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公開番号2024060401
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-02
出願番号2022167744
出願日2022-10-19
発明の名称防氷性材料
出願人国立研究開発法人物質・材料研究機構,東洋アルミニウム株式会社
代理人個人
主分類C09K 3/18 20060101AFI20240424BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】表面に氷が付着しにくい又は付着した氷を容易に除去可能な防氷性材料を提供する。
【解決手段】a)基材及びb)前記基材表面上に形成された機能層を含む材料であって、(1)機能層は、(1a)有機バインダと、核部及び前記核部から少なくとも2以上の異なる方向に伸長された針状部を有する充填材とを含み、かつ、前記充填材の針状部によって形成された凹凸表面を有する下地層と、(1b)前記凹凸表面上に形成された表層とを有し、(2)表層は、疎水性液剤の液膜から構成されていることを特徴とする防氷性材料に係る。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ａ）基材及びｂ）前記基材表面上に形成された機能層を含む材料であって、
（１）機能層は、（１ａ）有機バインダと、核部及び前記核部から少なくとも２以上の異なる方向に伸長された針状部を有する充填材とを含み、かつ、前記充填材の針状部によって形成された凹凸表面を有する下地層と、（１ｂ）前記凹凸表面上に形成された表層とを有し、
（２）表層は、疎水性液剤の液膜から構成されている、
ことを特徴とする防氷性材料。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
下地層は多孔質構造を有し、かつ、その多孔質構造の空隙中に疎水性液剤が含まれている、請求項１に記載の防氷性材料。
【請求項３】
充填材は、核部から異なる４軸方向に伸長された針状部を備える無機粒子である、請求項１に記載の防氷性材料。
【請求項４】
疎水性液剤は、シリコーンオイル及びフッ素オイルの少なくとも１種である、請求項１に記載の防氷性材料。
【請求項５】
機能層は、機能層全体を１００重量％として、前記充填材が８～６０重量％及び前記疎水性液膜が１０～８０重量％である、請求項１に記載の防氷性材料。
【請求項６】
有機バインダは、樹脂、ゴム及びエラストマーの少なくとも１種である、請求項１に記載の防氷性材料。
【請求項７】
ａ）基材及びｂ）前記基材表面上に形成された機能層を含む防氷性材料を製造する方法であって、
（１）有機バインダと、核部及び前記核部から少なくとも２以上の異なる方向に伸長された針状部を有する充填材とを含む塗料を調製する工程、
（２）前記塗料を基材に塗工し、乾燥することにより下地層を形成する工程、及び
（３）前記下地層表面に疎水性液剤を塗工することにより機能層を形成する工程、
を含むことを特徴とする防氷性材料の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な防氷性材料に関する。特に、本発明は、表面に氷が付着しにくい又は付着した氷を容易に除去可能な防氷性材料に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
降雪地帯においては、例えば屋根、トンネル坑口、カルバート等に積もった雪が集積されて次第に大きくなった雪塊が形成され、これを放置しておくと様々な問題が生じる。
【０００３】
例えば、屋根の上に形成された雪塊は、天候の回復により太陽の放射熱や屋内からの伝導熱で下面が融けて、傾斜屋根面で雪崩現象を発生させ、その雪塊が軒先から落下して軒先の下にあるものを壊したり、通行人に当たる等の危害を発生させている。また、落下に至らないまでも、融水が雪塊の下面を傾斜に沿って移動して、雪塊の端部で外気にさらされて凍結し、軒先から危険なつらら又は雪庇となって垂れ下がり現象を起こし、直下の壁を押して破壊するという問題のほか、凍結するに至らない融水が軒先を伝い、すが漏れ（溶けた水が屋根材のすき間をぬって室内に侵入すること）を発生させる等の問題がある。
【０００４】
このような問題を解決するために、例えば雪塊の落下防止、つらら、雪庇等の発生を防止する技術のほか、すが漏れ、雪の巻き込みの発生を防止する技術が従来から数多く提案されている。これらの技術は、物理的な方法、化学的な方法等の種々のものがあるが、特に材料表面を改質する組成物でコーティングすることにより着氷を防止する方法も知られている。
【０００５】
この場合、特に、構造物等に対する氷塊又は雪塊の固着力（氷固着力）が大きくなると、氷塊が容易に離脱せず、氷塊等が巨大化・重量化したときに落下等の現象が起こる。このような現象が起これば、さまざまな事故を引き起こすおそれがある。そこで、最近では、構造物等に付着した氷塊又は雪塊が大きくならないうちに構造物から容易に離脱（落下、除去等）できるように、氷固着力を低減させる技術が提案されている。
【０００６】
例えば、加水分解性の官能基又は縮合性の官能基を有するポリシロキサン化合物及び該加水分解性の官能基を有するポリシロキサン化合物の加水分解生成物からなる群より選択される少なくとも一種を含有する液状組成物を含む、着雪氷防止剤が知られている（特許文献１）。
【０００７】
しかしながら、このような従来技術では、氷固着力の低減がなお十分とはいえず、その点において改良の余地が残されている。
【０００８】
これに関し、自然の風雨等で成長して着氷した氷塊が自然落下するには、氷固着力が２０ｋＰａ以下である必要があるという報告がある（非特許文献１）。ところが、実際に、本願発明者らが上記文献技術の部材を試作して着氷させて実験したところ、１５０～３５０ｋＰａと高い氷固着力を示すことが確認されている。すなわち、熱エネルギー等によることなく、物体に付着した氷を除去するためには相当の力が必要となるといえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
国際公開ＷＯ２０２０／３１３００
【非特許文献】
【００１０】
ＫｒｅｄｅｒＭｉｃｈａｅｌ，Ｎａｔ．Ｒｅｖ．Ｍａｔｔｅｒ．，２０１６，１，１５００３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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