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2016 年度 実施状況報告書

電気泳動する非イオン性高分子の設計とメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K05515
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

高須 昭則  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30303697)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード電気泳動 / 非イオン性 / 階層構造 / カラー電着塗装 / 構造色 / 微粒子 / エマルション重合
研究実績の概要

本研究の発展的展開にあたり、メカニズム解明は必須であり、発見研究者の役目と言える。前年度の結果(電気泳動に必要な構造因子の決定, Takasu et al. Biomacromolecules 2015, Polym. Chem. 2015)やバイオガラスなどのカチオン性無機物質の存在下でもアノード(+)に泳動すること(高須ら Macromolecules 2012)を考慮して、電気泳動メカニズムに迫った。溶媒効果、電極基盤(電極反応)の効果、分散液のゼータ電位測定を行うことによりアプローチし、プロトン性溶媒の誘電的な電荷分離が電気泳動の駆動力であると結論付けた(Takasu et al., Polymer 2016)。また、この機構は自動車や電化製品の電着塗装への応用の可能性が見い出された。電着塗装とは製品を塗料液中に入れてメッキのように電気を流し、付着させた樹脂を乾燥させ、熱硬化させるものを指す。しかし、下塗のカチオン型電着塗装は黒色のため、その後、まずカラーのベースとなる白~グレー系の中塗と、カラー・耐候用途の上塗工程が必要である。中塗・上塗工程においては、下塗塗膜が存在するために被塗物に通電されず、電着塗装は行えない。本研究を応用すると下塗と中塗を同時に行える省ステップ・省エネルギー型の電着等を提案できると新たな着想に至った(高須ら、塗装工学 2017)。また、次年度の電着による階層構造の創発を念頭に、電気泳動する非イオン性の微粒子をエマルジョン重合を駆使して調製した。300 nm程度の粒子サイズの整った微粒子が得られた。これを電気泳動させると階層構造に起因すると考えられる構造色が確認できた。走査型電子顕微鏡観察を行ったところステンレス基板上にハニカム構造が確認できた(Takasu et al., Polymer 2017および高須昭則、特願2016-171367)。次年度はこの予備的な実験結果を基に、チタン、白金など電極を変えて実験を行い階層構造形成および構造色の発色など表面機能の発現メカニズムに迫る。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計画通りに研究が遂行できており、次年度に行う予定であった電気泳動堆積法による階層制御コーティングに関する予備的な知見も得ることができた。

今後の研究の推進方策

前年度の電気泳動メカニズムを踏まえて傾斜材料など界面階層制御へと研究を展開する。具体的には今年度調製した電気泳動する非イオン性の高分子微粒子を用いた階層構造の高度化を目指したい。他の研究分野との融合や産業への応用特にカラー電着塗装への展開を強く意識して研究を展開したい。すでに特許は申請済みであるが、学術的な裏付けを最終年度に行いたい。また、海外発表も含めた成果発表を積極的に行う。

次年度使用額が生じた理由

国外での成果発表を次年度に行うため。

次年度使用額の使用計画

2017年8月にアメリカ化学会にて成果発表を行う。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Electrophoretic non-ionic nano-spheres (latexes) for structural coloring2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Mokude, Akinori Takasu, Masahiro Higuchi
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 117 ページ: 243-248

    • DOI

      DOI: 10.1016/j.polymer.2017.04.019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 日本塗装技術協会2017

    • 著者名/発表者名
      杢出 大樹、高須 昭則
    • 雑誌名

      電着塗装

      巻: 4 ページ: 100-105

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Alcohol dependence of anode-selective electrophoretic deposition of non-ionic poly(ester-sulfone)2016

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Yokoyama, Akinori Takasu
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 88 ページ: 1-8

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2016.02.014

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 電気泳動する非イオン性高分子の設計と応用(バイオメイディカルから電着塗装まで)2017

    • 著者名/発表者名
      高須 昭則
    • 学会等名
      科学技術交流財団 生きた再生医療用材料の開発研究会
    • 発表場所
      科学技術交流財団研究交流センター
    • 年月日
      2017-02-17
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrophoretic deposition of non-ionic latexes prepared by controlled radical polymerization2016

    • 著者名/発表者名
      Daiki Mokude, Masahiro Higuchi, Akinori Takasu
    • 学会等名
      The 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC2016)
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center, Fukuoka, JAPAN
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of non-ionic electrophoretic unsaturated polyester and UV-curing2016

    • 著者名/発表者名
      Isamu Kawarazaki, Akinori Takasu
    • 学会等名
      The 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC2016)
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center, Fukuoka, JAPAN
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrophoretic mechanism of non-ionic poly(ester-sulfone)2016

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Yokoyama, Akinori Takasu
    • 学会等名
      The 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC2016)
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center, Fukuoka, JAPAN
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 構造色を指向した非イオン性ラテックスの電気泳動2016

    • 著者名/発表者名
      杢出 大樹, 高須 昭則, 樋口 真弘
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] メタセシス重合による電気泳動する非イオン性不飽和ポリエステルの合成とUV硬化2016

    • 著者名/発表者名
      河原崎 勇, 高須 昭則
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] 重縮合による電気泳動する非イオン性不飽和ポリ(エステル-スルホン)の合成とUV硬化2016

    • 著者名/発表者名
      松本圭史, 高須昭則
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] 電気泳動する非イオン性ポリ(エステル-スルホン)の泳動機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      横山瑞季, 高須昭則
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] 電気泳動する非イオン性ラテックスの設計2016

    • 著者名/発表者名
      杢出 大樹, 高須 昭則, 樋口 真弘
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [学会発表] 水酸基を有するポリ(エステルースルホン)の合成と電着2016

    • 著者名/発表者名
      大野 晃典, 高須 昭則
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [学会発表] 生合成した細胞外マトリックスタンパク質へのポリオキサゾリン側鎖のグラフト化2016

    • 著者名/発表者名
      森田 早紀, 高須 昭則
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [学会発表] ADMET重合による電気泳動するスルホン含有ポリエステルの合成2016

    • 著者名/発表者名
      河原崎 勇, 高須 昭則
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [学会発表] クリック反応による電気泳動するポリ(エステルースルホン)デンドリマーの合成2016

    • 著者名/発表者名
      河原崎 勇, 高須 昭則
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [図書] 材料表面の親水・親油の評価と制御設計2016

    • 著者名/発表者名
      高須 昭則
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      テクノシステム
  • [産業財産権] 高分子微粒子からなる電着塗料組成物およびこの電着塗料組成物を用いた 複層塗膜の形成方法2016

    • 発明者名
      高須 昭則
    • 権利者名
      高須 昭則
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-171367
    • 出願年月日
      2016-09-02

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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