https://www.dnt.co.jp/

No.23
2023年12月発行

C-8181.23.11①（AP）PDF

DNTコーティング技報 No.23
目次

DNT コーティング技報 No.23
SDGs に貢献するコーティング技術開発

DNTコーティング技報 No.23
SDGs に貢献するコーティング技術開発●SDGsに貢献するコーティング技術開発 …………………………………………………………… 1●技術報文（Technical Reports）

DNTコーティング技報No.23を発刊するに当たり一言ご挨拶申し上げます。

1. シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価 ……………………………………………… 2〜8Development and Performance Evaluation of Silane・Fluorine
Composite ImpregnantsWHO(世界保健機関)は、2020年1月に新型コロナウイルスの感染拡大を受けて出していた宣言「国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態」
を本年5月5日

2. 自動車外装用水性ベース塗料の開発 ………………………………………………………… 9〜15
Development of Water-based Base Paint for Automotive Exteriorに終了し、国内においても新型コロナウイルス感染症の位置づけは「感染症の予防及び感染症の患者に対する医療に関する法律」上の２類相当から５類感染症●技術解説（Technical Reviews）に引き下げられたこともあってか、海外からの観光客も増加し町に活気が戻って

1. 中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）……………………………………………… 16〜19
Development of Cutting Primer for the Chinese Market（Responding for GB Regulation）
2. 高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス ………………………………… 20〜24
Maintenance of Sophisticatedsiding with High Functionality and Durability
3. 迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット………………………………… 25〜35
Development of a Quick and Easy Research Reagent Set"Immunochromatographic Kit for Extracellular Vesicles"●新商品紹介（New Products）

きたように感じられます。
一方で、世界各地での異常気象による洪水・干ばつ・猛暑・森林火災などは
執行役員
技術開発部門長

佐野 秀二

私たちの生活に脅威をもたらしております。異常気象の原因の一つとされているのが温室効果ガス排出量の増加による地球温暖化で生じた地球規模での気候変動です。
上述は持続可能な開発目標、SDGs(Sustainable Development Goals)にも1. 厚膜形焼付用変性エポキシ樹脂下塗塗料「ＡＦプライマーＧＰ」…………………………… 36〜37
High Build Type Baking Modiﬁed Epoxy Resin Coating「AF Primer GP」

関連するものであり、弊社はSDGsへの貢献をコンセプトとしたコーティング技術●学協会研究発表・技術講演・論文投稿者名と発表タイトル …………………………………… 38〜39（2022.7〜2023.6）の提供により、塗り替えを要するメンテナンスの回数を減らし、有害化学物質(塗開発を行っております。例えば、建築・構造物分野においては高耐久性塗装仕様
料から発生する揮発性有機化合物が大気中で化学反応を起こすことによって発生する微小粒子状物質を含む)の発生の低減、ならびに各資材の輸送に要するエネルギーの削減に貢献できます。
また、水性塗装仕様の提供により、有害化学物質低減や溶剤削減による低炭素化に貢献できます。
本誌でご紹介する報文、解説においてもSDGsに貢献できるコーティング技術開発として、強靱（レジリエント）
なインフラ構築に貢献できるコンクリート構造物の耐久性向上や、有害化学物質の使用量・発生量の削減に貢献できる水性塗料
やハイソリッド塗料、
また、
コーティング技術の周辺技術である金属ナノ粒子を用いた人々の健康的な生活の確保に貢献できるがん早期診断に繋がる技術をご紹介させていただきます。
今後も、革新的なコーティング技術開発とその周辺技術開発を推進し、社会的な課題の解決に取り組んで参りますので、皆様には何卒一層のご支援を賜ります
ようお願い申し上げます。

1

コンクリートは、内部鉄筋を取り巻くコンクリートのア
ルカリにより鉄を不動態領域に維持し、半永久的に耐塗料事業部門 構造物塗料事業部
テクニカルサポートグループ
Coating Business Div.
Protective Coatings Dept.
Technical Support Group

力を維持できると期待されていた。
しかしながら、塩害、中性化、アルカリ骨材反応などコンクリートの劣化メカ
ニズムが解明され、環境によっては比較的早期に劣化

関智行

Tomoyuki SEKI

要旨

吉田 新

Arata YOSHIDA

Abstract

コンクリート構造物では、劣化の抑制を目的に表面Surface protection is often applied to concrete

保護工法が多く適用されているが、コンクリートの打設

structures to control deterioration, but since it is

後しばらく経過した後に塗布されることから、未塗布状

applied after some time has passed after concrete is

態の期間にコンクリート内部へ劣化因子が侵入するこ

placed, there is concern that deterioration factorsとが懸念される。一方で、コンクリート構造物の建設時

may penetrate into the concrete during the uncoatedには、型枠脱型後に塗布型の養生剤が用いられること

period. On the other hand, although applied curingがあるが、それらの多くは表面保護工法のような劣化

agents are sometimes used during the construction

因子の侵入を抑制する効果は期待できない。
このよう

of concrete structures after de-framing, most of themに、劣化因子がコンクリート内部へ侵入する期間が存

are not expected to be as eﬀective in preventing the

在することや、一つの構造物に対し、養生剤と表面保護

penetration of degradation factors as the surface

工法の二種類の材料を、異なる時期に施工することにprotection method. Thus, there are concerns about

よる施工費の増加などが課題として挙げられる。

the existence of a period of time during which

そこで著者らは、表面保護工法が有するコンクリート

degradation factors can penetrate into the concrete,の保護機能と養生剤が有する養生効果の双方の機能

and the increase in construction costs due to the useを有するシラン・ふっ素複合系含浸剤を開発したため

of two diﬀerent types of materials for one structure at

本報にて報告する。

diﬀerent times: curing agents and surface protection
methods.
Therefore, the authors have developed asilane/ﬂuorine composite impregnant that has boththe function of protecting concrete with the surface
protection method and the curing eﬀect with thecuring agent, and report the results in this paper.

に至ることが明らかになった。
これらのコンクリート劣化の対策は、外部からの劣化

シリコン変性ふっ素樹脂系含浸剤のイメージ図を種類

使用量（g/㎡）

これらの課題を解決するため、著者らは従来の表面系に分類される。
ふっ素樹脂系含浸剤は、櫛形構造を保護工法が有するコンクリート構造物の劣化抑制効果有するシリコン変性ふっ素ポリオール（主剤成分）とイ

SF

シラン・ふっ素複合系含浸剤

140+80と、
コンクリート型枠脱型後の養生持続効果を有する、

ソシアネート（硬化剤成分）から成る二液形であり、反Eエステル化合物150

シラン・ふっ素複合系含浸剤の検討を行ってきた。双方

応硬化によりウレタン結合を有する被膜を形成する。

S

シラン・シロキサン系

150の機能を有する材料であれば、新設時に適用すること

その被膜の表層には、撥水性を示すシリコン成分が

N

未塗装

─

でコンクリートの養生効果が得られ、さらには劣化因子

多く存在し、被膜内部方向へ濃度勾配を形成する特がコンクリート内部へ侵入する未塗布の期間を削減で長を持つ。
そのため、表面に高い撥水性が付与され、きることで、
より一層コンクリート構造物の耐久性向上

塩化物イオンが付着・堆積しにくくなり、また、降雨にが期待できる。
また、後々に表面保護工を適用する必要よる塩分洗浄効果が見込める。

がないため施工費の削減が見込まれる。

含浸させることによる表面保護工法が多く適用されてコンクリートは主に水、セメント、骨材、混和剤から成り、水とセメントの水和反応によって硬化する。
コンク
リートが所要の品質を確保するには、水とセメントの水和反応を進行させる必要があるため、型枠脱型後に硬シラン・シロキサン系含浸剤の組成を図１に示す。
シラン・ふっ素複合系含浸剤は、2種類の含浸剤から成る。一層目に適用する含浸剤は、
シラン・シロキサン系に分類される。
シラン・シロキサン系含浸剤は、主成分であれ、水分や塩化物イオンの浸透抑制機能が発現する。

しかしながら、塗布型の養生剤には表面保護工法のような劣化因子の侵入を抑制する効果は期待できない。
また、一つの構造物に対し、養生剤と表面保護工法の二種類を、異なる時期に施工することによる施工費の増加も懸念される。

OR2

S

コンクリート成分

OR2

OR2

+

Si

R1
Si

O

Si

あると考えられ、長期にわたりコンクリート中の鉄筋の

Si

O

Si

試験水準

R1
O

Si

R1、R2：アルキル基

図1 シラン・シロキサン系含浸剤

50

44
44

幅300mm 長さ300mm 高さ60mm

塩化物イオン浸透抑止性

φ100mm 高さ200mm

試験方法

3.4.1

含浸性の試験方法

JCSE-K 571に準拠し3)、各塗布剤の硬化乾燥後に、割裂した供試体の断面に散水し、塗布面から撥水して

1

水
W
165

0.5

165

セメント
C
330
330

砕砂
S
805
805

砕石
S

反応性 減水剤
粗骨材
SP

1037
0

0
1037

1.65
1.65

1.2

水接触角の測定結果を図４に示す。Nの水接触角は43.0 であったのに対し、SFは103.9 、Eは71.2 、Sは118.8 であった。SFおよびSは90 以上の水接触角を示し、コンクリート表面は撥水性域にある。一方、Eの水接触角は90 未満であり親水性域にある。SFは、シリコン変性ふっ素樹脂の特性である表層に配置さ

3
1
3

供試体の種類

供試体の寸法と数量を表２に、コンクリートの配合
体の粗骨材には2005砕石を用い、アルカリ骨材反応

剤（S）、
ブランク
（N）を用いた。各種塗布剤の種類と抑止性の供試体には反応性粗骨材を用いた。

剤を適用した供試体を40℃のNaCl飽和水溶液に浸漬し、一定期間毎に供試体の長さを測定し、供試体の膨張率を求めた。
デンマーク法では材齢91日後の膨No張率が0.10%以上を膨張性ありと判定することから、試験は供試体の平均膨張率が0.10%以上になった時点で終了とした。

水性ありとして評価した。
3.4.3

保湿性の試験方法

各塗布剤を適用した供試体を20℃/60%RHで気中保管し、1週毎に材齢4週目まで供試体重量を測定し、
価とした。
3.4.4

E

103.9°

71.2°

吸水性の試験方法

No

４． 結果と考察

4.1

2.50

方法にて、塩素の侵入深さを測定した。
3.4.6 アルカリ骨材反応抑止性の試験方法
膨張率試験であるデンマーク法6)を参考に、各塗布で、SFは、他の塗布剤と比べて塩化物イオンの遮断効

0.6

果が大幅に高い結果となった。
この理由としては、吸水

0.4

性試験結果と同様に、撥水性を示す材料が深い領域まで含浸していることにより、水分を介して侵入する塩化0物イオンを遮断していることが考えられる。
SF

1週目

図5

E

2週目

S

3週目

4週目

N

118.8°

43.0°

吸水性

2.70

図4

各種材料の水接触角

細孔へ含浸・充填し被膜化することで、コンクリート中の水分が外部へ放出することを防いでいると考える。

1.00
0.50
0.00

図3

E

S

各種材料の含浸深さ

一方で、SFはEと比較すると僅かに水分が蒸発する

0.00

結果となった。
この差がコンクリートの品質に与えるN

影響については今後の課題として検討が必要であると考える。

供試体の膨張率を図９に示す。材齢91日における膨張率は、Nと比較し、いずれの塗布剤も優れた結果となった。ただし、デンマーク法における膨張性の判定基準である0.10%以上には、いずれの塗布剤も到達してなかったため、アルカリ骨材反応をさらに進行させ、供試体にひび割れが生じるまで試験を継続した。

は 0 . 1 0 %を大きく超えていたが 、S F の 膨 張 率 はS

んどなく、材齢626日時点の膨張率は0.091%であSFの膨張率が長期間低い値を示す理由は、他の

塩素
濃度分布

試験と同様に、撥水性を示す材料が深い領域まで含浸していることにより、劣化要因の一つである水分を遮断する効果に優れ、アルカリ骨材反応を抑制しているためと考えられる。
0.70

1.2

E
1週目

図6

2週目

S
3週目

各種材料の吸水率

N
4週目

0.50

E

0.8

0.5

0.60

SF

1.0

1

S

0.6

N

0.4

0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
-0.10

0.2
0.0

る、
シラン・ふっ素複合系含浸剤を開発した。本材料は各試験において従来の含浸剤と同等以上のコンクリー
トの劣化抑制効果を示し、かつ従来の養生剤と同等の保湿性を示した。
これらの結果より、
コンクリート脱枠後に本材料を適用することで、理想的なコンクリートの水和反応を促し、さらには長期的に劣化因子からコンクリートを保護することが期待できる。
今後も新商品の開発を通じて、広く社会の繁栄に貢献していきたいと考えている。

0

0

10

図8

20

30

40

100

200

300

400

500

600

促進試験日数（日）表面からの深さ/mm

SF

供試体断面の塩素濃度

図9

E

供試体の膨張率

S

参考文献

N

工法 設計施工指針(案)2）土木学会：コンクリートライブラリー標準示方書，施工編
3）土木学会：コンクリートライブラリー標準示方書，基準編
4）
日本工業規格：JIS R 3257 基板ガラス表面の濡れ性試験方法
5）土 木 学 会：コンクリート標 準 示 方 書 ，基 準 編 ，JSCE-G 574 EPMA法によるコンクリート中の元素の面分析方法6）
日本コンクリート工学会：融雪剤によるコンクリート
構造物の劣化研究委員会，
アルカリ骨材反応WG

6． 謝辞

かった。SFは材齢450日以降の膨張率の増加がほとN

図7 供試体断面の塩素濃度分布（画像上部が供試体表層）

SF

制効果とコンクリート脱枠後の養生持続効果を有す

アルカリ骨材反応抑止性

り、極めて高いアルカリ骨材反応抑止性を示した。

1.5

0

4.6

ずれの塗布剤も低い値であった。SF以外の膨張率No25． まとめ従来の表面保護工法が有するコンクリートの劣化抑定を終了した。
この時点の膨張率は、Nと比較し、いへ含浸していることに起因していると考える。
2.581）土木学会：コンクリートライブラリー119，表面保護

0 . 0 5 1 %であり、供 試 体にひび 割 れは生じていなにより、コンクリート内部へ水分の浸入を抑制してい7

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

は塩化物イオンが浸透したと推測する。

材齢331日で、SF以外はひび割れが生じたため測れは、SFおよびSの供試体表面は撥水域にあること

保湿性材料であるシリコン変性ふっ素樹脂がコンクリートの

1.50

E

また、SFはSと比べて水分の浸透抑制効果が優れを確保している様子が示唆された。
これは、SFの構成

2.08

SF

塩素
濃度分布

ると考える。

水分蒸発を抑制する結果となり、型枠脱型後の保湿性

2.00

SF

およびNと比較し、吸水を抑制する結果となった。
こ

保湿性試験の結果を図５に示す。SFはNと比較して、2.98

験ではNと比較すると塩化物イオンの侵入深さに大きNo性を示すが、SFはSよりも深い領域までコンクリート

4.3

なお、Sは塩害対策として多くの実績があるが、本試な差は見られなかった。
これは、
シラン・シロキサン系含各種材料の水分蒸発率ていることがわかる。
これは、SFとSは同程度の撥水

含浸し、Eと同程度の含浸性を示した。

の重量変化から吸水率を求めて吸水性の評価とした。

拠し5)、EPMA法によるコンクリート中の元素の面分析

含浸性

布剤もコンクリートへ含浸を認めた。SFはSよりも深く

3.00

水溶液に6ヵ月間浸漬した。測定はJSCE-G 574に準

N

水接触角

2.70mm、Eは2.98mm、Sは2.08mmと、いずれの塗漬し、1週毎に材齢4週目まで供試体重量を測定し、そ各塗布剤を適用した供試体を20℃の10wt%NaCl

S

含浸深さ試験の結果を図３に示す。SFの含浸深さは3.50

塩化物イオン浸透抑止性の試験方法に示す。E、S、Nの塩素濃度分布は同等であった。一方

0.8

4.4

水接触角

料が充填されないため、本試験のような没液環境下で表層から深さ方向の塩素濃度測定結果を図７、図８

吸水性試験の結果を図６に示す。SFおよびSは、E各塗布剤を適用した供試体を20℃の水道水へ浸

3.4.5

SF

浸剤は細孔表面を疎水化するものであり、細孔には材塩化物イオン浸透抑止性

1.0

0.2

れる。

を測定した。得られた水接触角が90 以上の場合を撥

その重量変化から水分の蒸発率を求めて保湿性の評
3.3

0.5

単位量
（kg/㎥）

4.5

1.4

撥水性の試験方法

蒸留水を用いた静滴法により供試体表面の水接触角

3

吸水性

3.4

3

シラン・ふっ素複合系含浸剤（SF）、養生剤（E）、含浸

られる含浸剤である。
ブランク（N）
は未塗布である。

普通

減水剤添加率SP/C(%)

JIS R 3257に準拠し4）、各塗布剤の硬化乾燥後に、を表３に示す。
アルカリ骨材反応抑止性以外の供試あり、コンクリート構造物の表面保護工法として用い

アルカリ骨材反応
抑止性試験

50

細骨材率
s/a
(%)

N数

塗布剤剤の種類と使用量を表1に示す。塗布剤はられている。含浸剤（S）
はシラン・シロキサン系材料で

普通

3.4.2

３． 性能評価あり、
コンクリート構造物の塗布型養生剤として用い

R1

O

HO

目的

アルカリ骨材反応抑止性

3.1

アルカリ骨材反応抑止性試験以外

水セメント比W/C(%)

いる領域を含浸深さとして測定した。

試験項目と供試体寸法

項目

保湿性

塗布量を表１に示す。養生剤（E）
はエステル化合物で

⬇

反応状態

O

HO

表2

撥水性

にアルキル基が固着することで含浸領域が疎水化さ

HO

浸透抑止性、
アルカリ骨材反応抑止性はコンクリート

これらの機能により、主に塩害に対する抑制効果がロキサン結合の網目構造を形成する。表面や空隙壁面

R1

い、保湿性は養生効果を把握する目的、塩化物イオン

含浸性

リゴマーがコンクリート内部へ浸透し、コンクリートとシに湿布や散水などによる養生を行うことが一般的であそれぞれの塗布剤の基本性能を把握する目的で行

図2 シリコン変性ふっ素樹脂系含浸剤

腐食抑制が期待できる。

セメント
種類

撥水性

れたシリコン成分により撥水性を示していると考えら

試験項目を表２に示す。含浸性、撥水性、吸水性は内部側：ふっ素成分

るアルキル基を含有したシランモノマーおよびシランオ

シラン成分いるケースが増加している。

表層側：シリコン成分

幹：ふっ素樹脂化したコンクリートから一定期間は水が蒸発しないようる2)。近年では施工の簡便さから、塗布型の養生剤を用

枝：シリコン樹脂

試験体
の種類

試験項目

の耐久性向上性能を把握する目的として行った。

しかしながら、表面保護工法の多くは、コンクリート1.2 コンクリート建設時の養生

硬化塗膜断面イメージ

２． 開発品の概要

いる1)。

入することが懸念される。

樹脂成分表（主剤）

3.2

4.2

表3 コンクリートの配合

No.

断が有効であり、
コンクリート表面に塗料を被覆または塗布状態の期間はコンクリート内部へ劣化因子が侵塗布剤の種類と使用量

図２に示す。二層目に適用する含浸剤は、ふっ素樹脂

因子（水分、塩化物イオン、二酸化炭素、酸素など）の遮の打設後しばらく経過した後に適用されることから、未表1

6

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

膨 張 率 (％ )1.1 コンクリートの表面保護

本検討の目的5

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

塩素濃 度 /％Development and Performance Evaluation of Silane・Fluorine Composite Impregnants

1.3

4

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

水分蒸発率(％)

１． はじめにシラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

3

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

吸水率(％)

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

含浸深さ(mm)2

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

本開発品は愛知工業大学様、
日本車輛製造株式会
社様との共同研究によって得られた成果です。関係者
各位に深く感謝申し上げます。

コンクリートは、内部鉄筋を取り巻くコンクリートのア
ルカリにより鉄を不動態領域に維持し、半永久的に耐塗料事業部門 構造物塗料事業部
テクニカルサポートグループ
Coating Business Div.
Protective Coatings Dept.
Technical Support Group

力を維持できると期待されていた。
しかしながら、塩害、中性化、アルカリ骨材反応などコンクリートの劣化メカ
ニズムが解明され、環境によっては比較的早期に劣化

関智行

Tomoyuki SEKI

要旨

吉田 新

Arata YOSHIDA

Abstract

コンクリート構造物では、劣化の抑制を目的に表面Surface protection is often applied to concrete

保護工法が多く適用されているが、コンクリートの打設

structures to control deterioration, but since it is

後しばらく経過した後に塗布されることから、未塗布状

applied after some time has passed after concrete is

態の期間にコンクリート内部へ劣化因子が侵入するこ

placed, there is concern that deterioration factorsとが懸念される。一方で、コンクリート構造物の建設時

may penetrate into the concrete during the uncoatedには、型枠脱型後に塗布型の養生剤が用いられること

period. On the other hand, although applied curingがあるが、それらの多くは表面保護工法のような劣化

agents are sometimes used during the construction

因子の侵入を抑制する効果は期待できない。
このよう

of concrete structures after de-framing, most of themに、劣化因子がコンクリート内部へ侵入する期間が存

are not expected to be as eﬀective in preventing the

在することや、一つの構造物に対し、養生剤と表面保護

penetration of degradation factors as the surface

工法の二種類の材料を、異なる時期に施工することにprotection method. Thus, there are concerns about

よる施工費の増加などが課題として挙げられる。

the existence of a period of time during which

そこで著者らは、表面保護工法が有するコンクリート

degradation factors can penetrate into the concrete,の保護機能と養生剤が有する養生効果の双方の機能

and the increase in construction costs due to the useを有するシラン・ふっ素複合系含浸剤を開発したため

of two diﬀerent types of materials for one structure at

本報にて報告する。

diﬀerent times: curing agents and surface protection
methods.
Therefore, the authors have developed asilane/ﬂuorine composite impregnant that has boththe function of protecting concrete with the surface
protection method and the curing eﬀect with thecuring agent, and report the results in this paper.

に至ることが明らかになった。
これらのコンクリート劣化の対策は、外部からの劣化

シリコン変性ふっ素樹脂系含浸剤のイメージ図を種類

使用量（g/㎡）

これらの課題を解決するため、著者らは従来の表面系に分類される。
ふっ素樹脂系含浸剤は、櫛形構造を保護工法が有するコンクリート構造物の劣化抑制効果有するシリコン変性ふっ素ポリオール（主剤成分）とイ

SF

シラン・ふっ素複合系含浸剤

140+80と、
コンクリート型枠脱型後の養生持続効果を有する、

ソシアネート（硬化剤成分）から成る二液形であり、反Eエステル化合物150

シラン・ふっ素複合系含浸剤の検討を行ってきた。双方

応硬化によりウレタン結合を有する被膜を形成する。

S

シラン・シロキサン系

150の機能を有する材料であれば、新設時に適用すること

その被膜の表層には、撥水性を示すシリコン成分が

N

未塗装

─

でコンクリートの養生効果が得られ、さらには劣化因子

多く存在し、被膜内部方向へ濃度勾配を形成する特がコンクリート内部へ侵入する未塗布の期間を削減で長を持つ。
そのため、表面に高い撥水性が付与され、きることで、
より一層コンクリート構造物の耐久性向上

塩化物イオンが付着・堆積しにくくなり、また、降雨にが期待できる。
また、後々に表面保護工を適用する必要よる塩分洗浄効果が見込める。

がないため施工費の削減が見込まれる。

含浸させることによる表面保護工法が多く適用されてコンクリートは主に水、セメント、骨材、混和剤から成り、水とセメントの水和反応によって硬化する。
コンク
リートが所要の品質を確保するには、水とセメントの水和反応を進行させる必要があるため、型枠脱型後に硬シラン・シロキサン系含浸剤の組成を図１に示す。
シラン・ふっ素複合系含浸剤は、2種類の含浸剤から成る。一層目に適用する含浸剤は、
シラン・シロキサン系に分類される。
シラン・シロキサン系含浸剤は、主成分であれ、水分や塩化物イオンの浸透抑制機能が発現する。

しかしながら、塗布型の養生剤には表面保護工法のような劣化因子の侵入を抑制する効果は期待できない。
また、一つの構造物に対し、養生剤と表面保護工法の二種類を、異なる時期に施工することによる施工費の増加も懸念される。

OR2

S

コンクリート成分

OR2

OR2

+

Si

R1
Si

O

Si

あると考えられ、長期にわたりコンクリート中の鉄筋の

Si

O

Si

試験水準

R1
O

Si

R1、R2：アルキル基

図1 シラン・シロキサン系含浸剤

50

44
44

幅300mm 長さ300mm 高さ60mm

塩化物イオン浸透抑止性

φ100mm 高さ200mm

試験方法

3.4.1

含浸性の試験方法

JCSE-K 571に準拠し3)、各塗布剤の硬化乾燥後に、割裂した供試体の断面に散水し、塗布面から撥水して

1

水
W
165

0.5

165

セメント
C
330
330

砕砂
S
805
805

砕石
S

反応性 減水剤
粗骨材
SP

1037
0

0
1037

1.65
1.65

1.2

水接触角の測定結果を図４に示す。Nの水接触角は43.0 であったのに対し、SFは103.9 、Eは71.2 、Sは118.8 であった。SFおよびSは90 以上の水接触角を示し、コンクリート表面は撥水性域にある。一方、Eの水接触角は90 未満であり親水性域にある。SFは、シリコン変性ふっ素樹脂の特性である表層に配置さ

3
1
3

供試体の種類

供試体の寸法と数量を表２に、コンクリートの配合
体の粗骨材には2005砕石を用い、アルカリ骨材反応（S）、ブランク（N）を用いた。各種塗布剤の種類と塗抑止性の供試体には反応性粗骨材を用いた。

剤を適用した供試体を40℃のNaCl飽和水溶液に浸漬し、一定期間毎に供試体の長さを測定し、供試体の膨張率を求めた。
デンマーク法では材齢91日後の膨No張率が0.10%以上を膨張性ありと判定することから、試験は供試体の平均膨張率が0.10%以上になった時点で終了とした。

水性ありとして評価した。
3.4.3

保湿性の試験方法

各塗布剤を適用した供試体を20℃/60%RHで気中保管し、1週毎に材齢4週目まで供試体重量を測定し、
価とした。
3.4.4

E

103.9°

71.2°

吸水性の試験方法

No

４． 結果と考察

4.1

2.50

方法にて、塩素の侵入深さを測定した。
3.4.6 アルカリ骨材反応抑止性の試験方法
膨張率試験であるデンマーク法6)を参考に、各塗布で、SFは、他の塗布剤と比べて塩化物イオンの遮断効

0.6

果が大幅に高い結果となった。
この理由としては、吸水

0.4

性試験結果と同様に、撥水性を示す材料が深い領域まで含浸していることにより、水分を介して侵入する塩化0物イオンを遮断していることが考えられる。
SF

1週目

図5

E

2週目

S

3週目

4週目

N

118.8°

43.0°

吸水性

2.70

図4

各種材料の水接触角

細孔へ含浸・充填し被膜化することで、コンクリート中の水分が外部へ放出することを防いでいると考える。

1.00
0.50
0.00

図3

E

S

各種材料の含浸深さ

一方で、SFはEと比較すると僅かに水分が蒸発する

0.00

結果となった。
この差がコンクリートの品質に与えるN

影響については今後の課題として検討が必要であると考える。

供試体の膨張率を図９に示す。材齢91日における膨張率は、Nと比較し、いずれの塗布剤も優れた結果となった。ただし、デンマーク法における膨張性の判定基準である0.10%以上には、いずれの塗布剤も到達してなかったため、アルカリ骨材反応をさらに進行させ、供試体にひび割れが生じるまで試験を継続した。

は 0 . 1 0 %を大きく超えていたが 、S F の 膨 張 率 はS

んどなく、材齢626日時点の膨張率は0.091%であSFの膨張率が長期間低い値を示す理由は、他の

塩素
濃度分布

試験と同様に、撥水性を示す材料が深い領域まで含浸していることにより、劣化要因の一つである水分を遮断する効果に優れ、アルカリ骨材反応を抑制しているためと考えられる。
0.70

1.2

E
1週目

図6

2週目

S
3週目

各種材料の吸水率

N
4週目

0.50

E

0.8

0.5

0.60

SF

1.0

1

S

0.6

N

0.4

0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
-0.10

0.2
0.0

る、
シラン・ふっ素複合系含浸剤を開発した。本材料は各試験において従来の含浸剤と同等以上のコンクリー
トの劣化抑制効果を示し、かつ従来の養生剤と同等の保湿性を示した。
これらの結果より、
コンクリート脱枠後に本材料を適用することで、理想的なコンクリートの水和反応を促し、さらには長期的に劣化因子からコンクリートを保護することが期待できる。
今後も新商品の開発を通じて、広く社会の繁栄に貢献していきたいと考えている。

0

0

10

図8

20

30

40

100

200

300

400

500

600

促進試験日数（日）表面からの深さ/mm

SF

供試体断面の塩素濃度

図9

E

供試体の膨張率

S

参考文献

N

工法 設計施工指針(案)2）土木学会：コンクリートライブラリー標準示方書，施工編
3）土木学会：コンクリートライブラリー標準示方書，基準編
4）
日本工業規格：JIS R 3257 基板ガラス表面の濡れ性試験方法
5）土 木 学 会：コンクリート標 準 示 方 書 ，基 準 編 ，JSCE-G 574 EPMA法によるコンクリート中の元素の面分析方法6）
日本コンクリート工学会：融雪剤によるコンクリート
構造物の劣化研究委員会，
アルカリ骨材反応WG

6． 謝辞

かった。SFは材齢450日以降の膨張率の増加がほとN

図7 供試体断面の塩素濃度分布（画像上部が供試体表層）

SF

制効果とコンクリート脱枠後の養生持続効果を有す

アルカリ骨材反応抑止性

り、極めて高いアルカリ骨材反応抑止性を示した。

1.5

0

4.6

ずれの塗布剤も低い値であった。SF以外の膨張率No25． まとめ従来の表面保護工法が有するコンクリートの劣化抑定を終了した。
この時点の膨張率は、Nと比較し、いへ含浸していることに起因していると考える。
2.581）土木学会：コンクリートライブラリー119，表面保護

0 . 0 5 1 %であり、供 試 体にひび 割 れは生じていなにより、コンクリート内部へ水分の浸入を抑制してい7

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

は塩化物イオンが浸透したと推測する。

材齢331日で、SF以外はひび割れが生じたため測れは、SFおよびSの供試体表面は撥水域にあること

保湿性材料であるシリコン変性ふっ素樹脂がコンクリートの

1.50

E

また、SFはSと比べて水分の浸透抑制効果が優れを確保している様子が示唆された。
これは、SFの構成

2.08

SF

塩素
濃度分布

ると考える。

水分蒸発を抑制する結果となり、型枠脱型後の保湿性

2.00

SF

およびNと比較し、吸水を抑制する結果となった。
こ

保湿性試験の結果を図５に示す。SFはNと比較して、2.98

験ではNと比較すると塩化物イオンの侵入深さに大きNo性を示すが、SFはSよりも深い領域までコンクリート

4.3

なお、Sは塩害対策として多くの実績があるが、本試な差は見られなかった。
これは、
シラン・シロキサン系含各種材料の水分蒸発率ていることがわかる。
これは、SFとSは同程度の撥水

含浸し、Eと同程度の含浸性を示した。

の重量変化から吸水率を求めて吸水性の評価とした。

拠し5)、EPMA法によるコンクリート中の元素の面分析

含浸性

布剤もコンクリートへ含浸を認めた。SFはSよりも深く

3.00

水溶液に6ヵ月間浸漬した。測定はJSCE-G 574に準

N

水接触角

2.70mm、Eは2.98mm、Sは2.08mmと、いずれの塗漬し、1週毎に材齢4週目まで供試体重量を測定し、そ各塗布剤を適用した供試体を20℃の10wt%NaCl

S

含浸深さ試験の結果を図３に示す。SFの含浸深さは3.50

塩化物イオン浸透抑止性の試験方法に示す。E、S、Nの塩素濃度分布は同等であった。一方

0.8

4.4

水接触角

料が充填されないため、本試験のような没液環境下で表層から深さ方向の塩素濃度測定結果を図７、図８

吸水性試験の結果を図６に示す。SFおよびSは、E各塗布剤を適用した供試体を20℃の水道水へ浸

3.4.5

SF

浸剤は細孔表面を疎水化するものであり、細孔には材塩化物イオン浸透抑止性

1.0

0.2

れる。

を測定した。得られた水接触角が90 以上の場合を撥

その重量変化から水分の蒸発率を求めて保湿性の評
3.3

0.5

単位量
（kg/㎥）

4.5

1.4

撥水性の試験方法

蒸留水を用いた静滴法により供試体表面の水接触角

3

吸水性

3.4

3

ン・ふっ素複合系含浸剤（SF）、養生剤（E）、含浸剤

れる含浸剤である。
ブランク（N）
は未塗布である。

普通

減水剤添加率SP/C(%)

JIS R 3257に準拠し4）、各塗布剤の硬化乾燥後に、を表３に示す。
アルカリ骨材反応抑止性以外の供試

り、コンクリート構造物の表面保護工法として用いら

アルカリ骨材反応
抑止性試験

50

細骨材率
s/a
(%)

N数

塗布剤の種類と使用量を表1に示す。塗布剤はシラれている。含浸剤（S）
はシラン・シロキサン系材料であ

普通

3.4.2

３． 性能評価り、
コンクリート構造物の塗布型養生剤として用いら

R1

O

HO

目的

アルカリ骨材反応抑止性

3.1

アルカリ骨材反応抑止性試験以外

水セメント比W/C(%)

いる領域を含浸深さとして測定した。

試験項目と供試体寸法

項目

保湿性

布量を表１に示す。養生剤（E）
はエステル化合物であ

⬇

反応状態

O

HO

表2

撥水性

にアルキル基が固着することで含浸領域が疎水化さ

HO

浸透抑止性、
アルカリ骨材反応抑止性はコンクリート

これらの機能により、主に塩害に対する抑制効果がロキサン結合の網目構造を形成する。表面や空隙壁面

R1

い、保湿性は養生効果を把握する目的、塩化物イオン

含浸性

リゴマーがコンクリート内部へ浸透し、コンクリートとシに湿布や散水などによる養生を行うことが一般的であそれぞれの塗布剤の基本性能を把握する目的で行

図2 シリコン変性ふっ素樹脂系含浸剤

腐食抑制が期待できる。

セメント
種類

撥水性

れたシリコン成分により撥水性を示していると考えら

試験項目を表２に示す。含浸性、撥水性、吸水性は内部側：ふっ素成分

るアルキル基を含有したシランモノマーおよびシランオ

シラン成分いるケースが増加している。

表層側：シリコン成分

幹：ふっ素樹脂化したコンクリートから一定期間は水が蒸発しないようる2)。近年では施工の簡便さから、塗布型の養生剤を用

枝：シリコン樹脂

試験体
の種類

試験項目

の耐久性向上性能を把握する目的として行った。

しかしながら、表面保護工法の多くは、コンクリート1.2 コンクリート建設時の養生

硬化塗膜断面イメージ

２． 開発品の概要

いる1)。

入することが懸念される。

樹脂成分表（主剤）

3.2

4.2

表3 コンクリートの配合

No.

