2014-02-28

親水促進剤って何ですか?

お客さまからガラスコーティングの親水性(低撥水性)を回復させるために、他社製品である親水促進剤を使用しても良いのか?とのご質問をいただきました。


他社の親水促進剤の成分をお聞きしましたら「過酸化水素」ということです。

うーん、過酸化水素を水に溶かしますと「過酸化水素水」となるわけです。これは強力な酸化剤です。
漂白剤や酸化剤として広く使われており、殺菌消毒剤として身近な「オキシドール」でもあるわけです。

過酸化水素は、塗装の酸化劣化を加速したり、大気や雨水に含まれる金属イオンや塩化物イオンと反応して金属を腐食することが懸念されます。


ガラスコーティング表面への効果

過酸化水素水は、親水性ガラスコーティング表面が、雨水や大気に含まれる油分などが付着することで、撥水性に変化した表面を、きれいにクリーニングして親水性ガラス表面※として回復させることができ、酸化に強いガラスコーティングへの悪影響はほとんどないと思います。

しかし、過酸化水素水は、親水性を持続させる能力はありませんのでご注意ください。

※親水性ガラス表面:水酸基(ーOH)が表出するガラスコーティングは、水(H2O)との親和性が良いために親水性表面となります。
(参考)ガラスの親水性 http://coating.th-angel.com/2013/11/blog-post_14.html


塗装への影響

過酸化水素水は塗装を劣化させます。

仮にガラスコーティングが取れている場合や、ガラスコーティングが不完全な場合を考えると恐ろしい限りです。

車の塗装の耐久性を調べる際の試験に、過酸化水素水を使うことが知られています。

一般的に耐久性を調べるのに、実際と同じ時間をかけると効率が悪いので、「加速試験」をおこないます。

塗装の加速試験の例を掲げます。
  • 太陽光紫外線の影響を調べる場合は、太陽光よりも強い紫外線を人工的に連続照射します。
  • 酸化劣化の影響を調べる場合は、過酸化水素水に浸漬します。
つまり、塗装表面を過酸化水素水で処理をするたびに、塗装の酸化劣化を加速させているわけです。

過酸化水素を使った塗装の耐候性試験の例をご紹介します。
下記URLは、トヨタ自動車グループである豊田中央研究所の文献です。

(参考)塗膜の高速耐候性試験法
http://www.tytlabs.com/japanese/review/rev361pdf/361_061mori.pdf


金属ボディへの影響

しかし、以前にも触れましたが、自動車は金属の塊であることを考えると、過酸化水素のような強力な酸化剤※を使って、ボディを洗浄するのはお勧めできません

(参考)洗車・コーティングと酸

http://coating.th-angel.com/2014/02/blog-post_5.html
※.
雨水や消雪剤、沿岸地区の海水飛沫に含まれる金属イオンや塩化物イオンと、過酸化水素水が触媒となって金属の酸化を促進、腐食させることが懸念されます。


オキシドール(濃度の薄い過酸化水素水)を使って傷口を消毒すると、酸素の泡が出るとともに金属臭がすることがあります。これは血液や細菌に含まれている鉄イオンなどと酸化反応しているためです。


このように過酸化水素水は、塗装の酸化劣化を早め、同時に、鉄など金属の腐食を促進させることが懸念されます。

自動車の機能性や、再販価値への影響を与えるリスクを認識されたほうが良いと思います。

中性洗剤やアルカリ洗剤のご利用をお勧めします。






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2014-02-27

超撥水コーティングの防汚性は最強!しかし、、

コーティング市場では「防汚効果は親水性や超親水性によるものである」という、都市伝説的な話しがあるのですが、


本当の防汚性は、超撥水・超撥油表面が最強です。


以前ご紹介しましたように、


「ガラスコーティングの親水性は、油分等による表面汚染が進行するため親水性の維持ができない」

(参考)親水性とは
http://coating.th-angel.com/2013/11/blog-post_13.html
(参考)ガラスの親水性
http://coating.th-angel.com/2013/11/blog-post_14.html
(参考)親水性と防汚 ~ポリシラザンガラスコーティングを例として~
http://coating.th-angel.com/2013/11/blog-post_15.html



「光触媒コーティングによるによる超親水性表面は、被膜がすぐに剥がれ落ちるため親水性が維持できない」


(参考)親水防汚:光触媒の現状と課題 その1
http://coating.th-angel.com/2013/12/blog-post.html
(参考)親水防汚:光触媒の現状と課題 その2
http://coating.th-angel.com/2013/12/blog-post_2.html

