Technology
關於超越技術®

前言

『超越技術®』是一項預期可在材料科學、醫療領域等多個領域產生深遠影響與 進展的技術 。
能夠貢獻於能夠為全球關注的去塑、SDGs,以及在經濟與環境良性循環的政策上做出貢獻。
是一項由日本人研發、源自日本、且安全可靠的最前端技術。

何謂超越技術®

『超越技術®』係於1997年發明,並持續進行研究與技術深化至今。
由日本人發明的日本原創獨特的Silicagen塗層技術。在幾乎常溫常壓的環境下不需要強酸,
通過與空氣中或物質中的OH基(水分或濕氣)反應生成玻璃薄膜
化學上呈中性,不含對生物有害的物質,廢棄後也能在環境中自然分解,
不會對人體或環境造成負擔。

※超越技術是株式会社超越化研的註冊商標。

超越液劑的特點

使用方法】

將超越液劑塗佈於紙、木材、石材、樹脂、金屬等,
通過化學反應結合在基材的表面或內部生成玻璃薄膜。

【效力・效果】

提高撥水性、撥油性、剛性,並賦予耐熱、難燃、絕緣性、透光性、
輻射遮蔽、抗菌性(吸附・分解)等功能。
由於在常溫、液體下作業,不會損傷材料且能均勻塗佈。
化學上呈中性,能在三維方向生成對物品和人體安全的膜層。

基本上是無色透明的液劑,粘度約為0.002~0.016Pa.s,施工性優良。
液劑不只有一種。根據所需的功能要求,可以創造膜層的變化。
可應對硬度、柔軟性、成型追隨性、屏障性等。
在常溫常壓下不需要大量的水或強酸,能在三維方向生成基材纖維的化學結合反應。
(基本上加溫會促進該反應。)

超越液劑的應用

超越液劑具備以下功能。

○不對環境造成負擔

這是一種在幾乎常溫常壓下不需要大量水或強酸即可反應生成玻璃質薄膜的技術。化學上呈中性,不含石油系樹脂,是對人體和自然環境無負擔的安全技術。
此外,燃燒等分解後會還原為矽,不會污染環境。可以作為家庭垃圾丟棄。

①人體安全

不含石油系樹脂,對人體安全無虞,
並已取得美國FDA(美國食品藥物管理局)認證標準之Heckman Report。
此外,塗佈Silicagen塗層的湯匙也已通過EU食品接觸相關測試,
進一步確認Silicagen塗層的安全性。

②撥水

在不損害基材質感的情況下,賦予強大的撥水功能。塗佈於紙張時,即使長時間浸泡在水中也能保持形狀。

③撥油

可以防止分子小、分子間密度小的油分如橄欖油等滲透。

④防污・抗菌

結合反應的非晶體中均勻分散的鈦化合物進行吸附和分解,發揮類似光觸媒的防污・抗菌作用,可長時間維持效果。即使在暗處也能發揮一定效果。

⑤難燃

塗佈超越液劑的木材或紙等基材,由於被玻璃薄膜覆蓋,不易與氧氣結合,難以燃燒。

⑥耐候

通過塗佈液劑,能在三維方向上填補肉眼無法確認的小裂縫或凹凸。對於木材,可以防止表面等的滲水、紫外線引起的變色、褪色、木材劣化。

⑦強度提升

塗佈於木材時,能提高表面硬度;塗佈於紙或布等含纖維的基材時,玻璃薄膜能包覆纖維,提高抗拉強度。

液劑的技術應用例

功能

人體
安全

撥水

撥油

防污
抗菌

難燃

耐紫外線
耐候

強度提升

屏障性

※根據塗佈的材料,有時可能無法應對。

⑨輻射遮蔽

超越技術亦持續進行針對降低輻射對地球環境與人體所造成的影響等相關研究,並已成功實現將鎢分子均勻分散於液劑中。 此外開發出可防止放射性物質擴散,透過對紙張等纖維材料進行塗佈,使其具備超越鉛類防輻射性能的材料。 該技術目前已取得多項專利及實用新型專利。

<機制>

鎢粉末透過表面氧化膜,結合Silicagen塗層以及矽氧烷。
Silicagen塗層塗佈並滲透於紙張或纖維時,鎢粉末可於均勻分散表面。

<輻射遮蔽布的製作・性能>
運用獨特的輻射遮蔽技術,本公司成功開發出輻射遮蔽布。 輻射遮蔽布的基材為聚酯。 含量為鎢:740g/㎡(重量87.5%)、聚酯85g/㎡、玻璃薄膜(Glass thin film):105g/㎡。