断が有効であり、
コンクリート表面に塗料を被覆または塗布状態の期間はコンクリート内部へ劣化因子が侵塗布剤の種類と使用量

図２に示す。二層目に適用する含浸剤は、ふっ素樹脂

因子（水分、塩化物イオン、二酸化炭素、酸素など）の遮の打設後しばらく経過した後に適用されることから、未表1

6

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

膨 張 率 (％ )1.1 コンクリートの表面保護

本検討の目的5

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

塩素濃 度 /％Development and Performance Evaluation of Silane・Fluorine Composite Impregnants

1.3

4

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

水分蒸発率(％)

１． はじめにシラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

3

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

吸水率(％)

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

含浸深さ(mm)2

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

本開発品は愛知工業大学様、
日本車輛製造株式会
社様との共同研究によって得られた成果です。関係者
各位に深く感謝申し上げます。

コンクリートは、内部鉄筋を取り巻くコンクリートのア
ルカリにより鉄を不動態領域に維持し、半永久的に耐塗料事業部門 構造物塗料事業部
テクニカルサポートグループ
Coating Business Div.
Protective Coatings Dept.
Technical Support Group

力を維持できると期待されていた。
しかしながら、塩害、中性化、アルカリ骨材反応などコンクリートの劣化メカ
ニズムが解明され、環境によっては比較的早期に劣化

関智行

Tomoyuki SEKI

要旨

吉田 新

Arata YOSHIDA

Abstract

コンクリート構造物では、劣化の抑制を目的に表面Surface protection is often applied to concrete

保護工法が多く適用されているが、コンクリートの打設

structures to control deterioration, but since it is

後しばらく経過した後に塗布されることから、未塗布状

applied after some time has passed after concrete is

態の期間にコンクリート内部へ劣化因子が侵入するこ

placed, there is concern that deterioration factorsとが懸念される。一方で、コンクリート構造物の建設時

may penetrate into the concrete during the uncoatedには、型枠脱型後に塗布型の養生剤が用いられること

period. On the other hand, although applied curingがあるが、それらの多くは表面保護工法のような劣化

agents are sometimes used during the construction

因子の侵入を抑制する効果は期待できない。
このよう

of concrete structures after de-framing, most of themに、劣化因子がコンクリート内部へ侵入する期間が存

are not expected to be as eﬀective in preventing the

在することや、一つの構造物に対し、養生剤と表面保護

penetration of degradation factors as the surface

工法の二種類の材料を、異なる時期に施工することにprotection method. Thus, there are concerns about

よる施工費の増加などが課題として挙げられる。

the existence of a period of time during which

そこで著者らは、表面保護工法が有するコンクリート

degradation factors can penetrate into the concrete,の保護機能と養生剤が有する養生効果の双方の機能

and the increase in construction costs due to the useを有するシラン・ふっ素複合系含浸剤を開発したため

of two diﬀerent types of materials for one structure at

本報にて報告する。

diﬀerent times: curing agents and surface protection
methods.
Therefore, the authors have developed asilane/ﬂuorine composite impregnant that has boththe function of protecting concrete with the surface
protection method and the curing eﬀect with thecuring agent, and report the results in this paper.

に至ることが明らかになった。
これらのコンクリート劣化の対策は、外部からの劣化

シリコン変性ふっ素樹脂系含浸剤のイメージ図を種類

使用量（g/㎡）

これらの課題を解決するため、著者らは従来の表面系に分類される。
ふっ素樹脂系含浸剤は、櫛形構造を保護工法が有するコンクリート構造物の劣化抑制効果有するシリコン変性ふっ素ポリオール（主剤成分）とイ

SF

シラン・ふっ素複合系含浸剤

140+80と、
コンクリート型枠脱型後の養生持続効果を有する、

ソシアネート（硬化剤成分）から成る二液形であり、反Eエステル化合物150

シラン・ふっ素複合系含浸剤の検討を行ってきた。双方

応硬化によりウレタン結合を有する被膜を形成する。

S

シラン・シロキサン系

150の機能を有する材料であれば、新設時に適用すること

その被膜の表層には、撥水性を示すシリコン成分が

N

未塗装

─

でコンクリートの養生効果が得られ、さらには劣化因子

多く存在し、被膜内部方向へ濃度勾配を形成する特がコンクリート内部へ侵入する未塗布の期間を削減で長を持つ。
そのため、表面に高い撥水性が付与され、きることで、
より一層コンクリート構造物の耐久性向上

塩化物イオンが付着・堆積しにくくなり、また、降雨にが期待できる。
また、後々に表面保護工を適用する必要よる塩分洗浄効果が見込める。

がないため施工費の削減が見込まれる。

含浸させることによる表面保護工法が多く適用されてコンクリートは主に水、セメント、骨材、混和剤から成り、水とセメントの水和反応によって硬化する。
コンク
リートが所要の品質を確保するには、水とセメントの水和反応を進行させる必要があるため、型枠脱型後に硬シラン・シロキサン系含浸剤の組成を図１に示す。
シラン・ふっ素複合系含浸剤は、2種類の含浸剤から成る。一層目に適用する含浸剤は、
シラン・シロキサン系に分類される。
シラン・シロキサン系含浸剤は、主成分であれ、水分や塩化物イオンの浸透抑制機能が発現する。

しかしながら、塗布型の養生剤には表面保護工法のような劣化因子の侵入を抑制する効果は期待できない。
また、一つの構造物に対し、養生剤と表面保護工法の二種類を、異なる時期に施工することによる施工費の増加も懸念される。

OR2

S

コンクリート成分

OR2

OR2

+

Si

R1
Si

O

Si

あると考えられ、長期にわたりコンクリート中の鉄筋の

Si

O

Si

試験水準

R1
O

Si

R1、R2：アルキル基

図1 シラン・シロキサン系含浸剤

50

44
44

幅300mm 長さ300mm 高さ60mm

塩化物イオン浸透抑止性

φ100mm 高さ200mm

試験方法

3.4.1

含浸性の試験方法

JCSE-K 571に準拠し3)、各塗布剤の硬化乾燥後に、割裂した供試体の断面に散水し、塗布面から撥水して

1

水
W
165

0.5

165

セメント
C
330
330

砕砂
S
805
805

砕石
S

反応性 減水剤
粗骨材
SP

1037
0

0
1037

1.65
1.65

1.2

水接触角の測定結果を図４に示す。Nの水接触角は43.0 であったのに対し、SFは103.9 、Eは71.2 、Sは118.8 であった。SFおよびSは90 以上の水接触角を示し、コンクリート表面は撥水性域にある。一方、Eの水接触角は90 未満であり親水性域にある。SFは、シリコン変性ふっ素樹脂の特性である表層に配置さ

3
1
3

供試体の種類

供試体の寸法と数量を表２に、コンクリートの配合
体の粗骨材には2005砕石を用い、アルカリ骨材反応

剤（S）、
ブランク
（N）を用いた。各種塗布剤の種類と抑止性の供試体には反応性粗骨材を用いた。

剤を適用した供試体を40℃のNaCl飽和水溶液に浸漬し、一定期間毎に供試体の長さを測定し、供試体の膨張率を求めた。
デンマーク法では材齢91日後の膨No張率が0.10%以上を膨張性ありと判定することから、試験は供試体の平均膨張率が0.10%以上になった時点で終了とした。

水性ありとして評価した。
3.4.3

保湿性の試験方法

各塗布剤を適用した供試体を20℃/60%RHで気中保管し、1週毎に材齢4週目まで供試体重量を測定し、
価とした。
3.4.4

E

103.9°

71.2°

吸水性の試験方法

No

４． 結果と考察

4.1

2.50

方法にて、塩素の侵入深さを測定した。
3.4.6 アルカリ骨材反応抑止性の試験方法
膨張率試験であるデンマーク法6)を参考に、各塗布で、SFは、他の塗布剤と比べて塩化物イオンの遮断効

0.6

果が大幅に高い結果となった。
この理由としては、吸水

0.4

性試験結果と同様に、撥水性を示す材料が深い領域まで含浸していることにより、水分を介して侵入する塩化0物イオンを遮断していることが考えられる。
SF

1週目

図5

E

2週目

S

3週目

4週目

N

118.8°

43.0°

吸水性

2.70

図4

各種材料の水接触角

細孔へ含浸・充填し被膜化することで、コンクリート中の水分が外部へ放出することを防いでいると考える。

1.00
0.50
0.00

図3

E

S

各種材料の含浸深さ

一方で、SFはEと比較すると僅かに水分が蒸発する

0.00

結果となった。
この差がコンクリートの品質に与えるN

影響については今後の課題として検討が必要であると考える。

供試体の膨張率を図９に示す。材齢91日における膨張率は、Nと比較し、いずれの塗布剤も優れた結果となった。ただし、デンマーク法における膨張性の判定基準である0.10%以上には、いずれの塗布剤も到達してなかったため、アルカリ骨材反応をさらに進行させ、供試体にひび割れが生じるまで試験を継続した。

は 0 . 1 0 %を大きく超えていたが 、S F の 膨 張 率 はS

んどなく、材齢626日時点の膨張率は0.091%であSFの膨張率が長期間低い値を示す理由は、他の

塩素
濃度分布

試験と同様に、撥水性を示す材料が深い領域まで含浸していることにより、劣化要因の一つである水分を遮断する効果に優れ、アルカリ骨材反応を抑制しているためと考えられる。
0.70

1.2

E
1週目

図6

2週目

S
3週目

各種材料の吸水率

N
4週目

0.50

E

0.8

0.5

0.60

SF

1.0

1

S

0.6

N

0.4

0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
-0.10

0.2
0.0

る、
シラン・ふっ素複合系含浸剤を開発した。本材料は各試験において従来の含浸剤と同等以上のコンクリー
トの劣化抑制効果を示し、かつ従来の養生剤と同等の保湿性を示した。
これらの結果より、
コンクリート脱枠後に本材料を適用することで、理想的なコンクリートの水和反応を促し、さらには長期的に劣化因子からコンクリートを保護することが期待できる。
今後も新商品の開発を通じて、広く社会の繁栄に貢献していきたいと考えている。

0

0

10

図8

20

30

40

100

200

300

400

500

600

促進試験日数（日）表面からの深さ/mm

SF

供試体断面の塩素濃度

図9

E

供試体の膨張率

S

参考文献

N

工法 設計施工指針(案)2）土木学会：コンクリートライブラリー標準示方書，施工編
3）土木学会：コンクリートライブラリー標準示方書，基準編
4）
日本工業規格：JIS R 3257 基板ガラス表面の濡れ性試験方法
5）土 木 学 会：コンクリート標 準 示 方 書 ，基 準 編 ，JSCE-G 574 EPMA法によるコンクリート中の元素の面分析方法6）
日本コンクリート工学会：融雪剤によるコンクリート
構造物の劣化研究委員会，
アルカリ骨材反応WG

6． 謝辞

かった。SFは材齢450日以降の膨張率の増加がほとN

図7 供試体断面の塩素濃度分布（画像上部が供試体表層）

SF

制効果とコンクリート脱枠後の養生持続効果を有す

アルカリ骨材反応抑止性

り、極めて高いアルカリ骨材反応抑止性を示した。

1.5

0

4.6

ずれの塗布剤も低い値であった。SF以外の膨張率No25． まとめ従来の表面保護工法が有するコンクリートの劣化抑定を終了した。
この時点の膨張率は、Nと比較し、いへ含浸していることに起因していると考える。
2.581）土木学会：コンクリートライブラリー119，表面保護

0 . 0 5 1 %であり、供 試 体にひび 割 れは生じていなにより、コンクリート内部へ水分の浸入を抑制してい7

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

は塩化物イオンが浸透したと推測する。

材齢331日で、SF以外はひび割れが生じたため測れは、SFおよびSの供試体表面は撥水域にあること

保湿性材料であるシリコン変性ふっ素樹脂がコンクリートの

1.50

E

また、SFはSと比べて水分の浸透抑制効果が優れを確保している様子が示唆された。
これは、SFの構成

2.08

SF

塩素
濃度分布

ると考える。

水分蒸発を抑制する結果となり、型枠脱型後の保湿性

2.00

SF

およびNと比較し、吸水を抑制する結果となった。
こ

保湿性試験の結果を図５に示す。SFはNと比較して、2.98

験ではNと比較すると塩化物イオンの侵入深さに大きNo性を示すが、SFはSよりも深い領域までコンクリート

4.3

なお、Sは塩害対策として多くの実績があるが、本試な差は見られなかった。
これは、
シラン・シロキサン系含各種材料の水分蒸発率ていることがわかる。
これは、SFとSは同程度の撥水

含浸し、Eと同程度の含浸性を示した。

の重量変化から吸水率を求めて吸水性の評価とした。

拠し5)、EPMA法によるコンクリート中の元素の面分析

含浸性

布剤もコンクリートへ含浸を認めた。SFはSよりも深く

3.00

水溶液に6ヵ月間浸漬した。測定はJSCE-G 574に準

N

水接触角

2.70mm、Eは2.98mm、Sは2.08mmと、いずれの塗漬し、1週毎に材齢4週目まで供試体重量を測定し、そ各塗布剤を適用した供試体を20℃の10wt%NaCl

S

含浸深さ試験の結果を図３に示す。SFの含浸深さは3.50

塩化物イオン浸透抑止性の試験方法に示す。E、S、Nの塩素濃度分布は同等であった。一方

0.8

4.4

水接触角

料が充填されないため、本試験のような没液環境下で表層から深さ方向の塩素濃度測定結果を図７、図８

吸水性試験の結果を図６に示す。SFおよびSは、E各塗布剤を適用した供試体を20℃の水道水へ浸

3.4.5

SF

浸剤は細孔表面を疎水化するものであり、細孔には材塩化物イオン浸透抑止性

1.0

0.2

れる。

を測定した。得られた水接触角が90 以上の場合を撥

その重量変化から水分の蒸発率を求めて保湿性の評
3.3

0.5

単位量
（kg/㎥）

4.5

1.4

撥水性の試験方法

蒸留水を用いた静滴法により供試体表面の水接触角

3

吸水性

3.4

3

シラン・ふっ素複合系含浸剤（SF）、養生剤（E）、含浸

られる含浸剤である。
ブランク（N）
は未塗布である。

普通

減水剤添加率SP/C(%)

JIS R 3257に準拠し4）、各塗布剤の硬化乾燥後に、を表３に示す。
アルカリ骨材反応抑止性以外の供試あり、コンクリート構造物の表面保護工法として用い

アルカリ骨材反応
抑止性試験

50

細骨材率
s/a
(%)

N数

塗布剤剤の種類と使用量を表1に示す。塗布剤はられている。含浸剤（S）
はシラン・シロキサン系材料で

普通

3.4.2

３． 性能評価あり、
コンクリート構造物の塗布型養生剤として用い

R1

O

HO

目的

アルカリ骨材反応抑止性

3.1

アルカリ骨材反応抑止性試験以外

水セメント比W/C(%)

いる領域を含浸深さとして測定した。

試験項目と供試体寸法

項目

保湿性

塗布量を表１に示す。養生剤（E）
はエステル化合物で

⬇

反応状態

O

HO

表2

撥水性

にアルキル基が固着することで含浸領域が疎水化さ

HO

浸透抑止性、
アルカリ骨材反応抑止性はコンクリート

これらの機能により、主に塩害に対する抑制効果がロキサン結合の網目構造を形成する。表面や空隙壁面

R1

い、保湿性は養生効果を把握する目的、塩化物イオン

含浸性

リゴマーがコンクリート内部へ浸透し、コンクリートとシに湿布や散水などによる養生を行うことが一般的であそれぞれの塗布剤の基本性能を把握する目的で行

図2 シリコン変性ふっ素樹脂系含浸剤

腐食抑制が期待できる。

セメント
種類

撥水性

れたシリコン成分により撥水性を示していると考えら

試験項目を表２に示す。含浸性、撥水性、吸水性は内部側：ふっ素成分

るアルキル基を含有したシランモノマーおよびシランオ

シラン成分いるケースが増加している。

表層側：シリコン成分

幹：ふっ素樹脂化したコンクリートから一定期間は水が蒸発しないようる2)。近年では施工の簡便さから、塗布型の養生剤を用

枝：シリコン樹脂

試験体
の種類

試験項目

の耐久性向上性能を把握する目的として行った。

しかしながら、表面保護工法の多くは、コンクリート1.2 コンクリート建設時の養生

硬化塗膜断面イメージ

２． 開発品の概要

いる1)。

入することが懸念される。

樹脂成分表（主剤）

3.2

4.2

表3 コンクリートの配合

No.

断が有効であり、
コンクリート表面に塗料を被覆または塗布状態の期間はコンクリート内部へ劣化因子が侵塗布剤の種類と使用量

図２に示す。二層目に適用する含浸剤は、ふっ素樹脂

因子（水分、塩化物イオン、二酸化炭素、酸素など）の遮の打設後しばらく経過した後に適用されることから、未表1

6

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

膨 張 率 (％ )1.1 コンクリートの表面保護

本検討の目的5

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

塩素濃 度 /％Development and Performance Evaluation of Silane・Fluorine Composite Impregnants

1.3

4

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

水分蒸発率(％)

１． はじめにシラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

3

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

吸水率(％)

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

含浸深さ(mm)2

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

本開発品は愛知工業大学様、
日本車輛製造株式会
社様との共同研究によって得られた成果です。関係者
各位に深く感謝申し上げます。

8

DNTコーティング技報 No.23
報文-1
シラン・ふっ素複合系含浸剤の開発と性能評価

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

5． まとめ参考文献
1）土木学会：コンクリートライブラリー119，表面保護

従来の表面保護工法が有するコンクリートの劣化抑制効果とコンクリート脱枠後の養生持続効果を有す
る、
シラン・ふっ素複合系含浸剤を開発した。本材料は各試験において従来の含浸剤と同等以上のコンクリー
トの劣化抑制効果を示し、かつ従来の養生剤と同等の保湿性を示した。
これらの結果より、
コンクリート脱枠後に本材料を適用することで、理想的なコンクリートの水和反応を促し、さらには長期的に劣化因子からコンクリートを保護することが期待できる。
今後も新商品の開発を通じて、広く社会の繁栄に貢献していきたいと考えている。

本開発品は愛知工業大学様、
日本車輛製造株式会
社様との共同研究によって得られた成果です。関係者
各位に深く感謝申し上げます。

Development of Water-based Base Paint for Automotive Exterior

工法 設計施工指針(案)2）土木学会：コンクリートライブラリー標準示方書，施工編
3）土木学会：コンクリートライブラリー標準示方書，基準編
4）
日本工業規格：JIS R 3257 基板ガラス表面の濡れ性試験方法
5）土 木 学 会：コンクリート標 準 示 方 書 ，基 準 編 ，技術開発部門
開発部 技術開発第二グループ
Technical Development Div. Development Dept.
Technical Development Group 2
技術開発部門
研究部 研究第二グループ
塗膜形成・塗装技術チーム
Technical Development Div. Research Dept.
Research Group2.
Film Formation & Application Technology Team

JSCE-G 574 EPMA法によるコンクリート中の元素小野彩花

Ayaka ONOの面分析方法籠谷

天真

Takamasa KAGOTANI

渡辺淳也

Jyunya WATANABE

6）
日本コンクリート工学会：融雪剤によるコンクリート
構造物の劣化研究委員会，
アルカリ骨材反応WG

6． 謝辞

自動車外装用水性ベース塗料の開発

要旨

Abstract

近年、
自動車塗装業界では、環境問題への対応策

In recent years, the automotive coating industry

として、
ＣＯ２およびＶＯＣ（Volatile organic com-has been developing water-based coatings andpounds : 揮発性有機化合物）削減が盛んに行われimproving these process to reduce CO 2 andている。その手段として、水性塗料の適用、塗装工程

VOCs (volatile organic compounds) as one of

改善が大きな課題となっており、水性塗料開発およthe issues for environmental progress.

び塗装工程改善への取り組みが行われている。

This report describes the development of water-

本報では、
自動車外装材に適用可能な水性ベース

based coatings applicable to automotive body塗料の開発、および当社設備での作業性条件の最panels and various exterior parts, the optimization

適化および作業性幅(温度・湿度)の決定を行った。
まof workability conditions at our facilities, andた、メタリックベース塗料における、
アルミフレーク配

the determination of workability ranges

向性と粘性挙動の関係性について考察した。

(temperature and humidity). It was also discussed
the relationship between aluminum ﬂake
orientation and viscosity behavior in metallic
base coatings.

9

技術開発部門
開発部 技術開発第二グループ
Technical Development Div. Development Dept.
Technical Development Group 2
技術開発部門
研究部 研究第二グループ
塗膜形成・塗装技術チーム
Technical Development Div. Research Dept.
Research Group2.
Film Formation & Application Technology Team小野

彩花

Ayaka ONO

要旨

籠谷

天真

Takamasa KAGOTANI

渡辺淳也

Jyunya WATANABE

Abstract

近年、
自動車塗装業界では、環境問題への対応策

In recent years, the automotive coating industry

として、
ＣＯ２およびＶＯＣ（Volatile organic com-has been developing water-based coatings andpounds : 揮発性有機化合物）削減が盛んに行われimproving these process to reduce CO 2 andている。その手段として、水性塗料の適用、塗装工程

VOCs (volatile organic compounds) as one of

改善が大きな課題となっており、水性塗料開発およthe issues for environmental progress.

び塗装工程改善への取り組みが行われている。

This report describes the development of water-

本報では、
自動車外装材に適用可能な水性ベース

based coatings applicable to automotive body塗料の開発、および当社設備での作業性条件の最panels and various exterior parts, the optimization

適化および作業性幅(温度・湿度)の決定を行った。
まof workability conditions at our facilities, andた、メタリックベース塗料における、
アルミフレーク配

the determination of workability ranges

向性と粘性挙動の関係性について考察した。

(temperature and humidity). It was also discussed
the relationship between aluminum ﬂake
orientation and viscosity behavior in metallic
base coatings.

基本設計

いる。
その手段として、水性塗料の開発、および塗装工

ベース塗料に要求される性能として、高い意匠性の程改善への取り組みが行われている。
また塗装の改他、外装用途に適応した強靭な塗膜耐久性と、プラス

善だけでなく、
インクジェットや金型内で塗装を行うイ

チックのような柔軟な基材上での物性を想定した柔軟

ンモールドコーティングシステム、
フィルム加飾なども性が必要となる。
また、一般的に水性塗料の課題とさ注目されている。

れている耐水性などの基本物性に対しても、溶剤形塗はより微粒化し塗膜外観は向上する。
しかし、吐出され調整し、アルミフレークの配向性およびタレ性を制御

240時間静置後、
クロスカット法にて確認した。

塗装ラインで実用化され、ベルカップと呼ばれるガン先る塗料粒子が微粒化することによって、被塗物に塗着する。
しかし、水性塗料の場合、溶剤変更による揮発端に装着された回転体が塗装時に高速回転し、遠心力する前に飛散し塗着効率が減少する傾向にある。
つま性の調整ができないため、アルミフレークの配向制

塗料

添加種類

静置時粘度上昇率

ブランク

水

基準

J

親水性溶剤

中

K

親水性溶剤

低

L

疎水性溶剤

高

M

疎水性溶剤

中

2.2.3

結果と考察

によって塗料を微粒化できる仕様となっている。塗料はり、塗料の微粒化による塗膜外観および塗着効率の最御には、高擬塑性の粘性挙動制御が必要となる。本

ベルカップ中心から吐出されるため、実質的に吐出され適化は、塗料粘度や塗料固形分（ＮＶ）などの塗料性章では、開発塗料のメタリック塗色の粘性挙動制御

各溶剤の性質と塗料性能

た液滴は遠心力によってカップ円周部へ移動する。
ベル状および塗装方法によって調整する必要がある。

と作業性検討および塗装可能条件の最適化につい

付着性

カップ円周部には同一幅の溝が形成されており、これに塗装パターンは通常のエアスプレーガンを例に取るて報告する。

よって同一形状の塗料液柱を生成し、塗装ムラなど、不と、ガン先中心から液柱となって吐出された塗料が、そ具合が起こりにくくなる仕様となっている。
さらに、生成の周囲にある霧化エアにより微粒化され、左右から放3.3.1

された液柱はシェーピングエアと呼ばれる非常に大きな流量の霧化エアで粒子化させるため、
エアスプレーよ

評価結果について添加溶剤の沸点・ＡＢＳに対する
溶解性および検討塗料の付着性をに示す
（表２）。
表2
沸点

ABS溶解性

未添加

─

─

塗料 A

低

変化なし

90/10075/10060/100塗料 B

高やや溶解状態

100/100

100/100

100/100

一次

耐湿72hr 耐湿240hr

90/10070/10065/100

現在では自動車塗装ラインとして当たり前となって料同等の塗膜性能が求められる。
そのような性能を担

塗料 C

高

溶解状態

100/100

100/100

100/100いる「静電塗装」「回転霧化型塗装機(以下ベルガン)」

保するため、主な樹脂として2種類を用いて塗料を設計

塗料 D

中

膨潤状態

90/10090/100100/100

塗料 E

低

膨潤状態

90/10070/10070/100

は今から50年前の1970年頃から始まったとされ、した。塗膜物性の観点から、
ウレタン樹脂である樹脂Ａ

1990年代には水性メタリックベース塗料が実用化さを選定、作業性の観点からアクリル樹脂である樹脂Ｂれた。
また2007年には現在の自動車塗装の主流であを選定した。
これらの樹脂を塗色によって最適な割合

る中塗り焼付工程を削減した水性3WET方式が導入で配合することによって、顔料濃度の異なるメタリックされたとともに、昨今新たな機能を有する水性塗料の色、ソリッド色での物性、外観を確保している。

開発やカーボンニュートラルの観点から、焼付工程の削減および低温化、さらにボディー/バンパー一体塗装系の導入についての技術検討が精力的に行われて
いる。

2.2

溶剤選定

水性ベースの基本物性を満足させるために、溶剤の塗膜構成中の上塗塗料のうち、ベース塗料の役割選定を行った。溶剤の選定に関しては、樹脂との相溶

としては外観品質を担い、高い意匠性が求められる。

性および安定性、基材付着性、耐湿性などを含む基塗色としては、着色顔料で構成されるソリッド色、アル

本物性を担保可能な溶剤の選定を行う必要がある。

ミニウム片などの鱗片状光輝顔料を含むメタリック色

これらの溶剤選定について、溶剤による下地との付着に分類され、開発においてはこれらの色調を網羅する性および下地の侵食性との関係についての検討結果必要がある。
また、
自動車外装材にはボディー鋼板、
アを報告する。

ルミなどの金属素材およびバンパーやそのほかのプラ2.2.1

スチック部品など、様々な素材が用いられる。本開発

水性ベース塗料の溶剤以外の基本配合に対して、

では、これらの自動車外装材にマルチに対応するベー

溶剤ａ〜ｅを添加し、塗料Ａ〜Ｅを作製した後、ＡＢＳ

ス塗料体系を想定し、各種外装部品に対応できる水基材上にベース塗料、溶剤クリヤー塗料を塗装し、付性ベース塗料を開発した（表1）。

着性評価を行った。
2.2.2

表1 開発塗料の適応範囲
基材

下層塗料

PP樹脂

水性プライマー

ABS樹脂

水性プライマーなし

ボディー鋼板

電着+水性中塗り

アルミ

粉体プライマー

上塗塗料

開発水性
ベース

各素材専用
溶剤クリヤー

表4

3.3.2

実験

検討増粘剤種類

粘性挙動制御として、(A)増粘剤による粘性挙動の塗料の評価として、粘弾性測定装置(MCR-301：

出されるパターンエアによって押しつぶされるように被制御を試みた。
さらに、水性塗料において溶剤が粘性

Antom-Paar社製)を用いて、25℃でのずり速度依存

塗物へ塗着する。
そのため、形成される塗装パターン

へ影響を及ぼすことが知られており1）、（B）溶剤によ性測定を行った。
ずり速度0.1(1/s)、1(1/s)の際のせんは長楕円形状を形成しており、被塗物形状に合わせて断粘度を用いて、粘度変化する塗料の粘度値の比を結果より、溶剤未添加の塗料については、付着性がる粘度調整を試みた。

ガンの塗着効率は約65〜70%程度と高く、その他の利パターン幅を変える仕様となっている。対してベルガン

表す、Thixotropic Index(ＴＩ値)を測定した。
また塗不十分であったのに対し、ＡＢＳ基材に対して、溶解も（A）増粘剤による粘性挙動の制御点として塗装面積が広いことや、比較的均一な粒子径はベルカップの回転による遠心力でベルカップ円周部装機からの吐出時を想定して、高シェアのずり速度

しくは膨潤する効果がある溶剤を添加することによっ増粘剤として、
アルカリ増粘剤、会合型増粘剤を使の塗料粒子が生成可能なことが挙げられる。近年ベル

に液滴が生成される。生成された液滴は、
ガン先端円1000(1/s)の状態から、塗着後を想定した低シェアのて、一次付着および耐湿後の二次付着が向上する傾用し粘性調整を試みた。
その他の増粘剤に関しては、

ガンの動向としては、吐出された粒子のシミュレーショ

周部から出されるパターンエア、および遠心力によって0.1(1/s)へ変化させた際の、粘度回復の挙動を評価し向が見られた。
また、
ＡＢＳ基材に対して溶解による侵安定性などを含む基本物性の観点から、粘性挙動のンやメタリック塗料におけるアルミ顔料の配向性など吐ベルカップの縁まで移動し射出する仕様で、形成するた。
この際の粘度は、400〜500mPa・s程度に調整し食性が強い溶剤がより付着性を向上させる傾向が検討対象として除外した。検証のため、増粘剤ｆ〜ｉを出から塗膜が形成されるまでの評価技術が注目されてパターンはドーナツ型になる。パターンエアおよび霧化て測定を行った。
また、(B)溶剤の検討に関しては、上記あった。
これは基材表面を溶剤溶解または膨潤したこ

樹脂、顔料などが含まれるメタリック塗料の基本配合いる。ベルガン以外の塗装機の動向としては、さらなるエアの増減によるパターン形成への影響のうち、霧化エ

測定に加えて、溶剤を添加し塗料作製した後、25℃条とにより、付着性が向上したと予測できる。ただし、樹に対して添加した塗料Ｆ〜Ｉを調製した。
この際、増粘塗着効率の向上など、塗装工程改善およびコスト低減

アの増加は塗装パターンが均一化された形状となり、件でせん断速度を0.1(1/s)から10000(1/s)へ変化さ

脂基材に対する侵食性を付与することによって基材剤ｆ、増粘剤ｇについてはアルカリ増粘剤、増粘剤ｈ、を目的にした塗装機が注目されている。

パターンエアの増加は中心部が薄くなる傾向にある。

増粘剤ｉについては会合型増粘剤を用いた(表3)。
ませた際の粘度変化の測定および周波数1Hz、歪み

これらの傾向を基に実験条件の最適化を行った。

た、表3中に塗料作製時の静置時の粘度上昇率につ0.01〜100%における歪み依存性測定からtanδ(損いて記載した。
これらの塗料を塗装機に応じた粘度に

失正接=損失弾性率 Gʼʼ/貯蔵弾性率Gʼ)を求めた。

調整し、エアスプレーで水平面へ塗装、またベルガン

塗膜外観の評価として、塗装時の粘度は塗装機にで静電塗装により垂直面へ塗装して得られた乾燥塗対応する最適の粘度で行い、膜厚は10μmとした。次膜を用いて外観評価を行った。
この際、垂直面の塗装に塗装ムラおよびアルミフレークの配向性の評価につ割れを引き起こす場合が予測され、様々な下地樹脂