というような課題がありましたね。
親水性や超親水性表面は、付着した汚れに雨などの水が降りかかり、親水性表面と汚れの間に水分が入り込み、水と汚れが一緒に流れ落ちるというものですが、

超撥水・超撥油表面はそもそも水分や油分を含んだ汚れを、強烈にはじくので「汚れそのものを寄せ付けない」最強の防汚表面なのです。


汚れを寄せ付けない例を動画で見てみましょう。

これは米国UltraTech Internationalの「Ultra-Ever Dry」という超撥水・超撥油コーティングの実証ビデオです。


いかがですか?凄いでしょう。 これがクルマボディ塗装や、窓ガラスにコーティングできたら夢か魔法のようですね。

そして今月ですが、三菱電機さんから【空気の膜で粉じんや水滴、氷雪の付着を抑制し、「きれい」を維持 「スマートエアコーティング」を開発】という超撥水性コーティングを開発した、とのニュースが流れました。

(参考)三菱電機株式会社 ニュースリリース http://www.mitsubishielectric.co.jp/news/2014/pdf/0213-b.pdf

ということで、上記の米国の「Ultra-Ever Dry」と、三菱の「スマートエアコーティング」を調べてみましたら、やはり微細な凹凸表面によるものですので、半透明~不透明表面となるようです。

加えて、微細な凹凸表面の耐久性(耐摩耗性)は未知数なので、透明感が重要な自動車ボディコーティングへの適用はまだ少し先のようです。


このような「超撥水・超撥油表面コーティング」は、夢や目標としては大変魅力的ですね。


(参考)超撥水性コーティング http://coating.th-angel.com/2014/02/blog-post_4.html (参考)超撥水・超撥油防汚コーティング実験を開始 http://coating.th-angel.com/2014/04/blog-post_25.html (参考) 日産超撥水コーティングのつづき http://coating.th-angel.com/2014/04/blog-post_28.html



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2014-02-23

シリコーンレジンコーティングの粘弾性と滑り止め

シリコーンレジンコーティングをご利用いただいているお客さまからのご感想をひとつご紹介します。

キラサク GPコーティングを塗布したのち、乾燥したマイクロファイバークロスで拭き上げると少しひっかかる感じがする。コーティングってもっと滑るようなイメージをしていたよ」

結論から申し上げます。

「滑りくい(滑り止め)!これは高純度シリコーンレジンコーティングの特徴です。この滑りにくさが美しく高耐久であることの証です。」


このように滑りくい特徴があるため、滑べると危険なバイクのシート、自動車やご家庭の皮革シートや皮革ソファ、フローリング床、お風呂の床に使用しても安全でかつ耐久性の
高いコーティングとしてご利用いただけるのです。


それではなぜシリコーンレジンコーティング表面は滑りにくい(滑り止め)のでしょうか。
まずは、コーティングまたはワックス表面が「滑る場合」の理由を考えてみましょう。

 

緻密な平滑表面には滑りにくいものがある

例えば窓ガラスや自動車の塗装表面もそうです。

中性洗剤やアルカリ洗剤などで自宅の窓ガラスを洗浄したあと、水を含ませた布で洗剤をきれいに拭き取ります。
仕上げ拭きのために乾燥したきれいな布で窓ガラス表面を拭くと、布がひっかかるような感触になったことはありませんか?

同じように、ワックスや油分などの汚れを脱脂洗浄したあとのフレッシュな自動車ボディも、乾燥したきれいな布やマイクロファイバークロスで拭くと、クロスが滑りにくくなると思います。



滑る表面とは

洗浄直後の窓ガラスは滑りませんが、大気中や雨に含まれる油分などの汚れが付着して、次第に滑る表面に変化していきます。車の塗装も脱脂洗浄したあとにコーティングやワックスをかけずにいても、窓ガラスと同じように油分などが付着して滑る表面に変化します。

一般的には緻密で汚れのない(液体で濡れていない)平滑表面は滑りにくいのですが、液体である油分(粘性の低い液体)などが付着すると、滑る表面に変化してしまうわけです。同じように一部のコーティングやワックスを塗布すると滑る表面になることがあります。

このように本来滑りくい表面が、コーティングやワックスによって滑る表面に変化するのはどうしてなのでしょうか?
そうですね、表面に付着したコーティングやワックスが表面の潤滑状況を変化させたためだと考えられます。

滑りが良いタイプのコーティング剤やワックスを塗布すると、潤滑成分として薄い膜をつくります。この上を乾燥したきれいなマイクロファイバークロスで拭くと、まさに「潤滑成分」として摩擦力を低減させて、クロスを滑らかに動かすことができるのです

 

