ナノナインのコーティングの仕組み
ナノナインのガラスコーティングは、ナノテクノロジーを活用することで、素材の美しさを損なわずに表面を保護する層を形成します。なぜ薄い膜でありながら高い硬度を生み出すことができるのか。その理由となる化学的根拠と、独自の硬化メカニズムを解説します。
ガラス質の層を形成するメカニズム
ナノナインのコーティングは、化学反応を利用して表面に特殊なガラス質の層を形成します。この「化学反応を用いて層を塗り重ねる」仕組みについて、成分と構造の観点から解説します。
基本骨格は、ケイ素（Si）と酸素（O）という元素が結びついたシロキサン結合（図.1）というものが沢山集まったものです。一方、身の回りの多くのものは炭素（C）や酸素（O）を主成分としており、窒素（N)、水素（H)などから構成されるものを広く有機物と呼びます。例えば、プラスチック、糖やたんぱく質、繊維、木材などです。
このシロキサン結合の特徴は、有機物に多くみられるC-C結合やC-O結合と比べて、結合エネルギーが非常に大きい点です。Si君とO君でガッチリ手を繋いで繰り返すことで巨大な組体操を行います。この２人の手を繋ぐ力は、C君同士やC君とO君が手を繋ぐ力よりずっと強いため、このシロキサン骨格という組体操は全体でも非常に強固なものになります。
図1. シロキサン結合
これにより、熱や紫外線、化学的などの負荷に対して非常に安定であり、機械的強度に優れる（＝硬い）特性を持ちます。裏を返せば、安価な有機フィルムやコーティングでは保護性能や強度が出せないという事でもあります。
また、ケイ素（Si）はガラスを始め、砂や石の主成分であり、身の回りにも多く存在する非常に安定していて、安全な元素です。まさに安心安全で機能的な素材と言えるでしょう。
硬度9Hのガラス層と、衝撃を逃がす柔軟な樹脂構造
「ガラス質で硬いなら割れやすいのでは？」その通りです。これがナノナインコーティングと保護フィルムや他のコーティングとの最大の違いになります。
ナノナインコーティングは、硬化触媒を添加することにより、加水分解と脱アルコール縮合反応が促進され、空気中の湿気と反応し硬化します。そして、硬くて安定なガラス質の層を作ります。
その硬度はカッターナイフでも傷をつけることが出来ない程です。nanonineは硬さを評価する試験においてもガラスで実現できる最高硬度である９Hを実現しました。（JIS. K.5600-5-3準拠）
図. ナノナインコーティングの硬化反応方式
図. ナノナインコーティングの硬化機構
特殊変成シリコーンレジン
図2. 特殊変成シリコーンレジン
シロキサン骨格のガラス質だけでは硬くても割れやすい物質になってしまう事は説明しましたが、nanonineではさらに、特殊変成シリコーンレジンをブレンドしています。
特殊変成シリコーンレジンとは、シロキサン骨格を主鎖として、側鎖に有機基を導入した特殊樹脂です。これにより、シロキサン結合の安定性や強固さを基本としながら、有機基で柔軟さや耐衝撃性を付与しています。
歯ブラシを例に説明します。歯ブラシは硬い樹脂軸（主鎖）とブラシ（側鎖）で構成されています。主鎖で硬さを実現し、側鎖で機能性を付与しています。nanonineのコーティング剤はこの構造と配合量を最適化しているため、硬さと耐衝撃性を兼ね備えた機能性を実現しています。
選ばれている理由
スマホのプロ＝スマートフォンの修理施工店様にお選び頂いている理由があります。
機能性と操作性
スマホの保護にはフィルムよりコーティングが適している事、他製品には無い硬さや耐衝撃性、抗菌性といった優れた性能を紹介してきました。ナノナインのコーティングは、化学的＋機械的な付着メカニズムによって、施工面に強力に塗着します。
化学的付着
シロキサン骨格の末端に残る水酸基(-OH)が施工表面と分子間力という力が働き、強力に引き付け合い強固に付着します。
機械的付着
施工面の微細な凹凸にnanonineの製品液が浸透してから硬化することで、しっかりと素地に噛み込み強固に付着します。