当社では2020年7月に、コーティング技術センター

基材への付着とその影響を考慮した溶剤種、添加量(Coating Technology Center : ＣＴＣ)が設立され、の選定が必要となる。

温度・湿度を調整可能な液体塗装ブースや前述したベ
ルガン、静電スプレーガン、低圧霧化ガンの3種の塗装

３． 作業性実験
3.1

作業性実験設備および装置

近年の自動車塗装は、生産効率を考えた産業用ロ
ボットによる無人塗装や環境面を配慮した静電塗装に

まず、溶剤のＡＢＳ基材に対する侵食性の評価をよる高塗着効率塗装が主流となっている。静電塗装の行った。検討溶剤をＡＢＳ基材に滴下し、室温で一定

概要として、
ロボット先端に取り付けた塗装ガン内で予時間放置後、
ふき取りを行いＡＢＳに対する溶解性のめ塗料にマイナスの電荷を付加し、塗装対象となる被評価を行った。

塗物にアースを確保することで、マイナスへ印加された塗膜の評価方法として、一次付着性は、
クロスカット

塗料は静電気的に被塗物へ塗着する。
そのため静電塗法(2mm幅、100マス目の残存数)にて確認した。耐湿装は非静電塗装に比べ塗着効率を向上させることがで

3.3

開発塗料の作業性ガンを備えた、液体塗装ロボットを配備しており、さらに前述した設備および塗装機を用いて、開発した水液体レシプロ機、粉体塗装設備やインクジェットプリン

性ベース塗料の作業性試験を行った。ベース塗料にについてはタレ性の評価も行った。

いては角度色差計(BYK-mac I:BYK-Gardner社)を

ター、インモールドコーティングシステムを完備していおいて重要とされる意匠性は、同一塗料でも、使用用いて、15 、25 、45 、75 、110 の明度(L*)を測定し、る。
また、液体塗装ブース、粉体塗装ブース、大型乾燥する塗装機や塗装条件によって大きく異なる。
また、

表3

炉間がコンベアで繋がっており、実際の工場塗装ライベース塗料の塗色の中でも、鱗片状のアルミフレー

未添加ンと同じ塗装条件が再現可能である2）。

クが含まれているメタリック塗料では、角度によってアルカリ増粘剤

3.2

実験条件の最適化

前述した通り、ベルガンはガン先端のベルカップの回転や霧化エアにより塗料の微粒化がなされている。
これらに使用する回転数およびエア量が高いほど、塗料に与えるせん断力が強くなり、生成される液滴を変形、分裂させる作用が強まる。
それによって、塗料粒子

反射光の異なる塗膜を形成し、メタリック感と呼ばれる意匠性を表現できる。高意匠なメタリック塗膜

会合型増粘剤

検討増粘剤種類

3.3.3

結果と考察

フロップインデックス(ＦＩ)を用いて評価した。
ＦＩの算

塗料の場合、溶剤形塗料と比較して塗着後のＮＶ上（A）
増粘剤による粘性挙動の制御

昇が極めて遅いことが知られている。そのため、本結各塗料においての結果を示す（図3、図4）。図3に塗果の粘度挙動は、塗装直後を想定した数秒後までの料Ｆ〜ＩのＴＩ値および塗膜形成後の目視での外観、色粘度回復がそのまま乾燥後の塗膜外観へ寄与したと差計によるＦＩ値、
プレヒート後のタレの長さ、図4にベ推察できる。

ルガン塗装粘度でのレオメーター測定による塗料の粘(B)溶剤による粘性調整

度挙動を示す。

各塗料においての結果を示す（図５、図６）。図5に

評価方法

りも微粒化効果が大きく、外観が良くなりやすい。ベル

実験

評価方法

作製した塗料について、(A)と同様に評価した。

■FI値(エアスプレー塗装)■FI値(ベルガン塗装)
・ 4.2

・ 4.0

・ 3.7

15

目視外観
スプレー塗装/ベルガン塗装
タレの長さ

塗料 G

塗料 H

塗料 I

○/○

×/×

△/△

○/◎

0mm

10mm以上

0mm

0mm

図3

試験結果

塗料 F
ずり速度
1000（1/s）

塗料 G

塗料 H

次にひずみ依存性の結果を示す（図7）。
この結果加した溶剤種によって、粘性挙動に違いがでることがからひずみ依存性の測定において、ＦＩ値が高く、目視確認できた。塗料Ｊのクレーターに関しては、塗料塗外観に優れる塗料Ｌのような塗料は、tanδの値が小着後の粘度回復が遅く、回復が起こらないまま、塗装

さい弾性支配の傾向が見られた。

時 間（秒）

塗料の粘度挙動

静置時の粘度上昇率
基準

塗料 F

高

塗料 G

中

ガンでは同様の傾向が見られた。塗料評価、塗膜評

塗料 H

中

塗料 I

低

価の結果からアルミフレークの配向性およびタレ性にを得るためには、
アルミフレークを均一に配向させ散（B）溶剤による粘度調整

乱光を抑えることが必要であり、塗装時の霧化、粘塗 料中の溶 剤によって粘 度 調 整を試みた。検 証式1 ＦＩの計算式

度変化、体積収縮の過程でアルミフレークの配向をのため、溶剤ｊ〜ｍを樹脂、顔料などを含むメタリッ

また、作業性については、垂直塗りのタレ性評価とし均一に制御する。溶剤形塗料では、様々な沸点や蒸ク塗料に添加した塗料Ｊ〜Ｍを調製した。なお、溶て、PP板に、直径10.5mm幅の穴を設け、発生したタレ

発速度の有機溶剤を組み合わすことにより、塗装時

剤ｊ、ｋについては親水性溶剤、溶剤ｌ、溶剤ｍにつの長さを評価した。

および塗装後の溶剤揮散・揮発に伴う粘度の変化をいては疎水性溶剤を用いて実験を行った（表4）。

料Jおよびブランク塗料を比較にせん断速度上昇時の図6で示した粘性挙動としては、類似の挙動を取るこ

粘度変化を測定した（図8）。塗料Ｌの方が、塗料Ｊととが読み取れる。
そこで塗着3分後の塗着ＮＶを比較比較して、低シェア時の粘度が高く、高シェア時の粘したところ、塗装時の塗料ＮＶは同じであったが、塗料度は低くなることが読み取れる。
このことから、塗料ＬＪに比べて塗料Ｋは3%程度高い塗着ＮＶであることの方が塗料Ｊと比較して微粒化が良好であると予測がわかった。
このことから、水性塗料の溶剤についてできる。
これは、溶剤lが溶媒である水中より樹脂界面

も、塗料の粘度回復に揮発速度や塗装機より吐出さに多く存在し、相互作用することにより、低シェア時のれる塗料粒子の微粒化効果を考慮する必要がある。

粘度上昇に寄与し、緩やかな相互作用がシェア上昇

・ 3.5

値の絶対量では差は見られたが、エアスプレーとベル

関しては、塗料の粘度挙動に起因することが示唆され

・ 2.9

15.0

・ 2.7

時に切れることで高シェア時の粘度下降が起こったと

・ 3.2

5.0

考えられる。
このことより、塗着時の回復粘度だけでな

4.0

く、微粒化が塗膜外観に寄与していることが示唆され

3.0

た。

2.0
1.0

図３の結果から、エアスプレーとベルガンによるＦＩ塗料

F I=2.69 (L* 15 −L 110 ) 1.11 ／L 45 0.86

こったと考えられる。
しかしながら、塗料Ｊと塗料Ｋは

20.0

ブランク

出式を示す
（式1）。

この目視外観に優れる塗料Lと目視外観の劣る塗

・TI値

10.0

目視 外 観
スプレー塗装/ベルガン塗装
タレの長さ

塗料 J

塗料 K

塗料 L

塗料 M

×＊/×＊

△/△

○/○

△/△

0mm

5mm

5mm

0mm

0.0

増粘剤や溶剤を用いた粘性調整の手法により塗料を本開発で得られた知見は、自動車分野のみならず、環ひずみ（％）

図6 回復粘度測定

中の積層が起こり、クレーターなどの外観不良が起■FI値(ベルガン塗装)

脂選定と比率の最適化、溶剤選定による物性確保、

時 間（秒）

ん断速度依存性の粘度回復を示した。その結果、添■FI値(エアスプレー塗装)

水性ベース塗料の開発を行った。塗料配合として、樹開発し、温度湿度に対する塗装可能範囲を設定した。

にベルガン塗装粘度でのレオメーター測定による、せ塗料 I

今回様々な下地への付着性を有する自動車外装用

ずり速度
0 . 1（1/s）

3.0

0.0

図7 ひずみ依存性技法No.3、(2003)
2）塗料事業部門,技術開発部門,スペシャリティ事業
部門:DNTコーティング技報No.20,(2020)3）Hans-Joachim Streitberger, Karl-Fredrich:
せん断速度（1/s）

図8 せん断速度上昇時の粘度変化（せん断速度依存性）
3.3.4 開発塗料の作業性
前述の手法を用いて最適化した水性ベース塗料について、作業性幅を決定した（図９）。

これらの結果から、溶剤選定は2章で述べた物性に対して溶剤の与える影響と、粘性に与える影響の両方の観点からの選定が必要となる。

試験結果を与えると考えられるが、ＴＩ値については本来のチク
ソトロピックの意味である時間依存性を含まない値でを決定できると断定するのは極めて困難である。水性

塗料の水性化に活かせると予測できる。

1）佐野秀二,大柴雅紀,石原真興：DNTコーティング

た。
ＴＩ値についてもアルミ配向性およびタレ性に影響あるため、ＴＩ値のみによってアルミフレークの配向性

境対応の観点から、様々な分野で活発に進んでいる

５．
引用文献

＊装着跡、クレーター図515

4． まとめ塗料 M

観、色差計によるＦＩ値、
プレヒート後のタレ長さ、図6

ずり速度
0 . 1（1/s）

図4

塗料 L

4.0

1.0

塗料 F

ずり速度
1000（1/s）

塗料 K

5.0

2.0

・ 1.6

10

塗料Ｊ〜ＭのＴＩ値および塗膜形成後の目視での外

・TI値

20

塗料 J

tanδ
（−）

応策として、
ＣＯ２およびＶＯＣ削減が盛んに行われて2.1

きる。特に静電塗装の中でもベルガンは多くの自動車

14

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

せん断粘度（mPa・s）

現在、自動車塗装業界において、環境問題への対性については、50℃、95％RH条件下で72時間および

13

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

せん断粘度(Pa・s)

Development of Water-based Base Paint for Automotive Exterior

２． 塗料開発

12

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

TI値

１． 自動車塗装

自動車外装用水性ベース塗料の開発

11

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

FI値

10

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

TI値

9

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

FI値

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

せん断粘度(Pa・s)

8

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

図9

開発メタリック塗料の塗装可能範囲

Automotive Paints and Coating,P181(2008)

16

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

参考文献

17

技術開発部門
開発部 技術開発第二グループ
Technical Development Div. Development Dept.
Technical Development Group 2
技術開発部門
研究部 研究第二グループ
塗膜形成・塗装技術チーム
Technical Development Div. Research Dept.
Research Group2.
Film Formation & Application Technology Team小野

彩花

Ayaka ONO

要旨

籠谷

天真

Takamasa KAGOTANI

渡辺淳也

Jyunya WATANABE

Abstract

近年、
自動車塗装業界では、環境問題への対応策

In recent years, the automotive coating industry

として、
ＣＯ２およびＶＯＣ（Volatile organic com-has been developing water-based coatings andpounds : 揮発性有機化合物）削減が盛んに行われimproving these process to reduce CO 2 andている。その手段として、水性塗料の適用、塗装工程

VOCs (volatile organic compounds) as one of

改善が大きな課題となっており、水性塗料開発およthe issues for environmental progress.

び塗装工程改善への取り組みが行われている。

This report describes the development of water-

本報では、
自動車外装材に適用可能な水性ベース

based coatings applicable to automotive body塗料の開発、および当社設備での作業性条件の最panels and various exterior parts, the optimization

適化および作業性幅(温度・湿度)の決定を行った。
まof workability conditions at our facilities, andた、メタリックベース塗料における、
アルミフレーク配

the determination of workability ranges

向性と粘性挙動の関係性について考察した。

(temperature and humidity). It was also discussed
the relationship between aluminum ﬂake
orientation and viscosity behavior in metallic
base coatings.

基本設計

いる。
その手段として、水性塗料の開発、および塗装工

ベース塗料に要求される性能として、高い意匠性の程改善への取り組みが行われている。
また塗装の改他、外装用途に適応した強靭な塗膜耐久性と、プラス

善だけでなく、
インクジェットや金型内で塗装を行うイ

チックのような柔軟な基材上での物性を想定した柔軟

ンモールドコーティングシステム、
フィルム加飾なども性が必要となる。
また、一般的に水性塗料の課題とさ注目されている。

れている耐水性などの基本物性に対しても、溶剤形塗はより微粒化し塗膜外観は向上する。
しかし、吐出され調整し、アルミフレークの配向性およびタレ性を制御

240時間静置後、
クロスカット法にて確認した。

塗装ラインで実用化され、ベルカップと呼ばれるガン先る塗料粒子が微粒化することによって、被塗物に塗着する。
しかし、水性塗料の場合、溶剤変更による揮発端に装着された回転体が塗装時に高速回転し、遠心力する前に飛散し塗着効率が減少する傾向にある。
つま性の調整ができないため、アルミフレークの配向制

塗料

添加種類

静置時粘度上昇率

ブランク

水

基準

J

親水性溶剤

中

K

親水性溶剤

低

L

疎水性溶剤

高

M

疎水性溶剤

中

2.2.3

結果と考察

によって塗料を微粒化できる仕様となっている。塗料はり、塗料の微粒化による塗膜外観および塗着効率の最御には、高擬塑性の粘性挙動制御が必要となる。本

ベルカップ中心から吐出されるため、実質的に吐出され適化は、塗料粘度や塗料固形分（ＮＶ）などの塗料性章では、開発塗料のメタリック塗色の粘性挙動制御

各溶剤の性質と塗料性能

た液滴は遠心力によってカップ円周部へ移動する。
ベル状および塗装方法によって調整する必要がある。

と作業性検討および塗装可能条件の最適化につい

付着性

カップ円周部には同一幅の溝が形成されており、これに塗装パターンは通常のエアスプレーガンを例に取るて報告する。

よって同一形状の塗料液柱を生成し、塗装ムラなど、不と、ガン先中心から液柱となって吐出された塗料が、そ具合が起こりにくくなる仕様となっている。
さらに、生成の周囲にある霧化エアにより微粒化され、左右から放3.3.1

された液柱はシェーピングエアと呼ばれる非常に大きな流量の霧化エアで粒子化させるため、
エアスプレーよ

評価結果について添加溶剤の沸点・ＡＢＳに対する
溶解性および検討塗料の付着性をに示す
（表２）。
表2
沸点

ABS溶解性

未添加

─

─

塗料 A

低

変化なし

90/10075/10060/100塗料 B

高やや溶解状態

100/100

100/100

100/100

一次

耐湿72hr 耐湿240hr

90/10070/10065/100

現在では自動車塗装ラインとして当たり前となって料同等の塗膜性能が求められる。
そのような性能を担

塗料 C

高

溶解状態

100/100

100/100

100/100いる「静電塗装」「回転霧化型塗装機(以下ベルガン)」

保するため、主な樹脂として2種類を用いて塗料を設計

塗料 D

中

膨潤状態

90/10090/100100/100

塗料 E

低

膨潤状態

90/10070/10070/100

は今から50年前の1970年頃から始まったとされ、した。塗膜物性の観点から、
ウレタン樹脂である樹脂Ａ

1990年代には水性メタリックベース塗料が実用化さを選定、作業性の観点からアクリル樹脂である樹脂Ｂれた。
また2007年には現在の自動車塗装の主流であを選定した。
これらの樹脂を塗色によって最適な割合

る中塗り焼付工程を削減した水性3WET方式が導入で配合することによって、顔料濃度の異なるメタリックされたとともに、昨今新たな機能を有する水性塗料の色、ソリッド色での物性、外観を確保している。

開発やカーボンニュートラルの観点から、焼付工程の削減および低温化、さらにボディー/バンパー一体塗装系の導入についての技術検討が精力的に行われて
いる。

2.2

溶剤選定

水性ベースの基本物性を満足させるために、溶剤の塗膜構成中の上塗塗料のうち、ベース塗料の役割選定を行った。溶剤の選定に関しては、樹脂との相溶

としては外観品質を担い、高い意匠性が求められる。

性および安定性、基材付着性、耐湿性などを含む基塗色としては、着色顔料で構成されるソリッド色、アル

本物性を担保可能な溶剤の選定を行う必要がある。

ミニウム片などの鱗片状光輝顔料を含むメタリック色

これらの溶剤選定について、溶剤による下地との付着に分類され、開発においてはこれらの色調を網羅する性および下地の侵食性との関係についての検討結果必要がある。
また、
自動車外装材にはボディー鋼板、
アを報告する。

ルミなどの金属素材およびバンパーやそのほかのプラ2.2.1

スチック部品など、様々な素材が用いられる。本開発

水性ベース塗料の溶剤以外の基本配合に対して、

では、これらの自動車外装材にマルチに対応するベー

溶剤ａ〜ｅを添加し、塗料Ａ〜Ｅを作製した後、ＡＢＳ

ス塗料体系を想定し、各種外装部品に対応できる水基材上にベース塗料、溶剤クリヤー塗料を塗装し、付性ベース塗料を開発した（表1）。

着性評価を行った。
2.2.2

表1 開発塗料の適応範囲
基材

下層塗料

PP樹脂

水性プライマー

ABS樹脂

水性プライマーなし

ボディー鋼板

電着+水性中塗り

アルミ

粉体プライマー

上塗塗料

開発水性
ベース

各素材専用
溶剤クリヤー

検討増粘剤種類

粘性挙動制御として、(A)増粘剤による粘性挙動の塗料の評価として、粘弾性測定装置(MCR-301：

出されるパターンエアによって押しつぶされるように被制御を試みた。
さらに、水性塗料において溶剤が粘性

Antom-Paar社製)を用いて、25℃でのずり速度依存

塗物へ塗着する。
そのため、形成される塗装パターン

へ影響を及ぼすことが知られており1）、（B）溶剤によ性測定を行った。
ずり速度0.1(1/s)、1(1/s)の際のせんは長楕円形状を形成しており、被塗物形状に合わせて断粘度を用いて、粘度変化する塗料の粘度値の比を結果より、溶剤未添加の塗料については、付着性がる粘度調整を試みた。

ガンの塗着効率は約65〜70%程度と高く、その他の利パターン幅を変える仕様となっている。対してベルガン

表す、Thixotropic Index(ＴＩ値)を測定した。
また塗不十分であったのに対し、ＡＢＳ基材に対して、溶解も（A）増粘剤による粘性挙動の制御点として塗装面積が広いことや、比較的均一な粒子径はベルカップの回転による遠心力でベルカップ円周部装機からの吐出時を想定して、高シェアのずり速度

しくは膨潤する効果がある溶剤を添加することによっ増粘剤として、
アルカリ増粘剤、会合型増粘剤を使の塗料粒子が生成可能なことが挙げられる。近年ベル

に液滴が生成される。生成された液滴は、
ガン先端円1000(1/s)の状態から、塗着後を想定した低シェアのて、一次付着および耐湿後の二次付着が向上する傾用し粘性調整を試みた。
その他の増粘剤に関しては、

ガンの動向としては、吐出された粒子のシミュレーショ

周部から出されるパターンエア、および遠心力によって0.1(1/s)へ変化させた際の、粘度回復の挙動を評価し向が見られた。
また、
ＡＢＳ基材に対して溶解による侵安定性などを含む基本物性の観点から、粘性挙動のンやメタリック塗料におけるアルミ顔料の配向性など吐ベルカップの縁まで移動し射出する仕様で、形成するた。
この際の粘度は、400〜500mPa・s程度に調整し食性が強い溶剤がより付着性を向上させる傾向が検討対象として除外した。検証のため、増粘剤ｆ〜ｉを出から塗膜が形成されるまでの評価技術が注目されてパターンはドーナツ型になる。パターンエアおよび霧化て測定を行った。
また、(B)溶剤の検討に関しては、上記あった。
これは基材表面を溶剤溶解または膨潤したこ

樹脂、顔料などが含まれるメタリック塗料の基本配合いる。ベルガン以外の塗装機の動向としては、さらなるエアの増減によるパターン形成への影響のうち、霧化エ

測定に加えて、溶剤を添加し塗料作製した後、25℃条とにより、付着性が向上したと予測できる。ただし、樹に対して添加した塗料Ｆ〜Ｉを調製した。
この際、増粘塗着効率の向上など、塗装工程改善およびコスト低減

アの増加は塗装パターンが均一化された形状となり、件でせん断速度を0.1(1/s)から10000(1/s)へ変化さ

脂基材に対する侵食性を付与することによって基材剤ｆ、増粘剤ｇについてはアルカリ増粘剤、増粘剤ｈ、を目的にした塗装機が注目されている。

パターンエアの増加は中心部が薄くなる傾向にある。

増粘剤ｉについては会合型増粘剤を用いた(表3)。
ませた際の粘度変化の測定および周波数1Hz、歪み

これらの傾向を基に実験条件の最適化を行った。

た、表3中に塗料作製時の静置時の粘度上昇率につ0.01〜100%における歪み依存性測定からtanδ(損いて記載した。
これらの塗料を塗装機に応じた粘度に

失正接=損失弾性率 Gʼʼ/貯蔵弾性率Gʼ)を求めた。

調整し、エアスプレーで水平面へ塗装、またベルガン

塗膜外観の評価として、塗装時の粘度は塗装機にで静電塗装により垂直面へ塗装して得られた乾燥塗対応する最適の粘度で行い、膜厚は10μmとした。次膜を用いて外観評価を行った。
この際、垂直面の塗装に塗装ムラおよびアルミフレークの配向性の評価につ割れを引き起こす場合が予測され、様々な下地樹脂

当社では2020年7月に、コーティング技術センター

基材への付着とその影響を考慮した溶剤種、添加量(Coating Technology Center : ＣＴＣ)が設立され、の選定が必要となる。

温度・湿度を調整可能な液体塗装ブースや前述したベ
ルガン、静電スプレーガン、低圧霧化ガンの3種の塗装

３． 作業性実験
3.1

作業性実験設備および装置

近年の自動車塗装は、生産効率を考えた産業用ロ
ボットによる無人塗装や環境面を配慮した静電塗装に

まず、溶剤のＡＢＳ基材に対する侵食性の評価をよる高塗着効率塗装が主流となっている。静電塗装の行った。検討溶剤をＡＢＳ基材に滴下し、室温で一定

概要として、
ロボット先端に取り付けた塗装ガン内で予時間放置後、
ふき取りを行いＡＢＳに対する溶解性のめ塗料にマイナスの電荷を付加し、塗装対象となる被評価を行った。

塗物にアースを確保することで、マイナスへ印加された塗膜の評価方法として、一次付着性は、
クロスカット

塗料は静電気的に被塗物へ塗着する。
そのため静電塗法(2mm幅、100マス目の残存数)にて確認した。耐湿装は非静電塗装に比べ塗着効率を向上させることがで

3.3

開発塗料の作業性ガンを備えた、液体塗装ロボットを配備しており、さらに前述した設備および塗装機を用いて、開発した水液体レシプロ機、粉体塗装設備やインクジェットプリン

性ベース塗料の作業性試験を行った。ベース塗料にについてはタレ性の評価も行った。

いては角度色差計(BYK-mac I:BYK-Gardner社)を

ター、インモールドコーティングシステムを完備していおいて重要とされる意匠性は、同一塗料でも、使用用いて、15 、25 、45 、75 、110 の明度(L*)を測定し、る。
また、液体塗装ブース、粉体塗装ブース、大型乾燥する塗装機や塗装条件によって大きく異なる。
また、

表3

炉間がコンベアで繋がっており、実際の工場塗装ライベース塗料の塗色の中でも、鱗片状のアルミフレー

未添加ンと同じ塗装条件が再現可能である2）。

クが含まれているメタリック塗料では、角度によってアルカリ増粘剤

3.2

実験条件の最適化

前述した通り、ベルガンはガン先端のベルカップの回転や霧化エアにより塗料の微粒化がなされている。
これらに使用する回転数およびエア量が高いほど、塗料に与えるせん断力が強くなり、生成される液滴を変形、分裂させる作用が強まる。
それによって、塗料粒子

反射光の異なる塗膜を形成し、メタリック感と呼ばれる意匠性を表現できる。高意匠なメタリック塗膜

会合型増粘剤

検討増粘剤種類

結果と考察

フロップインデックス(ＦＩ)を用いて評価した。
ＦＩの算

塗料の場合、溶剤形塗料と比較して塗着後のＮＶ上（A）
増粘剤による粘性挙動の制御

昇が極めて遅いことが知られている。そのため、本結各塗料においての結果を示す（図3、図4）。図3に塗果の粘度挙動は、塗装直後を想定した数秒後までの料Ｆ〜ＩのＴＩ値および塗膜形成後の目視での外観、色粘度回復がそのまま乾燥後の塗膜外観へ寄与したと差計によるＦＩ値、
プレヒート後のタレの長さ、図4にベ推察できる。

ルガン塗装粘度でのレオメーター測定による塗料の粘(B)溶剤による粘性調整

度挙動を示す。

各塗料においての結果を示す（図５、図６）。図5に

評価方法

りも微粒化効果が大きく、外観が良くなりやすい。ベル

実験

評価方法

表4

3.3.2

実験

3.3.3

作製した塗料について、(A)と同様に評価した。

■FI値(エアスプレー塗装)■FI値(ベルガン塗装)
・ 4.2

・ 4.0

・ 3.7

15

目視外観
スプレー塗装/ベルガン塗装
タレの長さ

3)

塗料 G

塗料 H

塗料 I

○/○

×/×

△/△

○/◎

0mm

10mm以上

0mm

0mm

図3

試験結果

塗料 F
ずり速度
1000（1/s）

塗料 G

塗料 H

次にひずみ依存性の結果を示す（図7）。
この結果加した溶剤種によって、粘性挙動に違いがでることがからひずみ依存性の測定において、ＦＩ値が高く、目視確認できた。塗料Ｊのクレーターに関しては、塗料塗外観に優れる塗料Ｌのような塗料は、tanδの値が小着後の粘度回復が遅く、回復が起こらないまま、塗装

さい弾性支配の傾向が見られた。

時 間（秒）

塗料の粘度挙動

静置時の粘度上昇率
基準

塗料 F

高

塗料 G

中

ガンでは同様の傾向が見られた。塗料評価、塗膜評

塗料 H

中

塗料 I

低

価の結果からアルミフレークの配向性およびタレ性に

F I=2.69 (L* 15 −L 110 ) 1.11 ／L 45 0.86を得るためには、
アルミフレークを均一に配向させ散（B）溶剤による粘度調整

乱光を抑えることが必要であり、塗装時の霧化、粘塗 料中の溶 剤によって粘 度 調 整を試みた。検 証式1 ＦＩの計算式

度変化、体積収縮の過程でアルミフレークの配向をのため、溶剤ｊ〜ｍを樹脂、顔料などを含むメタリッ

また、作業性については、垂直塗りのタレ性評価とし均一に制御する。溶剤形塗料では、様々な沸点や蒸ク塗料に添加した塗料Ｊ〜Ｍを調製した。なお、溶て、PP板に、直径10.5mm幅の穴を設け、発生したタレ

発速度の有機溶剤を組み合わすことにより、塗装時

剤ｊ、ｋについては親水性溶剤、溶剤ｌ、溶剤ｍにつの長さを評価した。

および塗装後の溶剤揮散・揮発に伴う粘度の変化をいては疎水性溶剤を用いて実験を行った（表4）。

料Jおよびブランク塗料を比較にせん断速度上昇時の図6で示した粘性挙動としては、類似の挙動を取るこ

粘度変化を測定した（図8）。塗料Ｌの方が、塗料Ｊととが読み取れる。
そこで塗着3分後の塗着ＮＶを比較比較して、低シェア時の粘度が高く、高シェア時の粘したところ、塗装時の塗料ＮＶは同じであったが、塗料度は低くなることが読み取れる。
このことから、塗料ＬＪに比べて塗料Ｋは3%程度高い塗着ＮＶであることの方が塗料Ｊと比較して微粒化が良好であると予測がわかった。
このことから、水性塗料の溶剤についてできる。
これは、溶剤lが溶媒である水中より樹脂界面

も、塗料の粘度回復に揮発速度や塗装機より吐出さに多く存在し、相互作用することにより、低シェア時のれる塗料粒子の微粒化効果を考慮する必要がある。

粘度上昇に寄与し、緩やかな相互作用がシェア上昇

・ 3.5

値の絶対量では差は見られたが、エアスプレーとベル

関しては、塗料の粘度挙動に起因することが示唆され

・ 2.9

15.0

・ 2.7

時に切れることで高シェア時の粘度下降が起こったと

・ 3.2

5.0

考えられる。
このことより、塗着時の回復粘度だけでな

4.0

く、微粒化が塗膜外観に寄与していることが示唆され

3.0

た。

2.0
1.0

図３の結果から、エアスプレーとベルガンによるＦＩ

塗料

出式を示す
（式1） 。

こったと考えられる。
しかしながら、塗料Ｊと塗料Ｋは

20.0

ブランク

3)

この目視外観に優れる塗料Lと目視外観の劣る塗

・TI値

10.0

目視 外 観
スプレー塗装/ベルガン塗装
タレの長さ

塗料 J

塗料 K

塗料 L

塗料 M

×＊/×＊

△/△

○/○

△/△

0mm

5mm

5mm

0mm

0.0

増粘剤や溶剤を用いた粘性調整の手法により塗料を本開発で得られた知見は、自動車分野のみならず、環ひずみ（％）

図6 回復粘度測定

中の積層が起こり、クレーターなどの外観不良が起■FI値(ベルガン塗装)

脂選定と比率の最適化、溶剤選定による物性確保、

時 間（秒）

ん断速度依存性の粘度回復を示した。その結果、添■FI値(エアスプレー塗装)

水性ベース塗料の開発を行った。塗料配合として、樹開発し、温度湿度に対する塗装可能範囲を設定した。

にベルガン塗装粘度でのレオメーター測定による、せ塗料 I

今回様々な下地への付着性を有する自動車外装用

ずり速度
0 . 1（1/s）

3.0

0.0

図7 ひずみ依存性技法No.3、(2003)
2）塗料事業部門,技術開発部門,スペシャリティ事業
部門:DNTコーティング技報No.20,(2020)3）Hans-Joachim Streitberger, Karl-Fredrich:
せん断速度（1/s）

図8 せん断速度上昇時の粘度変化（せん断速度依存性）
3.3.4 開発塗料の作業性
前述の手法を用いて最適化した水性ベース塗料について、作業性幅を決定した（図９）。

これらの結果から、溶剤選定は2章で述べた物性に対して溶剤の与える影響と、粘性に与える影響の両方の観点からの選定が必要となる。

試験結果を与えると考えられるが、ＴＩ値については本来のチク
ソトロピックの意味である時間依存性を含まない値でを決定できると断定するのは極めて困難である。水性

塗料の水性化に活かせると予測できる。

1）佐野秀二,大柴雅紀,石原真興：DNTコーティング

た。
ＴＩ値についてもアルミ配向性およびタレ性に影響あるため、ＴＩ値のみによってアルミフレークの配向性

境対応の観点から、様々な分野で活発に進んでいる

５．
引用文献

＊装着跡、クレーター図515

4． まとめ塗料 M

観、色差計によるＦＩ値、
プレヒート後のタレ長さ、図6

ずり速度
0 . 1（1/s）

図4

塗料 L

4.0

1.0

塗料 F

ずり速度
1000（1/s）

塗料 K

5.0

2.0

・ 1.6

10

塗料Ｊ〜ＭのＴＩ値および塗膜形成後の目視での外

・TI値

20

塗料 J

tanδ
（−）

応策として、
ＣＯ２およびＶＯＣ削減が盛んに行われて2.1

きる。特に静電塗装の中でもベルガンは多くの自動車

14

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

せん断粘度（mPa・s）

現在、自動車塗装業界において、環境問題への対性については、50℃、95％RH条件下で72時間および

13

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

せん断粘度(Pa・s)

Development of Water-based Base Paint for Automotive Exterior

２． 塗料開発

12

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

TI値

１． 自動車塗装

自動車外装用水性ベース塗料の開発

11

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

FI値

10

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

TI値

9

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

FI値

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

せん断粘度(Pa・s)

8

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

図9

開発メタリック塗料の塗装可能範囲

Automotive Paints and Coating,P181(2008)

16

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

参考文献

17

技術開発部門
開発部 技術開発第二グループ
Technical Development Div. Development Dept.
Technical Development Group 2
技術開発部門
研究部 研究第二グループ
塗膜形成・塗装技術チーム
Technical Development Div. Research Dept.
Research Group2.
Film Formation & Application Technology Team小野

彩花

Ayaka ONO

要旨

籠谷

天真

Takamasa KAGOTANI

渡辺淳也

Jyunya WATANABE

Abstract

近年、
自動車塗装業界では、環境問題への対応策

In recent years, the automotive coating industry

として、
ＣＯ２およびＶＯＣ（Volatile organic com-has been developing water-based coatings andpounds : 揮発性有機化合物）削減が盛んに行われimproving these process to reduce CO 2 andている。その手段として、水性塗料の適用、塗装工程

VOCs (volatile organic compounds) as one of

改善が大きな課題となっており、水性塗料開発およthe issues for environmental progress.

