防汚コーティング剤とは
防汚コーティング剤とは、対象物の表面に塗布することで、対象物表面の汚れを防止するものです。身近なものでは、車のボディーコートや建築物の壁面のコートにも使われています。
防汚コーティング剤の使用用途と種類
防汚コーティング剤は多種多様な製品に使用されています。以下のようなものが代表的です。
- スマートフォンやタブレットなどのディスプレイ
- キッチンや浴室の水回り
- 建築物の壁面
- 自動車のボディーやガラス
なお、防汚コーティング剤は、大きく分けて親水性のものと撥水性のものの二種類です。親水性のものはキッチンなどの水回りや建築物の壁面などに使用されます。撥水性のものは、スマートフォンなどのディスプレイや自動車のボディーやガラスなどに使用されています。
親水性防汚コーティング剤の原理
親水性防汚コーティング剤は、対象物の表面に塗布することにより、対象物表面が水に濡れやすい状態（親水性）を作るコーティング剤です。このため、キッチンなどの水回り用品や建築物のように水に濡れるものに使用され、水が対象物表面に広がった後、流れ落ちることで汚れが一緒に洗い落とされ、防汚性を発揮します。
なお、この濡れやすさを示すには、接触角が使用されます。接触角とは、液滴のふくらみ（液の高さ）の程度を数値化したものです。対象物表面に液体を落とし、付着した液滴を横から観察して測定した値で、液滴の端点での液と対象物表面がなす角度を測定します。接触角が90度未満のものが親水性とされており、親水性防汚コーティング剤の接触角も90度未満です。
親水性防汚コーティング剤の種類
親水性防汚コーティング剤の代表的なものとしては、光触媒系のコーティング剤とシリカ系のコーティング剤があります。
1. 光触媒系コーティング剤
光触媒系のコーティング剤は、紫外線が照射されることにより強い親水性を発揮することが特徴です。この親水性により、対象物表面に水が付着すると、表面に水が広がり、水が流れ落ちる時に汚れも一緒に流れ落ちます。また、光触媒系のコーティング剤では、紫外線に当たると周囲の物質を酸化させる光酸化反応を起こし、これにより油性の汚れが分解され、水と一緒に流れ落ちます。
2. シリカ系コーティング剤
シリカ系コーティング剤としては、アルコキシシラン系やポリシラザン系の化合物が代表的です。これらは、空気中の湿気（水）と反応してシリカに転化するため対象物表面にガラス質の皮膜を形成します。これら皮膜の表面は、水酸基に覆われており、親水性です。このため、光触媒系コーティング剤と同様に、水が流れ落ちる時に汚れも一緒に流れ落ちます。
撥水性防汚コーティング剤の原理
撥水性防汚コーティング剤は、対象物の表面に塗ることにより、対象物が水をはじく状態（撥水性）を作るコーティング剤です。このため、スマートフォンやタブレットのディスプレイや自動車のボディーやガラスに使用され、水分が付着してもはじいて防汚性を発揮します。
このとき、接触角が90度より大きなものが撥水性とされており、撥水性防汚コーティング剤の接触角も90度より大きい値です。
撥水性防汚コーティング剤の種類
撥水性防汚コーティング剤としては、フッ素系コーティング剤とシリコン系コーティング剤、ハイブリッド型コーティング剤が代表的です。
フッ素系コーティング剤の主成分であるフッ素は、C-F結合が安定しており、分子と分子が引き合う力（分子間凝集エネルギー）が弱く、その表面張力は、汚れの原因である水や油の表面張力よりもかなり低い値です。このため、表面張力の低い防汚コーティング剤よりなる膜の上では、表面張力が高い水や油は液滴となり、水と油がはじかれます。
また、この表面張力は、防汚コーティング剤と汚れの間にも生じています。布や紙で汚れをふき取ろうとしたとき、布や紙が汚れを吸収する力の方が防汚コーティング剤と汚れの間の表面張力よりも大きく、汚れが簡単にふき取れ、防汚が可能です。
なお、シリコン系およびハイブリッド系においても同様の理屈で防汚性が確保されます。