nano分散技術
独自のnano分散技術と最適化された製品粘度によって、施工面によく浸透し、かつ平滑に施工できる技術を開発しました。これにより、フィルムと異なり剥離することの無い安定な被膜を、極めて平滑な面で実現出来る様になりました。
余計な添加剤や成分は含んでいないため、操作性や視認性を損ねずに、耐衝撃性と耐キズ性を両立させることに成功しました。また、nanonineでは2回塗りをすることで、より均一に反応した層を平滑に施工致します。
図3. 化学的付着イメージ
図4. 機械的付着イメージ
製品の確かな実力
「施工が簡単です」「９Hの硬度が出せます」「割れなくなります」など、このような言葉だけでは、本当に品質が良いのかは分かりません。視認性が落ちたり、9Hの硬さだけ出ても割れやすければ意味がありません。
| 試験項目 | コーティングあり | コーティングなし |
|---|---|---|
| 鉛筆硬度 | 6Hで凝集破壊を認めない。 | 6Hで凝集破壊を認めない。 |
| 耐洗浄性 | スチールウール荷重:1kg 往復回数:300回ですり傷なし | スチールウール荷重:1kg 往復回数:300回ですり傷なし |
| 紫外線透過率 | 71.2% | 71.3% |
| 可視光線透過率 | 89.6% | 89.4% |
| 日射透過率 | 85.7% | 85.6% |
| 滑り抵抗係数 | 0.75(C.S.R) | 0.78(C.S.R) |
＊ 鉛筆硬度：JIS K 5600-5-3 耐洗浄性：JIS K 5600-5-11 透過率：JISA5602 滑り抵抗：JISA1454
機能性を備えたコーティングでありながら、コーティングなしのガラス面と比較しても、機械的強度も光透過性も全く落ちていないことが分かります。落球試験において、最大で平面：322mm→388mm（120.5%UP）端面：266mm→624mm（234.6%UP）。４点曲げ試験においては、250N→293N（117.2%UP）。この様に、コーティングにより優れた機能性と快適性を両立して得ることが出来ます。
他のフィルムやコーティングでは得られないこの性能、ぜひ動画でも確認してみて下さい。
抗ウイルス・抗菌効果について
通常のナノナインコーティングに抗菌成分が含まれていますので、トップコートなど(追加料金)は不要です。
第4級アンモニウム塩の抗菌・抗ウイルス作用
無機系ガラスコーティング剤をベースに、細菌・ウイルスに対し、増殖抑制、増殖阻害、不活性化させる特殊な第4級アンモニウム塩を配合しています。施工面に長く持続性能を有する強靭な抗菌塗膜となります。
界面活性剤でもある第4級アンモニウム塩は、ウイルスのエンベロープの脂質二重膜や、カプシドと呼ばれるタンパク質の殻を変性させる事によって抗ウイルス効果を発揮します。
※第４級アンモニウム塩は、コロナウイルスへの効果も認められています。エンベロープを破壊し、膜内のカプシドおよび核酸を不活性化（死滅）させます。
全ての細菌に効果があるわけではありませんが、人体に影響を及ぼす可能性のある代表的な菌で性能を確認しており、他の菌に対しての効果も期待できます。
・コロナウイルス・インフルエンザウイルス（ヒト、トリ、豚） ・風疹ウイルス
・C型肝炎ウイルス、日本脳炎ウイルス等
抗ウイルス試験 / 大和化学工業(株)
抗菌試験 / 大和化学工業(株)
＊ すべてのウイルス・菌を取り除くわけではありません。使用状況により菌の増殖抑制の効果は異なります。
製品仕様
| 製品名 | ナノナイン ガラスコーティング剤 ＜施工店用デバイスモデル＞ |
|---|---|
| 成分 | シロキサン化合物、石油系溶剤、紫外線吸収剤（ブルーライトカット）、抗菌剤 |
＊ 本製品はナノナイン認定施工店専用の業務用コーティング剤です。
＊ 施工環境やデバイスの状態により、定着時間や効果の持続性は異なります。