び塗装工程改善への取り組みが行われている。

This report describes the development of water-

本報では、
自動車外装材に適用可能な水性ベース

based coatings applicable to automotive body塗料の開発、および当社設備での作業性条件の最panels and various exterior parts, the optimization

適化および作業性幅(温度・湿度)の決定を行った。
まof workability conditions at our facilities, andた、メタリックベース塗料における、
アルミフレーク配

the determination of workability ranges

向性と粘性挙動の関係性について考察した。

(temperature and humidity). It was also discussed
the relationship between aluminum ﬂake
orientation and viscosity behavior in metallic
base coatings.

基本設計

いる。
その手段として、水性塗料の開発、および塗装工

ベース塗料に要求される性能として、高い意匠性の程改善への取り組みが行われている。
また塗装の改他、外装用途に適応した強靭な塗膜耐久性と、プラス

善だけでなく、
インクジェットや金型内で塗装を行うイ

チックのような柔軟な基材上での物性を想定した柔軟

ンモールドコーティングシステム、
フィルム加飾なども性が必要となる。
また、一般的に水性塗料の課題とさ注目されている。

れている耐水性などの基本物性に対しても、溶剤形塗はより微粒化し塗膜外観は向上する。
しかし、吐出され調整し、アルミフレークの配向性およびタレ性を制御

240時間静置後、
クロスカット法にて確認した。

塗装ラインで実用化され、ベルカップと呼ばれるガン先る塗料粒子が微粒化することによって、被塗物に塗着する。
しかし、水性塗料の場合、溶剤変更による揮発端に装着された回転体が塗装時に高速回転し、遠心力する前に飛散し塗着効率が減少する傾向にある。
つま性の調整ができないため、アルミフレークの配向制

塗料

添加種類

静置時粘度上昇率

ブランク

水

基準

J

親水性溶剤

中

K

親水性溶剤

低

L

疎水性溶剤

高

M

疎水性溶剤

中

2.2.3

結果と考察

によって塗料を微粒化できる仕様となっている。塗料はり、塗料の微粒化による塗膜外観および塗着効率の最御には、高擬塑性の粘性挙動制御が必要となる。本

ベルカップ中心から吐出されるため、実質的に吐出され適化は、塗料粘度や塗料固形分（ＮＶ）などの塗料性章では、開発塗料のメタリック塗色の粘性挙動制御

各溶剤の性質と塗料性能

た液滴は遠心力によってカップ円周部へ移動する。
ベル状および塗装方法によって調整する必要がある。

と作業性検討および塗装可能条件の最適化につい

付着性

カップ円周部には同一幅の溝が形成されており、これに塗装パターンは通常のエアスプレーガンを例に取るて報告する。

よって同一形状の塗料液柱を生成し、塗装ムラなど、不と、ガン先中心から液柱となって吐出された塗料が、そ具合が起こりにくくなる仕様となっている。
さらに、生成の周囲にある霧化エアにより微粒化され、左右から放3.3.1

された液柱はシェーピングエアと呼ばれる非常に大きな流量の霧化エアで粒子化させるため、
エアスプレーよ

評価結果について添加溶剤の沸点・ＡＢＳに対する
溶解性および検討塗料の付着性をに示す
（表２）。
表2
沸点

ABS溶解性

未添加

─

─

塗料 A

低

変化なし

90/10075/10060/100塗料 B

高やや溶解状態

100/100

100/100

100/100

一次

耐湿72hr 耐湿240hr

90/10070/10065/100

現在では自動車塗装ラインとして当たり前となって料同等の塗膜性能が求められる。
そのような性能を担

塗料 C

高

溶解状態

100/100

100/100

100/100いる「静電塗装」「回転霧化型塗装機(以下ベルガン)」

保するため、主な樹脂として2種類を用いて塗料を設計

塗料 D

中

膨潤状態

90/10090/100100/100

塗料 E

低

膨潤状態

90/10070/10070/100

は今から50年前の1970年頃から始まったとされ、した。塗膜物性の観点から、
ウレタン樹脂である樹脂Ａ

1990年代には水性メタリックベース塗料が実用化さを選定、作業性の観点からアクリル樹脂である樹脂Ｂれた。
また2007年には現在の自動車塗装の主流であを選定した。
これらの樹脂を塗色によって最適な割合

る中塗り焼付工程を削減した水性3WET方式が導入で配合することによって、顔料濃度の異なるメタリックされたとともに、昨今新たな機能を有する水性塗料の色、ソリッド色での物性、外観を確保している。

開発やカーボンニュートラルの観点から、焼付工程の削減および低温化、さらにボディー/バンパー一体塗装系の導入についての技術検討が精力的に行われて
いる。

2.2

溶剤選定

水性ベースの基本物性を満足させるために、溶剤の塗膜構成中の上塗塗料のうち、ベース塗料の役割選定を行った。溶剤の選定に関しては、樹脂との相溶

としては外観品質を担い、高い意匠性が求められる。

性および安定性、基材付着性、耐湿性などを含む基塗色としては、着色顔料で構成されるソリッド色、アル

本物性を担保可能な溶剤の選定を行う必要がある。

ミニウム片などの鱗片状光輝顔料を含むメタリック色

これらの溶剤選定について、溶剤による下地との付着に分類され、開発においてはこれらの色調を網羅する性および下地の侵食性との関係についての検討結果必要がある。
また、
自動車外装材にはボディー鋼板、
アを報告する。

ルミなどの金属素材およびバンパーやそのほかのプラ2.2.1

スチック部品など、様々な素材が用いられる。本開発

水性ベース塗料の溶剤以外の基本配合に対して、

では、これらの自動車外装材にマルチに対応するベー

溶剤ａ〜ｅを添加し、塗料Ａ〜Ｅを作製した後、ＡＢＳ

ス塗料体系を想定し、各種外装部品に対応できる水基材上にベース塗料、溶剤クリヤー塗料を塗装し、付性ベース塗料を開発した（表1）。

着性評価を行った。
2.2.2

表1 開発塗料の適応範囲
基材

下層塗料

PP樹脂

水性プライマー

ABS樹脂

水性プライマーなし

ボディー鋼板

電着+水性中塗り

アルミ

粉体プライマー

上塗塗料

開発水性
ベース

各素材専用
溶剤クリヤー

表4

3.3.2

実験

検討増粘剤種類

粘性挙動制御として、(A)増粘剤による粘性挙動の塗料の評価として、粘弾性測定装置(MCR-301：

出されるパターンエアによって押しつぶされるように被制御を試みた。
さらに、水性塗料において溶剤が粘性

Antom-Paar社製)を用いて、25℃でのずり速度依存

塗物へ塗着する。
そのため、形成される塗装パターン

へ影響を及ぼすことが知られており1）、（B）溶剤によ性測定を行った。
ずり速度0.1(1/s)、1(1/s)の際のせんは長楕円形状を形成しており、被塗物形状に合わせて断粘度を用いて、粘度変化する塗料の粘度値の比を結果より、溶剤未添加の塗料については、付着性がる粘度調整を試みた。

ガンの塗着効率は約65〜70%程度と高く、その他の利パターン幅を変える仕様となっている。対してベルガン

表す、Thixotropic Index(ＴＩ値)を測定した。
また塗不十分であったのに対し、ＡＢＳ基材に対して、溶解も（A）増粘剤による粘性挙動の制御点として塗装面積が広いことや、比較的均一な粒子径はベルカップの回転による遠心力でベルカップ円周部装機からの吐出時を想定して、高シェアのずり速度

しくは膨潤する効果がある溶剤を添加することによっ増粘剤として、
アルカリ増粘剤、会合型増粘剤を使の塗料粒子が生成可能なことが挙げられる。近年ベル

に液滴が生成される。生成された液滴は、
ガン先端円1000(1/s)の状態から、塗着後を想定した低シェアのて、一次付着および耐湿後の二次付着が向上する傾用し粘性調整を試みた。
その他の増粘剤に関しては、

ガンの動向としては、吐出された粒子のシミュレーショ

周部から出されるパターンエア、および遠心力によって0.1(1/s)へ変化させた際の、粘度回復の挙動を評価し向が見られた。
また、
ＡＢＳ基材に対して溶解による侵安定性などを含む基本物性の観点から、粘性挙動のンやメタリック塗料におけるアルミ顔料の配向性など吐ベルカップの縁まで移動し射出する仕様で、形成するた。
この際の粘度は、400〜500mPa・s程度に調整し食性が強い溶剤がより付着性を向上させる傾向が検討対象として除外した。検証のため、増粘剤ｆ〜ｉを出から塗膜が形成されるまでの評価技術が注目されてパターンはドーナツ型になる。パターンエアおよび霧化て測定を行った。
また、(B)溶剤の検討に関しては、上記あった。
これは基材表面を溶剤溶解または膨潤したこ

樹脂、顔料などが含まれるメタリック塗料の基本配合いる。ベルガン以外の塗装機の動向としては、さらなるエアの増減によるパターン形成への影響のうち、霧化エ

測定に加えて、溶剤を添加し塗料作製した後、25℃条とにより、付着性が向上したと予測できる。ただし、樹に対して添加した塗料Ｆ〜Ｉを調製した。
この際、増粘塗着効率の向上など、塗装工程改善およびコスト低減

アの増加は塗装パターンが均一化された形状となり、件でせん断速度を0.1(1/s)から10000(1/s)へ変化さ

脂基材に対する侵食性を付与することによって基材剤ｆ、増粘剤ｇについてはアルカリ増粘剤、増粘剤ｈ、を目的にした塗装機が注目されている。

パターンエアの増加は中心部が薄くなる傾向にある。

増粘剤ｉについては会合型増粘剤を用いた(表3)。
ませた際の粘度変化の測定および周波数1Hz、歪み

これらの傾向を基に実験条件の最適化を行った。

た、表3中に塗料作製時の静置時の粘度上昇率につ0.01〜100%における歪み依存性測定からtanδ(損いて記載した。
これらの塗料を塗装機に応じた粘度に

失正接=損失弾性率 Gʼʼ/貯蔵弾性率Gʼ)を求めた。

調整し、エアスプレーで水平面へ塗装、またベルガン

塗膜外観の評価として、塗装時の粘度は塗装機にで静電塗装により垂直面へ塗装して得られた乾燥塗対応する最適の粘度で行い、膜厚は10μmとした。次膜を用いて外観評価を行った。
この際、垂直面の塗装に塗装ムラおよびアルミフレークの配向性の評価につ割れを引き起こす場合が予測され、様々な下地樹脂

当社では2020年7月に、コーティング技術センター

基材への付着とその影響を考慮した溶剤種、添加量(Coating Technology Center : ＣＴＣ)が設立され、の選定が必要となる。

温度・湿度を調整可能な液体塗装ブースや前述したベ
ルガン、静電スプレーガン、低圧霧化ガンの3種の塗装

３． 作業性実験
3.1

作業性実験設備および装置

近年の自動車塗装は、生産効率を考えた産業用ロ
ボットによる無人塗装や環境面を配慮した静電塗装に

まず、溶剤のＡＢＳ基材に対する侵食性の評価をよる高塗着効率塗装が主流となっている。静電塗装の行った。検討溶剤をＡＢＳ基材に滴下し、室温で一定

概要として、
ロボット先端に取り付けた塗装ガン内で予時間放置後、
ふき取りを行いＡＢＳに対する溶解性のめ塗料にマイナスの電荷を付加し、塗装対象となる被評価を行った。

塗物にアースを確保することで、マイナスへ印加された塗膜の評価方法として、一次付着性は、
クロスカット

塗料は静電気的に被塗物へ塗着する。
そのため静電塗法(2mm幅、100マス目の残存数)にて確認した。耐湿装は非静電塗装に比べ塗着効率を向上させることがで

3.3

開発塗料の作業性ガンを備えた、液体塗装ロボットを配備しており、さらに前述した設備および塗装機を用いて、開発した水液体レシプロ機、粉体塗装設備やインクジェットプリン

性ベース塗料の作業性試験を行った。ベース塗料にについてはタレ性の評価も行った。

いては角度色差計(BYK-mac I:BYK-Gardner社)を

ター、インモールドコーティングシステムを完備していおいて重要とされる意匠性は、同一塗料でも、使用用いて、15 、25 、45 、75 、110 の明度(L*)を測定し、る。
また、液体塗装ブース、粉体塗装ブース、大型乾燥する塗装機や塗装条件によって大きく異なる。
また、

表3

炉間がコンベアで繋がっており、実際の工場塗装ライベース塗料の塗色の中でも、鱗片状のアルミフレー

未添加ンと同じ塗装条件が再現可能である2）。

クが含まれているメタリック塗料では、角度によってアルカリ増粘剤

3.2

実験条件の最適化

前述した通り、ベルガンはガン先端のベルカップの回転や霧化エアにより塗料の微粒化がなされている。
これらに使用する回転数およびエア量が高いほど、塗料に与えるせん断力が強くなり、生成される液滴を変形、分裂させる作用が強まる。
それによって、塗料粒子

反射光の異なる塗膜を形成し、メタリック感と呼ばれる意匠性を表現できる。高意匠なメタリック塗膜

会合型増粘剤

検討増粘剤種類

3.3.3

結果と考察

フロップインデックス(ＦＩ)を用いて評価した。
ＦＩの算

塗料の場合、溶剤形塗料と比較して塗着後のＮＶ上（A）
増粘剤による粘性挙動の制御

昇が極めて遅いことが知られている。そのため、本結各塗料においての結果を示す（図3、図4）。図3に塗果の粘度挙動は、塗装直後を想定した数秒後までの料Ｆ〜ＩのＴＩ値および塗膜形成後の目視での外観、色粘度回復がそのまま乾燥後の塗膜外観へ寄与したと差計によるＦＩ値、
プレヒート後のタレの長さ、図4にベ推察できる。

ルガン塗装粘度でのレオメーター測定による塗料の粘(B)溶剤による粘性調整

度挙動を示す。

各塗料においての結果を示す（図５、図６）。図5に

評価方法

りも微粒化効果が大きく、外観が良くなりやすい。ベル

実験

評価方法

作製した塗料について、(A)と同様に評価した。

■FI値(エアスプレー塗装)■FI値(ベルガン塗装)
・ 4.2

・ 4.0

・ 3.7

15

目視外観
スプレー塗装/ベルガン塗装
タレの長さ

塗料 G

塗料 H

塗料 I

○/○

×/×

△/△

○/◎

0mm

10mm以上

0mm

0mm

図3

試験結果

塗料 F
ずり速度
1000（1/s）

塗料 G

塗料 H

次にひずみ依存性の結果を示す（図7）。
この結果加した溶剤種によって、粘性挙動に違いがでることがからひずみ依存性の測定において、ＦＩ値が高く、目視確認できた。塗料Ｊのクレーターに関しては、塗料塗外観に優れる塗料Ｌのような塗料は、tanδの値が小着後の粘度回復が遅く、回復が起こらないまま、塗装

さい弾性支配の傾向が見られた。

時 間（秒）

塗料の粘度挙動

静置時の粘度上昇率
基準

塗料 F

高

塗料 G

中

ガンでは同様の傾向が見られた。塗料評価、塗膜評

塗料 H

中

塗料 I

低

価の結果からアルミフレークの配向性およびタレ性にを得るためには、
アルミフレークを均一に配向させ散（B）溶剤による粘度調整

乱光を抑えることが必要であり、塗装時の霧化、粘塗 料中の溶 剤によって粘 度 調 整を試みた。検 証式1 ＦＩの計算式

度変化、体積収縮の過程でアルミフレークの配向をのため、溶剤ｊ〜ｍを樹脂、顔料などを含むメタリッ

また、作業性については、垂直塗りのタレ性評価とし均一に制御する。溶剤形塗料では、様々な沸点や蒸ク塗料に添加した塗料Ｊ〜Ｍを調製した。なお、溶て、PP板に、直径10.5mm幅の穴を設け、発生したタレ

発速度の有機溶剤を組み合わすことにより、塗装時

剤ｊ、ｋについては親水性溶剤、溶剤ｌ、溶剤ｍにつの長さを評価した。

および塗装後の溶剤揮散・揮発に伴う粘度の変化をいては疎水性溶剤を用いて実験を行った（表4）。

料Jおよびブランク塗料を比較にせん断速度上昇時の図6で示した粘性挙動としては、類似の挙動を取るこ

粘度変化を測定した（図8）。塗料Ｌの方が、塗料Ｊととが読み取れる。
そこで塗着3分後の塗着ＮＶを比較比較して、低シェア時の粘度が高く、高シェア時の粘したところ、塗装時の塗料ＮＶは同じであったが、塗料度は低くなることが読み取れる。
このことから、塗料ＬＪに比べて塗料Ｋは3%程度高い塗着ＮＶであることの方が塗料Ｊと比較して微粒化が良好であると予測がわかった。
このことから、水性塗料の溶剤についてできる。
これは、溶剤lが溶媒である水中より樹脂界面

も、塗料の粘度回復に揮発速度や塗装機より吐出さに多く存在し、相互作用することにより、低シェア時のれる塗料粒子の微粒化効果を考慮する必要がある。

粘度上昇に寄与し、緩やかな相互作用がシェア上昇

・ 3.5

値の絶対量では差は見られたが、エアスプレーとベル

関しては、塗料の粘度挙動に起因することが示唆され

・ 2.9

15.0

・ 2.7

時に切れることで高シェア時の粘度下降が起こったと

・ 3.2

5.0

考えられる。
このことより、塗着時の回復粘度だけでな

4.0

く、微粒化が塗膜外観に寄与していることが示唆され

3.0

た。

2.0
1.0

図３の結果から、エアスプレーとベルガンによるＦＩ塗料

F I=2.69 (L* 15 −L 110 ) 1.11 ／L 45 0.86

こったと考えられる。
しかしながら、塗料Ｊと塗料Ｋは

20.0

ブランク

出式を示す
（式1）。

この目視外観に優れる塗料Lと目視外観の劣る塗

・TI値

10.0

目視 外 観
スプレー塗装/ベルガン塗装
タレの長さ

塗料 J

塗料 K

塗料 L

塗料 M

×＊/×＊

△/△

○/○

△/△

0mm

5mm

5mm

0mm

0.0

増粘剤や溶剤を用いた粘性調整の手法により塗料を本開発で得られた知見は、自動車分野のみならず、環ひずみ（％）

図6 回復粘度測定

中の積層が起こり、クレーターなどの外観不良が起■FI値(ベルガン塗装)

脂選定と比率の最適化、溶剤選定による物性確保、

時 間（秒）

ん断速度依存性の粘度回復を示した。その結果、添■FI値(エアスプレー塗装)

水性ベース塗料の開発を行った。塗料配合として、樹開発し、温度湿度に対する塗装可能範囲を設定した。

にベルガン塗装粘度でのレオメーター測定による、せ塗料 I

今回様々な下地への付着性を有する自動車外装用

ずり速度
0 . 1（1/s）

3.0

0.0

図7 ひずみ依存性技法No.3、(2003)
2）塗料事業部門,技術開発部門,スペシャリティ事業
部門:DNTコーティング技報No.20,(2020)3）Hans-Joachim Streitberger, Karl-Fredrich:
せん断速度（1/s）

図8 せん断速度上昇時の粘度変化（せん断速度依存性）
3.3.4 開発塗料の作業性
前述の手法を用いて最適化した水性ベース塗料について、作業性幅を決定した（図９）。

これらの結果から、溶剤選定は2章で述べた物性に対して溶剤の与える影響と、粘性に与える影響の両方の観点からの選定が必要となる。

試験結果を与えると考えられるが、ＴＩ値については本来のチク
ソトロピックの意味である時間依存性を含まない値でを決定できると断定するのは極めて困難である。水性

塗料の水性化に活かせると予測できる。

1）佐野秀二,大柴雅紀,石原真興：DNTコーティング

た。
ＴＩ値についてもアルミ配向性およびタレ性に影響あるため、ＴＩ値のみによってアルミフレークの配向性

境対応の観点から、様々な分野で活発に進んでいる

５．
引用文献

＊装着跡、クレーター図515

4． まとめ塗料 M

観、色差計によるＦＩ値、
プレヒート後のタレ長さ、図6

ずり速度
0 . 1（1/s）

図4

塗料 L

4.0

1.0

塗料 F

ずり速度
1000（1/s）

塗料 K

5.0

2.0

・ 1.6

10

塗料Ｊ〜ＭのＴＩ値および塗膜形成後の目視での外

・TI値

20

塗料 J

tanδ
（−）

応策として、
ＣＯ２およびＶＯＣ削減が盛んに行われて2.1

きる。特に静電塗装の中でもベルガンは多くの自動車

14

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

せん断粘度（mPa・s）

現在、自動車塗装業界において、環境問題への対性については、50℃、95％RH条件下で72時間および

13

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

せん断粘度(Pa・s)

Development of Water-based Base Paint for Automotive Exterior

２． 塗料開発

12

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

TI値

１． 自動車塗装

自動車外装用水性ベース塗料の開発

11

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

FI値

10

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

TI値

9

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

FI値

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

せん断粘度(Pa・s)

8

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

図9

開発メタリック塗料の塗装可能範囲

Automotive Paints and Coating,P181(2008)

16

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

DNTコーティング技報 No.23
報文-2
自動車外装用水性ベース塗料の開発

参考文献

17

DNTコーティング技報 No.23
解説­1
中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）

中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）Development of Cutting Primer for the Chinese Market (Responding for GB Regulation)量になりやすいなどの課題がある。高VOC量の対策ときる。ただし、分子量の低下により塗膜性能が低下す

反応性モノマーの導入により付着力は増大したも

特に切削加工面の金属光沢を利用しクリア塗装でして、エポキシ変性アクリル樹脂の分子量を低く抑える点はエポキシ変性アクリル樹脂と同様なため、②ののの、付着性試験において碁盤目カット部分に線はく仕上げた切削光輝ホイールと呼ばれるものは多彩なる手法があるが、分子量の低下に伴い、塗膜性能の利点を活かして塗膜形成時に樹脂間で架橋構造を離が確認され、防錆性を評価するCASS試験において表現が可能で人気がある。

低下が確認されており、GB規格への適合と塗膜性能形成可能な反応性モノマーを導入することにより塗さび幅がエポキシ変性アクリル樹脂を用いた従来品の両立においてエポキシ変性アクリル樹脂は不適で膜性能の向上を図り、GB規格への適合と塗膜性能のに比べて劣る結果となった。そこで、樹脂以外のアプ用されるプライマーである。切削光輝ホイールはアル山賀皇記

Koki YAMAGA

技術開発部門
研究部 研究第一グループ
樹脂合成チーム
Technical Development Div.
Research Dept.
Research Group 2,
Resin Synthesis Team

近年、世界的にPM2.5などの浮遊粒子状物質および光化学オキシダントによる大気汚染が問題視されており、中国では国家強制標準(GB規格)と呼ばれる厳しい環境規格が設けられている。塗料に含まれる有機溶剤や塗料の希釈に用いられるシンナーは、
これらの大気汚染の原因物質の一つであり、GB規格では塗装時のVOC（Volatile Organic Compounds ： 揮
発性有機化合物）の含有率が規制されている。
そのため、中国で塗装する塗料は従来に比べて大幅なVOCの削減が求められている。
このような背景の下、筆者らはGB規格に適合した

施工時のVOC量は670g/L以下でなければならない。
施工時のVOC量には、塗料製品に含まれる有機溶

発品)。シランカップリング剤のアルコキシシリル基はて専 用シンナーを用いて施 工 時の適 正 粘 度（スプ後、露出したアルミ素材の腐食を防止するために透明

従来品

来品と比較し、低分子量のアクリル樹脂では付着力が加水分解することでシラノール基を生成し、基材表面

レー塗装時の粘度）である16秒（FC#4 20℃）に希釈

著しく低下した(検討品①)が、反応性モノマーの導入にシラノール基が配向する。
また、シランカップリング

した場合、従来品のVOC量は730g/Lであるのに対し、により付着力の増大が確認された(検討品②)。 これ剤に含まれる反応性官能基がアクリル樹脂に含まれ開発品のVOC量は615g/Lである。開発品のVOC量

は樹脂間で架橋構造が形成され、緻密で強靭な塗膜る官能基と化学結合を形成することで、アクリル樹脂はGB規格値の670g/L以下でありGB規格に適合すが形成されたことによるものと推測される(図２)。

と基材表面がシランカップリング剤を介して結合し、ることが確認された。

表2 アクリル樹脂を用いた切削プライマーの評価結果

付着性および防錆性が向上したと推測される(図３)。

ーを塗装することにより、切削加工面の金属光沢模様が現れる構成となっている（図1）。上記の使用方法よれている自動車向けアルミホイール用切削プライマー
は主にスプレーにて塗装されており、施工時の適正粘度条件（17秒以下/FC#4 20℃）のVOC量は700g/L
以上であるため、GB規格に不適合となっている。

自動車向けアルミホイール用切削プライマーを開発した。本報では、塗料開発におけるポイントを解説する。

２． GB規格３．自動車向けアルミホイール用切削プライマー
自動車におけるホイールとはエンジンの動力をタイヤに伝える機能性パーツであるとともに、外装デザイン

2020年12月1日に施行されたGB規格は、塗料、
イ

においてキャラクターイメージに大きく影響するデザイ

ンク、接着剤、洗浄剤などの製品に含有されるVOCな

ン性パーツでもある。一般的な鉄製ホイールは樹脂製

どの有害物質について、当該製品が使用される際に含ホイールカバーが装着されるが、アルミホイールは機まれる有害物質の量を制限する規格である。
中国では能性パーツとして軽量であることが特徴であり、
アルミ

樹脂系

エポキシ変性アクリル樹脂

重量平均分子量(Mw)170,000

80,000G B規 格 適 合 性

不適合

不適合

り、自動車向けアルミホイール用切削プライマーには
付着性試験

従来品

トップクリヤー

樹脂系

切削プライマー
切削部分

はく離なし

はく離

カラーベース
プライマー

アルミ合金

図1

エポキシ変性アクリル樹脂

検討品②

表3

開発品

希釈シンナー

専用シンナー

専用シンナー

希釈率（％）

120

60

開発品

アクリル樹脂

塗装仕様
従来品

項目

防錆性試験
（CASS試験）

変性したエポキシ変性アクリル樹脂が一般的に使用

両立において、エポキシ変性アクリル樹脂は不適であされている。優れた付着性、防錆性を有するエポキシ

るため、樹脂からエポキシ樹脂部分を排除し、アクリル

変性アクリル樹脂であるが、①エポキシ樹脂骨格由来

樹脂のみとした。
アクリル樹脂は、①分子量調整が容の芳香環同士のπ―π相互作用により、スタッキング

易であること、②アクリル樹脂を構成する原料モノマ

構造を形成しやすく、種々の有機溶剤に溶解しにくい

ーの選択肢が豊富であり、モノマー種に応じて様々なこと、②エポキシ樹脂をアクリル樹脂で変性する際、架性能が発現するため、幅広い樹脂設計が可能なこと

橋構造を形成するため高分子量化することから粘度が利点としてあげられる。①の利点により、分子量を低が高くなり、塗料設計として粘度を低くするために有く抑えることで有機溶剤やシンナーの使用量を低 減機溶剤を多く配合する必要があり、結果として高VOCすることが可能となり、GB規格に適合させることがで

揮発油20℃×24h浸漬

割れ、膨れ、剥がれなし

割れ、膨れ、剥がれなし

0.5mm

0.5mm

TAC(糸さび試験） 8サイクル

2mm

1.5m

CASS＋TAC試験 8サイクル

3mm

2mm

耐塩水噴霧試験 5%NaCl 35℃ ４８０ｈ

1mm

1mm

屋外暴露試験

12か月

光沢保持率90%,色差⊿E≦1 光沢保持率90%,色差⊿E≦1

試験板：アルミニウムTP（5052P未処理板）
塗装工程：切削プライマー塗装 → 室温×10分 → トップコートクリヤー塗装→ 室温×10分 → 乾燥140℃×20分
膜厚：25-30μm

CASS+TAC試験

開発品
従来品

×

○

○

塗装粘度/FC#4 20℃

16

16

シランカップリング剤

×

×

×

○

塗装時ＶＯＣ(g/L)

730

615

GB規格適合性

不適合

適合

適合

適合

サイクル

塗装時ＮＶ
（％）

22

35

図4 アルミホイール実部材でのCASS+TAC試験結果

6.2 塗膜性能
はく離

線はく離

はく離なし

アルミ合 金従来切削プライマーおよび開発切削プライマーの
図3 シランカップリング剤作用モデル
このようにアクリル樹脂の分子量制御および反応性
さび幅 0.3mm

さび幅 4.0mm

さび幅 1.8mm

性が求められることから、塗料の主成分である樹脂に先に述べたように、GB規格への適合と塗膜性能を

耐揮発油性

×

さび幅 0.5mm

モノマーの導入により、塗装時は低分子量で低粘度であるが、成膜時に高分子量となり塗膜性能を発揮

はビスフェノールA型エポキシ樹脂をアクリル樹脂で100/100

反応性モノマーCASS試験

５．開発切削プライマーの特長

100/100

30,0003.5mm

４． 従来切削プライマーの特長

2mm碁盤目 セロテープはく離

30,000

はく離なし

さび幅

H

付着性

240h

開発品

30,000

付着性試験

0.3mm

H

170,000

アルミ合 金

さび幅

切削プライマーにはアルミ合金への付着性と防錆

検討品①

従来品

三菱HI-UNI 傷付き破れ

重量平均分子量(Mw)

切削光輝剤に加え、塗装作業時に粘度調整のために添加する希釈溶剤（シンナー）も含まれている。現在市場で使用さ従来切削プライマーおよび開発切削プライマーのを示す(表２)。エポキシ変性アクリル樹脂を用いた従に分類され、
自動車部品の種類により細かく規制値が設けられている。
自動車向けホイール用塗料の場合、ローチとしてシランカップリング剤を配合することによ

表面を切削加工し、素材のアルミを露出させる。
その検討品（低分子量）

試験方法
鉛筆硬度

CASS

塗装仕様を示す（表3）。従来品および開発品についれないため、塗料メーカーは対応製品の開発が求めら「GB24409-2020：車両塗料用の有害物質の制限量」

GB規格適合性

り、付着性および防錆性のさらなる改善を行った(開GB規格に適合しない塗料製品の販売、輸入が認められている。GB規格のなかでも自動車関連向け塗料は

6.1

表4 塗膜性能試験

アクリル樹脂を用いた切削プライマーの評価結果

な切削プライマーを塗装し、最後にトップコートクリヤ
Teppei HAYAKAWA

両立が可能となる。

６． 塗料化評価結果

表1 エポキシ変性アクリル樹脂を用いた切削プライマーの評価結果

アルミ合金への付着性と防錆性が求められている。

１． はじめにあると考えられる(表１)。

ミ合金上に粉体プライマーとカラーベースを塗装後、

早川 哲平

18

DNTコーティング技報 No.23
解説­1
中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）

ホイールそのものに塗装や加工を施して使用される。

開発した切削プライマーは切削光輝ホイールに使
塗料事業部門車輛産機・プラスチック塗料事業部
自動車プラスチックテクニカルサポートグループ
Coating Business Div.
Rolling Stock, Machinery & Plastic Coating Dept.
Automotive & Plastic Coating
Technical Support Group17

DNTコーティング技報 No.23
解説­1
中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）

錆幅（片側mm）

16

DNTコーティング技報 No.23
解説­1
中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）

するような樹脂を設計し、さらにシランカップリング剤の添加による塗膜性能の底上げにより、GB規格への適合と塗膜性能を両立している。

塗膜性能試験結果を示す（表4）。
従来品と比較して開発品は同等以上の結果を示し、高い付着性、防錆性を有することが確認された。
さらに実際のアルミホイールでのCASS+TAC試験結果を示す（図4）。CASS+TAC試験はCASS試験（試験時 間：2 4 0 h 、試 験 槽 内 温 度：5 0 ℃ 、試 験 液(pH=3.0)：食塩水+塩化銅(Ⅱ)+酢酸）1サイクル後にTAC試験（塩水噴霧試験：24h+湿度試験：120h+
室温乾燥：24h）を8サイクル行う厳しい防錆性試験である。
CASS+TAC試験に合格したことで開発品は厳しい環境にさらされる自動車向けアルミホイール用切図2

成膜過程モデル

７．
まとめ

削プライマーとして、十分な性能を有することが確認

反応性モノマーを導入したアクリル樹脂とシラン
カップリング剤の添加により、塗装時のVOC量の低減と付着性および防錆性の両立を実現した。
これによりGB規格に適合した自動車向けアルミホイール用切削
プライマーを開発した。
また、開 発 品は従 来 品に比べて有 機 溶 剤やシンナーの必要量が少ないハイソリッドタイプと考えることも可能であり、厚膜塗装による省工程化などの応用展開も期待できる。今後も地球環境に配慮した開発に取り組む所存である。

19

20

DNTコーティング技報 No.23
解説­1
中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）

DNTコーティング技報 No.23
解説­1
中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）

21

DNTコーティング技報 No.23
解説­1
中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）

中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）Development of Cutting Primer for the Chinese Market (Responding for GB Regulation)量になりやすいなどの課題がある。高VOC量の対策ときる。ただし、分子量の低下により塗膜性能が低下す