輻射遮蔽布的表面和切割面的光學顯微鏡觀察。
兩圖顯示,鎢粉末與化學反應結合的玻璃薄膜覆蓋,均勻且穩定地內含於布中

<本公司的輻射遮蔽服的特點>

1)
高輻射遮蔽性能

2)
優異的強度,同時保持防水性和撥水性以及優異的柔軟性
3)
輕便易於運輸
4)
可根據用途切割成合適大小,可用縫紉機縫製
5)
可輕鬆用手折疊
6)
鎢以穩定的化學方式與矽氧烷結合於玻璃薄膜中,切割後也不會暴露於表面
7)
非鉛,為美國食品藥品管理局(FDA)認定的安全物質

<本公司的輻射遮蔽布的產品化實例>
①已交付防護衣相關廠商的輻射遮蔽布。

圖像8-7

②作為高能加速器的輔助遮蔽,製作並交付了準直器蓋。

目 的:
高能加速器運行時的二次伽馬射線遮蔽設備周圍的遮蔽

開發品:
維護、檢查時放射化的設備、遮蔽體的衰變伽馬射線遮蔽加速器要點的可拆卸性和密合性要求標準
材 料:
鎢粉末Silicagen塗層遮蔽布

<參考>
150keVX射線和熱中子對遮蔽性能
在京都大學複合原子力科學研究所 (KURNS) 的成像設備中測量鎢遮蔽布的遮蔽性能。線源為TRIX-150WE-OC X射線發生器的150 keV X射線和原子爐KUR的E-2孔的熱中子。使用閃爍體和CCD相機拍攝縐感織物加工布和平板布的X射線和中子的透過成像圖像。
結果如下。

圖中左側的2圖顯示X射線透過結果,右側顯示熱中子的結果。X射線、中子均在右側的平板布透過圖像中沒有濃淡,顯示鎢均勻塗佈。數值為布整體的輻射透過比例。此外,從1減去透過比例即為布的輻射遮蔽比例。

上述為鎢遮蔽布的遮蔽性能以遮蔽率等表示。
遮蔽率在平板布為46.8%,相當高。而縐感織物加工布的為59.4%,考慮到布的重量幾乎是平板布的兩倍,並不如重量比那麼高。特別是考慮到遮蔽體中輻射的指數衰減,將平板布的衰減趨勢延伸至縐感織物加工布的重量進行評估的透過比例0.26計算出的遮蔽率74%相比,數值更低。
各遮蔽布的遮蔽性能,平板布相當於0.264mm,縐感織物加工布相當於0.377 mm厚度的鉛。同等重量的鉛相比,遮蔽性能平板布為3倍,縐感織物加工布約為2倍。
此外,熱中子的透過率,平板布為98.9%,縐感織物加工布為98.0%。結果顯示中子的遮蔽率分別為1.1%、2.0%,幾乎與布的重量成比例。

類似技術、競爭技術的比較

超越技術作為散射伽馬射線和X射線遮蔽,綜合來看屬於高等級。

原創開發液劑請通過聯絡表單查詢

超越技術®的研究例

◇ 在塗佈Silicagen塗層的聚酯布料(布)上
確認具有超過氟系撥水劑的撥水功能。

本公司在聚酯100%、尼龍100%、棉100%的布料上塗佈相同量的Silicagen塗層及氟系撥水劑進行撥水功能檢測,結果顯示聚酯具有超過氟系撥水劑的撥水功能,尼龍也確認具有與聚酯相同水平(撥水功能4級)的撥水功能。
在氟系撥水劑的有害性被指出的情況下,Silicagen塗層作為完全不含氟的安全撥水劑的需求受到期待。(檢測機構:一般財團法人 カケンテストセンター)

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◇ 塗佈Silicagen塗層的湯匙通過了食品接觸測試,
確認了Silicagen 塗層的安全性。

 在禁止使用一次性塑料的EU,作為替代品受到關注的木製餐具上,塗佈Silicagen塗層的湯匙通過了食品接觸測試,確認了Silicagen塗層的安全性。導入超越液劑的木製餐具在歐盟備受期待。(檢測機構:BUREAU VERITAS)

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◇ 應用超越技術®,成功平滑化用於牙科領域的可拆卸義齒表面,
並有效抗菌化