摩擦と潤滑

塗装表面を拭くと、布が滑るとか引っかかるというのは、塗装表面に塗布された物質によって、下記の「境界摩擦」や「流体摩擦」の状況が変化するために起きるものだと考えられます。

境界摩擦
二つの物体の接触面が、薄い膜などの潤滑成分に覆われている場合の摩擦。

流体摩擦
液体の潤滑成分により相対運動する物体が隔てられている状態であり、この状態での摩擦抵抗は液体の「粘性抵抗」に一致する。

 

コーティング被膜の粘性と摩擦

キラサク GPコーティングなどのシリコーンレジンコーティングの場合は、滑りやすい他のコーティング剤やワックスと同じように、塗装表面に薄い膜をつくります。


シリコーンレジンコーティングは、粘性を持つ物質として塗装表面に被膜を形成します。このコーティング被膜には粘性抵抗があります。


自動車のエンジンオイルを例にしますと、負荷の大きい高出力エンジンには高温において、粘り気のある=粘度の高いオイルを使用し無ければなりませんが、負荷の小さいエンジンには、高温でもさらさらとした粘度の低いオイルを使用しても大丈夫です。

一般的に粘度が高い方が、厚く切れにくい油膜ができるので潤滑保護性能が優れ、シリンダーとピストンの密封性が高くなりますが、その反面粘り気によるピストン運動に対する抵抗が大きくなります。

参考:エンジンオイルの粘度※の例として、省燃費の一般的な自動車エンジン用は、0W-20などが使われており、高出力で負荷が大きいニッサンGT-Rエンジン用は、0W-40などが使われています。ハイフンより右側数字の20や40は、数字が大きいほど高温(100℃)において粘度が高いオイルとなります。

※.粘度とは、粘性を表す数値です。

粘度の例をいくつかあげてみましょう。

単位:Pa・s(パスカル秒)
  1. ガラス(高温で溶けている):10~1000 Pa・s
  2. ガラス(900℃程度で固まりかけている):10000~1000000 Pa・s
  3. 溶けたチョコレート:45~130 Pa・s
  4. 蜂蜜(25℃):2~10 Pa・s
  5. 潤滑油(20℃):0.1~1 Pa・s
  6. オリーブオイル(25℃):0.081 Pa・s
  7. 水(25℃):0.000890 Pa・s

さらさらのオリーブオイルと、粘り気のあるのある蜂蜜を薄く塗り伸ばした表面を、乾いた布で拭き上げることを想像してみてください。きっとオリーブオイルの方は、乾いた布は軽く拭けると思いますが、蜂蜜の方はかなり抵抗感があるのではないかと思います。

コーティングにおいても被膜の粘性の違いにより、布で触れた際の感触「抵抗感」が異なってくるのです。


  • 粘性が大→摩擦抵抗が大きい→布がひっかかるような感触
  • 粘性が小→摩擦抵抗が小さい→布が軽く滑るような感触

ここで少し話の毛色が変わりますが、窓ガラスやガラスコップなどのガラスにも、意外にも液体的性質である粘性がありますのでに少し触れてみます。

 

ガラスやゴムの粘弾性

実は常温において、カチカチに固まったようにみえるガラスコップや窓ガラスは、完全な固体ではなく流動性があります。

しかし、非晶質ガラスの粘性が非常に大きいため固まったように見えるのです。誰も確認したことはないかもしれませんが、ガラスコップも何万年?とか、長い時間を経ることによって、重力に引っ張られ下へ向かって流れるように変形していくものと考えられています。

(参考)ガラスは固体か液体か?(京都市青少年科学センタ―)http://www.edu.city.kyoto.jp/science/online/story/10/index.html

もうひとつ、非晶質ガラスが普通の液体とは異なる性質として、弾性を持つことがあげられます。
弾性とは物に力を加えると変形(ひずみ)を生じますが、その力がなくなれば、ひずみがなくなり原形に戻る性質のことです。

弾性のわかりやすい例はゴムです。ゴムの塊はご存知のように、指で力を加えると変形しますが、指を離すと元の形に戻ります。固体の鉄の塊や固まっているガラスの塊は非常に大きな弾性を持っています。

一般に「粘性は液体的な性質」、「弾性は固体的な性質」と考えられるのですが、非晶質であるガラスやゴムは、その両方の性質を持つものです。つまり、ガラスやゴムは、粘弾性(粘性と弾性の両方の性質)があり、液体と固体両方の性質を併せ持つということです

 

コーティングの粘弾性と滑り

シリコーンレジンコーティングは、ガラスやゴムのような粘弾性を持ちます。

これまでのコーティング剤やワックスは、粘性が小さく液体的な性質が強いものであり弾性はほとんどないものでした。一方のシリコーンレジンコーティングは比較的粘性・弾性とも高く、液体でありながら、固体的な性質も併せ持つようになっています。