反応性モノマーの導入により付着力は増大したも

特に切削加工面の金属光沢を利用しクリア塗装でして、エポキシ変性アクリル樹脂の分子量を低く抑える点はエポキシ変性アクリル樹脂と同様なため、②ののの、付着性試験において碁盤目カット部分に線はく仕上げた切削光輝ホイールと呼ばれるものは多彩なる手法があるが、分子量の低下に伴い、塗膜性能の利点を活かして塗膜形成時に樹脂間で架橋構造を離が確認され、防錆性を評価するCASS試験において表現が可能で人気がある。

低下が確認されており、GB規格への適合と塗膜性能形成可能な反応性モノマーを導入することにより塗さび幅がエポキシ変性アクリル樹脂を用いた従来品の両立においてエポキシ変性アクリル樹脂は不適で膜性能の向上を図り、GB規格への適合と塗膜性能のに比べて劣る結果となった。そこで、樹脂以外のアプ用されるプライマーである。切削光輝ホイールはアル山賀皇記

Koki YAMAGA

技術開発部門
研究部 研究第一グループ
樹脂合成チーム
Technical Development Div.
Research Dept.
Research Group 2,
Resin Synthesis Team

近年、世界的にPM2.5などの浮遊粒子状物質および光化学オキシダントによる大気汚染が問題視されており、中国では国家強制標準(GB規格)と呼ばれる厳しい環境規格が設けられている。塗料に含まれる有機溶剤や塗料の希釈に用いられるシンナーは、
これらの大気汚染の原因物質の一つであり、GB規格では塗装時のVOC（Volatile Organic Compounds ： 揮
発性有機化合物）の含有率が規制されている。
そのため、中国で塗装する塗料は従来に比べて大幅なVOCの削減が求められている。
このような背景の下、筆者らはGB規格に適合した

施工時のVOC量は670g/L以下でなければならない。
施工時のVOC量には、塗料製品に含まれる有機溶

発品)。シランカップリング剤のアルコキシシリル基はて専 用シンナーを用いて施 工 時の適 正 粘 度（スプ後、露出したアルミ素材の腐食を防止するために透明

従来品

来品と比較し、低分子量のアクリル樹脂では付着力が加水分解することでシラノール基を生成し、基材表面

レー塗装時の粘度）である16秒（FC#4 20℃）に希釈

著しく低下した(検討品①)が、反応性モノマーの導入にシラノール基が配向する。
また、シランカップリング

した場合、従来品のVOC量は730g/Lであるのに対し、により付着力の増大が確認された(検討品②)。 これ剤に含まれる反応性官能基がアクリル樹脂に含まれ開発品のVOC量は615g/Lである。開発品のVOC量

は樹脂間で架橋構造が形成され、緻密で強靭な塗膜る官能基と化学結合を形成することで、アクリル樹脂はGB規格値の670g/L以下でありGB規格に適合すが形成されたことによるものと推測される(図２)。

と基材表面がシランカップリング剤を介して結合し、ることが確認された。

表2 アクリル樹脂を用いた切削プライマーの評価結果

付着性および防錆性が向上したと推測される(図３)。

ーを塗装することにより、切削加工面の金属光沢模様が現れる構成となっている（図1）。上記の使用方法よれている自動車向けアルミホイール用切削プライマー
は主にスプレーにて塗装されており、施工時の適正粘度条件（17秒以下/FC#4 20℃）のVOC量は700g/L
以上であるため、GB規格に不適合となっている。

自動車向けアルミホイール用切削プライマーを開発した。本報では、塗料開発におけるポイントを解説する。

２． GB規格３．自動車向けアルミホイール用切削プライマー
自動車におけるホイールとはエンジンの動力をタイヤに伝える機能性パーツであるとともに、外装デザイン

2020年12月1日に施行されたGB規格は、塗料、
イ

においてキャラクターイメージに大きく影響するデザイ

ンク、接着剤、洗浄剤などの製品に含有されるVOCな

ン性パーツでもある。一般的な鉄製ホイールは樹脂製

どの有害物質について、当該製品が使用される際に含ホイールカバーが装着されるが、アルミホイールは機まれる有害物質の量を制限する規格である。
中国では能性パーツとして軽量であることが特徴であり、
アルミ

樹脂系

エポキシ変性アクリル樹脂

重量平均分子量(Mw)170,000

80,000G B規 格 適 合 性

不適合

不適合

り、自動車向けアルミホイール用切削プライマーには
付着性試験

従来品

トップクリヤー

樹脂系

切削プライマー
切削部分

はく離なし

はく離

カラーベース
プライマー

アルミ合金

図1

エポキシ変性アクリル樹脂

検討品②

表3

開発品

希釈シンナー

専用シンナー

専用シンナー

希釈率（％）

120

60

開発品

アクリル樹脂

塗装仕様
従来品

項目

防錆性試験
（CASS試験）

変性したエポキシ変性アクリル樹脂が一般的に使用

両立において、エポキシ変性アクリル樹脂は不適であされている。優れた付着性、防錆性を有するエポキシ

るため、樹脂からエポキシ樹脂部分を排除し、アクリル

変性アクリル樹脂であるが、①エポキシ樹脂骨格由来

樹脂のみとした。
アクリル樹脂は、①分子量調整が容の芳香環同士のπ―π相互作用により、スタッキング

易であること、②アクリル樹脂を構成する原料モノマ

構造を形成しやすく、種々の有機溶剤に溶解しにくい

ーの選択肢が豊富であり、モノマー種に応じて様々なこと、②エポキシ樹脂をアクリル樹脂で変性する際、架性能が発現するため、幅広い樹脂設計が可能なこと

橋構造を形成するため高分子量化することから粘度が利点としてあげられる。①の利点により、分子量を低が高くなり、塗料設計として粘度を低くするために有く抑えることで有機溶剤やシンナーの使用量を低 減機溶剤を多く配合する必要があり、結果として高VOCすることが可能となり、GB規格に適合させることがで

揮発油20℃×24h浸漬

割れ、膨れ、剥がれなし

割れ、膨れ、剥がれなし

0.5mm

0.5mm

TAC(糸さび試験） 8サイクル

2mm

1.5m

CASS＋TAC試験 8サイクル

3mm

2mm

耐塩水噴霧試験 5%NaCl 35℃ ４８０ｈ

1mm

1mm

屋外暴露試験

12か月

光沢保持率90%,色差⊿E≦1 光沢保持率90%,色差⊿E≦1

試験板：アルミニウムTP（5052P未処理板）
塗装工程：切削プライマー塗装 → 室温×10分 → トップコートクリヤー塗装→ 室温×10分 → 乾燥140℃×20分
膜厚：25-30μm

CASS+TAC試験

開発品
従来品

×

○

○

塗装粘度/FC#4 20℃

16

16

シランカップリング剤

×

×

×

○

塗装時ＶＯＣ(g/L)

730

615

GB規格適合性

不適合

適合

適合

適合

サイクル

塗装時ＮＶ
（％）

22

35

図4 アルミホイール実部材でのCASS+TAC試験結果

6.2 塗膜性能
はく離

線はく離

はく離なし

アルミ合 金従来切削プライマーおよび開発切削プライマーの
図3 シランカップリング剤作用モデル
このようにアクリル樹脂の分子量制御および反応性
さび幅 0.3mm

さび幅 4.0mm

さび幅 1.8mm

性が求められることから、塗料の主成分である樹脂に先に述べたように、GB規格への適合と塗膜性能を

耐揮発油性

×

さび幅 0.5mm

モノマーの導入により、塗装時は低分子量で低粘度であるが、成膜時に高分子量となり塗膜性能を発揮

はビスフェノールA型エポキシ樹脂をアクリル樹脂で100/100

反応性モノマーCASS試験

５．開発切削プライマーの特長

100/100

30,0003.5mm

４． 従来切削プライマーの特長

2mm碁盤目 セロテープはく離

30,000

はく離なし

さび幅

H

付着性

240h

開発品

30,000

付着性試験

0.3mm

H

170,000

アルミ合 金

さび幅

切削プライマーにはアルミ合金への付着性と防錆

検討品①

従来品

三菱HI-UNI 傷付き破れ

重量平均分子量(Mw)

切削光輝剤に加え、塗装作業時に粘度調整のために添加する希釈溶剤（シンナー）も含まれている。現在市場で使用さ従来切削プライマーおよび開発切削プライマーのを示す(表２)。エポキシ変性アクリル樹脂を用いた従に分類され、
自動車部品の種類により細かく規制値が設けられている。
自動車向けホイール用塗料の場合、ローチとしてシランカップリング剤を配合することによ

表面を切削加工し、素材のアルミを露出させる。
その検討品（低分子量）

試験方法
鉛筆硬度

CASS

塗装仕様を示す（表3）。従来品および開発品についれないため、塗料メーカーは対応製品の開発が求めら「GB24409-2020：車両塗料用の有害物質の制限量」

GB規格適合性

り、付着性および防錆性のさらなる改善を行った(開GB規格に適合しない塗料製品の販売、輸入が認められている。GB規格のなかでも自動車関連向け塗料は

6.1

表4 塗膜性能試験

アクリル樹脂を用いた切削プライマーの評価結果

な切削プライマーを塗装し、最後にトップコートクリヤ
Teppei HAYAKAWA

両立が可能となる。

６． 塗料化評価結果

表1 エポキシ変性アクリル樹脂を用いた切削プライマーの評価結果

アルミ合金への付着性と防錆性が求められている。

１． はじめにあると考えられる(表１)。

ミ合金上に粉体プライマーとカラーベースを塗装後、

早川 哲平

18

DNTコーティング技報 No.23
解説­1
中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）

ホイールそのものに塗装や加工を施して使用される。

開発した切削プライマーは切削光輝ホイールに使
塗料事業部門車輛産機・プラスチック塗料事業部
自動車プラスチックテクニカルサポートグループ
Coating Business Div.
Rolling Stock, Machinery & Plastic Coating Dept.
Automotive & Plastic Coating
Technical Support Group17

DNTコーティング技報 No.23
解説­1
中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）

錆幅（片側mm）

16

DNTコーティング技報 No.23
解説­1
中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）

するような樹脂を設計し、さらにシランカップリング剤の添加による塗膜性能の底上げにより、GB規格への適合と塗膜性能を両立している。

塗膜性能試験結果を示す（表4）。
従来品と比較して開発品は同等以上の結果を示し、高い付着性、防錆性を有することが確認された。
さらに実際のアルミホイールでのCASS+TAC試験結果を示す（図4）。CASS+TAC試験はCASS試験（試験時 間：2 4 0 h 、試 験 槽 内 温 度：5 0 ℃ 、試 験 液(pH=3.0)：食塩水+塩化銅(Ⅱ)+酢酸）1サイクル後にTAC試験（塩水噴霧試験：24h+湿度試験：120h+
室温乾燥：24h）を8サイクル行う厳しい防錆性試験である。
CASS+TAC試験に合格したことで開発品は厳しい環境にさらされる自動車向けアルミホイール用切図2

成膜過程モデル

７．
まとめ

削プライマーとして、十分な性能を有することが確認

反応性モノマーを導入したアクリル樹脂とシラン
カップリング剤の添加により、塗装時のVOC量の低減と付着性および防錆性の両立を実現した。
これによりGB規格に適合した自動車向けアルミホイール用切削
プライマーを開発した。
また、開 発 品は従 来 品に比べて有 機 溶 剤やシンナーの必要量が少ないハイソリッドタイプと考えることも可能であり、厚膜塗装による省工程化などの応用展開も期待できる。今後も地球環境に配慮した開発に取り組む所存である。

19

20

DNTコーティング技報 No.23
解説­1
中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）

DNTコーティング技報 No.23
解説­1
中国市場向け切削プライマーの開発（GB対応）

21

DNTコーティング技報 No.23
解説­2
高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス

２．窯業系サイディングの歴史

高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス
Maintenance of Sophisticatedsiding with High Functionality and Durability

技術開発部門
開発部
技術開発第一グループ
Ｔｅｃｈｎ
ｉ
ｃａ
ｌＤｅｖｅ
ｌ
ｏｐｍｅｎ
ｔＤｉ
ｖ.
Ｄｅｖｅ
ｌ
ｏｐｍｅｎ
ｔＤｅｐ
ｔ.
Ｔｅｃｈｎ
ｉ
ｃａ
ｌＤｅｖｅ
ｌ
ｏｐｍｅｎ
ｔＧｒ
ｏｕｐ 1

小川 将吾

塗料事業部門建築塗料事業部
テクニカルサポートグループ
Ｃｏａ
ｔ
ｉ
ｎｇｂｕｓ
ｉ
ｎｅｓｓＤｉ
ｖ.
Ａｒ
ｃｈ
ｉ
ｔ
ｅｃ
ｔ
ｕ
ｒ
ａ
ｌ
Ｃｏａ
ｔ
ｉ
ｎｇｓＤｅｐt.
ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｕｐｐｏｒｔＧｒｏｕｐ

Syougo OGAWA

窯業系サイディングの歴史は比較的浅く、1970年

21

22

DNTコーティング技報 No.23
解説­2
高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス

2005年以降はさらに高機能化が進み、表面を保護見られる前に、さらには塗膜に割れ、膨れ、はがれなどする塗料についても、耐候性や耐汚染性を目的に、ふっが発生する前に、塗り替え塗装をして基材劣化させな素系塗料や無機系塗料、光触媒など、幅広い塗料が検いことが重要である。

討、実用化されている。

半ばに商品化が本格化した。窯業系サイディングとは上記でも説明したとおり、近年では戸建・低層住宅のセメントや繊維質を主原料とし、それらを成形し、養外壁の約8割は窯業系サイディングが使用されており、生・硬化させたものが一般的であり、組成的には木繊2022年度の窯業系サイディング出荷数量はおおよそ

維補強セメント板系、繊維補強セメント板系および繊9,370万㎡、
さらにその約7割は多彩模様仕上げサイディン

維補強セメント・珪酸カルシウム板系がある。1980年グである。2022年時の外壁素材別シェアを示す
（図3）。

勇斗

Hayato TOKIWAて保護されている。
クリヤー層は、近年住宅の高耐候化に伴い、無機系塗料を主とした塗料が増加している。多彩模様仕上げサイディングを長期に保護するメ

国内の戸建て住宅市場は、2006年までは大きな伸びを示していたが、2007年以降は建築基準法改定に伴う審査基準の変更、米国のサブプライムローン問題
および原油価格の上昇に伴う建築資材の高騰の影響
で、新設住宅着工数が減少した。2009年以降は徐々に回復傾向が確認され2018年までは100万戸程度で推移していたが、材料価格の高騰や新型コロナウイ
ルスの影響により2019年度からは再び右肩下がりにンテナンスとして、クリヤー層の劣化によってエナメル層が露出する前に耐候性および付着性に優れたクリヤー塗料を再度塗装する方法がある。
本報では、近年増加している高耐候性を有する多彩模様仕上げサイディングを長期に保護するメンテナ
ンス方法として、本開発品を補修塗装する施工方法を提案する。尚、本塗料は施工環境を考慮し完全水性仕様となっている。

界では住宅リフォームに注力することで業績を伸ばし

図4ンター印刷などの部分異色塗装が出現して、意匠性
多彩模様仕上げサイディングには、
レンガ・タイル柄装や骨材使用塗装、部分異色塗装、スパッタ、多色部
分塗りなどがある。(図2)
意匠種類

塗装方法

モノカラー

基材全面に単一塗料を塗装し、均一な単一色に仕上げる方法。

幾つかの異色塗料を塗り重ね、基材の部分を異色で塗り分ける方法。
①スパッタ塗装仕上げ
異色塗料を専用塗装機で斑点状に塗装し、多色模様を表現。
②グラビア印刷、フレキソ印刷仕上げ
専用印刷機を用いて、多色模様を表現。
③インクジェットプリンター仕上げ
コンピューター制御でジェットインクを塗布し、多色模様を表現。

ディングの意匠性も、単色仕上げから高意匠へ移り変
わり、塗料の役割も「素材の保護」だけでなく、「 多彩
高意匠の多彩模様仕上げサイディングは、多彩模様のエナメル層の上にクリヤー層を塗装することによっ

新築住宅着工戸数推移（資料：住宅着工統計（国土交通省）（2022年版外壁市場調査、
日本サッシ協会）

開発品塗装仕様
混合比率
塗回数
（重量比）

工程

塗料名称

下塗り

水性
アクリルシリコン樹脂
シーラー

1

主剤 90
硬化剤 10

上塗り

水性
ふっ素樹脂クリヤー塗料

1

主剤 1 4.6
硬化剤 0.4

図2 各種サイディングの外観

外観

多彩模様仕上げサイディングの塗装

多彩模様仕上げサイディングは、基材の上にエナメルの上塗塗料で多彩模様が塗装され、さらにその上にクリヤー塗装が施されており、クリヤー塗膜がエ

３． 窯業系サイディングのメンテナンス

よる退色、劣化から保護している。
そのため、クリヤー層が経年で劣化し、エナメル層が露出する前に高意匠サイディング用クリヤーを塗装

3.1

劣化の形態とメンテナンス時期することで、従来の多彩模様の美しさをそのままに、アクリルウレタン系

希釈率

標準
使用量

塗装間隔

水道水

0.08
〜0.12

6時間
以上
7日以内

水道水

0.08
〜0.12

6時間
以上

なお、高意匠サイディング用クリヤーは『ＳＢライズ（太陽光）、降雨、寒暖差（気温）などの影響を受けて、コートスマイルＳｉ（弱溶剤タイプ）』と『ＳＢライズコ

経年で劣化が進行する（図4）。前期では塗膜表面からートアクアＳｉ（水性タイプ）』が、既に運用が開始さ

樹脂の劣化が始まり、光沢の低下が生じる。中期ではれており、10年以上の市場実績が有る。

4.2

開発品

○

×

○

○

×

○

○

○

○

○

○

○

エナメル

○

○

○

クリヤー

○

○

○

エナメル

クリヤー

試験板の作製条件は、各種工場塗装サイディングの上に表2の塗装を施した。各評価方法の試験条件を示す（表3）。
表3
試験項目

条件

７． クリヤー塗料補修塗装工法の課題

6.2 素地調整

耐温水性
外観

2次付着性

開発品

異常なし

２５／２５

SBライズコート スマイルSi（弱溶剤）

異常なし

２５／２５

SBライズコート アクアSi（水性）

異常なし

２５／２５

サイディング面の汚れ落しには、下記の①または②の水洗を実施する。必要に応じて、クリヤー塗装工事前にサイディング表面のクラックや傷の補修、
目地やシーリ
ング部分の補修、基材の改修工事を実施する。

５． 評価のまとめ①ウエスで水拭きの場合は、縦方向、横方向に2回

上記結果から、開発した塗料は優れた耐候性を示②高圧水洗の場合は、多彩模様仕上げ面の保護の

○

○

○

○

○

エナメル

○

○

○

し、塗膜の耐温水性能も兼ね備えているため、多彩模

ため、低圧から水洗し始め、問題がなければ水圧

光触媒無機系

クリヤー

×

×

×

様仕上げサイディングのメンテナンスに有効な補修塗を10MPa程度まで上げ、
ゴミ、ホコリ、汚れなどの装工法として推奨できる。

付着物を除去する。残存した水滴をウエスなどで

高意匠、高耐久のサイディング種に対しても適用可能

開発品および比較としてＳＢライズコートスマイル

塗装工法のみでは、元の状態へ戻すのが困難な物件がある。経年により劣化した外壁の事例を示す
（図7）。
初期状態

退色進行

図7

経年劣化した外壁の事例

著しい退色箇所にクリヤー塗装を行う場合、基材の色がより目立つ方向に作用してしまうため、張り替えな

6.3 塗装方法

どの対応を推奨する。

刷毛、
ローラー、
スプレーで塗装が可能である。
クリ

Ｓｉ（弱溶剤系クリヤー）、
ＳＢライズコートアクアＳｉ（水性クリヤー）のスーパーＵＶを用いた促進耐候性試験

空拭きして、下地塗膜を十分に乾燥させる。

本水性補修塗装仕様をラインナップに加えることでとなり、幅広い提案が可能となった。

外壁の退色が著しく進行すると、クリヤー塗料補修行う。
パネル単位で一定に縦、横方向で拭き取る。

○

促進耐候性試験結果

DNTコーティング技報 No.23
解説­2
高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス

６． 施工要領

ヤー塗料の塗り残し対策として、塗装作業はサイディ
ングの１パネル毎に実施する。

8． おわりにイルＳｉ（弱溶剤クリヤー）、
ＳＢライズコートアクアＳｉ

評価方法及び基準

付着性、2次付着性

クロスカット法(2mm間隔、25マス目)
JIS K 5600-5-6

促進耐候性

スーパーUV 1200時間

光沢保持率、色差

耐温水性

60℃×6時間没水
23℃×18時間気中を1サイクルとし10サイクル

外観および、2次付着性

耐凍害性(気中凍結×3時間)･(水中融解×1時間)×300サイクル 外観および、2次付着性

4.3

24

クリヤー

結果を示す（図5）。比較である、
ＳＢライズコートスマ評価方法と試験条件

23

DNTコーティング技報 No.23
解説­2
高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス

アクリルシリコン
エマルション系

評価方法−

各種サイディングとの付着性試験結果（水性クリヤー）に比べて、高い耐候性を有している。

開発品
SBライズコートスマイルSi（弱溶剤）
SBライズコートスアクアSi（水性）塗料系別の各種サイディングとの付着性試験結果を示す（表4）。既存のＳＢライズコートスマイルＳｉ（弱
溶剤系クリヤー）は、ほとんどのサイディングに付着す（白亜化）が始まり、変退色が少しずつ進行する。指触多彩模様仕上げサイディングの高耐久化

るが、
ＳＢライズコートアクアＳｉ（水性クリヤー）は、無テナンスが必要となる。後期では塗膜の劣化がさらに近年では、高耐久性を付与するため、クリヤー塗膜い。 一方で開発品はＳＢライズコートスマイルＳｉ

進み、塗膜の浮き、膨れ、はがれが起こり始める。
そのにふっ素系塗料や無機系塗料を多く使用する傾向が（弱溶剤）同様にほとんどのサイディングに適用できる

後、基材が露出した部分から、吸水しやすくなり、基材多くなっている。
これらの塗膜は従来のアクリル樹脂

ものとなっている。なお、光触媒系への付着性は全てそのものの劣化や変形などが現れる。

系やウレタン樹脂系塗膜と比べ付着が難しく、既存の仕様で適さない。

観察により指に塗装色が多く付着するようになるとメン

アクリルエマルション系

4.4

塗膜内部の樹脂劣化が進み、塗膜表面にチョーキング
3.3

仕様

耐温水性試験結果

試験結果○＝25マス目にて付着性が95%以上△＝25マス目にて付着性が70%〜95%
×＝25マス目にて付着性が70%以下

長期間サイディングを保護することが可能となる。

建物の外壁に使用されているサイディングは紫外線

アクリルシリコン系

表5

付着性評価結果
SBライズコート SBライズコート
スマイルSi
アクアSi（弱溶剤） （水性）

無機系

塗膜の劣化とメンテナンス時期

ナメル塗装で描かれた多彩模様を紫外線や水分に

表1 窯業系サイディングの意匠と塗装方法

えてきている。
また、戸建て住宅に使用されているサイ

図1

外壁素材別シェア（2022年）などの凸部と目地部を異なる色で仕上げるツートン塗調など、高意匠で多彩模様の美しいサイディングが増模様仕上げによる美観」が求められている。

図3は飛躍的な向上を遂げた(表1)。

部分異色

材の8割は窯業系サイディングが使われており、
レンガ

3.2

塗装、
グラビア印刷、
フレキソ印刷、インクジェットプリる。
その中でも注目すべき市場は、戸建て住宅の外壁
半は窯業系サイディングが占めている。近年では外壁開発塗料の塗装仕様

表2は上塗塗料を塗装したものがモノトーン調から始まてきた。将来的には10兆円規模になると予想されてい塗り替え需要である。戸建・低層住宅の外壁材の大サイディングの塗料系

り塗装を行うことが一般的であったが、1980年以降模様が活況を呈した。
さらに1990年以降は、
スパッタ

各種サイディングに対する付着性結果

サイディングの塗装仕様

開発品である完全水性補修塗装仕様を示す（表2）。

板と呼ばれるものが主流で、取り付け後、現場で上塗

基材柄の板厚の違いを利用し、２色に塗り分ける方法。凸部のみをロールコーターで塗装
ツートーンカラー し、凹部と凸部を異なる色に仕上げる。
（タイル調、レンガ調に利用することが多い）

なっている
（図1）。
このような市場動向のなか、建築業

表4

ふっ素系

り、
その後、
ツートンカラー調によるタイル、レンガ柄の

１． はじめに

４．開発品による補修塗装工法
4.1

代までは、基材に下塗塗装を施しただけのシーラー

常盤

DNTコーティング技報 No.23
解説­2
高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス

光沢保持率（％）

20

DNTコーティング技報 No.23
解説­2
高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス

図5

試験時間（時間）促進耐候性試験結果 スーパーUV法

機系およびふっ素系塗装サイディングには適用できな

6.1 施工前診断

6.4 施工例

開発品の塗膜は透明であるため、本補修塗装工法

実際の物件にサイディング用補修塗料を施工してグメーカーが定める性能試験に合格することが確認

は、下地調整がそのまま反映される。施工前診断でいる事例を示す（図6）。図6の外観写真において、右されている。今後塗り替え対象の主流となってくる高は、塗装ムラや、付着性不良、白化、はがれの原因に半分が塗装実施部分で、左半分が未塗装部分であ

耐候・高耐久を有する高意匠サイディングの塗り替なる白亜化、エフロレッセンスの有無（程度）を調査る。

え工法として貢献できるものと考える。

本報で紹介した開発品の塗膜性能は、サイディン

することが重要となる。以下に、診断手順を示す。
①外壁表面にテープ（市販のセロハンテープ）を貼り、強く押し付け、指でこする。
②テープを勢い良くはがし、テープに付いた付着物

未塗装部

塗装実施部

がはっきり見えるように黒い紙の上に置き、白亜化のレベルを評価する。

4.5

塗膜の耐温水性能試験結果

耐温水性試験結果を示す（表5）。開発品は、塗膜③評価基準は、JIS K 5600-8-6に準拠する。JIS
ハンドブックの「数値化した白亜化評価等級1〜5の標準画像」と比較し、評価する。

外観は白化、割れ、膨れなどの異常および、試験後の④等級2以上までは適用可能な表面状態だが、等建物の外壁に使用されるサイディングを長期に保品であるＳＢライズコートアクアＳｉでは十分な密着2次付着性試験においても、はがれは認められず十分護するためには、定期的に目視や指触による検査を行

級3以下の場合は、付着性不良、
白化、
はがれなど

性を得ることができない。そのため、本開発品においな性能を示している。

い、塗膜表面のチョーキング、変退色、つや引けなどがの原因となるため、本補修塗装工法は適用しない。

ては、幅広い付着適正を有すことを目標に設計した。

図6

施工事例

25

DNTコーティング技報 No.23
解説­2
高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス

２．窯業系サイディングの歴史

高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス
Maintenance of Sophisticatedsiding with High Functionality and Durability

技術開発部門
開発部
技術開発第一グループ
Ｔｅｃｈｎ
ｉ
ｃａ
ｌＤｅｖｅ
ｌ
ｏｐｍｅｎ
ｔＤｉ
ｖ.
Ｄｅｖｅ
ｌ
ｏｐｍｅｎ
ｔＤｅｐ
ｔ.
Ｔｅｃｈｎ
ｉ
ｃａ
ｌＤｅｖｅ
ｌ
ｏｐｍｅｎ
ｔＧｒ
ｏｕｐ 1

小川 将吾

塗料事業部門
建築事業部
テクニカルサポートグループ
Ｃｏａ
ｔ
ｉ
ｎｇｂｕｓ
ｉ
ｎｅｓｓＤｉ
ｖ.
Ａｒ
ｃｈ
ｉ
ｔ
ｅｃ
ｔ
ｕ
ｒ
ａ
ｌ
Ｃｏａ
ｔ
ｉ
ｎｇｓＤｅｐt.
ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｕｐｐｏｒｔＧｒｏｕｐ

Syougo OGAWA

窯業系サイディングの歴史は比較的浅く、1970年

21

22

DNTコーティング技報 No.23
解説­2
高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス

2005年以降はさらに高機能化が進み、表面を保護見られる前に、さらには塗膜に割れ、膨れ、はがれなどする塗料についても、耐候性や耐汚染性を目的に、ふっが発生する前に、塗り替え塗装をして基材劣化させな素系塗料や無機系塗料、光触媒など、幅広い塗料が検いことが重要である。

討、実用化されている。

半ばに商品化が本格化した。窯業系サイディングとは上記でも説明したとおり、近年では戸建・低層住宅のセメントや繊維質を主原料とし、それらを成形し、養外壁の約8割は窯業系サイディングが使用されており、生・硬化させたものが一般的であり、組成的には木繊2022年度の窯業系サイディング出荷数量はおおよそ

維補強セメント板系、繊維補強セメント板系および繊9,370万㎡、
さらにその約7割は多彩模様仕上げサイディン

維補強セメント・珪酸カルシウム板系がある。1980年グである。2022年時の外壁素材別シェアを示す
（図3）。

勇斗

Hayato TOKIWAて保護されている。
クリヤー層は、近年住宅の高耐候化に伴い、無機系塗料を主とした塗料が増加している。多彩模様仕上げサイディングを長期に保護するメ

国内の戸建て住宅市場は、2006年までは大きな伸びを示していたが、2007年以降は建築基準法改定に伴う審査基準の変更、米国のサブプライムローン問題
および原油価格の上昇に伴う建築資材の高騰の影響
で、新設住宅着工数が減少した。2009年以降は徐々に回復傾向が確認され2018年までは100万戸程度で推移していたが、材料価格の高騰や新型コロナウイ
ルスの影響により2019年度からは再び右肩下がりにンテナンスとして、クリヤー層の劣化によってエナメル層が露出する前に耐候性および付着性に優れたクリヤー塗料を再度塗装する方法がある。
本報では、近年増加している高耐候性を有する多彩模様仕上げサイディングを長期に保護するメンテナ
ンス方法として、本開発品を補修塗装する施工方法を提案する。尚、本塗料は施工環境を考慮し完全水性仕様となっている。

界では住宅リフォームに注力することで業績を伸ばし

図4ンター印刷などの部分異色塗装が出現して、意匠性
多彩模様仕上げサイディングには、
レンガ・タイル柄装や骨材使用塗装、部分異色塗装、スパッタ、多色部
分塗りなどがある。(図2)
意匠種類

塗装方法

モノカラー

基材全面に単一塗料を塗装し、均一な単一色に仕上げる方法。

幾つかの異色塗料を塗り重ね、基材の部分を異色で塗り分ける方法。
①スパッタ塗装仕上げ
異色塗料を専用塗装機で斑点状に塗装し、多色模様を表現。
②グラビア印刷、フレキソ印刷仕上げ
専用印刷機を用いて、多色模様を表現。
③インクジェットプリンター仕上げ
コンピューター制御でジェットインクを塗布し、多色模様を表現。

ディングの意匠性も、単色仕上げから高意匠へ移り変
わり、塗料の役割も「素材の保護」だけでなく、「 多彩
高意匠の多彩模様仕上げサイディングは、多彩模様のエナメル層の上にクリヤー層を塗装することによっ

新築住宅着工戸数推移（資料：住宅着工統計（国土交通省）（2022年版外壁市場調査、
日本サッシ協会）

開発品塗装仕様
混合比率
塗回数
（重量比）

工程

塗料名称

下塗り

水性
アクリルシリコン樹脂
シーラー

1

主剤 90
硬化剤 10

上塗り

水性
ふっ素樹脂クリヤー塗料

1

主剤 1 4.6
硬化剤 0.4

図2 各種サイディングの外観

外観

多彩模様仕上げサイディングの塗装

多彩模様仕上げサイディングは、基材の上にエナメルの上塗塗料で多彩模様が塗装され、さらにその上にクリヤー塗装が施されており、クリヤー塗膜がエ

３． 窯業系サイディングのメンテナンス

よる退色、劣化から保護している。
そのため、クリヤー層が経年で劣化し、エナメル層が露出する前に高意匠サイディング用クリヤーを塗装

3.1

劣化の形態とメンテナンス時期することで、従来の多彩模様の美しさをそのままに、アクリルウレタン系

希釈率

標準
使用量

塗装間隔

水道水

0.08
〜0.12

6時間
以上
7日以内

水道水

0.08
〜0.12

6時間
以上

なお、高意匠サイディング用クリヤーは『ＳＢライズ（太陽光）、降雨、寒暖差（気温）などの影響を受けて、コートスマイルＳｉ（弱溶剤タイプ）』と『ＳＢライズコ

経年で劣化が進行する（図4）。前期では塗膜表面からートアクアＳｉ（水性タイプ）』が、既に運用が開始さ

樹脂の劣化が始まり、光沢の低下が生じる。中期ではれており、10年以上の市場実績が有る。

4.2

開発品

○

×

○

○

×

○

○

○

○

○

○

○

エナメル

○

○

○

クリヤー

○

○

○

エナメル

クリヤー

試験板の作製条件は、各種工場塗装サイディングの上に表2の塗装を施した。各評価方法の試験条件を示す（表3）。
表3
試験項目

条件

７． クリヤー塗料補修塗装工法の課題

6.2 素地調整

耐温水性
外観

2次付着性

開発品

異常なし

２５／２５

SBライズコート スマイルSi（弱溶剤）

異常なし

２５／２５

SBライズコート アクアSi（水性）

異常なし

２５／２５

サイディング面の汚れ落しには、下記の①または②の水洗を実施する。必要に応じて、クリヤー塗装工事前にサイディング表面のクラックや傷の補修、
目地やシーリ
ング部分の補修、基材の改修工事を実施する。

