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2018 年度 実績報告書

自己修復能を持つ金属防食用ポリウレタン塗膜の定量的性能評価

研究課題

研究課題/領域番号 16K06756
研究機関旭川工業高等専門学校

研究代表者

千葉 誠  旭川工業高等専門学校, 物質化学工学科, 准教授 (80390384)

研究分担者 安住 和久  北海道大学, 工学研究院, 教授 (60175875)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード防食 / 塗膜 / 自己修復 / 表面処理 / マイクロカプセル / 機能性表面
研究実績の概要

金属材料の防食法として広く用いられる塗装は,微細な欠陥が生じたさいに,局部腐食が発生し金属材料に致命的な損害が生じることが知られている.このため,我々の研究グループでは,長期間にわたり欠陥のない健全な状態を保つことができる自己修復性ポリウレタン防食塗膜の開発を目指し,研究をおこなっている. 我々の研究グループで開発している塗膜の自己修復機構は以下である.まず,液体状塗膜修復剤を内包したカプセルを均一分散させた塗膜を金属材料基盤上に形成する.こうすることで,塗膜に微小な欠陥が生じると同時に塗膜中のカプセルも割れ,中に含まれる修復剤がカプセル外部に流出する.これが空気中の水分とすみやかに反応し,塗膜を再生させるというものである.このため,塗膜の自己修復には分散させるカプセルの形状,ならびに内部構造が大きく影響すると予想される.すなわち,カプセル形状が均一であり,内部に十分な量の修復剤を有していることが重要であると考えられる.このようなカプセルの合成法として,次のようなものが考えられる.まず,激しく撹拌したポリオール‐界面活性剤水溶液に,ポリウレタン前駆体であるプレポリマーを滴下するとプレポリマーは油相であるためエマルジョンが形成する.さらに油相/水相界面でのみプレポリマーとポリオールが反応すると,ポリウレタンシェルに修復剤を内包したカプセルが合成される.
本プロジェクトではこのように合成したカプセルを分散させた塗膜を合成し,この自己修復能について SEM を用いた表面観察,ならびに EIS を用いた電気化学的手法により評価した.この結果,自己修復性塗膜を金属材料表面に形成することで傷などの欠陥が生じた際にも高い耐食性を維持でき,この修復能にはカプセル構造が大きく関連することが明らかとなった.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] シェル前駆体となるプレポリマーへの熱処理とカプセル形態への影響2019

    • 著者名/発表者名
      辻湧貴・奥山遥・柳本はるの・兵野篤・千葉誠*・高橋英明
    • 雑誌名

      材料と環境

      巻: 掲載決定 ページ: 未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of novel surface treatments for corrosion protection of aluminum: self-repairing coatings2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto Chiba*・Chinami Yamada・Haruka Okuyama・Minori Sugiura・Sven Pletincx・Hilke Verbruggen・Atsushi Hyono・Iris De Graeve・Herman Terryn・Hideaki Takahashi
    • 雑誌名

      Corrosion Reviews

      巻: 36 ページ: 55-64

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Self-Healing Coating with Capsules Containing a Healing Agent for Corrosion Protection of Metal2018

    • 著者名/発表者名
      Chinami Yamada・Kazuki Anetai・Haruka Okuyama・Minori Sugiura・Sven Pletincx・Hilke Verbruggen・Atsushi Hyono・Makoto Chiba*・Iris De Graeve・Herman Terryn・Hideaki Takahashi
    • 雑誌名

      Corrosion Engineering

      巻: 66 ページ: 131-137

    • 査読あり
  • [学会発表] シェル前駆体溶液の高粘度化処理を用いた新規カプセル合成法の開発とこれらを用い作製した自己修復性塗膜による耐食性2019

    • 著者名/発表者名
      辻 湧貴・奥山 遥・柳本 はるの・兵野 篤・千葉 誠・高橋 英明
    • 学会等名
      材料と環境2019
  • [学会発表] 高濃度シェル前駆体溶液より合成したカプセルとそれらを用いた自己修復性塗膜2019

