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【特集】機能性塗料の最新動向
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光触媒を利用した防汚塗料
Self.Cleaning Coating Materials by using Photocatalyst
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本橋健司(芝浦工業大学 工学部 建築工学科 教授)
建築分野で利用される光触媒製品の代表として,光触媒タイルおよび防汚塗料をとりあげ,原理,特徴などについて解説した。また,防汚性能については建築的条件(庇の有無,方位,周辺環境,シーリング目地など)の影響を踏まえたうえで,防汚効果の発現性を議論した。さらに,施工上の注意点や補修塗装時における問題点を指摘した。
【目次】
1.はじめに
2.光触媒の基礎知識
2.1 触媒とは
2.2 光触媒とは
2.3 光触媒としての二酸化チタン(TiO2)
2.4 二酸化チタンの「有機物分解作用」
2.5 二酸化チタンの「超親水性」
2.6 環境保全性からみた光触媒の特徴
3.汚れ防止への応用技術
3.1 汚れ防止効果
3.2 汚れの原因やメカニズムは複雑で多様
3.3 有機系材料への光触媒コート
3.4 光触媒の現場塗装
3.4.1 既存下地との適合性
3.4.2 塗付量の管理
3.5 保全・改修に関する技術情報
4.まとめ
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漆を用いたクロムフリー防錆塗料の開発
Development of Chrome-free Corrosion Coating using Hybridized Lacquer
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本多貴之(明治大学 理工学部 専任講師)
宮腰哲雄(明治大学 理工学部 教授)
漆は日本に古くから伝わる材料であり,塗料や接着剤としての利用が行われてきた。今回は加熱硬化を利用し,防錆塗料として漆を利用する南部鉄器をモチーフにクロムフリー防錆塗料への漆の利用を試みた。漆にシラン化合物を加えることで,SST試験1000時間以上に耐える防錆塗料となった。本文では,これらの具体的な結果と共に今後の課題について述べた。
【目次】
1.漆の歴史と加工技術
2.漆を利用した防錆―南部鉄器―
3.漆の化学的な組成と一般的な硬化機構
4.漆の熱硬化と硬化の促進手法の検討
5.防錆塗料としての加熱硬化向けハイブリット漆液の改良
6.スプレー塗装(薄膜)での防錆性能評価
7.海外産の漆を利用した防錆用漆塗料
8.より安価なハイブリッド塗料を目指して
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ポリウレタンケミストリーを使った自己修復塗料
Self Healing Paints based on PUR
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桐原 修(バイエル マテリアルサイエンス(株) BMS イノベーションセンター センター長)
PUR塗料は一般的に自己修復性・耐擦り傷性が優れているが,すべてのPUR塗料が良いわけではない。塗膜昇温で自己修復することを目標に,フレキシブルな架橋構造と架橋密度の増加が有効なことを検証した。ポリカーボネートジオールと高官能ポリイソシアネート架橋が初期の耐擦り傷性と自己修復性に優れていた。
【目次】
1.はじめに
2.自己治癒・自己修復
3.PUR 塗料と自己修復性
3.1 自動車用塗料
3.2 プラスチック用塗料
3.2.1 歴史
3.2.2 ソフトフィール塗料
3.2.3 そのほかの硬化系
4.採用事例
4.1 自動車外板
4.2 自動車内装
4.3 そのほかの用途
(1) 携帯電話(写真2)
(2) プラスチック小物(写真3)
5.おわりに
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摩擦抵抗低減型船底防汚塗料の開発
Development of Antifouling Paint for Low Frictional Resistance
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山下博史(関西ペイント(株) 汎用塗料本部 船舶技術開発部 課長)
船舶の燃料費を低減するために,海水と船体との摩擦抵抗に関する多くの研究がなされており,海水に接触する船底防汚塗料にも大きな期待がかかっている。そこで,加水分解型船底防汚塗膜の表面状態と水との摩擦抵抗に着目した。レオロジーコントロール技術を駆使して,レベリング性が向上する船底防汚塗料を開発し,それから得られる表面平滑な船底防汚塗膜が水との摩擦抵抗に及ぼす効果を検証した。開発品は,従来品に比べて約6%の摩擦抵抗低減効果が認められた。
【目次】
1.はじめに
2.加水分解型船底防汚塗料
3.船体の表面粗度と燃料消費量
4.船底防汚塗膜表面の平滑性の向上
5.摩擦抵抗測定による実験的検証
6.おわりに
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遮熱塗料「アドグリーンコート」がなぜ世界で通用するのか
About the Functionality of a Thermal Barrier Coating with Micro-silica
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田中雅彦(日本中央研究所(株) 取締役営業本部長)
一般の建築材は太陽光に曝されるとその温度は上昇する。塗装によりその温度上昇を抑制する塗料はさまざま開発されており,実験的な考察はこれまでも行われてきたが,理論的にはほとんど解明されていない。球状シリカ粒子の光の散乱に注目し,金属固有の振動数に近い波長帯の電磁波透過を防ぐことにより,温度上昇が抑制される仕組みを示した。
【目次】
1.はじめに
2.球状金属酸化物粒子
3.微小シリカ球による散乱
4.おわりに
