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超越技術概要


(株)飾一の超越技術とは、紙や木材・布・高機能繊維・革・金属・石・その他の基材に対し、シロキサン結合の薄膜をコートすることで、耐熱性・耐水性・耐油性・耐摩耗性・表面硬度・抗菌性・その他様々な機能を付与するものです。

超越技術の手法は、ゾル-ゲル法を応用したものです。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・熟成することでコート液が完成します。

このコート液を、各種基材に塗布して加温すると、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が生成されます。

ゾル−ゲル法を応用した超越技術

原料 アルコキシシラン:Si(OR)4、R1Si(OR)3、R12Si(OR)2
反応式
≡Si-OR + H2O → ≡Si-OH + ROH
≡Si-OH + HO-Si≡ → ≡Si-O-Si≡ + H2O
≡Si-OH + RO-Si≡ → ≡Si-O-Si≡ + ROH
(1)
(2)
(3)
生成物 シロキサン結合 ≡Si-O-Si≡
結合エネルギー Si-O-Si = 106 kcal/mol
(C-C = 82.6kcal/mol :典型的有機化合物の結合エネルギー)

この超越加工を、例えば紙に使用した場合、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などに塗布されると、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。


【図】紙繊維とシロキサン結合の薄膜の物理的結合

紙繊維とシロキサン結合の薄膜の物理的結合

例えば紙の場合、この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、耐熱性耐水性耐油性対摩耗性表面硬度抗菌性・その他様々な機能を付与することになります。


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