粘度が小さく液体的性質の強いコーティングやワックスは、お気づきのように塗装表面に塗られても流れてしまいやすい性質を持ち、弾性(復元しようとする性質)はほとんどないため、乾いた布で拭くと滑りやすいと同時にどんどん布に拭き取られていきやすくなります。洗車や雨の水とともに被膜が流れ落ちやすくなるわけです。

これに対し、シリコーンレジンコーティングは粘性と弾性(粘弾性)を合わせもつため、乾いた布で拭くと滑りにいと同時に布に拭き取られにくいため被膜を簡単に落とすことはできません。これは洗車や雨の水とともに被膜が流れ落ちにくさも同様です。

 

シリコーンレジンコーティングの粘弾性

従来のコーティング剤やワックスとの違いは、分子構造が2次元的な鎖状(チェーン状)なのか、それとも3次元的な網状(メッシュ状)なのかによるものです。

これらを以下のように例えてみたいと思います。

いまここに同じ材質・製造方法でつくられたスポンジがあります。これを薄くシート状にスライスしたスポンジシートと、スポンジをサイコロのように立方体に切り出したスポンジブロックを思い浮かべてみてください。
おなじスポンジ素材でも鎖状を模して仕立てたシートと、網状を模して仕立てたブロックでは、あきらかにその強度:粘り気と復元力が違います。


  • 鎖状(2次元的)分子構造:薄いスポンジシート
  • 網状(3次元的)分子構造:立方体スポンジブロック

このように、同じような単位分子であっても、分子間の結合方法によってその強度が変わってくることに着目して開発したものが「シリコーンレジンコーティング」です

シリコーンレジンコーティングは下記のような性質があります。


  • ガラスのようには固まらない
  • オイルのような流動性は少ない
  • いわば透明なゴム質のようなしなやかさと強さを持つ
  • ガラスコーティングのような施工の難しさがなく失敗がない

いかがでしょうか、シリコーンレジンコーティングは従来のコーティングやワックスとは異なる分子構造により、特徴的な粘弾性を持っています。これが少し引っかかる拭き取りの感触としてあらわれてくるのです。

 

シリコーンレジンコーティング液剤はサラサラの水性

シリコーンレジンコーティングの粘性は、塗装などに塗布した後の性質を表しています。液剤の状態として、ドロドロしているのとはまったく違います。

構成する成分の分子量の違いによって液剤のドロドロ感が違ってくるのですが、低分子量の場合はサラサラに、高分子量の場合はドロドロとなります。

弊社のシリコーンレジンコーティングは低分子量です。
シリコーンレジンを水性エマルジョン化していますので無臭でサラサラです。

 

シリコーンレジンコーティングの特徴

●低分子量レジンを水性エマルジョン化
塗布する際には、嫌な臭いもなく、軽いタッチで塗れるし、簡単で楽に失敗のない作業が行えます。
●粘弾性のある被膜
仕上がりは透明感と膜厚感を兼ね備えた美しさを持ち、しなやかな被膜は長期間にわたりボディ塗装を保護します。
●撥水性、滑水(低撥水)性、滑るタイプなども
シリコーンレジンの特徴を活かしながら、様々な機能性を付与することができますので、プロ用・事業者さまのご相談にも対応させていただきます。

高純度シリコーンレジンを高濃度配合するイチオシのコーティング剤は、キラサクGPコーティング(撥水タイプ)です。
濃色車やメタリック、パール塗装車などすべての塗装に対応し、ガラスコーティングの上塗り保護・メンテナンス剤としても最適です。

安全性が高く無臭、滑らないので皮革ハンドルやシート、プラスチック、金属、メッキ、木材(水分を吸い込まない塗装やニス仕上)など内装にもお使いいただけます。

滑水性の良い「低撥水性シリコーンレジンコーティング」も商品化しておりますが、こちらは事業者さま向けとなっておりますので、お見積りやお問い合わせは下記までお気軽にご相談ください。

  • 電話:0285-24-5959
  • メール:info@th-angel.com




シリコーンレジンコーティングについて
1.シリコーンレジンって何ですか?
2.シリコーン?シリコンではないの
3.シリコンは石ころから、そして・・・
4.シリコンからシリコーンへ
5.シリコーンっていったい何
6.シリコーンの仕組み
7.シリコーンをコーティングに
8.コーティングはみな同じ?
9.シリコーンレジンコーティングとは

(参考)ガラスコーティングを補うコーティング剤 ~メンテナンス剤として~

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