フロロサーフ 技術情報

撥水・撥油・耐酸・防汚・指紋付着防止・防湿・低摩擦などの機能を発揮するフッ素系コーティング剤【フロロサーフ】の最新技術情報を紹介いたします。 





撥水・撥油・耐酸・防汚・指紋付着防止・防湿・低摩擦などの機能を発揮するフッ素系コーティング剤

【フロロサーフ】の最新技術情報を紹介いたします。

記事は順次追加していきますので、定期的な閲覧をお勧めいたします。

なお、恐縮ですが記事内容の転載はご遠慮ください。

  



電子基板の防湿コーティングに最適


テーマ:
昨日、TVや新聞で大手スマートフォン・メーカーのバッテリー発火事故の原因について
報道がありました。 
 
従来からモバイルパソコンなどの電源として使用されてきたリチウム電池は大変高性能で
充放電の記憶も起こりにくいため、多方面に使用されてきました。
 
が、高性能であるがゆえに危険性も高く、常々発火事故が起きております。 
よって、航空機では預ける荷物の中にリチウム電池を入れないようアナウンス
されております。
 
リチウム電池発火事故発生の原因の一つに落下など衝撃によるものがあります。
 
落下衝撃などで中の電解液が漏れると強酸が発生。
         ↓ 
この強酸によって充放電を制御するコントロール基板が破壊される。   
         ↓
充放電コントロールができなくなると暴走して発熱・発火。
 
というメカニズムでした。
 
そこでコントロール基板や金属部品などにフロロサーフ FG-3050を塗布しておくと、強酸から保護することができるため発火事故を防止することができます。
 
他の防湿コーティング用樹脂 (ウレタン、アクリル、エラストマー)では、残念ながらこの強酸に耐性がなく、フッ素系コーティング以外では発火事故を防止することが難しいようです。
 
この目的でフロロサーフ FG-3050は、スマートフォンをはじめとするモバイル機器だけでなく、航空機、電動工具、電動アシスト自転車など幅広い用途に実績があります。
 
 
 
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去る8月21日、東海3県(愛知、岐阜、三重)を放送地域とする

 

【メ~テレ】 の番組 【反転の光】 にて、

 

弊社が紹介されました。 (放映時間 2分間) 

 

 

↓ こちらからも動画がご覧いただけます。   

 

http://oa-top.co.jp/publicity_cat/1635/

 

是非ご覧ください!

 

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弊社の技術をベースに新しいコーティング剤が開発されました。


高級車の革シートにコーティングすることで、ジーンズの染料や、

化粧品、食べ物のシミ、といった汚れが付きにくくなります。 


万が一、ついてしまった汚れもクリーナーでふき取ることで

簡単に除去できます。 








以前、当社にもアイボリーの内装の車がありましたが、

やはり、シートにジーンズの青い染料が付いてしまったことがありました。

当時、この商品があれば良かったのになぁ、と悔やまれます。






この商品に関するお問い合わせは 株式会社SSKプロテクト 

 http://www.ssk-protect.jp/


までお願いいたします。 
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 一昨日、JR 高崎線で碍子の破断が原因で高圧線から漏電したという

事故が起きました。

群馬方面と東京 間で通勤通学されていた方は、大変な思いをされているよう

です。大変お疲れ様でございます。

今回の原因は、碍子の中心にある金属部分が破断したことで、高圧線がたれさがって

ショートして漏電したとのことでした。




碍子

(写真は碍子の一例です。 : 高崎線の事故とは関連はありません)




実は、今回の漏電のメカニズムとは異なりますが、

碍子の漏電防止にフロロサーフは長年の使用実績があります。



碍子は陶器や樹脂製の物があります。この碍子表面に雨水や海水のしぶきが付着

すると水や油汚れの膜ができてしまい、この膜をつたって高圧電流が漏電して

しまう現象が起きます。



碍子表面にフロロサーフを塗布しておくと、撥水撥油性により、汚れの膜ができ

なくなるため、このような漏電を防止することが可能になります。


( ただし、屋外に用いた場合は、紫外線の影響により1年から2年ほどで撥水性が

劣化しますので定期的に塗り直しが必要となってまいります。 

ですが、フロロサーフは簡単に塗り直しが可能なので、定期点検時に塗り直して

効果を持続することができます)