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ネットワークポリマー型電池材料の容量増大に向けて
Network-polymer-type Cathode Material with High Capacity
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守友 浩(筑波大学 大学院 数理物質科学研究科 物理学専攻 教授)
栗原佑太朗(筑波大学 大学院 数理物質科学研究科 物理学専攻)
ネットワークポリマー型電池材料であるMn-Feシアノ錯体は,薄膜型電極を構成することにより高い容量(128mAh/g)と高いサイクル特性(100サイクル後に初期値の87%)が実現されている。本稿では,さらなる容量増大に向けた取り組みを紹介する。特に,ネットワーク構造のひずみが充放電特性に及ぼす影響を考察するとともに,今後の研究展開に言及する。
【目次】
1.はじめに
2.薄膜型電極
3.容量増大に向けて―カチオン濃度の増大―
4.カチオン濃度とネットワーク構造
5.カチオン濃度と充放電特性
6.将来展望
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Material Report R&D
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電気分解によるセシウムおよびストロンチウムの安定閉じ込め
Electrolytic Immobilization of Cesium and Strontium
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阿部英樹((独)物質・材料研究機構 環境再生材料ユニット 主幹研究員)
核燃料由来の放射性同位体による環境汚染が社会問題となっている。筆者は,セシウムとストロンチウムを溶解した溶融酸化モリブデンに酸化チタンを加え,電気分解することにより,おのおのの元素をチタン酸固化体の形態で単離する技術を開発した。チタン酸固化体は,従来材料を10倍以上凌ぐ溶出耐性により,放射汚染問題の解決に貢献する。
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色素増感高分子太陽電池の研究開発
Studies on Dye-Sensitized Polymer Solar Cells
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大北英生(京都大学 大学院 工学研究科 高分子化学専攻 准教授)
伊藤紳三郎(京都大学 大学院 工学研究科 高分子化学専攻 教授)
共役高分子とフラーレン誘導体のブレンド膜を発電層とする高分子太陽電池の効率を向上させるには,近赤外域の太陽光を捕集することが不可欠である。本稿では,近赤外色素を導入した色素増感高分子太陽電池により変換効率を容易に向上できることを示すとともに,増感機構や色素の界面偏在機構について解説する。
【目次】
1.はじめに
2.色素増感太陽電池と高分子太陽電池
3.色素増感高分子太陽電池
4.色素増感機構
5.色素の界面偏在機構
6.おわりに
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SERIES バイオプラスチックの最新動向と将来展望
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バイオプラスチック進化論 ―新たな地平を求めて(1)―
The Evolutionaly Theory of Bioplastics ― Search for the New Horizon (1)―
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望月政嗣(京都工芸繊維大学 繊維科学センター 特任教授)
21世紀の地球環境・資源問題から注目されるバイオプラスチックの歴史をグリーン・ケミストリーの視点から振り返り,その正しい分類法と理解を助けながら,最新動向についても紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.グリーン・ケミストリーの源流を溯る
2.1 難分解性物質DDTの悲劇 ―ノーベル賞の栄光と闇―
2.2 分解しないことが諸悪の根源!? ―分解者としての微生物の役割―
2.3 二人の女性科学者 ―レイチェル・カーソンとシーア・コルボーン―
2.4 グリーン・ケミストリー ―環境にやさしい化学とは?―
2.5 バイオプラスチックの夜明け ―野菜畑からプラスチックが獲れる!?―
3.バイオプラスチックを正しく理解するために
3.1 バイオプラスチックと環境意識の時代的変遷 ―概念の衝突―
3.2 日本バイオプラスチック協会(JBPA)識別表示制度 ―グリーンプラとバイオマスプラ―
3.3 新たなバイオプラスチックの胎動 ―挑戦と課題―
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海外‘Niche’ビジネスレポート
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カリフォルニアの電力事情
California’s Power Situation
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Global IBIS 編集部
【目次】
1.はじめに
2.米国の電力市場構造
3.カリフォルニア州の電力市場構造
4.日本の電力市場構造
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機能材料マーケットデータ
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機能性塗料の市場動向
Market Trend of Functional Paint
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【目次】
1.概要
2.市場規模
2.1 品目別塗料生産・出荷推移(塗料全体)
2.2 重防食塗料
2.3 遮熱塗料
3.企業動向
(1) 日本ペイント