５． 評価のまとめ①ウエスで水拭きの場合は、縦方向、横方向に2回

上記結果から、開発した塗料は優れた耐候性を示②高圧水洗の場合は、多彩模様仕上げ面の保護の

○

○

○

○

○

エナメル

○

○

○

し、塗膜の耐温水性能も兼ね備えているため、多彩模

ため、低圧から水洗し始め、問題がなければ水圧

光触媒無機系

クリヤー

×

×

×

様仕上げサイディングのメンテナンスに有効な補修塗を10MPa程度まで上げ、
ゴミ、ホコリ、汚れなどの装工法として推奨できる。

付着物を除去する。残存した水滴をウエスなどで

高意匠、高耐久のサイディング種に対しても適用可能

開発品および比較としてＳＢライズコートスマイル

塗装工法のみでは、元の状態へ戻すのが困難な物件がある。経年により劣化した外壁の事例を示す
（図7）。
初期状態

退色進行

図7

経年劣化した外壁の事例

著しい退色箇所にクリヤー塗装を行う場合、基材の色がより目立つ方向に作用してしまうため、張り替えな

6.3 塗装方法

どの対応を推奨する。

刷毛、
ローラー、
スプレーで塗装が可能である。
クリ

Ｓｉ（弱溶剤系クリヤー）、
ＳＢライズコートアクアＳｉ（水性クリヤー）のスーパーＵＶを用いた促進耐候性試験

空拭きして、下地塗膜を十分に乾燥させる。

本水性補修塗装仕様をラインナップに加えることでとなり、幅広い提案が可能となった。

外壁の退色が著しく進行すると、クリヤー塗料補修行う。
パネル単位で一定に縦、横方向で拭き取る。

○

促進耐候性試験結果

DNTコーティング技報 No.23
解説­2
高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス

６． 施工要領

ヤー塗料の塗り残し対策として、塗装作業はサイディ
ングの１パネル毎に実施する。

8． おわりにイルＳｉ（弱溶剤クリヤー）、
ＳＢライズコートアクアＳｉ

評価方法及び基準

付着性、2次付着性

クロスカット法(2mm間隔、25マス目)
JIS K 5600-5-6

促進耐候性

スーパーUV 1200時間

光沢保持率、色差

耐温水性

60℃×6時間没水
23℃×18時間気中を1サイクルとし10サイクル

外観および、2次付着性

耐凍害性(気中凍結×3時間)･(水中融解×1時間)×300サイクル 外観および、2次付着性

4.3

24

クリヤー

結果を示す（図5）。比較である、
ＳＢライズコートスマ評価方法と試験条件

23

DNTコーティング技報 No.23
解説­2
高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス

アクリルシリコン
エマルション系

評価方法−

各種サイディングとの付着性試験結果（水性クリヤー）に比べて、高い耐候性を有している。

開発品
SBライズコートスマイルSi（弱溶剤）
SBライズコートスアクアSi（水性）塗料系別の各種サイディングとの付着性試験結果を示す（表4）。既存のＳＢライズコートスマイルＳｉ（弱
溶剤系クリヤー）は、ほとんどのサイディングに付着す（白亜化）が始まり、変退色が少しずつ進行する。指触多彩模様仕上げサイディングの高耐久化

るが、
ＳＢライズコートアクアＳｉ（水性クリヤー）は、無テナンスが必要となる。後期では塗膜の劣化がさらに近年では、高耐久性を付与するため、クリヤー塗膜い。 一方で開発品はＳＢライズコートスマイルＳｉ

進み、塗膜の浮き、膨れ、はがれが起こり始める。
そのにふっ素系塗料や無機系塗料を多く使用する傾向が（弱溶剤）同様にほとんどのサイディングに適用できる

後、基材が露出した部分から、吸水しやすくなり、基材多くなっている。
これらの塗膜は従来のアクリル樹脂

ものとなっている。なお、光触媒系への付着性は全てそのものの劣化や変形などが現れる。

系やウレタン樹脂系塗膜と比べ付着が難しく、既存の仕様で適さない。

観察により指に塗装色が多く付着するようになるとメン

アクリルエマルション系

4.4

塗膜内部の樹脂劣化が進み、塗膜表面にチョーキング
3.3

仕様

耐温水性試験結果

試験結果○＝25マス目にて付着性が95%以上△＝25マス目にて付着性が70%〜95%
×＝25マス目にて付着性が70%以下

長期間サイディングを保護することが可能となる。

建物の外壁に使用されているサイディングは紫外線

アクリルシリコン系

表5

付着性評価結果
SBライズコート SBライズコート
スマイルSi
アクアSi（弱溶剤） （水性）

無機系

塗膜の劣化とメンテナンス時期

ナメル塗装で描かれた多彩模様を紫外線や水分に

表1 窯業系サイディングの意匠と塗装方法

えてきている。
また、戸建て住宅に使用されているサイ

図1

外壁素材別シェア（2022年）などの凸部と目地部を異なる色で仕上げるツートン塗調など、高意匠で多彩模様の美しいサイディングが増模様仕上げによる美観」が求められている。

図3は飛躍的な向上を遂げた(表1)。

部分異色

材の8割は窯業系サイディングが使われており、
レンガ

3.2

塗装、
グラビア印刷、
フレキソ印刷、インクジェットプリる。
その中でも注目すべき市場は、戸建て住宅の外壁
半は窯業系サイディングが占めている。近年では外壁開発塗料の塗装仕様

表2は上塗塗料を塗装したものがモノトーン調から始まてきた。将来的には10兆円規模になると予想されてい塗り替え需要である。戸建・低層住宅の外壁材の大サイディングの塗料系

り塗装を行うことが一般的であったが、1980年以降模様が活況を呈した。
さらに1990年以降は、
スパッタ

各種サイディングに対する付着性結果

サイディングの塗装仕様

開発品である完全水性補修塗装仕様を示す（表2）。

板と呼ばれるものが主流で、取り付け後、現場で上塗

基材柄の板厚の違いを利用し、２色に塗り分ける方法。凸部のみをロールコーターで塗装
ツートーンカラー し、凹部と凸部を異なる色に仕上げる。
（タイル調、レンガ調に利用することが多い）

なっている
（図1）。
このような市場動向のなか、建築業

表4

ふっ素系

り、
その後、
ツートンカラー調によるタイル、レンガ柄の

１． はじめに

４．開発品による補修塗装工法
4.1

代までは、基材に下塗塗装を施しただけのシーラー

常盤

DNTコーティング技報 No.23
解説­2
高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス

光沢保持率（％）

20

DNTコーティング技報 No.23
解説­2
高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス

図5

試験時間（時間）促進耐候性試験結果 スーパーUV法

機系およびふっ素系塗装サイディングには適用できな

6.1 施工前診断

6.4 施工例

開発品の塗膜は透明であるため、本補修塗装工法

実際の物件にサイディング用補修塗料を施工してグメーカーが定める性能試験に合格することが確認

は、下地調整がそのまま反映される。施工前診断でいる事例を示す（図6）。図6の外観写真において、右されている。今後塗り替え対象の主流となってくる高は、塗装ムラや、付着性不良、白化、はがれの原因に半分が塗装実施部分で、左半分が未塗装部分であ

耐候・高耐久を有する高意匠サイディングの塗り替なる白亜化、エフロレッセンスの有無（程度）を調査る。

え工法として貢献できるものと考える。

本報で紹介した開発品の塗膜性能は、サイディン

することが重要となる。以下に、診断手順を示す。
①外壁表面にテープ（市販のセロハンテープ）を貼り、強く押し付け、指でこする。
②テープを勢い良くはがし、テープに付いた付着物

未塗装部

塗装実施部

がはっきり見えるように黒い紙の上に置き、白亜化のレベルを評価する。

4.5

塗膜の耐温水性能試験結果

耐温水性試験結果を示す（表5）。開発品は、塗膜③評価基準は、JIS K 5600-8-6に準拠する。JIS
ハンドブックの「数値化した白亜化評価等級1〜5の標準画像」と比較し、評価する。

外観は白化、割れ、膨れなどの異常および、試験後の④等級2以上までは適用可能な表面状態だが、等建物の外壁に使用されるサイディングを長期に保品であるＳＢライズコートアクアＳｉでは十分な密着2次付着性試験においても、はがれは認められず十分護するためには、定期的に目視や指触による検査を行

級3以下の場合は、付着性不良、
白化、
はがれなど

性を得ることができない。そのため、本開発品においな性能を示している。

い、塗膜表面のチョーキング、変退色、つや引けなどがの原因となるため、本補修塗装工法は適用しない。

ては、幅広い付着適正を有すことを目標に設計した。

図6

施工事例

25

24

DNTコーティング技報 No.23
解説­2
高機能・高耐久を有する高意匠サイディングのメンテナンス

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

７． クリヤー塗料補修塗装工法の課題

6.2 素地調整
サイディング面の汚れ落しには、下記の①または②の水洗を実施する。必要に応じて、クリヤー塗装工事前にサイディング表面のクラックや傷の補修、
目地やシーリ
ング部分の補修、基材の改修工事を実施する。
①ウエスで水拭きの場合は、縦方向、横方向に2回

外壁の退色が著しく進行すると、クリヤー塗料補修
塗装工法のみでは、元の状態へ戻すのが困難な物件がある。経年により劣化した外壁の事例を示す
（図7）。
初期状態

迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」
Development of a Quick and Easy Research Reagent Set"Immunochromatographic Kit for Extracellular Vesicles"

退色進行

行う。
パネル単位で一定に縦、横方向で拭き取る。

スペシャリティ事業部門
スペシャリティ事業部
機能材開発グループ
Speciality Business Div.
Speciality Business Dept.
Functional Materials Development Group②高圧水洗の場合は、多彩模様仕上げ面の保護のため、低圧から水洗し始め、問題がなければ水圧を10MPa程度まで上げ、
ゴミ、ホコリ、汚れなどの付着物を除去する。残存した水滴をウエスなどで空拭きして、下地塗膜を十分に乾燥させる。

図7

宗

芳和

Yoshikazu SO

経年劣化した外壁の事例

宮澤雄太

Yuta MIYAZAWA

著しい退色箇所にクリヤー塗装を行う場合、基材の色がより目立つ方向に作用してしまうため、張り替えな

6.3 塗装方法

どの対応を推奨する。

１． はじめに刷毛、ローラー、スプレーで塗装が可能である。
クリ
ヤー塗料の塗り残し対策として、塗装作業はサイディ
ングの１パネル毎に実施する。

8． おわりにがん（悪性腫瘍）は1981年以降日本人の死因のトップであり、2021年時点で死因の26.5%を占めている1)。
一方でがん疾患の詳細なメカニズムは解明されてお6.4 施工例

本報で紹介した開発品の塗膜性能は、サイディン

実際の物件にサイディング用補修塗料を施工してグメーカーが定める性能試験に合格することが確認いる事例を示す（図6）。図6の外観写真において、右されている。今後塗り替え対象の主流となってくる高半分が塗装実施部分で、左半分が未塗装部分であ

耐候・高耐久を有する高意匠サイディングの塗り替る。

え工法として貢献できるものと考える。

らず、寿命の高齢化に伴い、がん患者数が増加傾向にあるなか、革新的ながん予防、診断、治療法の開発が求められている。
がん細胞は分裂速度が正常な細胞と比べて速く、進行度（ステージ）が進むにつれて生存率が低くなるため、早期にがんを発見することががん治療の成功率を高めるカギとなる。
がんの発見には、従来、生体組織を体内から採取する検査手法（組織生検）が用いられてきた。
このような手法

未塗装部

塗装実施部

は検査精度に優れるものの、患者の身体的・精神的な負担が大きく、がんの早期検査のスクリーニングには不向表1

がんの検査手法

リキッドバイオプシー

組織生検

画像検査
低い（撮像）

侵襲性低い（採血、採尿など）

高い（手術）

検査費用

比較的安い

高い

高い

検査精度

※検査対象による高い※装置による近年、がん発見を目的としたリキッドバイオプシーの対象物質（マーカー）として、血液に含まれる循環物
質が注目されている。
この循環物質としては、腫瘍に由来する①cfDNA（cell free DNA）、②細胞、③細胞外小胞（Extracellular Vesicles：EVs）などが挙げられる。
とりわけ、③は進行したがん細胞のみでなく、ステージ初期のがん細胞からも分泌されるため、がん早期発見のマーカーとして利用できる可能性が高く、研究が盛んに行われている。特に近年研究は著しく活発化しており、論文投稿の件数は2010年以降で指数関数的に増加している
（図1）。

きである。
また、侵襲性の低い手法として近年ではMRI（Magnetic Resonance Imaging）などの画像検査技術が採用されており、直径1cm以下の小さながんの可視化も可能である。
しかし、コストや時間的、地理的な制限があり、早期検査技術としての利用は困難である。
したがって、安価で侵襲性が低く、高度な医療施設・技術を必要としない、血液検査や尿検査などの方法によるがん早
図6

施工事例

このような検査手法を
期検査技術が求められている2)。
「リキッドバイオプシー（Liquid Biopsy）」
という。

図1

EVs 論文検索結果

25

度な技術、あるいは高価な装置を必要とするものが多宗芳和

Yoshikazu SO

宮澤

極性をもった薄いりん脂質が二重になった膜でく、研究者の負担が大きいといった課題がある。そこ

EVsはエクソソームをはじめ、細胞から分泌されるで、弊社は迅速・簡便な検査手法の一つである「イム

様々な小胞体の総称である。100〜1000nm程度のノクロマトグラフィー（Immunochromatography；

大きさを有するマイクロベシクル、1〜5µmのアポトー

IC）法」に着目し、EVsを検出できるICキットの開発を

シス小胞などが存在する（表2）。
アポトーシス小胞は行った。本報では、EVsの構造や研究事例に関する解細胞死により分泌されるが、エクソソームやマイクロベ説をはじめ、IC用の標識材として弊社にて開発した青

シクルは生きている細胞から分泌される。エクソソー

色粒子「金ナノプレート（図2）」を使用した、
イムノクロ

ムは細胞の内部で産生され、マイクロベシクルは細胞マトキットについて解説する。

膜の陥没により産生される3) 。国際細胞外小胞学会（International Society for Extracellular Vesicles：

雄太

Yuta MIYAZAWA

ISEV）において、EVsの分類方法が示されているが、産生や分泌の機構について未解明な部分が多く、識１． はじめに

表1

がん（悪性腫瘍）は1981年以降日本人の死因のトップであり、2021年時点で死因の26.5%を占めている 。
1)

一方でがん疾患の詳細なメカニズムは解明されておらず、寿命の高齢化に伴い、がん患者数が増加傾向にあるなか、革新的ながん予防、診断、治療法の開発が求められている。
がん細胞は分裂速度が正常な細胞と比べて速く、進行度（ステージ）が進むにつれて生存率が低くなるため、早期にがんを発見することががん治療の成功率を高めるカギとなる。
がんの発見には、従来、生体組織を体内から採取する検査手法（組織生検）が用いられてきた。
このような手法
は検査精度に優れるものの、患者の身体的・精神的な負担が大きく、がんの早期検査のスクリーニングには不向

組織生検

画像検査

侵襲性

低い（採血、採尿など）

高い（手術）

低い（撮像）

検査費用

比較的安い

高い

高い

細胞外小胞の種類

検査精度※検査対象による高い※装置による

サイズ（目安）表2

来する①cfDNA（cell free DNA）、②細胞、③細胞外ージ初期のがん細胞からも分泌されるため、がん早期発見のマーカーとして利用できる可能性が高く、研究が盛んに行われている。特に近年研究は著しく活発化しており、論文投稿の件数は2010年以降で指数関数的に増加している（図1）。

が採用されており、直径1cm以下の小さながんの可視化も可能である。
しかし、コストや時間的、地理的な制限があり、早期検査技術としての利用は困難である。
したがって、安価で侵襲性が低く、高度な医療施設・技術を必

マイクロベシクル

50〜150nm

100〜1000nm

1〜5µm

産生機構

細胞からの開口分泌

細胞膜からの出芽細胞死による分泌マーカー

CD9, CD63, CD81など 各細胞特異的マーカー Histone, Annexin V

構成成分

タンパク質、RNA、miRNA、脂質

EVs 論文検索結果出する点ではIC法と同様であるが、ELISA法で脂質二重膜を4回貫通するタンパク質である。

ソームはヒトの恒常性やがんなどの疾患の進行におは試験紙でなく、溶液中で反応を行う。
プレート

CD9、CD63、CD81はエクソソーム検出に利用いて重要な役割を果たしている。さらに、エクソソームにエクソソームマーカーに対する抗体を固定化されるマーカータンパク質として知られている。

は、(i) 低い細胞毒性、(ii) 制御された免疫原性、(iii)

し、エクソソームを捕捉した後、酵素標識した抗細胞間コミュニケーションの効果的な利用などの薬体を用いて蛍光や化学発光により検出する。

③ インテグリン鎖2)標識材の一つである貴金属ナノ粒子は、自由電子のる。一例として、銀ナノプレートのアスペクト比が及ぼ

標識材として使用する場合、貴金属ナノ粒子の分散液を検出する際のターゲット物質にすることができる。本

吸水パッドとメンブレンとの接触を保持するため部分には、それぞれ抗体が固定化されている。Test

局在表面プラズモン共鳴（Localized Surface Plasmon

す色調への影響を示す（図8）。色調の異なる粒子をと標識用抗体Bを含む溶液とを混合することにより、疎キットはEVsを定量することを考慮し、EVs表面に広くに貼付するフィルムである。

Lineには検体と結合する抗体が固定化されており、Resonance：LSPR）に由来する光吸収特性を有し、標識材に使用することにより、IC試験におけるマルチ

水性相互作用による物理吸着を介して標識することが分布するCD9をターゲット物質として選定した。本また、メンブレンが傷つかないように保護する目

Control Lineには試験が正常に行われていることを鮮やかな発色を呈するためICキットに広く使用されてカラーでの多検体同時検出が可能になる
（図9）。

できる。

キットの開発においては、
メンブレンへの抗体の固定チェックするための抗体が固定化されている。

いる。一般的には、化学的安定性の高い金を材質とす

る情報を含んでいる。

したエクソソームを投与することで、顕著にがんの増により検出する。

主要組織適合遺伝子複合体（major histocom
patibility complex；MHC）という。膜表面に存在

2.3.3 ExoScreen を使用した循環細胞外小胞の超高感度リキッドバイオプシー9),10)①、②がエクソソームのタンパク測定を目的とするのに対し、③は粒子数のカウントを目的としている。

できるマーカーとしては、CD9、CD63、CD81などが多細胞生物では、離れた細胞間の情報伝達は単予め抗体に固定化された光増感剤ビーズによって検ローサイトメーターで個々の粒子の蛍光を測定す知られている。以下にEVsの一例として、エクソソーム

一分子、またはEVsを介して構成される信号の送受出する手法であるため、精製を行うことなくがん由来ることで、粒子の大きさや、蛍光を発している粒子の構造2)について説明する（図3）。

信によって行われている。がんの進行と転移においてのEVsを検出できる。本法により、結腸直腸がん患者の数を測定する手法であり、細胞の解析方法とし

2.1 細胞外小胞についても、がん細胞由来のエクソソームを媒介するタンパクから採血した血液では「CD147」を含むEVsが多く検て使用されてきた。
しかし、数µmもある細胞とは質が関与していることが示唆された。がん細胞から出されることが報告されている。

異なり、100nm程度とサイズの小さいエクソソー

1983年にJohnstoneらによって、脂質二重膜構造分泌されるエクソソームは、膜表面に存在するインテ

ムを直 接 検出することは困 難であるため、予めを有する100nmほどのEVsが発見され、1987年にグリン（インテグリン末端のフィブロネクチンという部

ビーズに固定化したエクソソームに蛍光色素結合「エクソソーム」と命名された。発見当初、エクソソーム位）を介して細胞の指向性・運動性を促進すること

は細胞内や細胞膜に含まれる余分なタンパク質を細ができる。さらに、血管透過性を誘発することによっ

胞外に排出するためのごみ袋として考えられていたて、周囲のみでなく離れた非腫瘍細胞の細胞生理機が、1996年にはRaposoらによって細胞間のコミュニ

能を変化させ、がん細胞の播種および増殖を可能に

ケーションツールとして機能していることが明らかとなすることができる。

し、ウイルスなどの抗原と結合することで免疫を活性化する。

同定と定量化は依然として困難である。

３． 細胞外小胞の検出手法

4 フローサイトメトリー（FCM）2)

IC法は、妊娠検査やインフルエンザウイルス、新型コ
ロナウイルスの検査キットなどに適用されている検査手法である。イムノクロマト試験紙に固定化された抗体IC法を用いた検査は多くの場合、疾病にり患していメンブレンに展開した溶液を吸い上げる駆動力

るかどうかを簡易的に判断するための定性検査を目となる材料である。

的として使用される。唾液や尿などの液状物質をイム

吸水パッドに吸水できる水分量は、おおむね吸ノクロマト試験紙の上流側（図6の左端）に接触させる

水パッドの厚みに比例する。

ことにより検査できる。

4 バッキングシート

・標識用抗体B捕捉用抗体
メンブレンのControl Line上に固定化される抗体でいる標識材、検体用抗体A、標識用抗体B、標識用抗体である。バッキングシートはポリスチレン、
ポリエ

体B捕捉用抗体について、以下説明する。

例えば、標識用抗体Bとして、
マウスIgG抗体を使用する場合、標識用抗体B捕捉用抗体には抗マウスIgG抗体を使用できる。
メンブレンのTest Line及びControl Line上にそれぞと、標識材に固定化された抗体を用い、試験紙上で検れ抗体を固定化させた後、ウシ血清アルブミン（BSA）

体（ウイルスやタンパク質など）をサンドイッチすることやカゼインを含むブロッキング試薬を用いてメンブレ

で検査対象物を検出する仕組みとなっている。ハーフ

ン全体をコーティングし、意図しない反応（非特異検ストリップと呼ばれる形式のイムノクロマト試験紙の模出）やバックグラウンドの着色を抑制する。

式図を示す
（図5）。
また、図6にイムノクロマト試験紙のり患している（検体が存在する）場合、Test Lineに固

写真を示す
（図6）。

EVsをターゲットとしたリキッドバイオプシーの研究
は、直近10年の間に拡大しており、EVsの検出手法に

図8

銀ナノプレートのアスペクト比と色調ついても様々な手法が開発されている。現在一般的に標識物）が検体と反応することにより、Test Lineに標識材が集積する。
また、Test Lineに捕捉された検体と反使用されている、代表的なEVs検出手法を以下に示す。

化方法やブロッキング条件の最適化、ならびに金ナノプレートへの抗体の標識方法などを工夫した。
説明する（図10）。

図10(a) EVsを含む検体溶液を試験紙に展開すると、試験紙

験では、Test LineとControl Lineの2か所に標識材由来の着色が認められる。

には金ナノプレート（AuPL）に標識した抗体と結合する抗体（抗体捕捉用抗体）が固定化されている。
(b) 金ナノプレートを標識した抗体溶液を展開すると、(a)のステップで試験紙上に固定化されたEVsと結合する。
(c) EVsが捕捉された部分に金ナノプレート標識抗体が集積することで、青色のラインが目視確認できる。
3.2.3 Exorapid-qICの内容物

イムノクロマト試験紙は下記1〜4の部材で構成される。

図7

IC法の陽性・陰性試験（模式図）

認められる。
図9 マルチカラーでの多検体同時検出

検査時間

短（0.75時間）

短〜中
（3時間）

長
（5〜8時間）

短
（1時間）

短
（1時間）

操作性

◎

○

△

○

○

スループット性

○

◎

○

△

△

検出感度

○

○〜◎

○

◎

○〜◎

Exorapid-qICには下記の内容物が含まれている（図11）。

①

②

④

③

○

○

△

（やや高価）（やや高価）

（高価）

（高価）

不要
─

必要
（やや高価）

必要（やや高価）

必要
（高価）

必要
（高価）

Exorapid-qICはEVsを含む検体溶液の展開ス

TestとControlの2本のラインが出現する。試験時間

結乾燥保存したものである。

テップ（①）と、EVs表面抗原であるCD9を認識する抗は全工程で45分程度であり、迅速な評価が可能であ

純水で溶解することで使用できる。

体を標識した金ナノプレートの展開ステップ（②）の2る。試験後に台紙に試験紙を貼付し、スキャナーやプ

段階でEVsを検出する（図12）。EVsを含まない場合

リンタなどで保存した画像を、Image J（アメリカ国立

CD9のリコンビナントタンパク質を凍結乾燥保存し（試験例A）
では、試験紙上にControlのラインのみが衛生研究所の開発したフリーソフト）で解析することたものである。

出現し、EVsを含む場合（試験例B）
では、試験紙上ににより簡易的な定量ができる。

② 標準物質[凍結乾燥]

培養上清（75μL）

図13

ある。

④ 洗浄液

⑤ イムノクロマト試験紙
Test Line、Control Lineにあらかじめ抗体が塗布された試験紙である。
⑥ 96well プレート

図11 Exorapid-qICの内容物

Exorapid-qICにより迅速・簡便にEVsを検出するこjinkou/geppo/nengai21/dl/kekka.pdf）とができるため、EVs関連研究の推進・発展への寄

2）落谷孝広, 吉岡祐亮「医療を変えるエクソソーム-与が期待される。
また、将来的には早期のがん診断

生体機能から疾患メカニズム、臨床応用まで」技術への応用も期待される。

（化学同人, 第1版第1刷, 2018年8月25日発行）される。
また、直近では美容・健康の分野でも利用さ血清量（μL）

Evs分泌時間（時間）②の希釈や、検体の希釈に使用するための溶液でである。

（https://www.mhlw.go.jp/toukei/saikin/hw/

れるようになり「エクソソーム」という用語の認知度

培養上清（75μL）

分泌促進剤（+）となり、今後の技術発展に貢献することを期待している。

3）Borges FT, Reis LA, Schor N. Braz J Med Biol
Res, 46(10), 824-30(2013)4）門田 宰 他2名「日薬理誌（Folia Pharmacol. Jpn.）」
149, 119〜122（2017）5）高桑 雄一「綜 説(Review Article)：膜(MEMBRANE)」
20(2), 92-102(1995)
6）Mercedes Tkach, Clotilde Théry, Cell 164,
March 10(2016)7）中瀬生彦「生物物理」62（1），13-18（2022）
8）Sushrut Kamerkar et al., Nature volume 546,
498‒503 (2017)9）Yusuke Yoshioka et al.,NATURE COMMUNICATIONS, 5, article number:3591(2014)

量線を作成できる。

試 験 紙 への 溶 液 の 展 開を行うためのプレート

ト（弊社製品名：Exorapid-qIC）について解説した。

シーによるがんの早期検査の材料として大いに期待

純水で溶解し、希釈系列ごとに試験することで検試験紙の洗浄に使用する溶液である。検体の展開⑥

年計（概数）の概況

E Vs 、
とりわけエクソソームは、
リキッドバイオプ

EVs数（×108個）

1）厚生労働省 令和３年(2021)人口動態統計月報

プレート」を標識材として使用したイムノクロマトキッが高まっているなか、Exorapid-qICが研究の一助

後、および標識抗体の展開後に使用する。

⑤

△

（安価）

③ 検体希釈液定された検体用抗体Aと抗体標識物が結合せず、標識
は、Control Lineの1か所のみに標識材由来の着色が④FCM[凍結乾燥]

Test LineにはEVsと結合する抗体が、Control Line

Lineで検体の捕捉が行われないため、Test Lineに固材が集積しない。
そのため、検体を含まない陰性試験で① 金ナノプレート標識抗体

弊社製の金ナノプレートにCD9抗体を標識し、凍一方、り患していない（検体が存在しない）場合、Test

図6 イムノクロマト試験紙

③NTA

検出機器

上に固定化された抗体によってEVsが捕捉される。

された抗体と結合する。
したがって、検体を含む陽性試

図5 イムノクロマト試験紙（模式図）

イムノクロマトグラフィーへの適用

EVs検出の仕組み

例Bについては、市販の血清を使用して評価した。
EVsの構造や研究事例、弊社の青色粒子「金ナノ

②WB

図12

Exorapid-qICを用いた試験の概要

35

参考文献

4． おわりに培養し、培養上清から回収したEVsを評価した。試験

検査手法の比較（弊社調べ）①ELISA◎DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

なお、試験例A,C,Dについては、がん由来の細胞を紹介する（図13）。

Exorapid-qIC

初期費用

Exorapid-qICによるEVsの検出の仕組みについて応しなかった標識用抗体BはControl Lineに固定化

3.2 細胞外小胞の検出方法としての速・簡便に検出できる「細胞外小胞用イムノクロマト

定化された検体用抗体Aと検体が反応する。
その際、あらかじめ標識材に固定化された標識用抗体B（抗体

抗体結合させてフローサイトメーターで検出する

今般、弊社の貴金属ナノ粒子を活用し、EVsを迅

表3あり、標識用抗体Bと結合する抗体が用いられる。

以下、IC法の試験例を示す（図7）。図7に記載されてメンブレンと吸水パッドを固定化するための支持

また、標識用抗体Bは、検体や後述する標識用抗体B
捕捉用抗体と反応する抗体が用いられる。

手法がとられている。
3.1 細胞外小胞の一般的な検出手法

検体と反応する抗体が用いられる。

メンブレンのTest Line、Control Lineと呼ばれる

い、酵素標識した抗体を用いて蛍光や化学発光

エクソソームなどの粒 子に励 起 光を当てて、フを機にEVsに関連した研究が活発となった 。

ど、抗体と結合可能なタンパク質が存在しており、EVs

遺伝子変異）に作用するshort hairpin RNAを内包「ExoScreen法」はEVsを2種類の抗体で捕捉し、

図3 エクソソームの構造

標識材を固定化する抗体である。貴金属ナノ粒子をエクソソーム内に存在し、分泌元の細胞に由来す

2.3.1 細胞外小胞による情報伝達とがんの転移6)2)ト比などを調整することにより色調をコントロールでき

後、ゲルから微多孔膜へのパターンの転写を行して活発に取り上げられている。エクソソームを識別２．細胞外小胞とは検討が進められている。

ん細胞に対して、K-Rasの変異体（がん細胞における2.3 エクソソーム研究事例

達物質として非常に有用であることから、研究対象とで説明したようにEVsは表面にCD9、CD63、CD81な量の違い）から、検体中のタンパク質を分離した

予め遠心分離などで精製しておくことが好ましい。

EVsの中でも特に、エクソソームは細胞間の情報伝・標識用抗体B（細胞の取り込み機構の1つ）を誘導している膵臓が3 ナノトラッキング解析（NTA）2),13)④と比較し、専用の検出機器を必要とせず、操作が簡形状の貴金属ナノ粒子については、
それらのアスペク能する部位である。

殖が抑制されることを示した。

検査薬などで広く使用されているIC法を用いた。2.2などが使用されており、診断薬メーカー各社で様々な

3 吸水パッド⑤ MHC分子2)Exorapid-qICを使用した試験例について以下に液の展開を補助する役割がある。

出法である。電気泳動による移動度の違い（分子3.2.1 イムノクロマトグラフィー（IC）法とは較した結果を示す（表3）。

存在する。展開速度は、
メンブレン上の抗体と検究チームは生体内において、マクロピノサイトーシス※商品紹介：https://www.dnt.co.jp/technology/new-business/exorapid-qic/

Exorapid-qICは3.1に記載のEVs検出手法①〜

いる。
プレート状やロッド状といった、異方性を有する細胞どうしのコミュニケーションツールとして機細胞外小胞用イムノクロマトキット

EVsを迅速かつ簡便に検出する手法として、市販のノ粒子、または着色したセルロースナノファイバー粒子

的もある。

図4

メンブレンのTest Line上に固定化される抗体であり、ドとメンブレンを接触させ、毛細管現象による溶ウェスタンブロッティングは、
タンパク質の免疫検④ 核酸（mRNA, miRNAなど）2)

3.3 Exorapid-qICを使用した試験例

く、溶液の展開速度の異なる複数のグレードがの次世代キャリアとして期待されている。Kalluriの研34

便で検査時間が短い特長がある。他の検出手法と比弊社では様々な色調の貴金属ナノ粒子を開発して受容体である。

33

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

3.2.4 Exorapid-qICの特長

標識材には貴金属ナノ粒子、着色したラテックスナ

2 トップフィルム

32

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

3.2.2 EVs検出用イムノクロマトキットの開発

着剤を貼り合わせた構成になっている。吸水パッる赤色の球状金ナノ粒子が使用されている。

31

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

・検体用抗体A

ニトロセルロース素材で構成されるタイプが多体との反応性を大きく左右する。

2 ウェスタンブロッティング（WB）2),12)