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弊社製品フロロサーフをご愛顧いただきありがとうございます。


弊社では年末年始の以下の期間がお休みとなっております。


平成27年12月26日 土曜日 ~ 平成28年1月4日 月曜日


ご不便をおかけして申し訳ございません。

よろしくご高配くださいますようお願い申し上げます。



では、良いお年をお迎えくださいませ。



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記事更新が少し間があいてしまいました。申し訳ありません。

今回のテーマは 「評価結果からみられる重ね塗りの考察」です。 


防汚コーティング剤 フロロサーフ FG-5080 (フッ素系シランカップリング剤)

について、重ね塗りの効果を見るため、 1回塗り、2回重ね塗り、3回重ね塗りの

3種類の塗布方法でガラス板にコーティングして、耐摩耗性を計測いたしました。

ちなみに、2回塗りと3回塗りの間は、100℃ 60分間ほど加熱乾燥を行っております。



指紋類似成分(ノルマルヘキサデカン)を用いて動的接触角

 (滑落角、後退接触角、静止接触角  
 
  = 指紋辞去性の評価(1)の記事をご参照ください )

を計測した結果が下記のグラフです。


横軸が、前回の記事で説明した摩擦劣化を行った回数となっております。

右へ行くほど劣化が進みます。

縦軸が角測定における角度(滑落角または接触角)となります。





まずは、防汚性に最も相関がある滑落角のグラフです。

滑落角は、汚れの付着ネルギーを間接的に計測しており

滑落角が低いほど、付着エネルギーが低く、防汚性が高いといえます。


油滑落角


この結果を見ますと、2回塗り(緑色の線)が最良の耐久性が得られました。





次に後退接触角を見てみます。

後退接触角は高い方が防汚性が高いといわれています。



油後退角


やはり、2回塗りと3回塗りが同レベルで、良い結果が得られました。




最後に、水平状態での静止接触角のグラフです。


油接触角





静止接触角では塗り方による差はあまり見られないような気がします。

以前の記事で説明しましたように、静止接触角での防汚性の判断が

役に立たないことが、この3つのグラフのデータからも読み取ることが

できます。



では、なぜ、2回塗りが最も防汚性がよく出るのか ?


弊社での仮説は、この防汚剤はフッ素系の化合物が、直接の無機素材表面と

結合するため、皮膜構造は単分子層の表面修飾となり、重ね塗りすることに

より結合している分子の数が多くなるものと考えております。


では、3度塗りではあまりよくならないのはなぜか? 

おそらく、表面上の分子が飽和状態 (下図の左側の状態)になっているのだと

考えられます。



表面分子


ちなみに摩耗された後の劣化状態は上図右側のような状態であると

思われます。この状態では静止接触角は落ちませんが、摩擦されるに

つれて滑落角が高くなっていき、最終的には、液が全く滑落しない状態 = 

汚れや指紋が取れない状態になります。
                END
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前回に引き続き、今回は指紋付着防止性についての評価方法に

ついての説明です。

指紋付着防止機能に必要なもう一つの要素は耐久性です。



弊社製品の耐久性についてよくお問い合せをいただきます。

実は、耐久性という言葉はひとくくりで大ざっぱな言葉なんです。


実際には 耐摩耗性、耐候性、耐油性、耐水性、耐熱性などなど、

ご使用になる用途・環境やご要求の性能が何か? によって

耐久性という言葉は様々な意味を持ちます。 


指紋付着防止性用途の場合は、耐摩耗性が最も重要な要素となります。


実際の評価方法としては、下の写真のような摩擦試験機で評価対象の表面を

摩擦子で摩擦して、摩擦前後の接触角を計測します。



試験機全体


測定試料を水平にセットした状態で測定ステージが水平に動きます。

測定ステージ


摩擦する部分(摩擦子)は下の写真のような状態です。 この写真では摩擦素材として

ティッシュペーパーをセットしてあります。

摩擦子



また、摩擦時には下のような錘を乗せて荷重します。 

錘はいろいろ選択できますが1㎏が標準的です。

荷重



摩擦耐久テストにおいても、水の接触角では

正しい評価は得られません。

しつこいようですが、正しい防汚性能評価方法は

油の滑落角です。


(前回、前々回の記事をご参照ください)




