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撥水シリコーン

シリコーン撥水剤の特長
シリコーンが撥水剤として優れている点としては次のようなことが挙げられます。
(1)水に対する接触角が大きく、撥水性が優れている。
(2)表面張力が小さいため基材をぬらしやすく、均一な皮膜を形成できる。
(3)通気性がある。
(4)耐久性がよく、耐洗濯性・耐ドライクリーニング性に優れる。
応用される基材は、繊維、ガラス、ガラス繊維、セラミックス,建材、粉体など広い範囲にわたります。

撥水シリコーンの製品の特徴
撥水剤として用いられるシリコーンの形態には、離型シリコーンと同様にオイル型、エマルジョン型、溶液型などがあります。また溶液型に用いられるシリコーンにはオイルだけでなく、レジンをベースとするものがあり、用途、目的により適当なものを選ぶ必要があります。

オイル型 繊維などの表面にジメチルシリコーンオイルを含浸させることで、撥水性をもたせることはできますが、耐久性のある撥水性皮膜を形成するには、繊維の撥水加工の場合、繊維の耐熱性が低いので、低温で皮膜を形成するSi-H結合をもったメチルハイドジェンシリコーンオイルが一般的に使われます。このSi-H結合が熱処理により、新しいシロキサン結合を形成するとともに、繊維の表面にある水素原子とシリコーンオイルの酸素原子との間に水素結合を作って、疎水性のメチル基を外側に配向した3次元構造となり、繊維の表面を覆うので、撥水性を示すようになると考えられます。このように繊維上に形成された極めて薄いシリコーン皮膜は、織物の通気性(したがって水蒸気透過性も)を保持しつつ、水をはねかえす撥水性を付与する効果があります。Si-H結合の反応を低温で促進させるために、触媒として金属の有機酸塩が使われます。

エマルジョン型 工業的に使用される撥水シリコーンは、水中油滴型(O/W型)に乳化分散されたものがほとんどです。これは水系なので引火性がない。希釈剤が水でコストが安い、他の樹脂との併用がしやすいなどの理由があげられます。使用方法としては、撥水を目的とするときはシリコーン濃度2-3%、風合い改善や柔軟仕上げを目的とするときはシリコーン濃度1%程度に水で希釈し、触媒を加えて均一化した処理液を調製します。また、織物生地には機械の際の糊剤や、染色の際の均染剤などが付着しているためシリコーン皮膜が繊維上にコーティングされにくく、耐久性や耐洗濯性の低下原因となるので、生地はあらかじめ糊抜きします。このように精錬加工した生地を処理液に浸漬し,撥水剤の付着量を調整するための絞り・予備乾燥を経て加熱硬化処理をおこないます。撥水シリコーンと併用する樹脂には、ユリア、メラミン、エチレン尿素、グリオサゾール系などの樹脂があります。これらの樹脂を併用することにより、耐洗濯性が著しく向上します。溶液型シリコーンオイル、シランまたはレジンをあらかじめ溶剤で希釈したもので、必要に応じて、これらに触媒などを添加した常温硬化可能なものも用意されています。このタイプのものは、繊維用に限らず、ガラスやコンクリート、石材、レンガなどの建築材料用の撥水剤としても使用されます。

撥水シリコーンの応用
ゴム表面の滑り性の改質、 塗料・インク工業分野:色調の鮮明化・光沢の制御・ブロッキング防止・耐磨耗性の向上、顔料の固結防止・分散助剤、粒度調整、印刷速度の向上、耐水性・耐湿性・耐薬品性・電気特性などの向上剛性樹脂工業分野:エポキシ・アクリル・ポリエステル・ポリアセタール・ABS樹脂および合成ゴムなどの耐磨耗性・堅牢性・耐水性・耐湿性・耐薬品性・電気特性などの向上、プラスチックフィルム(PP、PE、PET、PVC)のブロッキング防止・スリップ性の向上・透明性の維持、粉末形態品のブロッキング防止・凝集防止、成形品の金型離型性の向上シリコーン工業分野:シリコーンゴムの耐熱性・耐スチーム性・圧縮永久ひずみ・離型性の向上、シリコーンオイルの磨耗係数の向上・剥離紙用シリコーンの剥離特性の制御・滑り性の向上、ウエザーストリップの滑り性向上および艶消し制御、カーワックスの作業性向上および磨耗防止化粧品工業分野:ファンデーション・ヘアケア・各種クリーム類などの使用感の向上その他の工業分野:顔料・セラミックなどの分散助剤・固結防止剤、トナーの帯電制御・流動性向上、各種クリーナーの作業性向上、グリースのチクソトロピック剤、光拡散剤、情報記録紙のブロッキング防止とスリップ性の向上など。

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