フッ素コーティングとは（その１） ～無機か、有機か～

フッ素樹脂は、表面自由エネルギー（表面張力）が小さいため、撥水性・撥油性が高く汚れがつき難い特徴があります。

とくに撥油性の高さはシリコーンと比較しても大変優れており、このことは油汚れなどに対しても高い防汚性をもつ特徴の裏付けでもあります。

しかし、優れた防汚性を発揮するフッ素樹脂ですが、車の塗装表面に施工するフッ素コーティングでは、テフロンフライパンのようにフッ素樹脂を高温で焼き付けすることはできません。

車のフッ素コーティングは、常温環境において特別な設備や道具を必要とせずに、施工できるようにする必要があります。

くっつきにくいフッ素樹脂を、常温でコーティングできるようにするためには、何らかの手段により、フッ素樹脂と塗装面を密着をさせる必要があります。このためには、フッ素樹脂と塗装面との間に、接着剤の役割となるようなものを介在させることが必要となります。

フッ素樹脂と塗装面を密着させるため、フッ素樹脂の炭素（C）と塗装面の有機物とを接着する化合物がその役割を果たすわけですが、この場合の接着剤として用いられるものが、ガラス硬化するタイプや、液体として付着するタイプの「ケイ素化合物：ケイ素樹脂」が一般的なのではないでしょうか。

シリコーンのようなケイ素樹脂は、フッ素樹脂と同じように撥水性や撥油性をもつため、塗装表面にはくっつきにくいのではないのか？という疑問があるかと思います。

ケイ素樹脂の場合は、多様な官能基を側鎖にもたせることができるため、塗装面の有機物と結合させると同時に、コーティング表面には撥水性や撥油性をもたせて、背反するようなことを一度に両立させることができます。

このように「ケイ素樹脂：シリコーン」の特性を活かして、塗装面とくっつきにくいフッ素樹脂を仲立ちをさせることで、常温で現場施工できるフッ素コーティング剤を実現することができるのです。

ケイ素樹脂を「接着材：バインダー」とした場合のフッ素コーティング例をみてみましょう。下図は、フッ素を含むケイ素化合物によるフッ素コーティングの例です。

フッ素コーティングのイメージ

F：フッ素

C：炭素

CH2： メチレン基などの置換基

Si：ケイ素

O：酸素

Y：有機官能基

有：有機物（塗装面）

自動車ボディ塗装と密着する部分は、これまでも当ブログではおなじみのシリコーンがバインダーとして構成されます。

塗装表面は有機物で覆われていますので、バインダーとなるケイ素原子（Si）と強固に結合する酸素（O）を含む有機官能基Y（有機物と結合しやすい原子団）が、塗装面の有機物（有）と強い力によって原子間結合（化学結合）します。

フッ素樹脂は、炭素（C）が主骨格となっています。メチレン基（CH2）のような置換基を介することによって、フッ素樹脂－ケイ素樹脂間を結合することができます。

このようにしてフッ素コーティングは、油分などの汚れの付着を防ぐフッ素樹脂をケイ素樹脂：シリコーンの力を借りることによって。塗装に密着させることができるのです。

それでは次回は、フッ素コーティングの高い撥水性・撥油性による防汚性が優れている理由を見ていきたいと思います。

フッ素コーティング関連記事

• フッ素コーティング　ひとつの答えhttp://coating.th-angel.com/2015/08/blog-post.html

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• ケイ素によるフッ素の密着についてhttp://coating.th-angel.com/2014/07/blog-post.html

• フッ素の撥水性・撥油性と汚れhttp://coating.th-angel.com/2014/08/3.html

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コーティング剤など引火性危険物の海外輸出について

ガラスコーティング剤を輸出する際に、引火点と沸点（初留点）に留意しなければなりません。

IATA（※１）では、液体の危険物を分類する基準として、国連GHS（※２）の引火性液体の分類基準に基づき、包装等級あるいは、容器等級を決めています。航空輸送に限らず海上輸送についても同様の法令などがあると考えられます。

（参考）危険物国際輸送における留意点　http://www.jetro.go.jp/world/japan/qa/export_04/04A-010148　ジェトロ・独立行政法人日本貿易振興機構ウェブサイト

※１．IATA：国際航空運送協会（International Air Transport Association）
※２．GHS：国際連合危険物輸送勧告、化学品の分類および表示に関する世界調和システム（Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals）