(2) 大日本塗料
(3) 日本特殊塗料
(4) イサム塗料
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光触媒を利用した防汚塗料
Self.Cleaning Coating Materials by using Photocatalyst
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本橋健司(芝浦工業大学 工学部 建築工学科 教授)
建築分野で利用される光触媒製品の代表として,光触媒タイルおよび防汚塗料をとりあげ,原理,特徴などについて解説した。また,防汚性能については建築的条件(庇の有無,方位,周辺環境,シーリング目地など)の影響を踏まえたうえで,防汚効果の発現性を議論した。さらに,施工上の注意点や補修塗装時における問題点を指摘した。
【目次】
1.はじめに
2.光触媒の基礎知識
2.1 触媒とは
2.2 光触媒とは
2.3 光触媒としての二酸化チタン(TiO2)
2.4 二酸化チタンの「有機物分解作用」
2.5 二酸化チタンの「超親水性」
2.6 環境保全性からみた光触媒の特徴
3.汚れ防止への応用技術
3.1 汚れ防止効果
3.2 汚れの原因やメカニズムは複雑で多様
3.3 有機系材料への光触媒コート
3.4 光触媒の現場塗装
3.4.1 既存下地との適合性
3.4.2 塗付量の管理
3.5 保全・改修に関する技術情報
4.まとめ
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漆を用いたクロムフリー防錆塗料の開発
Development of Chrome-free Corrosion Coating using Hybridized Lacquer
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本多貴之(明治大学 理工学部 専任講師)
宮腰哲雄(明治大学 理工学部 教授)
漆は日本に古くから伝わる材料であり,塗料や接着剤としての利用が行われてきた。今回は加熱硬化を利用し,防錆塗料として漆を利用する南部鉄器をモチーフにクロムフリー防錆塗料への漆の利用を試みた。漆にシラン化合物を加えることで,SST試験1000時間以上に耐える防錆塗料となった。本文では,これらの具体的な結果と共に今後の課題について述べた。
【目次】
1.漆の歴史と加工技術
2.漆を利用した防錆―南部鉄器―
3.漆の化学的な組成と一般的な硬化機構
4.漆の熱硬化と硬化の促進手法の検討
5.防錆塗料としての加熱硬化向けハイブリット漆液の改良
6.スプレー塗装(薄膜)での防錆性能評価
7.海外産の漆を利用した防錆用漆塗料
8.より安価なハイブリッド塗料を目指して
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ポリウレタンケミストリーを使った自己修復塗料
Self Healing Paints based on PUR
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桐原 修(バイエル マテリアルサイエンス(株) BMS イノベーションセンター センター長)
PUR塗料は一般的に自己修復性・耐擦り傷性が優れているが,すべてのPUR塗料が良いわけではない。塗膜昇温で自己修復することを目標に,フレキシブルな架橋構造と架橋密度の増加が有効なことを検証した。ポリカーボネートジオールと高官能ポリイソシアネート架橋が初期の耐擦り傷性と自己修復性に優れていた。
【目次】
1.はじめに
2.自己治癒・自己修復
3.PUR 塗料と自己修復性
3.1 自動車用塗料
3.2 プラスチック用塗料
3.2.1 歴史
3.2.2 ソフトフィール塗料
3.2.3 そのほかの硬化系
4.採用事例
4.1 自動車外板
4.2 自動車内装
4.3 そのほかの用途
(1) 携帯電話(写真2)
(2) プラスチック小物(写真3)
5.おわりに
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摩擦抵抗低減型船底防汚塗料の開発
Development of Antifouling Paint for Low Frictional Resistance
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山下博史(関西ペイント(株) 汎用塗料本部 船舶技術開発部 課長)
船舶の燃料費を低減するために,海水と船体との摩擦抵抗に関する多くの研究がなされており,海水に接触する船底防汚塗料にも大きな期待がかかっている。そこで,加水分解型船底防汚塗膜の表面状態と水との摩擦抵抗に着目した。レオロジーコントロール技術を駆使して,レベリング性が向上する船底防汚塗料を開発し,それから得られる表面平滑な船底防汚塗膜が水との摩擦抵抗に及ぼす効果を検証した。開発品は,従来品に比べて約6%の摩擦抵抗低減効果が認められた。
【目次】
1.はじめに
2.加水分解型船底防汚塗料
3.船体の表面粗度と燃料消費量
4.船底防汚塗膜表面の平滑性の向上
5.摩擦抵抗測定による実験的検証
6.おわりに
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遮熱塗料「アドグリーンコート」がなぜ世界で通用するのか
About the Functionality of a Thermal Barrier Coating with Micro-silica
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田中雅彦(日本中央研究所(株) 取締役営業本部長)
一般の建築材は太陽光に曝されるとその温度は上昇する。塗装によりその温度上昇を抑制する塗料はさまざま開発されており,実験的な考察はこれまでも行われてきたが,理論的にはほとんど解明されていない。球状シリカ粒子の光の散乱に注目し,金属固有の振動数に近い波長帯の電磁波透過を防ぐことにより,温度上昇が抑制される仕組みを示した。
【目次】
1.はじめに
2.球状金属酸化物粒子
3.微小シリカ球による散乱
4.おわりに
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ネットワークポリマー型電池材料の容量増大に向けて
