Technology
关于超越技术®

前言

『超越技术®』是可以期待在材料科学和医疗领域等多个领域深入参与进展,
能够为全球性主题的脱塑和SDGs,以及经济与环境的良性循环政策做出贡献的
由日本人开发的日本原创的安全尖端技术。

什么是超越技术®

『超越技术®』是1997年发明并持续研究至今的,
由日本人开发的日本原创的独特硅涂层技术。在几乎常温常压的环境下无需强酸,
通过与空气中或物质中的OH基(水分或湿气)反应生成玻璃质薄膜。
化学上呈中性,不含对生物体有害的物质,废弃后也能在环境中自然分解,
不会对人体或环境造成负担。

※超越技术是株式会社超越化研的注册商标。

超越液剂的特点

使用方法

在纸、木材、石材、树脂、金属等上涂布超越液剂,
通过化学反应结合在基材的表面或内部生成玻璃薄膜。

【效力・效果】

提高玻璃本身具有的防水性・防油性・刚性,并赋予耐热・难燃・绝缘性・透光性・
辐射屏蔽・抗菌性(吸附・分解)等功能。
由于在常温・液体下作业,不会损伤材料,能够均匀涂装。
化学上呈中性,能够在物体和人体上生成安全的膜层,且在三维方向上生成。

基本上液剂是无色透明的,粘度大约为0.002~0.016Pa.s,施工性优良。
液剂不止一种。根据所需的功能要求,可以产生膜层的变化。
可以应对硬度、柔韧性、成型追随性、屏障性等。
在常温常压下无需大量水或强酸,在三维方向上生成与基材纤维的化学结合反应。
(基本上加温会促进该反应。)

超越液剂的应用

超越液剂具有以下功能。

○不给环境带来负担

这是一种在几乎常温常压下无需大量水或强酸即可反应生成玻璃质薄膜的技术。化学上也呈中性,不含石油系树脂,是对人体和自然环境无负担的安全技术。
此外,燃烧等分解后会还原为硅,不会污染环境。可以作为家庭垃圾丢弃。

①对人体安全

由于液剂不含石油系树脂,对人体安全,并获得了符合美国FDA(美国食品药品管理局)认证的HeckmanReport,涂有本液剂的勺子通过了欧盟食品接触测试,确认了Silicagen Coat的安全性。

②防水

在不损害基材质感的情况下,可以赋予强大的防水功能。涂布在纸上时,即使长时间浸泡在水中也能保持形状。

③防油

可以防止分子小、分子间密度小的油分如橄榄油等渗透。

④防污・抗菌

在结合反应的无定形中均匀分散钛化合物,进行吸附和分解,发挥与光催化相同的防污・抗菌作用,效果缓慢且持久。即使在暗处也能发挥一定效果。

⑤难燃

经过超越技术®处理的木材和纸等基材,由于被玻璃薄膜覆盖,不易与氧气结合,因此不易燃烧。

⑥耐候

通过涂布液剂,可以在三维方向上填补肉眼无法确认的小裂缝和凹凸。对于木材,可以防止表面等的渗水、紫外线引起的变色、褪色、木材的劣化。

⑦强度提升

涂布在木材上时,能够提高表面硬度;涂布在纸或布等含纤维的基材上时,玻璃皮膜能够包覆纤维,从而提高抗拉强度。

液剂的技术应用示例

功能

对人体
安全

防水

防油

防污
抗菌

难燃

耐紫外线
耐候

强度提升

屏障性

※根据涂布的材料,可能无法对应。

⑨辐射屏蔽

超越技术也在研究减轻辐射对地球和人体的影响,并成功地将钨分子均匀分散在液剂中。
开发了防止放射性物质扩散的技术,以及在纸等纤维上涂层,具有超过铅的辐射屏蔽性的材料,目前拥有多项相关专利和实用新型。

<机制>

钨的微细粉末通过表面的氧化皮膜与Silicagen Coat和硅氧烷结合。
将与钨结合的Silicagen Coat涂布・渗透到纸或纤维中,涂布面上钨粉末均匀分散。

<放射性屏蔽布的制作・性能>
我们公司利用独特的辐射屏蔽技术,开发了辐射屏蔽布。
钨涂层布辐射屏蔽布以聚酯为基材。
布的含量为钨740g/㎡(重量87.5%)、聚酯85g/㎡、玻璃薄膜105g/㎡。