その他の生体成分も多いことから、がん由来のEVsの金ナノプレート分散液

会社島津製作所」と共同で開発した。

30

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

・標識材

学的利点から、治療用分子を細胞内に送達するためンパクの凝集塊を見分けることは不可能なため、

図2

キット（弊社製品名：Exorapid-qIC、図4）」を「株式

29

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

ステル、塩化ビニルなどのプラスチックシートに粘

1 メンブレン2量体の膜貫通型の構造をもつ、糖タンパク質

ど）には健康な細胞に由来するEVsも多く存在し、また細胞に由来する物質を含むことが明らかとなり、
これ
図1

クソソームにカプセル化されており、分泌されたエクソ② テトラスパニン鎖（表面抗原）ことができる。エクソソームと同程度の大きさのタった。
さらに、2007年には、エクソソームが分泌元の要としない、血液検査や尿検査などの方法によるがん早アポトーシス小胞の一つ。抗体と抗原（マーカー）の結合により検2)において有望ではあるが、臨床サンプル（血液や尿な

小胞（Extracellular Vesicles：EVs）などが挙げられる。
とりわけ、③は進行したがん細胞のみでなく、ステエクソソームエクソソームの膜上のタンパク質を解析する方法

マイクロRNAや酵素などの「メッセージ」分子はエあり、細胞膜の基本構造とほぼ同じである。

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

1 ELISA法2),11)粒子のブラウン運動より解析し粒子数を算出するの対象物質（マーカー）として、血液に含まれる循環物
質が注目されている。
この循環物質としては、腫瘍に由

細胞外小胞の種類

膵臓がんの抑制7),8)28

がん細胞が分泌するEVsの検出は、がん早期診断

近年、がん発見を目的としたリキッドバイオプシー（Magnetic Resonance Imaging）などの画像検査技術「リキッドバイオプシー（Liquid Biopsy）」という。

で明確に区別、単離することは困難である4)。

リキッドバイオプシーきである。
また、侵襲性の低い手法として近年ではMRI

このような検査手法を
期検査技術が求められている2)。

別するマーカーも十分に定まっていないため、現時点

がんの検査手法

2.3.2. エクソソームを介した薬物送達による① 脂質二重膜5)2.2 細胞外小胞の種類と構造

27

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

しかしながら、EVsの検出手法には煩雑な工程や高Development of a Quick and Easy Research Reagent Set"Immunochromatographic Kit for Extracellular Vesicles"

スペシャリティ事業部門
スペシャリティ事業部
機能材開発グループ
Speciality Business Div.
Speciality Business Dept.
Functional Materials Development Group26

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

25

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（mAbs）

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

24

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

EVs分泌時間（時間）Exorapid-qICを使用した試験例

A）EVsの定量

C）EVs量のモニタリング

Test Lineに捕捉されるEVs量に応じて金ナノプレート

細胞培養上清（ウシ胎児血清（FBS）非含有）を直接標識抗体の集積量が変動するため、Test Lineの色濃

試験紙に展開することにより、EVsの検出が可能であ度を測定することによりEVsの定量が可能である。乳る。細胞培養によるEVs放出量をモニタリングすること

がん細胞MCF-7由来EVsを用いた試験において、ナノにより、培 養 の 管 理などに使 用できる。
（ 細 胞 株：トラッキング装置で解析したEVs数と高い相関性が得

MCF7）られることを確認した。

D）薬剤によるEVs分泌促進評価

B）血清中のEVs検出

培養細胞のEVs分泌促進剤や抑制剤の効果を簡便

血清を直接試験紙に展開することにより、EVsの検出に 評 価 す る こと が 可 能 で あ る 。本 試 験 で はが可能である。展開する血清の量に依存して検出強Cucurbitacin Bによる分泌促進の効果を評価した。

度が増大した。
キットに付属の標準物質を用いて検量（細胞株：HCT116）線を作成することにより、血清中のEVs量を間接的に定量することが可能である。

10）吉岡 祐亮, 落谷 孝広, Cytometry Research26（1）：1 〜 6，2016
11）Mariantonia Logozzi et al., PLoS One. 4(4):e5219(2009)
12）Biji T. Kurien et al., Methods Mol Biol.; 1312:
17‒30.(2015)13）Christina Coughlan et al., Curr Protoc Cell
Biol. September ; 88(1): e110.(2020)

度な技術、あるいは高価な装置を必要とするものが多宗芳和

Yoshikazu SO

宮澤

極性をもった薄いりん脂質が二重になった膜でく、研究者の負担が大きいといった課題がある。そこ

EVsはエクソソームをはじめ、細胞から分泌されるで、弊社は迅速・簡便な検査手法の一つである「イム

様々な小胞体の総称である。100〜1000nm程度のノクロマトグラフィー（Immunochromatography；

大きさを有するマイクロベシクル、1〜5µmのアポトー

IC）法」に着目し、EVsを検出できるICキットの開発を

シス小胞などが存在する（表2）。
アポトーシス小胞は行った。本報では、EVsの構造や研究事例に関する解細胞死により分泌されるが、エクソソームやマイクロベ説をはじめ、IC用の標識材として弊社にて開発した青

シクルは生きている細胞から分泌される。エクソソー

色粒子「金ナノプレート（図2）」を使用した、
イムノクロ

ムは細胞の内部で産生され、マイクロベシクルは細胞マトキットについて解説する。

膜の陥没により産生される3) 。国際細胞外小胞学会（International Society for Extracellular Vesicles：

雄太

Yuta MIYAZAWA

ISEV）において、EVsの分類方法が示されているが、産生や分泌の機構について未解明な部分が多く、識１． はじめに

表1

がん（悪性腫瘍）は1981年以降日本人の死因のトップであり、2021年時点で死因の26.5%を占めている 。
1)

一方でがん疾患の詳細なメカニズムは解明されておらず、寿命の高齢化に伴い、がん患者数が増加傾向にあるなか、革新的ながん予防、診断、治療法の開発が求められている。
がん細胞は分裂速度が正常な細胞と比べて速く、進行度（ステージ）が進むにつれて生存率が低くなるため、早期にがんを発見することががん治療の成功率を高めるカギとなる。
がんの発見には、従来、生体組織を体内から採取する検査手法（組織生検）が用いられてきた。
このような手法
は検査精度に優れるものの、患者の身体的・精神的な負担が大きく、がんの早期検査のスクリーニングには不向

組織生検

画像検査

侵襲性

低い（採血、採尿など）

高い（手術）

低い（撮像）

検査費用

比較的安い

高い

高い

細胞外小胞の種類

検査精度※検査対象による高い※装置による

サイズ（目安）表2

来する①cfDNA（cell free DNA）、②細胞、③細胞外ージ初期のがん細胞からも分泌されるため、がん早期発見のマーカーとして利用できる可能性が高く、研究が盛んに行われている。特に近年研究は著しく活発化しており、論文投稿の件数は2010年以降で指数関数的に増加している（図1）。

が採用されており、直径1cm以下の小さながんの可視化も可能である。
しかし、コストや時間的、地理的な制限があり、早期検査技術としての利用は困難である。
したがって、安価で侵襲性が低く、高度な医療施設・技術を必

マイクロベシクル

50〜150nm

100〜1000nm

1〜5µm

産生機構

細胞からの開口分泌

細胞膜からの出芽細胞死による分泌マーカー

CD9, CD63, CD81など 各細胞特異的マーカー Histone, Annexin V

構成成分

タンパク質、RNA、miRNA、脂質

EVs 論文検索結果出する点ではIC法と同様であるが、ELISA法で脂質二重膜を4回貫通するタンパク質である。

ソームはヒトの恒常性やがんなどの疾患の進行におは試験紙でなく、溶液中で反応を行う。
プレート

CD9、CD63、CD81はエクソソーム検出に利用いて重要な役割を果たしている。さらに、エクソソームにエクソソームマーカーに対する抗体を固定化されるマーカータンパク質として知られている。

は、(i) 低い細胞毒性、(ii) 制御された免疫原性、(iii)

し、エクソソームを捕捉した後、酵素標識した抗細胞間コミュニケーションの効果的な利用などの薬体を用いて蛍光や化学発光により検出する。

③ インテグリン鎖2)標識材の一つである貴金属ナノ粒子は、自由電子のる。一例として、銀ナノプレートのアスペクト比が及ぼ

標識材として使用する場合、貴金属ナノ粒子の分散液を検出する際のターゲット物質にすることができる。本

吸水パッドとメンブレンとの接触を保持するため部分には、それぞれ抗体が固定化されている。Test

局在表面プラズモン共鳴（Localized Surface Plasmon

す色調への影響を示す（図8）。色調の異なる粒子をと標識用抗体Bを含む溶液とを混合することにより、疎キットはEVsを定量することを考慮し、EVs表面に広くに貼付するフィルムである。

Lineには検体と結合する抗体が固定化されており、Resonance：LSPR）に由来する光吸収特性を有し、標識材に使用することにより、IC試験におけるマルチ

水性相互作用による物理吸着を介して標識することが分布するCD9をターゲット物質として選定した。本また、メンブレンが傷つかないように保護する目

Control Lineには試験が正常に行われていることを鮮やかな発色を呈するためICキットに広く使用されてカラーでの多検体同時検出が可能になる
（図9）。

できる。

キットの開発においては、
メンブレンへの抗体の固定チェックするための抗体が固定化されている。

いる。一般的には、化学的安定性の高い金を材質とす

る情報を含んでいる。

したエクソソームを投与することで、顕著にがんの増により検出する。

主要組織適合遺伝子複合体（major histocom
patibility complex；MHC）という。膜表面に存在

2.3.3 ExoScreen を使用した循環細胞外小胞の超高感度リキッドバイオプシー9),10)①、②がエクソソームのタンパク測定を目的とするのに対し、③は粒子数のカウントを目的としている。

できるマーカーとしては、CD9、CD63、CD81などが多細胞生物では、離れた細胞間の情報伝達は単予め抗体に固定化された光増感剤ビーズによって検ローサイトメーターで個々の粒子の蛍光を測定す知られている。以下にEVsの一例として、エクソソーム

一分子、またはEVsを介して構成される信号の送受出する手法であるため、精製を行うことなくがん由来ることで、粒子の大きさや、蛍光を発している粒子の構造2)について説明する（図3）。

信によって行われている。がんの進行と転移においてのEVsを検出できる。本法により、結腸直腸がん患者の数を測定する手法であり、細胞の解析方法とし

2.1 細胞外小胞についても、がん細胞由来のエクソソームを媒介するタンパクから採血した血液では「CD147」を含むEVsが多く検て使用されてきた。
しかし、数µmもある細胞とは質が関与していることが示唆された。がん細胞から出されることが報告されている。

異なり、100nm程度とサイズの小さいエクソソー

1983年にJohnstoneらによって、脂質二重膜構造分泌されるエクソソームは、膜表面に存在するインテ

ムを直 接 検出することは困 難であるため、予めを有する100nmほどのEVsが発見され、1987年にグリン（インテグリン末端のフィブロネクチンという部

ビーズに固定化したエクソソームに蛍光色素結合「エクソソーム」と命名された。発見当初、エクソソーム位）を介して細胞の指向性・運動性を促進すること

は細胞内や細胞膜に含まれる余分なタンパク質を細ができる。さらに、血管透過性を誘発することによっ

胞外に排出するためのごみ袋として考えられていたて、周囲のみでなく離れた非腫瘍細胞の細胞生理機が、1996年にはRaposoらによって細胞間のコミュニ

能を変化させ、がん細胞の播種および増殖を可能に

ケーションツールとして機能していることが明らかとなすることができる。

し、ウイルスなどの抗原と結合することで免疫を活性化する。

同定と定量化は依然として困難である。

３． 細胞外小胞の検出手法

4 フローサイトメトリー（FCM）2)

IC法は、妊娠検査やインフルエンザウイルス、新型コ
ロナウイルスの検査キットなどに適用されている検査手法である。イムノクロマト試験紙に固定化された抗体IC法を用いた検査は多くの場合、疾病にり患していメンブレンに展開した溶液を吸い上げる駆動力

るかどうかを簡易的に判断するための定性検査を目となる材料である。

的として使用される。唾液や尿などの液状物質をイム

吸水パッドに吸水できる水分量は、おおむね吸ノクロマト試験紙の上流側（図6の左端）に接触させる

水パッドの厚みに比例する。

ことにより検査できる。

4 バッキングシート

・標識用抗体B捕捉用抗体
メンブレンのControl Line上に固定化される抗体でいる標識材、検体用抗体A、標識用抗体B、標識用抗体である。バッキングシートはポリスチレン、
ポリエ

体B捕捉用抗体について、以下説明する。

例えば、標識用抗体Bとして、
マウスIgG抗体を使用する場合、標識用抗体B捕捉用抗体には抗マウスIgG抗体を使用できる。
メンブレンのTest Line及びControl Line上にそれぞと、標識材に固定化された抗体を用い、試験紙上で検れ抗体を固定化させた後、ウシ血清アルブミン（BSA）

体（ウイルスやタンパク質など）をサンドイッチすることやカゼインを含むブロッキング試薬を用いてメンブレ

で検査対象物を検出する仕組みとなっている。ハーフ

ン全体をコーティングし、意図しない反応（非特異検ストリップと呼ばれる形式のイムノクロマト試験紙の模出）やバックグラウンドの着色を抑制する。

式図を示す
（図5）。
また、
イムノクロマト試験紙の写真

り患している（検体が存在する）場合、Test Lineに固

を示す
（図6）。

EVsをターゲットとしたリキッドバイオプシーの研究
は、直近10年の間に拡大しており、EVsの検出手法に

図8

銀ナノプレートのアスペクト比と色調ついても様々な手法が開発されている。現在一般的に標識物）が検体と反応することにより、Test Lineに標識材が集積する。
また、Test Lineに捕捉された検体と反使用されている、代表的なEVs検出手法を以下に示す。

化方法やブロッキング条件の最適化、ならびに金ナノプレートへの抗体の標識方法などを工夫した。
説明する（図10）。

図10(a) EVsを含む検体溶液を試験紙に展開すると、試験紙

験では、Test LineとControl Lineの2か所に標識材由来の着色が認められる。

には金ナノプレート（AuPL）に標識した抗体と結合する抗体（抗体捕捉用抗体）が固定化されている。
(b) 金ナノプレートを標識した抗体溶液を展開すると、(a)のステップで試験紙上に固定化されたEVsと結合する。
(c) EVsが捕捉された部分に金ナノプレート標識抗体が集積することで、青色のラインが目視確認できる。
3.2.3 Exorapid-qICの内容物

イムノクロマト試験紙は下記1〜4の部材で構成される。

図7

IC法の陽性・陰性試験（模式図）

認められる。
図9 マルチカラーでの多検体同時検出

検査時間

短（0.75時間）

短〜中
（3時間）

長
（5〜8時間）

短
（1時間）

短
（1時間）

操作性

◎

○

△

○

○

スループット性

○

◎

○

△

△

検出感度

○

○〜◎

○

◎

○〜◎

Exorapid-qICには下記の内容物が含まれている（図11）。

①

②

④

③

○

○

△

（やや高価）（やや高価）

（高価）

（高価）

不要
─

必要
（やや高価）

必要（やや高価）

必要
（高価）

必要
（高価）

Exorapid-qICはEVsを含む検体溶液の展開ス

TestとControlの2本のラインが出現する。試験時間

結乾燥保存したものである。

テップ（①）と、EVs表面抗原であるCD9を認識する抗は全工程で45分程度であり、迅速な評価が可能であ

純水で溶解することで使用できる。

体を標識した金ナノプレートの展開ステップ（②）の2る。試験後に台紙に試験紙を貼付し、スキャナーやプ

段階でEVsを検出する（図12）。EVsを含まない場合

リンタなどで保存した画像を、Image J（アメリカ国立

CD9のリコンビナントタンパク質を凍結乾燥保存し（試験例A）
では、試験紙上にControlのラインのみが衛生研究所の開発したフリーソフト）で解析することたものである。

出現し、EVsを含む場合（試験例B）
では、試験紙上ににより簡易的な定量ができる。

② 標準物質[凍結乾燥]

培養上清（75μL）

図13

ある。

④ 洗浄液

⑤ イムノクロマト試験紙
Test Line、Control Lineにあらかじめ抗体が塗布された試験紙である。
⑥ 96well プレート

図11 Exorapid-qICの内容物

Exorapid-qICにより迅速・簡便にEVsを検出するこjinkou/geppo/nengai21/dl/kekka.pdf）とができるため、EVs関連研究の推進・発展への寄

2）落谷孝広, 吉岡祐亮「医療を変えるエクソソーム-与が期待される。
また、将来的には早期のがん診断

生体機能から疾患メカニズム、臨床応用まで」技術への応用も期待される。

（化学同人, 第1版第1刷, 2018年8月25日発行）される。
また、直近では美容・健康の分野でも利用さ血清量（μL）

Evs分泌時間（時間）②の希釈や、検体の希釈に使用するための溶液でである。

（https://www.mhlw.go.jp/toukei/saikin/hw/

れるようになり「エクソソーム」という用語の認知度

培養上清（75μL）

分泌促進剤（+）となり、今後の技術発展に貢献することを期待している。

3）Borges FT, Reis LA, Schor N. Braz J Med Biol
Res, 46(10), 824-30(2013)4）門田 宰 他2名「日薬理誌（Folia Pharmacol. Jpn.）」
149, 119〜122（2017）5）高桑 雄一「綜 説(Review Article)：膜(MEMBRANE)」
20(2), 92-102(1995)
6）Mercedes Tkach, Clotilde Théry, Cell 164,
March 10(2016)7）中瀬生彦「生物物理」62（1），13-18（2022）
8）Sushrut Kamerkar et al., Nature volume 546,
498‒503 (2017)9）Yusuke Yoshioka et al.,NATURE COMMUNICATIONS, 5, article number:3591(2014)

量線を作成できる。

試 験 紙 への 溶 液 の 展 開を行うためのプレート

ト（弊社製品名：Exorapid-qIC）について解説した。

シーによるがんの早期検査の材料として大いに期待

純水で溶解し、希釈系列ごとに試験することで検試験紙の洗浄に使用する溶液である。検体の展開⑥

年計（概数）の概況

E Vs 、
とりわけエクソソームは、
リキッドバイオプ

EVs数（×108個）

1）厚生労働省 令和３年(2021)人口動態統計月報

プレート」を標識材として使用したイムノクロマトキッが高まっているなか、Exorapid-qICが研究の一助

後、および標識抗体の展開後に使用する。

⑤

△

（安価）

③ 検体希釈液定された検体用抗体Aと抗体標識物が結合せず、標識
は、Control Lineの1か所のみに標識材由来の着色が④FCM[凍結乾燥]

Test LineにはEVsと結合する抗体が、Control Line

Lineで検体の捕捉が行われないため、Test Lineに固材が集積しない。
そのため、検体を含まない陰性試験で① 金ナノプレート標識抗体

弊社製の金ナノプレートにCD9抗体を標識し、凍一方、り患していない（検体が存在しない）場合、Test

図6 イムノクロマト試験紙

③NTA

検出機器

上に固定化された抗体によってEVsが捕捉される。

された抗体と結合する。
したがって、検体を含む陽性試

図5 イムノクロマト試験紙（模式図）

イムノクロマトグラフィーへの適用

EVs検出の仕組み

例Bについては、市販の血清を使用して評価した。
EVsの構造や研究事例、弊社の青色粒子「金ナノ

②WB

図12

Exorapid-qICを用いた試験の概要

35

参考文献

4． おわりに培養し、培養上清から回収したEVsを評価した。試験

検査手法の比較（弊社調べ）①ELISA◎DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

なお、試験例A,C,Dについては、がん由来の細胞を紹介する（図13）。

Exorapid-qIC

初期費用

Exorapid-qICによるEVsの検出の仕組みについて応しなかった標識用抗体BはControl Lineに固定化

3.2 細胞外小胞の検出方法としての速・簡便に検出できる「細胞外小胞用イムノクロマト

定化された検体用抗体Aと検体が反応する。
その際、あらかじめ標識材に固定化された標識用抗体B（抗体

抗体結合させてフローサイトメーターで検出する

今般、弊社の貴金属ナノ粒子を活用し、EVsを迅

表3あり、標識用抗体Bと結合する抗体が用いられる。

以下、IC法の試験例を示す（図7）。図7に記載されてメンブレンと吸水パッドを固定化するための支持

また、標識用抗体Bは、検体や後述する標識用抗体B
捕捉用抗体と反応する抗体が用いられる。

手法がとられている。
3.1 細胞外小胞の一般的な検出手法

検体と反応する抗体が用いられる。

メンブレンのTest Line、Control Lineと呼ばれる

い、酵素標識した抗体を用いて蛍光や化学発光

エクソソームなどの粒 子に励 起 光を当てて、フを機にEVsに関連した研究が活発となった 。

ど、抗体と結合可能なタンパク質が存在しており、EVs

遺伝子変異）に作用するshort hairpin RNAを内包「ExoScreen法」はEVsを2種類の抗体で捕捉し、

図3 エクソソームの構造

標識材を固定化する抗体である。貴金属ナノ粒子をエクソソーム内に存在し、分泌元の細胞に由来す

2.3.1 細胞外小胞による情報伝達とがんの転移6)2)ト比などを調整することにより色調をコントロールでき

後、ゲルから微多孔膜へのパターンの転写を行して活発に取り上げられている。エクソソームを識別２．細胞外小胞とは検討が進められている。

ん細胞に対して、K-Rasの変異体（がん細胞における2.3 エクソソーム研究事例

達物質として非常に有用であることから、研究対象とで説明したようにEVsは表面にCD9、CD63、CD81な量の違い）から、検体中のタンパク質を分離した

予め遠心分離などで精製しておくことが好ましい。

EVsの中でも特に、エクソソームは細胞間の情報伝・標識用抗体B（細胞の取り込み機構の1つ）を誘導している膵臓が3 ナノトラッキング解析（NTA）2),13)④と比較し、専用の検出機器を必要とせず、操作が簡形状の貴金属ナノ粒子については、
それらのアスペク能する部位である。

殖が抑制されることを示した。

検査薬などで広く使用されているIC法を用いた。2.2などが使用されており、診断薬メーカー各社で様々な

3 吸水パッド⑤ MHC分子2)Exorapid-qICを使用した試験例について以下に液の展開を補助する役割がある。

出法である。電気泳動による移動度の違い（分子3.2.1 イムノクロマトグラフィー（IC）法とは較した結果を示す（表3）。

存在する。展開速度は、
メンブレン上の抗体と検究チームは生体内において、マクロピノサイトーシス※商品紹介：https://www.dnt.co.jp/technology/new-business/exorapid-qic/

Exorapid-qICは3.1に記載のEVs検出手法①〜

いる。
プレート状やロッド状といった、異方性を有する細胞どうしのコミュニケーションツールとして機細胞外小胞用イムノクロマトキット

EVsを迅速かつ簡便に検出する手法として、市販のノ粒子、または着色したセルロースナノファイバー粒子

的もある。

図4

メンブレンのTest Line上に固定化される抗体であり、ドとメンブレンを接触させ、毛細管現象による溶ウェスタンブロッティングは、
タンパク質の免疫検④ 核酸（mRNA, miRNAなど）2)

3.3 Exorapid-qICを使用した試験例

く、溶液の展開速度の異なる複数のグレードがの次世代キャリアとして期待されている。Kalluriの研34

便で検査時間が短い特長がある。他の検出手法と比弊社では様々な色調の貴金属ナノ粒子を開発して受容体である。

33

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

3.2.4 Exorapid-qICの特長

標識材には貴金属ナノ粒子、着色したラテックスナ

2 トップフィルム

32

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

3.2.2 EVs検出用イムノクロマトキットの開発

着剤を貼り合わせた構成になっている。吸水パッる赤色の球状金ナノ粒子が使用されている。

31

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

・検体用抗体A

ニトロセルロース素材で構成されるタイプが多体との反応性を大きく左右する。

2 ウェスタンブロッティング（WB）2),12)

その他の生体成分も多いことから、がん由来のEVsの金ナノプレート分散液

会社島津製作所」と共同で開発した。

30

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

・標識材

学的利点から、治療用分子を細胞内に送達するためンパクの凝集塊を見分けることは不可能なため、

図2

キット（弊社製品名：Exorapid-qIC、図4）」を「株式

29

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

ステル、塩化ビニルなどのプラスチックシートに粘

1 メンブレン2量体の膜貫通型の構造をもつ、糖タンパク質

ど）には健康な細胞に由来するEVsも多く存在し、また細胞に由来する物質を含むことが明らかとなり、
これ
図1

クソソームにカプセル化されており、分泌されたエクソ② テトラスパニン鎖（表面抗原）ことができる。エクソソームと同程度の大きさのタった。
さらに、2007年には、エクソソームが分泌元の要としない、血液検査や尿検査などの方法によるがん早アポトーシス小胞の一つ。抗体と抗原（マーカー）の結合により検2)において有望ではあるが、臨床サンプル（血液や尿な

小胞（Extracellular Vesicles：EVs）などが挙げられる。
とりわけ、③は進行したがん細胞のみでなく、ステエクソソームエクソソームの膜上のタンパク質を解析する方法

マイクロRNAや酵素などの「メッセージ」分子はエあり、細胞膜の基本構造とほぼ同じである。

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

1 ELISA法2),11)粒子のブラウン運動より解析し粒子数を算出するの対象物質（マーカー）として、血液に含まれる循環物
質が注目されている。
この循環物質としては、腫瘍に由

細胞外小胞の種類

膵臓がんの抑制7),8)28

がん細胞が分泌するEVsの検出は、がん早期診断

近年、がん発見を目的としたリキッドバイオプシー（Magnetic Resonance Imaging）などの画像検査技術「リキッドバイオプシー（Liquid Biopsy）」という。

で明確に区別、単離することは困難である4)。

リキッドバイオプシーきである。
また、侵襲性の低い手法として近年ではMRI

このような検査手法を
期検査技術が求められている2)。

別するマーカーも十分に定まっていないため、現時点

がんの検査手法

2.3.2. エクソソームを介した薬物送達による① 脂質二重膜5)2.2 細胞外小胞の種類と構造

27

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

しかしながら、EVsの検出手法には煩雑な工程や高Development of a Quick and Easy Research Reagent Set"Immunochromatographic Kit for Extracellular Vesicles"

スペシャリティ事業部門
スペシャリティ事業部
機能材開発グループ
Speciality Business Div.
Speciality Business Dept.
Functional Materials Development Group26

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

25

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（mAbs）

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

24

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

EVs分泌時間（時間）Exorapid-qICを使用した試験例

A）EVsの定量

C）EVs量のモニタリング

Test Lineに捕捉されるEVs量に応じて金ナノプレート

細胞培養上清（ウシ胎児血清（FBS）非含有）を直接標識抗体の集積量が変動するため、Test Lineの色濃

試験紙に展開することにより、EVsの検出が可能であ度を測定することによりEVsの定量が可能である。乳る。細胞培養によるEVs放出量をモニタリングすること

がん細胞MCF-7由来EVsを用いた試験において、ナノにより、培 養 の 管 理などに使 用できる。
（ 細 胞 株：トラッキング装置で解析したEVs数と高い相関性が得

MCF7）られることを確認した。

D）薬剤によるEVs分泌促進評価

B）血清中のEVs検出

培養細胞のEVs分泌促進剤や抑制剤の効果を簡便

血清を直接試験紙に展開することにより、EVsの検出に 評 価 す る こと が 可 能 で あ る 。本 試 験 で はが可能である。展開する血清の量に依存して検出強Cucurbitacin Bによる分泌促進の効果を評価した。

度が増大した。
キットに付属の標準物質を用いて検量（細胞株：HCT116）線を作成することにより、血清中のEVs量を間接的に定量することが可能である。

10）吉岡 祐亮, 落谷 孝広, Cytometry Research26（1）：1 〜 6，2016
11）Mariantonia Logozzi et al., PLoS One. 4(4):e5219(2009)
12）Biji T. Kurien et al., Methods Mol Biol.; 1312:
17‒30.(2015)13）Christina Coughlan et al., Curr Protoc Cell
Biol. September ; 88(1): e110.(2020)

度な技術、あるいは高価な装置を必要とするものが多宗芳和

Yoshikazu SO

宮澤

極性をもった薄いりん脂質が二重になった膜でく、研究者の負担が大きいといった課題がある。そこ

EVsはエクソソームをはじめ、細胞から分泌されるで、弊社は迅速・簡便な検査手法の一つである「イム

様々な小胞体の総称である。100〜1000nm程度のノクロマトグラフィー（Immunochromatography；

大きさを有するマイクロベシクル、1〜5µmのアポトー

IC）法」に着目し、EVsを検出できるICキットの開発を

シス小胞などが存在する（表2）。
アポトーシス小胞は行った。本報では、EVsの構造や研究事例に関する解細胞死により分泌されるが、エクソソームやマイクロベ説をはじめ、IC用の標識材として弊社にて開発した青

シクルは生きている細胞から分泌される。エクソソー

色粒子「金ナノプレート（図2）」を使用した、
イムノクロ

ムは細胞の内部で産生され、マイクロベシクルは細胞マトキットについて解説する。

膜の陥没により産生される3) 。国際細胞外小胞学会（International Society for Extracellular Vesicles：

雄太

Yuta MIYAZAWA

ISEV）において、EVsの分類方法が示されているが、産生や分泌の機構について未解明な部分が多く、識１． はじめに

表1

がん（悪性腫瘍）は1981年以降日本人の死因のトップであり、2021年時点で死因の26.5%を占めている 。
1)

一方でがん疾患の詳細なメカニズムは解明されておらず、寿命の高齢化に伴い、がん患者数が増加傾向にあるなか、革新的ながん予防、診断、治療法の開発が求められている。
がん細胞は分裂速度が正常な細胞と比べて速く、進行度（ステージ）が進むにつれて生存率が低くなるため、早期にがんを発見することががん治療の成功率を高めるカギとなる。
がんの発見には、従来、生体組織を体内から採取する検査手法（組織生検）が用いられてきた。
このような手法
は検査精度に優れるものの、患者の身体的・精神的な負担が大きく、がんの早期検査のスクリーニングには不向

組織生検

画像検査

侵襲性

低い（採血、採尿など）

高い（手術）

低い（撮像）

検査費用

比較的安い

高い

高い

細胞外小胞の種類

検査精度※検査対象による高い※装置による

サイズ（目安）表2

来する①cfDNA（cell free DNA）、②細胞、③細胞外ージ初期のがん細胞からも分泌されるため、がん早期発見のマーカーとして利用できる可能性が高く、研究が盛んに行われている。特に近年研究は著しく活発化しており、論文投稿の件数は2010年以降で指数関数的に増加している（図1）。

が採用されており、直径1cm以下の小さながんの可視化も可能である。
しかし、コストや時間的、地理的な制限があり、早期検査技術としての利用は困難である。
したがって、安価で侵襲性が低く、高度な医療施設・技術を必

マイクロベシクル

50〜150nm

100〜1000nm

1〜5µm

産生機構

細胞からの開口分泌

細胞膜からの出芽細胞死による分泌マーカー

CD9, CD63, CD81など 各細胞特異的マーカー Histone, Annexin V

構成成分

タンパク質、RNA、miRNA、脂質

EVs 論文検索結果出する点ではIC法と同様であるが、ELISA法で脂質二重膜を4回貫通するタンパク質である。

ソームはヒトの恒常性やがんなどの疾患の進行におは試験紙でなく、溶液中で反応を行う。
プレート

CD9、CD63、CD81はエクソソーム検出に利用いて重要な役割を果たしている。さらに、エクソソームにエクソソームマーカーに対する抗体を固定化されるマーカータンパク質として知られている。

は、(i) 低い細胞毒性、(ii) 制御された免疫原性、(iii)

し、エクソソームを捕捉した後、酵素標識した抗細胞間コミュニケーションの効果的な利用などの薬体を用いて蛍光や化学発光により検出する。

③ インテグリン鎖2)標識材の一つである貴金属ナノ粒子は、自由電子のる。一例として、銀ナノプレートのアスペクト比が及ぼ

標識材として使用する場合、貴金属ナノ粒子の分散液を検出する際のターゲット物質にすることができる。本

吸水パッドとメンブレンとの接触を保持するため部分には、それぞれ抗体が固定化されている。Test

局在表面プラズモン共鳴（Localized Surface Plasmon

す色調への影響を示す（図8）。色調の異なる粒子をと標識用抗体Bを含む溶液とを混合することにより、疎キットはEVsを定量することを考慮し、EVs表面に広くに貼付するフィルムである。

Lineには検体と結合する抗体が固定化されており、Resonance：LSPR）に由来する光吸収特性を有し、標識材に使用することにより、IC試験におけるマルチ

水性相互作用による物理吸着を介して標識することが分布するCD9をターゲット物質として選定した。本また、メンブレンが傷つかないように保護する目

Control Lineには試験が正常に行われていることを鮮やかな発色を呈するためICキットに広く使用されてカラーでの多検体同時検出が可能になる
（図9）。

できる。

キットの開発においては、
メンブレンへの抗体の固定チェックするための抗体が固定化されている。

いる。一般的には、化学的安定性の高い金を材質とす

る情報を含んでいる。

したエクソソームを投与することで、顕著にがんの増により検出する。

主要組織適合遺伝子複合体（major histocom
patibility complex；MHC）という。膜表面に存在

2.3.3 ExoScreen を使用した循環細胞外小胞の超高感度リキッドバイオプシー9),10)①、②がエクソソームのタンパク測定を目的とするのに対し、③は粒子数のカウントを目的としている。

できるマーカーとしては、CD9、CD63、CD81などが多細胞生物では、離れた細胞間の情報伝達は単予め抗体に固定化された光増感剤ビーズによって検ローサイトメーターで個々の粒子の蛍光を測定す知られている。以下にEVsの一例として、エクソソーム

