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常温硬化型 無溶剤・無機質コーティング材料 セラトン・セラニック

塗膜物性

セラトンの塗膜物性

屋外塗膜の劣化原因には太陽光、熱、水、酸素、大気汚染物質などがあり、特に太陽光の紫外線による影響が大きい。

耐紫外線性

今日の塗料の機能性を左右する塗膜形成主剤である結合剤は石油化学資源を粗原料とする有機合成樹脂が主流となっています。
「セラトン」は不燃物質の珪素による無機高分子の化学結合(シロキサン結合)で緻密な造膜を作る塗料です。
この化学結合造膜は、太陽光の分光帯で地球上のあらゆる物質に影響を及ぼす紫外線(280nm〜400nm)の解離波長域外の地上に到達しない270nmに解離感度にあり、塗膜結合の結合鎖の切断や解離エネルギーによるチョーキング(粉化)や劣化が起こらない物性です。

有機系樹脂は、ほとんど紫外線の解離感度波長域にあるが(参考表)、又、可視光線や赤外線の分子振動などの発熱現象の複合波長下で、塗布初期の硬化反応時点では分子開環重合・結合などの効果性は大きい。

しかし、経時過程では徐々に解離エネルギーや結合鎖の切断などでチョーキング現象や劣化が起こることから、長期の耐久性は期待出来ない事が推測されています。

太陽より我々が受ける紫外線の分光帯は

赤外線

700〜1000nm

物質に当たると分子や結晶を振動させて熱エネルギーを発生する

可視光線

400〜700nm

可視光線は光合成の化学的な働きをして植物に不可欠なエネルギー源となる

紫外線

A波長 315〜400nm
B波長 280〜315nm

紫外線は太陽光の光化学エネルギーの比率で95%を占め、分子の開環重合
合解離を進める

  C波長 100〜280nm C波長の分光帯は地上に到達しない

セラトンの無機主鎖結合被膜は、C波長の270nmの分光帯の位置にあり、又、結合エネルギーが高いことから主鎖結合の切断が起こりにくく、チョーキング(粉化)や劣化が起こらない被膜です。


有機系樹脂は、ほとんど紫外線の解離感度波長域にあるが(参考表)、又、可視光線や赤外線の分子振動などの発熱現象の複合波長下で、塗布初期の硬化反応時点では分子開環重合・結合などの効果性は大きい。

しかし、経時過程では徐々に解離エネルギーや結合鎖の切断などでチョーキング現象や劣化が起こることから、長期の耐久性は期待出来ない事が推測されます。

<太陽光の分光帯の波長域(nm)>

太陽光の分光帯の波長域(nm)

紫外線と充填剤(チタン)の触媒影響

最近光触媒型チタンによる防汚染の研究で、塗膜に付着する浮遊有機物が光触媒型チタンと紫外線の化学反応での触媒作用によって分解され、降雨などで除去する施工が行われています。

チタン金属の活性性は従来より言われ、不活性化への酸化チタン、又はコーティングチタンに加工され、現在塗膜形成主剤とする有機合成樹脂に充填剤としてルチル型チタンが使用されています。

多量の充填剤の使用では、有機系結合主鎖は切断され自己劣化(白亜化・チョーキング)が進行する事が確認されており、これらの点からも長耐久性の期待は得られないと思われます。

セラトンの無機結合は、チタンの触媒作用による結合主鎖の切断は起きることなく、チタン多量使用の塗り板の沖縄地区での長期暴露においても光沢の消失が見受けられず、白亜化現象も起きていません。

耐薬品性

セラトンのSi−Oの結合エネルギーの造膜は不活性な物性で、三次元的な網状構造で結合が強い事から、硬化塗膜は酸化剤(酸素)塩類などに安定で、耐薬品性にも付与しており、側鎖の置換基がメチル基・フェニル基と言う化学的に不活性な有機基である事によって、特殊な薬品(フッ化物)を除けば抵抗性があり、特に酸性側に対しての耐久性に優れています。