钨涂层辐射屏蔽布的外表面及切断面的光学显微镜观察。
两图显示钨粉末被化学反应结合的玻璃薄膜覆盖,均匀且稳定地内含于布中。

<我们公司的放射性屏蔽服的特点>

1)
高辐射屏蔽性能

2)
在保持防水性和抗水性的同时,具有优异的强度和柔韧性
3)
轻便,易于搬运
4)
可根据用途切割成合适大小,并可用缝纫机缝制
5)
易于用手折叠
6)
切断面的钨被包含在化学性质稳定的硅氧烷键合的玻璃质中,不会暴露在表面
7)
无铅,是美国食品药品管理局(FDA)认证的安全物质

<我们公司的放射性屏蔽布的产品化示例>
①向开展辐射屏蔽服业务的企业交付了含钨的辐射屏蔽布。

图像8-7

②作为高能加速器的辅助屏蔽,制作并交付了准直器盖。

目的:
高能加速器运行时屏蔽二次伽马射线 设备周围的屏蔽

开发品:
屏蔽维护、检查时放射化设备及屏蔽体的衰变伽马射线 加速器的要点 要求可拆卸性和密合性
材料:
钨粉涂层的平板屏蔽布

<参考>
对150keV X射线及热中子的屏蔽能力
在京都大学复合原子力科学研究所 (KURNS) 的成像设备上测量了钨屏蔽布的屏蔽性能。线源是TRIX-150WE-OC X射线发生器的150 keV X射线和反应堆KUR的E-2孔的热中子。结合闪烁体和CCD相机拍摄了绉感织物加工布和平板布的X射线和中子的透射成像图像。
结果如下。

图中左侧2图显示X射线透射结果,右侧显示热中子的结果。X射线和中子均显示右侧平板布的透射图像没有浓淡,表明钨均匀涂布。数值为布整体的辐射透射比例。此外,从1中减去透射比例即为布的辐射屏蔽比例。

上述为钨屏蔽布的屏蔽性能以屏蔽率等表示。
屏蔽率在平板布上为46.8%,相当高。而绉感织物加工的为59.4%,考虑到布的重量几乎是平板布的两倍,可以说并不如重量比那么高。特别是考虑到屏蔽体中辐射的指数衰减,平板布的衰减趋势延伸到绉感织物加工布的重量进行评估的透射比例0.26计算的屏蔽率74%相比更低。
各屏蔽布的屏蔽性能,平板布相当于0.264mm,绉感织物加工布相当于0.377 mm厚度的铅。与相同重量的铅相比的屏蔽性能,平板布为3倍,绉感织物加工布约为2倍。
此外,热中子的透射率在平板布上为98.9%,在绉感织物加工布上为98.0%。结果表明中子的屏蔽率分别为1.1%、2.0%,几乎与布的重量成比例。

与类似技术、竞争技术的比较

超越技术作为散射伽马射线和X射线屏蔽,综合排名较高。

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超越技术®的研究案例

◇ 在涂布了Silicagen Coat的聚酯织物(布)上
确认了其具有超过氟系防水剂的防水功能。

 我们公司在100%聚酯、100%尼龙、100%棉的织物上涂布了相同量的Silicagen Coat和氟系防水剂进行防水功能测试,结果显示聚酯上具有超过氟系防水剂的防水功能,尼龙上也具有与聚酯相同水平(防水功能4级)的防水功能。
在氟系防水剂的有害性被指出的情况下,作为完全不含氟的安全防水剂,Silicagen Coat的需求备受期待。(测试机构:一般财团法人 Kaken测试中心)

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◇ 涂工了Silicagen Coat的勺子通过了食品接触测试,
确认了Silicagen Coat的安全性。

 在禁止使用一次性塑料的欧盟,作为替代品备受关注的木制餐具上,涂工了我们公司的Silicagen Coat的勺子通过了食品接触测试,确认了Silicagen Coat的安全性。期待在欧盟早日实现木制餐具的实用化。(测试机构:BUREAU VERITAS)

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◇ 应用超越技术®,成功平滑化用于牙科领域的可拆卸义齿表面,
并有效抗菌化

 通过应用硅树脂涂层技术(超越技术®),成功平滑化了用于牙科领域的可拆卸义齿表面,并有效抗菌化。鹤见大学、综合科学研究机构中子科学中心以及东京大学物性研究所等的联合研究小组,利用硅树脂涂层技术(超越技术®),成功将具有抗菌活性的桧木酚有效地担载于义齿表面,并通过CFU测定、荧光显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱法、质子核磁共振法等,揭示了通过应用硅树脂涂层技术(超越技术®),可以有效减少表面粗糙度、提高疏水性、抑制导致义齿性口腔炎的真菌白色念珠菌的增殖。论文中还提到了硅树脂涂层技术(超越技术®)在各种医疗材料中的应用可能性,计划今后推进临床应用的研究。
 本研究结果的详细内容已于2022年8月15日发表于Clinical Oral Investigation(电子版 https://doi.org/10.1007/s00784-022-04670-z)上。

