ドブ漬けも）事で出来た表面のガラス質の塗膜も、その溝を埋めて、表面上は平滑に見える薄膜となっております。ただ、ガラスと金属では硬度が違い、シロキサン結合の薄膜は、剥がれ易いため、より密着性を高めるために、１２０℃〜５００℃位まで温度を上げて（種類により異なる）乾燥、あるいは焼成し、密着させ、金属表面から剥離せずガラスの持つ機能効果を安定させるような工法を施します。防錆加工、金属アレルギー防止の目的などに採用の実績があります。 |
| その他 | ゴム、皮、合成皮革 等 |
超越技術 付与できる機能
超越技術により、以下の機能を付与することが可能になります。
| 付与できる性質 |
説明 |
|---|---|
| 耐水性 |
シロキサン結合による薄膜が基材の表面を造膜し、優れた耐水性を発揮し
ます。また撥水性の度合いについては自由に変える事が出来ます。 |
| 耐油性 |
環境にも健康にも優しい、食品用途に最適な耐油紙です。 |
| 硬度 |
無機質ゆえ極めて硬い膜を形成します。 |
| 透光性 |
紙に含浸させることで未加工紙の２倍以上の光透過性が実現します。 |
| 剥離性 |
剥離レベルを自由に変化させることが可能です。 |
| 絶縁性 |
紙などに塗布することで絶縁性が向上します。 |
超越技術 研究開発事例
| 応用分野 | 製品 | 備考 |
|---|---|---|
| 食品包装容器 | 耐油紙 （非フッ素系） |
従来のフッ素系耐油紙の代替。 電子レンジ、オーブン対応のカップ・袋等。 |
| 剥離紙 | 従来のシリコーンの代替。 シリコーンの移行が少ないのが特徴 撥水性 |
|
| 透明紙製品 | 医療用品 | 紙製一般シャーレ 紙製食品検査用シャーレ 食品用包装材（開発段階） 医療用包装材（開発段階） |
| 工業用品 | セパレータ | コンデンサー用 |
| 紙管原紙 | ラミ代替紙管、対油脂管、 防塵紙管、他 |
|
| 電着塗装用 ラベル |
紙製ラベルを用いても 電着液内で使用可能となります。 |
|
| 自動車用 内装塗工 |
足マット、グラスウール代替など | |
| 建材関連 | 木材表面塗工 | 家具、建材などの 耐水性・耐久性付与 |
| 壁紙 | 消臭・抗菌機能を有する壁紙 （開発段階） |
|
| アスベスト飛散防止 | ||
| インテリア関係 | ランプシェード | 撥水性・防汚性・ 光透過性に優れた照明 |
| ランチョンマット | 撥水性・防汚性 | |
| その他 | |