前回の記事にも記載しましたとおり、測定する油の種類としては 

ノルマルヘキサデカン、オレイン酸、トリオレイン の3種類のうちいずれかが

指紋成分に近くおススメとなります。 


また、摩擦子に摩擦する素材をセットして摩擦を与えるのですが、この素材の

選択も重要です。



良くスチールウール#0000 という摩擦素材の指定をいただきます。

しかし、じつはこの選択もあまりよろしくはありません。

理由は以下の3点です。


1.コーティング成分の下地となる基材までも削れてしまうことがあり。
  
  コーティング膜自体の耐摩耗性評価とは言い難い。


2.摩擦する面の平面度にばらつきが出やすく、セット方法によって摩擦状況

  が安定しない。

  (摩擦する面にでっぱりやヒゲがあると、特定の部分だけが削られてしまう)


3.削られたコーティング成分がスチールウールにいったん付着した後、摩擦表面に

  再付着する可能性がある。




弊社では摩擦素材としては、実際のユーザーが使用されることを想定して

テイッシュペーパーを使用しております。

また、上記3の再付着の懸念より1000サイクル摩擦ごとに新しいティッシュ

ペーパーに交換します。


実際に弊社で測定したデータを下記に示します。


このデータは 

「フロロサーフ FG-5083を 複数回塗布した場合にどのような効果が得られるか? 」

というテーマで摩擦試験を行った結果です。

縦軸がヘキサデカンの滑落角、横軸が摩擦回数です。


滑落 修正




このグラフより 「2回重ね塗りすると指紋付着防止効果の耐久性が最も高い」

 という結果が得られました。


この実験内容と考察につきましては、次回ご説明いたします。

















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前回は指紋除去性の評価方法についてご説明しました。


滑落法接触角測定はデータが数値化できるという点で優れておりますが、

実は滑落法接触角計は意外に高価なんです。

画像処理ソフト付きでだいたい500-700万円前後といったところです。

今回は安価で簡単に評価できる方法をご説明します。



人間の指紋成分は、皮脂+汗でできております。

汗の水分は蒸発しますが、皮脂成分が残留して指紋となります。


本来は、この指紋を直接付着させて、

   * どのくらい指紋が付着するのか?
   * 簡単に取り去れるのか? 

を見ていただくのが良いのですが、人間の指紋というのは非常に不安定で

ガラスの表面に指紋を毎回異なる場所に付着させてみると、すべての指紋のつき方が

異なって見えることになります。



そこで、代用品として使用できるのが、油性のマジックペンです。


油性のマジックペンで評価対象の表面に書き込んでやって、

インキのハジキ性を見ます。

下は書き込み直後の画像です。

左半分にフロロサーフ FG-5083 が塗布されております。

画像がイマイチ不鮮明ですが、インキがはじかれております。

(写真をクリックしていただきますと、わかり易い画像を見ることができます)