    • 著者名/発表者名
      辻 湧貴・奥山 遥・柳本 はるの・兵野 篤・千葉 誠*・高橋 英明
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
  • [学会発表] シェル前駆体となるプレポリマーの合成法とそれらより作成した自己修復性塗膜用カプセルの形態2019

    • 著者名/発表者名
      辻湧貴・奥山遥・柳本はるの・兵野篤・千葉誠*・高橋英明
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2019年冬季研究発表会
  • [学会発表] 自己修復性塗膜種開発に向けた種々形状カプセルの合成法 ―シェル前駆体合成条件のカプセル形状への影響―2019

    • 著者名/発表者名
      千葉 誠*,辻湧貴,奥山遥,柳本はるの,兵野篤,高橋英明
    • 学会等名
      平成30年度日本鉄鋼協会・日本金属学会両北海道支部合同冬季講演大会
  • [学会発表] シェル前駆体となるプレポリマーへの熱処理とカプセル形態への影響2018

    • 著者名/発表者名
      辻湧貴・奥山遥・柳本はるの・鬼柳春花・西脇綾乃・兵野篤・千葉誠*・高橋英明
    • 学会等名
      第65回材料と環境討論会
  • [学会発表] シェル前駆体への熱処理による長球形カプセルの合成とそれらを用い作製した自己修復性塗膜2018

    • 著者名/発表者名
      辻湧貴・奥山遥・柳本はるの・鬼柳春花・西脇綾乃・千葉誠*・高橋英明
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] Advanced self-healing coating dispersed with spheroidal shaped capsules containing healing agent2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Tsuji・Haruka Okuyama・Haruno Yanagimoto・Atsushi Hyono・Makoto Chiba*・Hideaki Takahashi
    • 学会等名
      The 19th Chitose International Forum on Photonic Science and Technology
  • [学会発表] 種々形状の修復材内包カプセルの合成とそれらを用い作成した自己修復性塗膜の開発2018

    • 著者名/発表者名
      千葉誠*・辻湧貴・奥山遥・柳本はるの・鬼柳春花・近藤眞生・西脇綾乃・兵野篤・高橋英明
    • 学会等名
      一般社団法人表面技術協会 138 回講演大会
  • [学会発表] シェル前駆体となるプレポリマーへの熱処理を用いた新規カプセル合成法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      辻湧貴・奥山遥・柳本はるの・鬼柳春花・近藤眞生・西脇綾乃・兵野篤・千葉誠*・高橋英明
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部 2018年 夏季研究発表会
  • [学会発表] プレポリマー溶液の熱処理によるカプセルの形態変化とそれらカプセルを用い作製した自己修復性塗膜2018

    • 著者名/発表者名
      鬼柳春花・近藤眞生・西脇綾乃・辻湧貴・奥山遥・柳本はるの・兵野篤・千葉誠*・高橋英明杉浦みのり・兵野篤・千葉誠・高橋英明
    • 学会等名
      第34回ライラックセミナー・第24回若手研究者交流会
  • [学会発表] 金属防食用自己修復性塗膜開発に向けた長球形カプセル合成条件の検討2018

    • 著者名/発表者名
      辻 湧貴・奥山 遥・永井 かなえ・柳本 はるの・兵野 篤・千葉 誠*・高橋 英明
    • 学会等名
      日本金属学会 2018 年春期(第 162 回)講演大会
  • [学会発表] 金属防食用自己修復性塗膜開発に向けたマイクロカプセルの合成 -シェル前駆体となるプレポリマー処理条件のカプセル形態に対する影響ー2018

    • 著者名/発表者名
      辻湧貴・奥山遥・永井かなえ・柳本はるの・兵野篤・千葉誠*・高橋英明
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部 2018 年冬季研究発表会

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公開日: 2019-12-27  

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