耐塩水性

セラトンの反応硬化膜は塩水中に長期(1年間)浸漬テストにおいても、皮膜表面は全く軟化、劣化の兆候も無い高光沢の状態を維持します。

耐水性・撥水性

セラトンの塗膜形成主剤は、膜表面にメチル基の拡散被覆膜が出来るため、一般の有機樹脂に比べて疎水性が高く、耐水性・撥水性に優れており、これは側鎖の置換基のメチル基が多く含まれる程、表面張力の接触角が大きくなる性質からであると言われております。
無機分子での無機結合主鎖の反応硬化膜は、水素や酸素などに不活性で軟化、膨潤も起こらず、結合主鎖の切断も起こらない物性です。

耐酸性

大気環境は、純粋な活性酸素と工場排出や生活環境などからのNox・Soxの化学反応した酸化環境は、あらゆる物を酸化(腐食)する方向にありますが、「セラトン」は、結合剤である塗膜形成主剤のシリコーンが既にSiOX単位のあらかじめ酸化された形になっており(東レダウコーニングシリコーンハンドブック)、既に酸素との化合物となっている結合被膜は不活性被膜であり、更に酸化が進行しても有機物性と異質で酸化(劣化・腐食)が進まない方向にあり、酸性雨などに対する化学的安定性に優れています。

耐熱性

オルガノポリシロキサンを塗膜形成主剤(セラトン)での造膜結合する分子は不燃性の無機物質で、架橋反応過程で含有する有機置換基の一部量は排出され、残留の有機物は骨格に比べてごく少量となります。
主鎖であるSi−O結合エネルギーが106kcal/molと大きく、分子鎖の切断が起こりにくいことがあげられます。
また、セラトンの塗膜形成主剤が熱酸化する過程で膜内の無機フィラー成分や基材との間にSi−O金属の酸化物結合を形成して発生したラジカルに対する共鳴安定化の効果により不燃性・難燃性の膜が構成されると思われております。
(シリコーンレジンの組合せと選択によって耐熱温度は異なる)

耐微生物劣化(カビなど)

微生物は有機高分子膜に付着して有機結合剤を餌として外生酸素を生成して有機高分子膜の分解を深部までと進行します。
セラトンの造膜は微生物の食飼となる有機成分は殆ど含有されておらず、又、微生物が生成する酸素には不活性の塗膜で、付着微生物はガラス面に着いた付着物と同様に簡単に除去出来ます。

被塗物への接着特性

ロキサンは陰イオン性を有しており、塗被対象物が無機材質の場合(Ca,Al,Fe,Mg,Sn,Pbなど)金属陽イオン性が高い材質ほど親和性(結合性)が高くなる方向にあります。

防錆性

金属に対しての防錆仕様は、以下を標準仕様とします

  仕様 その1 仕様 その2
前処理 ブラスト(電動工具研磨 St2以上) 2種ケレン(電動工具研磨)
下 地 有機ジンクリッチペイント セラニックプライマー(無溶剤・無機複合材)
第1層 セラニックプライマー(無溶剤・無機複合材) セラニック(無溶剤・無機複合材)
第2層 セラニック(無溶剤・無機複合材) セラトンPTN(指定色)
第3層 セラトンPTN(指定色) ――――――

トップコートでのセラトンが有する超耐久性は機能性の被覆膜による下部層を長期に保護し防蝕機能を長期に維持するための工程です。

セラトンの反応硬化被膜は、地上に到達する紫外線の波長領域帯に吸収が無く、水素や酸素などに不活性被膜を構成しており、軟化、膨潤は起こらず、結合主鎖切断も起こらず超耐久性を維持します。

大気湿度環境での施工性

セラトンは湿気との親和性によって硬化促進されるので、高湿度環境でも施工が可能です。

但し、施工環境が高湿度の時の施工ほど塗膜表面の光沢が失われる方向にありますが、それによる塗膜強度や一定の機能性は保持致します。

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