ふき取り前






そのあと、1時間くらい乾燥させて、テイッシュペーパーでふき取ってみます。

乾燥後のふき取りが2-3回位で軽くふき取れれば OKですが

ふき取れない場合は NGです。

下の画像はふき取り後の状態です。

右半分のガラスについたインキは除去することができませんでした。


ふき取り後



また、実際に指紋を付着させてみる場合は、20回程度繰り返して指紋を付着させ

てみると効果の有無がはっきりわかります。

下の写真ではわかりにくいですが、右半分には指紋がたくさんついて油膜状になり

全体的に白っぽくなっています。


指紋2




次回は耐久性の評価方法について説明いたします。


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 前回、

水の接触角は指紋防止の評価には不適切

という記事をアップしました。


今回は、正しい評価方法について説明したいと思います。

指紋の付着は分子間力であるという説明を前々回の記事でいたしました。

指紋付着防止性については、


指紋に近い油脂成分を用いて、その付着力を測定する
 


ことが理に適っています。


具体的には 「滑落法 接触角測定」という方法が、最も良いと

いわれています。

滑落法とは、接触角測定の一つで、以下の手順で

「滑落角」
    
を求めます。


 1.測定ステージを水平な状態にして、一定量の測定液を測定する表面上に

   静置します。

 2.測定ステージを一定の速度で傾けていきます。
  
 3.液滴が滑り落ち始めましたら、その状態のステージの傾きが

   「滑落角」となります。




かつらく2



滑落角は以下の2つの力のバランスを見ています。


    液滴を下へ引っ張る力 ( =液滴の重量 * Sin θ  )

    液滴の付着力 ( 液滴と付着表面の間に働く力 = 分子間力 )



  液滴を下へ引っ張る力  > 液滴の付着力 ならば、液滴が滑り落ちます。

  液滴の付着力  > 液滴を下へ引っ張る力 ならば、液滴はとどまります。



すなわち、

滑落角が低いほど液滴は付着力が低い

 =  汚れや指紋が付きにくく、除去しやすい


ということになるわけですね!




実際には滑落法接触角計という装置を使用して計測します。 

滑落法接触角計では、これらの動作や測定をほぼ自動で測定できるよう

になっており、角度などは液滴の動き出した画像より専用アプリケーション

で算出します。



 せっしょく2





この測定で注意するべき点は、測定する液滴の重量によって滑落角が変わって

しまうため

 測定に用いる液滴の量を一定化する 


ことが必要です。

滑落法の接触角計には、液滴の大きさを計測する機能があるので、

これを用いて一定の液量で滑落角を計測することができます。


滑落角のデータを比較評価する場合は液滴量を必ず確認してください。


液滴量が異なるデータは比較することができません。





また、滑落法での測定においても、水で測定しては意味がありません。


指紋の皮脂成分に近い。ノルマルヘキサデカン、トリオレイン などが、

指紋防止性の計測に向いております。


前回の記事での計測例で滑落角を計測してみますと

ノルマルヘキサデカン (液滴量 5マイクロリットル)での測定結果は



60%


上段のサンプルは 滑落角 25°

(水の接触角 117°)

  

下段のサンプルは  滑落角 10°

(水での接触角110°)



滑落角が低い方が防汚性が良好であることが

お分かりいただけると思います。。









 
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 誤った評価基準に喝 !! 

喝

指紋付着防止の性能評価で、よく 【 水の接触角 **°以上 】 という、

採用基準をご指定いただくことがあります。



実はこれって、評価基準としてはあまり意味がないんです。

なぜかと申しますと、指紋の成分は「皮脂」= 油成分だからです。



人間の指紋成分は、個人差があったり、同一人物でも日によって変わるため、

大変不安定です。 そのため、指紋成分の評価に用いる代用品として油性ペン

を用いて評価することをお勧めいたします。 


方法は簡単です。

油性ペンで指紋防止コーティングされた表面に書き込みを入れて


1.インキがはじかれるかどうか?

2.インキが簡単にふき取れるかどうか?


実際に指紋をつける評価と比較してみますと、油性ペンのインキのつき方

やふき取り性能は、指紋の付きにくさと相関性があります。




下の写真は実際にテストした写真です。


60%



上段と下段、どちらが防汚性が高いのかは一目瞭然ですね! (^O^)


ところが水の接触角を計測してみますと、、、、



  上段のサンプルは水接触角 117° 

 下段のサンプルは水接触角 110° 
 
 




水の接触角が防汚性の性能評価として不適切であるのがお分かりいただけると

思います。


あっぱれ


ですが、前述の油性ペンの評価は数値化が難しいという欠点があります。


では、実際に数値として表現できる適切な評価方法は何か ? 



次回、正しい防汚性の評価方法についてご説明したいと思います。   
 




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