Network-polymer-type Cathode Material with High Capacity
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守友 浩(筑波大学 大学院 数理物質科学研究科 物理学専攻 教授)
栗原佑太朗(筑波大学 大学院 数理物質科学研究科 物理学専攻)
ネットワークポリマー型電池材料であるMn-Feシアノ錯体は,薄膜型電極を構成することにより高い容量(128mAh/g)と高いサイクル特性(100サイクル後に初期値の87%)が実現されている。本稿では,さらなる容量増大に向けた取り組みを紹介する。特に,ネットワーク構造のひずみが充放電特性に及ぼす影響を考察するとともに,今後の研究展開に言及する。
【目次】
1.はじめに
2.薄膜型電極
3.容量増大に向けて―カチオン濃度の増大―
4.カチオン濃度とネットワーク構造
5.カチオン濃度と充放電特性
6.将来展望
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Material Report R&D
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電気分解によるセシウムおよびストロンチウムの安定閉じ込め
Electrolytic Immobilization of Cesium and Strontium
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阿部英樹((独)物質・材料研究機構 環境再生材料ユニット 主幹研究員)
核燃料由来の放射性同位体による環境汚染が社会問題となっている。筆者は,セシウムとストロンチウムを溶解した溶融酸化モリブデンに酸化チタンを加え,電気分解することにより,おのおのの元素をチタン酸固化体の形態で単離する技術を開発した。チタン酸固化体は,従来材料を10倍以上凌ぐ溶出耐性により,放射汚染問題の解決に貢献する。
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色素増感高分子太陽電池の研究開発
Studies on Dye-Sensitized Polymer Solar Cells
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大北英生(京都大学 大学院 工学研究科 高分子化学専攻 准教授)
伊藤紳三郎(京都大学 大学院 工学研究科 高分子化学専攻 教授)
共役高分子とフラーレン誘導体のブレンド膜を発電層とする高分子太陽電池の効率を向上させるには,近赤外域の太陽光を捕集することが不可欠である。本稿では,近赤外色素を導入した色素増感高分子太陽電池により変換効率を容易に向上できることを示すとともに,増感機構や色素の界面偏在機構について解説する。
【目次】
1.はじめに
2.色素増感太陽電池と高分子太陽電池
3.色素増感高分子太陽電池
4.色素増感機構
5.色素の界面偏在機構
6.おわりに
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SERIES バイオプラスチックの最新動向と将来展望
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バイオプラスチック進化論 ―新たな地平を求めて(1)―
The Evolutionaly Theory of Bioplastics ― Search for the New Horizon (1)―
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望月政嗣(京都工芸繊維大学 繊維科学センター 特任教授)
21世紀の地球環境・資源問題から注目されるバイオプラスチックの歴史をグリーン・ケミストリーの視点から振り返り,その正しい分類法と理解を助けながら,最新動向についても紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.グリーン・ケミストリーの源流を溯る
2.1 難分解性物質DDTの悲劇 ―ノーベル賞の栄光と闇―
2.2 分解しないことが諸悪の根源!? ―分解者としての微生物の役割―
2.3 二人の女性科学者 ―レイチェル・カーソンとシーア・コルボーン―
2.4 グリーン・ケミストリー ―環境にやさしい化学とは?―
2.5 バイオプラスチックの夜明け ―野菜畑からプラスチックが獲れる!?―
3.バイオプラスチックを正しく理解するために
3.1 バイオプラスチックと環境意識の時代的変遷 ―概念の衝突―
3.2 日本バイオプラスチック協会(JBPA)識別表示制度 ―グリーンプラとバイオマスプラ―
3.3 新たなバイオプラスチックの胎動 ―挑戦と課題―
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海外‘Niche’ビジネスレポート
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カリフォルニアの電力事情
California’s Power Situation
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Global IBIS 編集部
【目次】
1.はじめに
2.米国の電力市場構造
3.カリフォルニア州の電力市場構造
4.日本の電力市場構造
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機能材料マーケットデータ
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機能性塗料の市場動向
Market Trend of Functional Paint
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【目次】
1.概要
2.市場規模
2.1 品目別塗料生産・出荷推移(塗料全体)
2.2 重防食塗料
2.3 遮熱塗料
3.企業動向
(1) 日本ペイント
(2) 大日本塗料
(3) 日本特殊塗料
(4) イサム塗料