●国連GHS
2.6.2節に記載された分類基準は、以下のように要約される。

•  区分１：引火点２３℃未満および初留点（沸点）３５℃以下
•  区分２：引火点２３℃未満および初留点（沸点）３５℃超
•  区分３：引火点２３℃以上、６０℃以下
•  区分４：引火点６０℃超、９３℃以下

（参考）ＧＨＳ分類マニュアル　http://www.meti.go.jp/policy/chemical_management/int/files/ghs/ghs_manual_new_set.pdf　（経済産業省ウェブサイト）

●IATA
IATA DGR 表3.3.Aにおける包装等級あるいは容器等級（Packing Group）は以下のように分類される。

• 包装等級（容器等級）Ⅰ：GHS「区分１」相当（High danger）
• 包装等級（容器等級）Ⅱ：GHS「区分２」相当（Medium danger）
• 包装等級（容器等級）Ⅲ：GHS「区分３」相当（Low danger）

（参考）http://www.jacis.or.jp/regulations.html　（航空危険物安全輸送協会JACISウェブサイト）

輸出コスト
海外輸出をする際に、危険物に対応するコストが相応にかかるわけですが、このような国連GHSやIATAによる危険物の分類などが基準となり、運送料金などが決められるものと考えられます。


 
危険物としてのガラスコーティング剤
自動車ボディ用途のガラスコーティング剤で、初留点（沸点）３５℃以下というものは考えにくいので、IATA包装等級Ⅰ（GHS区分１）に該当するものは、まず無いと思います。

焼酎やウイスキーなどの引火性成分であるエタノール（エチルアルコール）の場合は、引火点：１３℃、沸点：８０℃程度なのでIATA包装等級Ⅱになります。
ポリシラザン（基本構造：Si-NH）やポリシロキサン（基本構造：Si-OR）などのケイ素（Si）・シランを原料とする液体ガラスコーティング剤は、空気中の酸素（O）や水素（H）と結合してガス化し引火するわけです。

このため、ケイ素を主原料とする液体ガラスコーティング剤は、IATA包装等級Ⅱ（GHS区分２）または、包装等級Ⅲ（GHS区分３）に該当するものと考えられます。

ガラスコーティング剤には、ポリシラザンやポリシロキサンのほかに、上記のようなお酒にも含まれるエタノール（エチルアルコール）やキシレン・トルエンなどの有機溶剤が使用される場合があります。

これらの有機溶剤も総じて燃えやすいものですのです。このように、ガラス化する原料や溶剤とともにガラスコーティング剤は燃えやすく引火性危険物として分類されます。

（参考）溶剤の引火点や沸点など一覧表　http://www.kyowakako.com/pdf/list_of_solA4.pdf　（協和化工株式会社さまウェブサイト）

ガラスコーティング剤輸出・運送時のトラブルを未然に防ぐためには、このように引火点や沸点などを点検して、運送会社さんへの正しい情報提示が必要となります。

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ウォータースポット（イオンデポジット）除去にサンポール（塩酸）？

ウォータースポットの除去に、キンチョーさんのサンポールを使っても良いのか？とのご質問を複数頂戴しました。

サンポールとは、ご存知のように便器に付着した尿石汚れを洗浄する酸性洗剤です。尿石は人の尿に含まれる成分に由来するカルシウム塩（炭酸カルシウム）が固着・堆積したものです。

一方、ウォータースポット（別名：イオンデポジット）原因のひとつとして、水道水や雨水に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオンが、水の蒸発によって炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムとなって堆積・固着したものがあります。

サンポールに含まれている「塩酸」は、炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムを溶解しますので、上記のような原因によるウォータースポットの除去には有効であると考えます。

しかし、常温では気体である塩化水素の水溶液である塩酸は、揮発性が高いものです。塩酸から揮発した塩化水素は、鉄やステンレスなどの金属を腐食させます。

このため、サンポールが金属部分に付着しないようにウォータースポットを除去したつもりでも、サンポールが揮発してガス化した塩酸（塩化水素）が、金属のカタマリである自動車本体や、機能部品劣化への影響を与える（腐食を促進する）ことが懸念されますので、使用しない方が良いと考えます。

（参考）
洗車・コーティングと酸
イオンデポジット　Ion Deposit

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