通過使用矽樹脂塗層技術(超越技術®),成功運用於牙科領域,可拆卸義齒表面的平滑化,並有效抗菌。鶴見大學、綜合科學研究機構中子科學中心及東京大學物性研究所等的共同研究小組,通過使用矽樹脂塗層技術(超越技術®),成功將具備抗菌活性的檜木醇有效負載於義齒表面,並通過CFU測定、螢光顯微鏡、掃描電子顯微鏡、傅里葉變換紅外光譜法、質子核磁共振法等,證明了應用矽樹脂塗層技術(超越技術®)能有效減少表面粗糙度、提高疏水性、有效 抑制導致義齒性口腔炎的真菌Candida albicans的增殖。論文中還提及了矽樹脂塗層技術(超越技術®)在各種醫療材料上的應用可能性,計劃進一步研究以推進臨床應用
 本研究結果的詳細已於2022年8月15日發表在Clinical Oral Investigation(電子版 https://doi.org/10.1007/s00784-022-04670-z)上。

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◇ Silicagen塗層:顯示防污・抗菌效果的高功能保護膜

東京大學與
綜合科學研究機構 中子科學中心(CROSS)

  • 低環境負荷的「Silicagen塗層」在賦予紙張耐水性與適度強度的同時,發現自發生成氧化鈦納米粒子,顯示溫和且持續的光觸媒效果。
  • 塗層膜強烈固定於基材表面,並通過光觸媒效果的優異防污效果・抗菌作用確認基材能長期保護。
  • Silicagen塗層不僅能作為塑料的替代品應用於紙上,還能應用於玻璃、陶瓷、塑料等材料,作為優異的高功能保護膜,預期能大幅拓展材料的可能性。

  • 東京大學 物性研究所新聞稿請參閱這裡
    本成果已發表在美國化學會出版的Industrial & Engineering Chemistry Research雜誌的5月13日出版號。

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◇ Silicagen塗層在文化財上的應用

超越技術的撥水・防污・抗菌等效果,
正在嘗試用於維持・保存文化財的自然形態,防止風化・菌類及鹽害

・鋸山美術館,房州石・外牆部分的實驗塗工
    實驗地點:公益財團法人 鋸山美術館※1 -

實驗塗工內容:2022年11月18日將Silicagen塗層~防污·抗菌用~塗佈於鋸山美術館外牆的房州石及混凝土裸露部分中被認為劣化的部分,觀察其後的變化。

◎房州石※2的塗工

箭頭

房州石上附著的地衣類似乎減少了。此外,石材本身的污垢和劣化似乎得到了防止。今後將繼續觀察其變化,驗證效果。

◎外牆混凝土部分的塗佈

箭頭

現物塗佈部分不受風雨・鹽害・沿道排氣影響,表面劣化得到了抑制。今後將繼續觀察其變化,驗證效果。

【鋸山美術館・鈴木館長的感想】
塗佈Silicagen塗層的房州石上附著的地衣類逐漸退化,感到高興。此外,塗佈Silicagen塗層的混凝土似乎比其他部分劣化少。

※1:關於鋸山美術館:2010年3月以金谷美術館名義開館。
以「石與藝術」為主題,致力於城鎮振興的千葉縣富津市金谷的「藝術」象徵,至今受到當地居民和遊客的喜愛。2020年更名為冠以千葉縣名山鋸山的「鋸山美術館」。自此以來,作為進一步推進藝術、文化促進地方活性化、教育普及及對當地貢獻的美術館活動中。常時舉辦鋸山比賽及與瑞士、瑞典的文化交流展、日本美術界第一線活躍作家的企劃展等。 位於東京灣渡輪金谷港步行1分鐘,JR內房線濱金谷站步行5分鐘,館山道富津金谷交流道車程3分鐘的地點。
https://nokogiriyama.com/
※2:關於房州石:房總半島中南部的鋸山及其周邊開採的凝灰質砂岩或火山礫凝灰岩的總稱。此次塗佈的為從鋸山採取的。

◇ 通過超越技術®成功實現口罩不織布過濾器的抗病毒化

鶴見大學牙科學部口腔內科學講座的里村一人教授等研究小組

 通過應用(株)超越化研開發的矽樹脂塗層技術(超越技術®),成功實現醫療現場廣泛使用的外科口罩內的不織布過濾器的有效抗病毒化。鶴見大學牙科學部口腔內科學講座的里村一人教授等研究小組,通過結合超越技術®和各種抗菌藥,成功將抗菌物質有效承載於外科口罩不織布過濾器的纖維表面,並證實無論使用哪種抗菌藥,均能賦予不織布對人類冠狀病毒99.999%以上的活性抑制效果。這使得通過應用超越技術®,能簡便地將現成的口罩抗菌化・抗病毒化。此外,論文中還提及了通過超越技術®,能輕易將各種功能物質承載於各種材料表面的可能性。
 本研究結果的詳細已於2022年3月22日發表在International Journal of Environmental Research and Public Health(電子版 https://doi.org/10.3390/ijerph19063639)上。

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