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◇ Silicagen涂层:显示防污・抗菌效果的高功能保护膜

东京大学与
综合科学研究机构 中子科学中心(CROSS)

  • 在赋予纸耐水性和适度强度的环境负荷小的“Silicagen涂层”中,发现自发生成氧化钛纳米粒子,显示温和且持久的光催化效果。
  • 确认涂层膜强烈固定在基材表面,并且由于光催化效果的优异防污效果・抗菌作用,基材能够长时间得到保护。
  • Silicagen涂层不仅可以将纸作为塑料的替代品,还可以通过应用于玻璃、陶瓷、塑料等材料,作为优异的高功能保护膜发挥作用,极大地拓展材料的可能性。

  • 东京大学物性研究所新闻发布请点击这里
    本成果已发表于美国化学会出版的Industrial & Engineering Chemistry Research杂志的5月13日出版号。

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◇ Silicagen Coat在文化财产中的应用

超越技术的防水・防污・抗菌等效果,
正在尝试用于文化财产的自然形态下的维护・保存、防止风化・菌类和盐害

・锯山美术馆,房州石・外墙部分的实验涂工
    实验地点:公益财团法人 锯山美术馆※1 -

实验涂工内容:在2022年11月18日对锯山美术馆外墙的房州石和混凝土裸露部分中被认为劣化的部分涂布Silicagen Coat~防污·抗菌用~,目前正在观察其后的变化。

◎房州石※2的涂工

箭头

房州石上附着的地衣类似乎在减少。此外,石材本身的污垢和劣化似乎得到了防止。今后将继续观察其变化,并验证效果。

◎外墙混凝土部分的涂布

箭头

实物显示涂布部分无论风雨・盐害・沿道的废气,表面的劣化得到了抑制。今后将继续观察其变化,并验证效果。

【锯山美术馆・铃木馆长的感想】
涂布了Silicagen Coat的房州石,附着的地衣类逐渐退行,我感到很高兴。此外,涂布了Silicagen Coat的混凝土,与其他部分相比,劣化较少。

※1:关于锯山美术馆:2010年3月以金谷美术馆的名义开馆。
以“石与艺术”为主题,致力于通过艺术振兴千叶县富津市金谷的“艺术”象征,至今一直受到当地居民和游客的喜爱。2020年更名为“锯山美术馆”,以千叶县的名山锯山命名。此后,作为通过艺术、文化促进地区活性化、教育普及以及对当地贡献的美术馆,正在积极开展活动。常年举办锯山竞赛、与瑞士、瑞典的文化交流展、日本美术界一线作家的企划展等。位于东京湾渡轮金谷港步行1分钟,JR内房线滨金谷站步行5分钟,馆山道富津金谷交流道驾车3分钟的位置。
https://nokogiriyama.com/
※2:关于房州石:是从房总半岛中南部的锯山及其周边开采的凝灰质砂岩或火山砾凝灰岩的总称。这次涂布的是从锯山采集的。

◇ 通过超越技术®成功实现口罩无纺布滤材的抗病毒化

鹤见大学牙科学院口腔内科学讲座的里村一人教授等的研究小组

 通过应用(株)超越化研开发的硅树脂涂层技术(超越技术®),成功实现了在医疗现场广泛使用的外科口罩内的无纺布过滤器的有效抗病毒化。鹤见大学牙科学院口腔内科学讲座的里村一人教授等的研究小组,通过结合超越技术®和各种抗菌药,成功将抗菌物质有效地担载于外科口罩无纺布过滤器的纤维表面,并验证了无论使用哪种抗菌药,都能在无纺布上赋予对人类冠状病毒99.999%以上的活性抑制效果。通过应用超越技术®,可以简单地将现成的口罩抗菌化・抗病毒化。此外,论文中还提到了通过超越技术®,可以轻松将各种功能物质担载于各种材料表面的可能性。
 本研究结果的详细内容已于2022年3月22日发表于International Journal of Environmental Research and Public Health(电子版 https://doi.org/10.3390/ijerph19063639)上。

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