一分子、またはEVsを介して構成される信号の送受出する手法であるため、精製を行うことなくがん由来ることで、粒子の大きさや、蛍光を発している粒子の構造2)について説明する（図3）。

信によって行われている。がんの進行と転移においてのEVsを検出できる。本法により、結腸直腸がん患者の数を測定する手法であり、細胞の解析方法とし

2.1 細胞外小胞についても、がん細胞由来のエクソソームを媒介するタンパクから採血した血液では「CD147」を含むEVsが多く検て使用されてきた。
しかし、数µmもある細胞とは質が関与していることが示唆された。がん細胞から出されることが報告されている。

異なり、100nm程度とサイズの小さいエクソソー

1983年にJohnstoneらによって、脂質二重膜構造分泌されるエクソソームは、膜表面に存在するインテ

ムを直 接 検出することは困 難であるため、予めを有する100nmほどのEVsが発見され、1987年にグリン（インテグリン末端のフィブロネクチンという部

ビーズに固定化したエクソソームに蛍光色素結合「エクソソーム」と命名された。発見当初、エクソソーム位）を介して細胞の指向性・運動性を促進すること

は細胞内や細胞膜に含まれる余分なタンパク質を細ができる。さらに、血管透過性を誘発することによっ

胞外に排出するためのごみ袋として考えられていたて、周囲のみでなく離れた非腫瘍細胞の細胞生理機が、1996年にはRaposoらによって細胞間のコミュニ

能を変化させ、がん細胞の播種および増殖を可能に

ケーションツールとして機能していることが明らかとなすることができる。

し、ウイルスなどの抗原と結合することで免疫を活性化する。

同定と定量化は依然として困難である。

３． 細胞外小胞の検出手法

4 フローサイトメトリー（FCM）2)

IC法は、妊娠検査やインフルエンザウイルス、新型コ
ロナウイルスの検査キットなどに適用されている検査手法である。イムノクロマト試験紙に固定化された抗体IC法を用いた検査は多くの場合、疾病にり患していメンブレンに展開した溶液を吸い上げる駆動力

るかどうかを簡易的に判断するための定性検査を目となる材料である。

的として使用される。唾液や尿などの液状物質をイム

吸水パッドに吸水できる水分量は、おおむね吸ノクロマト試験紙の上流側（図6の左端）に接触させる

水パッドの厚みに比例する。

ことにより検査できる。

4 バッキングシート

・標識用抗体B捕捉用抗体
メンブレンのControl Line上に固定化される抗体でいる標識材、検体用抗体A、標識用抗体B、標識用抗体である。バッキングシートはポリスチレン、
ポリエ

体B捕捉用抗体について、以下説明する。

例えば、標識用抗体Bとして、
マウスIgG抗体を使用する場合、標識用抗体B捕捉用抗体には抗マウスIgG抗体を使用できる。
メンブレンのTest Line及びControl Line上にそれぞと、標識材に固定化された抗体を用い、試験紙上で検れ抗体を固定化させた後、ウシ血清アルブミン（BSA）

体（ウイルスやタンパク質など）をサンドイッチすることやカゼインを含むブロッキング試薬を用いてメンブレ

で検査対象物を検出する仕組みとなっている。ハーフ

ン全体をコーティングし、意図しない反応（非特異検ストリップと呼ばれる形式のイムノクロマト試験紙の模出）やバックグラウンドの着色を抑制する。

式図を示す
（図5）。
また、図6にイムノクロマト試験紙のり患している（検体が存在する）場合、Test Lineに固

写真を示す
（図6）。

EVsをターゲットとしたリキッドバイオプシーの研究
は、直近10年の間に拡大しており、EVsの検出手法に

図8

銀ナノプレートのアスペクト比と色調ついても様々な手法が開発されている。現在一般的に標識物）が検体と反応することにより、Test Lineに標識材が集積する。
また、Test Lineに捕捉された検体と反使用されている、代表的なEVs検出手法を以下に示す。

化方法やブロッキング条件の最適化、ならびに金ナノプレートへの抗体の標識方法などを工夫した。
説明する（図10）。

図10(a) EVsを含む検体溶液を試験紙に展開すると、試験紙

験では、Test LineとControl Lineの2か所に標識材由来の着色が認められる。

には金ナノプレート（AuPL）に標識した抗体と結合する抗体（抗体捕捉用抗体）が固定化されている。
(b) 金ナノプレートを標識した抗体溶液を展開すると、(a)のステップで試験紙上に固定化されたEVsと結合する。
(c) EVsが捕捉された部分に金ナノプレート標識抗体が集積することで、青色のラインが目視確認できる。
3.2.3 Exorapid-qICの内容物

イムノクロマト試験紙は下記1〜4の部材で構成される。

図7

IC法の陽性・陰性試験（模式図）

認められる。
図9 マルチカラーでの多検体同時検出

検査時間

短（0.75時間）

短〜中
（3時間）

長
（5〜8時間）

短
（1時間）

短
（1時間）

操作性

◎

○

△

○

○

スループット性

○

◎

○

△

△

検出感度

○

○〜◎

○

◎

○〜◎

Exorapid-qICには下記の内容物が含まれている（図11）。

①

②

④

③

○

○

△

（やや高価）（やや高価）

（高価）

（高価）

不要
─

必要
（やや高価）

必要（やや高価）

必要
（高価）

必要
（高価）

Exorapid-qICはEVsを含む検体溶液の展開ス

TestとControlの2本のラインが出現する。試験時間

結乾燥保存したものである。

テップ（①）と、EVs表面抗原であるCD9を認識する抗は全工程で45分程度であり、迅速な評価が可能であ

純水で溶解することで使用できる。

体を標識した金ナノプレートの展開ステップ（②）の2る。試験後に台紙に試験紙を貼付し、スキャナーやプ

段階でEVsを検出する（図12）。EVsを含まない場合

リンタなどで保存した画像を、Image J（アメリカ国立

CD9のリコンビナントタンパク質を凍結乾燥保存し（試験例A）
では、試験紙上にControlのラインのみが衛生研究所の開発したフリーソフト）で解析することたものである。

出現し、EVsを含む場合（試験例B）
では、試験紙上ににより簡易的な定量ができる。

② 標準物質[凍結乾燥]

培養上清（75μL）

図13

ある。

④ 洗浄液

⑤ イムノクロマト試験紙
Test Line、Control Lineにあらかじめ抗体が塗布された試験紙である。
⑥ 96well プレート

図11 Exorapid-qICの内容物

Exorapid-qICにより迅速・簡便にEVsを検出するこjinkou/geppo/nengai21/dl/kekka.pdf）とができるため、EVs関連研究の推進・発展への寄

2）落谷孝広, 吉岡祐亮「医療を変えるエクソソーム-与が期待される。
また、将来的には早期のがん診断

生体機能から疾患メカニズム、臨床応用まで」技術への応用も期待される。

（化学同人, 第1版第1刷, 2018年8月25日発行）される。
また、直近では美容・健康の分野でも利用さ血清量（μL）

Evs分泌時間（時間）②の希釈や、検体の希釈に使用するための溶液でである。

（https://www.mhlw.go.jp/toukei/saikin/hw/

れるようになり「エクソソーム」という用語の認知度

培養上清（75μL）

分泌促進剤（+）となり、今後の技術発展に貢献することを期待している。

3）Borges FT, Reis LA, Schor N. Braz J Med Biol
Res, 46(10), 824-30(2013)4）門田 宰 他2名「日薬理誌（Folia Pharmacol. Jpn.）」
149, 119〜122（2017）5）高桑 雄一「綜 説(Review Article)：膜(MEMBRANE)」
20(2), 92-102(1995)
6）Mercedes Tkach, Clotilde Théry, Cell 164,
March 10(2016)7）中瀬生彦「生物物理」62（1），13-18（2022）
8）Sushrut Kamerkar et al., Nature volume 546,
498‒503 (2017)9）Yusuke Yoshioka et al.,NATURE COMMUNICATIONS, 5, article number:3591(2014)

量線を作成できる。

試 験 紙 への 溶 液 の 展 開を行うためのプレート

ト（弊社製品名：Exorapid-qIC）について解説した。

シーによるがんの早期検査の材料として大いに期待

純水で溶解し、希釈系列ごとに試験することで検試験紙の洗浄に使用する溶液である。検体の展開⑥

年計（概数）の概況

E Vs 、
とりわけエクソソームは、
リキッドバイオプ

EVs数（×108個）

1）厚生労働省 令和３年(2021)人口動態統計月報

プレート」を標識材として使用したイムノクロマトキッが高まっているなか、Exorapid-qICが研究の一助

後、および標識抗体の展開後に使用する。

⑤

△

（安価）

③ 検体希釈液定された検体用抗体Aと抗体標識物が結合せず、標識
は、Control Lineの1か所のみに標識材由来の着色が④FCM[凍結乾燥]

Test LineにはEVsと結合する抗体が、Control Line

Lineで検体の捕捉が行われないため、Test Lineに固材が集積しない。
そのため、検体を含まない陰性試験で① 金ナノプレート標識抗体

弊社製の金ナノプレートにCD9抗体を標識し、凍一方、り患していない（検体が存在しない）場合、Test

図6 イムノクロマト試験紙

③NTA

検出機器

上に固定化された抗体によってEVsが捕捉される。

された抗体と結合する。
したがって、検体を含む陽性試

図5 イムノクロマト試験紙（模式図）

イムノクロマトグラフィーへの適用

EVs検出の仕組み

例Bについては、市販の血清を使用して評価した。
EVsの構造や研究事例、弊社の青色粒子「金ナノ

②WB

図12

Exorapid-qICを用いた試験の概要

35

参考文献

4． おわりに培養し、培養上清から回収したEVsを評価した。試験

検査手法の比較（弊社調べ）①ELISA◎DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

なお、試験例A,C,Dについては、がん由来の細胞を紹介する（図13）。

Exorapid-qIC

初期費用

Exorapid-qICによるEVsの検出の仕組みについて応しなかった標識用抗体BはControl Lineに固定化

3.2 細胞外小胞の検出方法としての速・簡便に検出できる「細胞外小胞用イムノクロマト

定化された検体用抗体Aと検体が反応する。
その際、あらかじめ標識材に固定化された標識用抗体B（抗体

抗体結合させてフローサイトメーターで検出する

今般、弊社の貴金属ナノ粒子を活用し、EVsを迅

表3あり、標識用抗体Bと結合する抗体が用いられる。

以下、IC法の試験例を示す（図7）。図7に記載されてメンブレンと吸水パッドを固定化するための支持

また、標識用抗体Bは、検体や後述する標識用抗体B
捕捉用抗体と反応する抗体が用いられる。

手法がとられている。
3.1 細胞外小胞の一般的な検出手法

検体と反応する抗体が用いられる。

メンブレンのTest Line、Control Lineと呼ばれる

い、酵素標識した抗体を用いて蛍光や化学発光

エクソソームなどの粒 子に励 起 光を当てて、フを機にEVsに関連した研究が活発となった 。

ど、抗体と結合可能なタンパク質が存在しており、EVs

遺伝子変異）に作用するshort hairpin RNAを内包「ExoScreen法」はEVsを2種類の抗体で捕捉し、

図3 エクソソームの構造

標識材を固定化する抗体である。貴金属ナノ粒子をエクソソーム内に存在し、分泌元の細胞に由来す

2.3.1 細胞外小胞による情報伝達とがんの転移6)2)ト比などを調整することにより色調をコントロールでき

後、ゲルから微多孔膜へのパターンの転写を行して活発に取り上げられている。エクソソームを識別２．細胞外小胞とは検討が進められている。

ん細胞に対して、K-Rasの変異体（がん細胞における2.3 エクソソーム研究事例

達物質として非常に有用であることから、研究対象とで説明したようにEVsは表面にCD9、CD63、CD81な量の違い）から、検体中のタンパク質を分離した

予め遠心分離などで精製しておくことが好ましい。

EVsの中でも特に、エクソソームは細胞間の情報伝・標識用抗体B（細胞の取り込み機構の1つ）を誘導している膵臓が3 ナノトラッキング解析（NTA）2),13)④と比較し、専用の検出機器を必要とせず、操作が簡形状の貴金属ナノ粒子については、
それらのアスペク能する部位である。

殖が抑制されることを示した。

検査薬などで広く使用されているIC法を用いた。2.2などが使用されており、診断薬メーカー各社で様々な

3 吸水パッド⑤ MHC分子2)Exorapid-qICを使用した試験例について以下に液の展開を補助する役割がある。

出法である。電気泳動による移動度の違い（分子3.2.1 イムノクロマトグラフィー（IC）法とは較した結果を示す（表3）。

存在する。展開速度は、
メンブレン上の抗体と検究チームは生体内において、マクロピノサイトーシス※商品紹介：https://www.dnt.co.jp/technology/new-business/exorapid-qic/

Exorapid-qICは3.1に記載のEVs検出手法①〜

いる。
プレート状やロッド状といった、異方性を有する細胞どうしのコミュニケーションツールとして機細胞外小胞用イムノクロマトキット

EVsを迅速かつ簡便に検出する手法として、市販のノ粒子、または着色したセルロースナノファイバー粒子

的もある。

図4

メンブレンのTest Line上に固定化される抗体であり、ドとメンブレンを接触させ、毛細管現象による溶ウェスタンブロッティングは、
タンパク質の免疫検④ 核酸（mRNA, miRNAなど）2)

3.3 Exorapid-qICを使用した試験例

く、溶液の展開速度の異なる複数のグレードがの次世代キャリアとして期待されている。Kalluriの研34

便で検査時間が短い特長がある。他の検出手法と比弊社では様々な色調の貴金属ナノ粒子を開発して受容体である。

33

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

3.2.4 Exorapid-qICの特長

標識材には貴金属ナノ粒子、着色したラテックスナ

2 トップフィルム

32

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

3.2.2 EVs検出用イムノクロマトキットの開発

着剤を貼り合わせた構成になっている。吸水パッる赤色の球状金ナノ粒子が使用されている。

31

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

・検体用抗体A

ニトロセルロース素材で構成されるタイプが多体との反応性を大きく左右する。

2 ウェスタンブロッティング（WB）2),12)

その他の生体成分も多いことから、がん由来のEVsの金ナノプレート分散液

会社島津製作所」と共同で開発した。

30

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

・標識材

学的利点から、治療用分子を細胞内に送達するためンパクの凝集塊を見分けることは不可能なため、

図2

キット（弊社製品名：Exorapid-qIC、図4）」を「株式

29

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

ステル、塩化ビニルなどのプラスチックシートに粘

1 メンブレン2量体の膜貫通型の構造をもつ、糖タンパク質

ど）には健康な細胞に由来するEVsも多く存在し、また細胞に由来する物質を含むことが明らかとなり、
これ
図1

クソソームにカプセル化されており、分泌されたエクソ② テトラスパニン鎖（表面抗原）ことができる。エクソソームと同程度の大きさのタった。
さらに、2007年には、エクソソームが分泌元の要としない、血液検査や尿検査などの方法によるがん早アポトーシス小胞の一つ。抗体と抗原（マーカー）の結合により検2)において有望ではあるが、臨床サンプル（血液や尿な

小胞（Extracellular Vesicles：EVs）などが挙げられる。
とりわけ、③は進行したがん細胞のみでなく、ステエクソソームエクソソームの膜上のタンパク質を解析する方法

マイクロRNAや酵素などの「メッセージ」分子はエあり、細胞膜の基本構造とほぼ同じである。

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

1 ELISA法2),11)粒子のブラウン運動より解析し粒子数を算出するの対象物質（マーカー）として、血液に含まれる循環物
質が注目されている。
この循環物質としては、腫瘍に由

細胞外小胞の種類

膵臓がんの抑制7),8)28

がん細胞が分泌するEVsの検出は、がん早期診断

近年、がん発見を目的としたリキッドバイオプシー（Magnetic Resonance Imaging）などの画像検査技術「リキッドバイオプシー（Liquid Biopsy）」という。

で明確に区別、単離することは困難である4)。

リキッドバイオプシーきである。
また、侵襲性の低い手法として近年ではMRI

このような検査手法を
期検査技術が求められている2)。

別するマーカーも十分に定まっていないため、現時点

がんの検査手法

2.3.2. エクソソームを介した薬物送達による① 脂質二重膜5)2.2 細胞外小胞の種類と構造

27

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

しかしながら、EVsの検出手法には煩雑な工程や高Development of a Quick and Easy Research Reagent Set"Immunochromatographic Kit for Extracellular Vesicles"

スペシャリティ事業部門
スペシャリティ事業部
機能材開発グループ
Speciality Business Div.
Speciality Business Dept.
Functional Materials Development Group26

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

25

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（mAbs）

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

24

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

EVs分泌時間（時間）Exorapid-qICを使用した試験例

A）EVsの定量

C）EVs量のモニタリング

Test Lineに捕捉されるEVs量に応じて金ナノプレート

細胞培養上清（ウシ胎児血清（FBS）非含有）を直接標識抗体の集積量が変動するため、Test Lineの色濃

試験紙に展開することにより、EVsの検出が可能であ度を測定することによりEVsの定量が可能である。乳る。細胞培養によるEVs放出量をモニタリングすること

がん細胞MCF-7由来EVsを用いた試験において、ナノにより、培 養 の 管 理などに使 用できる。
（ 細 胞 株：トラッキング装置で解析したEVs数と高い相関性が得

MCF7）られることを確認した。

D）薬剤によるEVs分泌促進評価

B）血清中のEVs検出

培養細胞のEVs分泌促進剤や抑制剤の効果を簡便

血清を直接試験紙に展開することにより、EVsの検出に 評 価 す る こと が 可 能 で あ る 。本 試 験 で はが可能である。展開する血清の量に依存して検出強Cucurbitacin Bによる分泌促進の効果を評価した。

度が増大した。
キットに付属の標準物質を用いて検量（細胞株：HCT116）線を作成することにより、血清中のEVs量を間接的に定量することが可能である。

10）吉岡 祐亮, 落谷 孝広, Cytometry Research26（1）：1 〜 6，2016
11）Mariantonia Logozzi et al., PLoS One. 4(4):e5219(2009)
12）Biji T. Kurien et al., Methods Mol Biol.; 1312:
17‒30.(2015)13）Christina Coughlan et al., Curr Protoc Cell
Biol. September ; 88(1): e110.(2020)

度な技術、あるいは高価な装置を必要とするものが多宗芳和

Yoshikazu SO

宮澤

極性をもった薄いりん脂質が二重になった膜でく、研究者の負担が大きいといった課題がある。そこ

EVsはエクソソームをはじめ、細胞から分泌されるで、弊社は迅速・簡便な検査手法の一つである「イム

様々な小胞体の総称である。100〜1000nm程度のノクロマトグラフィー（Immunochromatography；

大きさを有するマイクロベシクル、1〜5µmのアポトー

IC）法」に着目し、EVsを検出できるICキットの開発を

シス小胞などが存在する（表2）。
アポトーシス小胞は行った。本報では、EVsの構造や研究事例に関する解細胞死により分泌されるが、エクソソームやマイクロベ説をはじめ、IC用の標識材として弊社にて開発した青

シクルは生きている細胞から分泌される。エクソソー

色粒子「金ナノプレート（図2）」を使用した、
イムノクロ

ムは細胞の内部で産生され、マイクロベシクルは細胞マトキットについて解説する。

膜の陥没により産生される3) 。国際細胞外小胞学会（International Society for Extracellular Vesicles：

雄太

Yuta MIYAZAWA

ISEV）において、EVsの分類方法が示されているが、産生や分泌の機構について未解明な部分が多く、識１． はじめに

表1

がん（悪性腫瘍）は1981年以降日本人の死因のトップであり、2021年時点で死因の26.5%を占めている 。
1)

一方でがん疾患の詳細なメカニズムは解明されておらず、寿命の高齢化に伴い、がん患者数が増加傾向にあるなか、革新的ながん予防、診断、治療法の開発が求められている。
がん細胞は分裂速度が正常な細胞と比べて速く、進行度（ステージ）が進むにつれて生存率が低くなるため、早期にがんを発見することががん治療の成功率を高めるカギとなる。
がんの発見には、従来、生体組織を体内から採取する検査手法（組織生検）が用いられてきた。
このような手法
は検査精度に優れるものの、患者の身体的・精神的な負担が大きく、がんの早期検査のスクリーニングには不向

組織生検

画像検査

侵襲性

低い（採血、採尿など）

高い（手術）

低い（撮像）

検査費用

比較的安い

高い

高い

細胞外小胞の種類

検査精度※検査対象による高い※装置による

サイズ（目安）表2

来する①cfDNA（cell free DNA）、②細胞、③細胞外ージ初期のがん細胞からも分泌されるため、がん早期発見のマーカーとして利用できる可能性が高く、研究が盛んに行われている。特に近年研究は著しく活発化しており、論文投稿の件数は2010年以降で指数関数的に増加している（図1）。

が採用されており、直径1cm以下の小さながんの可視化も可能である。
しかし、コストや時間的、地理的な制限があり、早期検査技術としての利用は困難である。
したがって、安価で侵襲性が低く、高度な医療施設・技術を必

マイクロベシクル

50〜150nm

100〜1000nm

1〜5µm

産生機構

細胞からの開口分泌

細胞膜からの出芽細胞死による分泌マーカー

CD9, CD63, CD81など 各細胞特異的マーカー Histone, Annexin V

構成成分

タンパク質、RNA、miRNA、脂質

EVs 論文検索結果出する点ではIC法と同様であるが、ELISA法で脂質二重膜を4回貫通するタンパク質である。

ソームはヒトの恒常性やがんなどの疾患の進行におは試験紙でなく、溶液中で反応を行う。
プレート

CD9、CD63、CD81はエクソソーム検出に利用いて重要な役割を果たしている。さらに、エクソソームにエクソソームマーカーに対する抗体を固定化されるマーカータンパク質として知られている。

は、(i) 低い細胞毒性、(ii) 制御された免疫原性、(iii)

し、エクソソームを捕捉した後、酵素標識した抗細胞間コミュニケーションの効果的な利用などの薬体を用いて蛍光や化学発光により検出する。

③ インテグリン鎖2)標識材の一つである貴金属ナノ粒子は、自由電子のる。一例として、銀ナノプレートのアスペクト比が及ぼ

標識材として使用する場合、貴金属ナノ粒子の分散液を検出する際のターゲット物質にすることができる。本

吸水パッドとメンブレンとの接触を保持するため部分には、それぞれ抗体が固定化されている。Test

局在表面プラズモン共鳴（Localized Surface Plasmon

す色調への影響を示す（図8）。色調の異なる粒子をと標識用抗体Bを含む溶液とを混合することにより、疎キットはEVsを定量することを考慮し、EVs表面に広くに貼付するフィルムである。

Lineには検体と結合する抗体が固定化されており、Resonance：LSPR）に由来する光吸収特性を有し、標識材に使用することにより、IC試験におけるマルチ

水性相互作用による物理吸着を介して標識することが分布するCD9をターゲット物質として選定した。本また、メンブレンが傷つかないように保護する目

Control Lineには試験が正常に行われていることを鮮やかな発色を呈するためICキットに広く使用されてカラーでの多検体同時検出が可能になる
（図9）。

できる。

キットの開発においては、
メンブレンへの抗体の固定チェックするための抗体が固定化されている。

いる。一般的には、化学的安定性の高い金を材質とす

る情報を含んでいる。

したエクソソームを投与することで、顕著にがんの増により検出する。

主要組織適合遺伝子複合体（major histocom
patibility complex；MHC）という。膜表面に存在

2.3.3 ExoScreen を使用した循環細胞外小胞の超高感度リキッドバイオプシー9),10)①、②がエクソソームのタンパク測定を目的とするのに対し、③は粒子数のカウントを目的としている。

できるマーカーとしては、CD9、CD63、CD81などが多細胞生物では、離れた細胞間の情報伝達は単予め抗体に固定化された光増感剤ビーズによって検ローサイトメーターで個々の粒子の蛍光を測定す知られている。以下にEVsの一例として、エクソソーム

一分子、またはEVsを介して構成される信号の送受出する手法であるため、精製を行うことなくがん由来ることで、粒子の大きさや、蛍光を発している粒子の構造2)について説明する（図3）。

信によって行われている。がんの進行と転移においてのEVsを検出できる。本法により、結腸直腸がん患者の数を測定する手法であり、細胞の解析方法とし

2.1 細胞外小胞についても、がん細胞由来のエクソソームを媒介するタンパクから採血した血液では「CD147」を含むEVsが多く検て使用されてきた。
しかし、数µmもある細胞とは質が関与していることが示唆された。がん細胞から出されることが報告されている。

異なり、100nm程度とサイズの小さいエクソソー

1983年にJohnstoneらによって、脂質二重膜構造分泌されるエクソソームは、膜表面に存在するインテ

ムを直 接 検出することは困 難であるため、予めを有する100nmほどのEVsが発見され、1987年にグリン（インテグリン末端のフィブロネクチンという部

ビーズに固定化したエクソソームに蛍光色素結合「エクソソーム」と命名された。発見当初、エクソソーム位）を介して細胞の指向性・運動性を促進すること

は細胞内や細胞膜に含まれる余分なタンパク質を細ができる。さらに、血管透過性を誘発することによっ

胞外に排出するためのごみ袋として考えられていたて、周囲のみでなく離れた非腫瘍細胞の細胞生理機が、1996年にはRaposoらによって細胞間のコミュニ

能を変化させ、がん細胞の播種および増殖を可能に

ケーションツールとして機能していることが明らかとなすることができる。

し、ウイルスなどの抗原と結合することで免疫を活性化する。

同定と定量化は依然として困難である。

３． 細胞外小胞の検出手法

4 フローサイトメトリー（FCM）2)

IC法は、妊娠検査やインフルエンザウイルス、新型コ
ロナウイルスの検査キットなどに適用されている検査手法である。イムノクロマト試験紙に固定化された抗体IC法を用いた検査は多くの場合、疾病にり患していメンブレンに展開した溶液を吸い上げる駆動力

るかどうかを簡易的に判断するための定性検査を目となる材料である。

的として使用される。唾液や尿などの液状物質をイム

吸水パッドに吸水できる水分量は、おおむね吸ノクロマト試験紙の上流側（図6の左端）に接触させる

水パッドの厚みに比例する。

ことにより検査できる。

4 バッキングシート

・標識用抗体B捕捉用抗体
メンブレンのControl Line上に固定化される抗体でいる標識材、検体用抗体A、標識用抗体B、標識用抗体である。バッキングシートはポリスチレン、
ポリエ

体B捕捉用抗体について、以下説明する。

例えば、標識用抗体Bとして、
マウスIgG抗体を使用する場合、標識用抗体B捕捉用抗体には抗マウスIgG抗体を使用できる。
メンブレンのTest Line及びControl Line上にそれぞと、標識材に固定化された抗体を用い、試験紙上で検れ抗体を固定化させた後、ウシ血清アルブミン（BSA）

体（ウイルスやタンパク質など）をサンドイッチすることやカゼインを含むブロッキング試薬を用いてメンブレ

で検査対象物を検出する仕組みとなっている。ハーフ

ン全体をコーティングし、意図しない反応（非特異検ストリップと呼ばれる形式のイムノクロマト試験紙の模出）やバックグラウンドの着色を抑制する。

式図を示す
（図5）。
また、図6にイムノクロマト試験紙のり患している（検体が存在する）場合、Test Lineに固

写真を示す
（図6）。

EVsをターゲットとしたリキッドバイオプシーの研究
は、直近10年の間に拡大しており、EVsの検出手法に

図8

銀ナノプレートのアスペクト比と色調ついても様々な手法が開発されている。現在一般的に標識物）が検体と反応することにより、Test Lineに標識材が集積する。
また、Test Lineに捕捉された検体と反使用されている、代表的なEVs検出手法を以下に示す。

化方法やブロッキング条件の最適化、ならびに金ナノプレートへの抗体の標識方法などを工夫した。
説明する（図10）。

図10(a) EVsを含む検体溶液を試験紙に展開すると、試験紙

験では、Test LineとControl Lineの2か所に標識材由来の着色が認められる。

には金ナノプレート（AuPL）に標識した抗体と結合する抗体（抗体捕捉用抗体）が固定化されている。
(b) 金ナノプレートを標識した抗体溶液を展開すると、(a)のステップで試験紙上に固定化されたEVsと結合する。
(c) EVsが捕捉された部分に金ナノプレート標識抗体が集積することで、青色のラインが目視確認できる。
3.2.3 Exorapid-qICの内容物

イムノクロマト試験紙は下記1〜4の部材で構成される。

図7

IC法の陽性・陰性試験（模式図）

認められる。
図9 マルチカラーでの多検体同時検出

検査時間

短（0.75時間）

短〜中
（3時間）

長
（5〜8時間）

短
（1時間）

短
（1時間）

操作性

◎

○

△

○

○

スループット性

○

◎

○

△

△

検出感度

○

○〜◎

○

◎

○〜◎

Exorapid-qICには下記の内容物が含まれている（図11）。

①

②

④

③

○

○

△

（やや高価）（やや高価）

（高価）

（高価）

不要
─

必要
（やや高価）

必要（やや高価）

必要
（高価）

必要
（高価）

Exorapid-qICはEVsを含む検体溶液の展開ス

TestとControlの2本のラインが出現する。試験時間

結乾燥保存したものである。

テップ（①）と、EVs表面抗原であるCD9を認識する抗は全工程で45分程度であり、迅速な評価が可能であ

純水で溶解することで使用できる。

体を標識した金ナノプレートの展開ステップ（②）の2る。試験後に台紙に試験紙を貼付し、スキャナーやプ

段階でEVsを検出する（図12）。EVsを含まない場合

リンタなどで保存した画像を、Image J（アメリカ国立

CD9のリコンビナントタンパク質を凍結乾燥保存し（試験例A）
では、試験紙上にControlのラインのみが衛生研究所の開発したフリーソフト）で解析することたものである。

出現し、EVsを含む場合（試験例B）
では、試験紙上ににより簡易的な定量ができる。

② 標準物質[凍結乾燥]

培養上清（75μL）

図13

ある。

④ 洗浄液

⑤ イムノクロマト試験紙
Test Line、Control Lineにあらかじめ抗体が塗布された試験紙である。
⑥ 96well プレート

図11 Exorapid-qICの内容物

Exorapid-qICにより迅速・簡便にEVsを検出するこjinkou/geppo/nengai21/dl/kekka.pdf）とができるため、EVs関連研究の推進・発展への寄

2）落谷孝広, 吉岡祐亮「医療を変えるエクソソーム-与が期待される。
また、将来的には早期のがん診断

生体機能から疾患メカニズム、臨床応用まで」技術への応用も期待される。

（化学同人, 第1版第1刷, 2018年8月25日発行）される。
また、直近では美容・健康の分野でも利用さ血清量（μL）

Evs分泌時間（時間）②の希釈や、検体の希釈に使用するための溶液でである。

（https://www.mhlw.go.jp/toukei/saikin/hw/

れるようになり「エクソソーム」という用語の認知度

培養上清（75μL）

分泌促進剤（+）となり、今後の技術発展に貢献することを期待している。

3）Borges FT, Reis LA, Schor N. Braz J Med Biol
Res, 46(10), 824-30(2013)4）門田 宰 他2名「日薬理誌（Folia Pharmacol. Jpn.）」
149, 119〜122（2017）5）高桑 雄一「綜 説(Review Article)：膜(MEMBRANE)」
20(2), 92-102(1995)
6）Mercedes Tkach, Clotilde Théry, Cell 164,
March 10(2016)7）中瀬生彦「生物物理」62（1），13-18（2022）
8）Sushrut Kamerkar et al., Nature volume 546,
498‒503 (2017)9）Yusuke Yoshioka et al.,NATURE COMMUNICATIONS, 5, article number:3591(2014)

量線を作成できる。

試 験 紙 への 溶 液 の 展 開を行うためのプレート

ト（弊社製品名：Exorapid-qIC）について解説した。

シーによるがんの早期検査の材料として大いに期待

純水で溶解し、希釈系列ごとに試験することで検試験紙の洗浄に使用する溶液である。検体の展開⑥

年計（概数）の概況

E Vs 、
とりわけエクソソームは、
リキッドバイオプ

EVs数（×108個）

1）厚生労働省 令和３年(2021)人口動態統計月報

プレート」を標識材として使用したイムノクロマトキッが高まっているなか、Exorapid-qICが研究の一助

後、および標識抗体の展開後に使用する。

⑤

△

（安価）

③ 検体希釈液定された検体用抗体Aと抗体標識物が結合せず、標識
は、Control Lineの1か所のみに標識材由来の着色が④FCM[凍結乾燥]

Test LineにはEVsと結合する抗体が、Control Line

Lineで検体の捕捉が行われないため、Test Lineに固材が集積しない。
そのため、検体を含まない陰性試験で① 金ナノプレート標識抗体

弊社製の金ナノプレートにCD9抗体を標識し、凍一方、り患していない（検体が存在しない）場合、Test

図6 イムノクロマト試験紙

③NTA

検出機器

上に固定化された抗体によってEVsが捕捉される。

された抗体と結合する。
したがって、検体を含む陽性試

図5 イムノクロマト試験紙（模式図）

イムノクロマトグラフィーへの適用

EVs検出の仕組み

例Bについては、市販の血清を使用して評価した。
EVsの構造や研究事例、弊社の青色粒子「金ナノ

②WB

図12

Exorapid-qICを用いた試験の概要

35

参考文献

4． おわりに培養し、培養上清から回収したEVsを評価した。試験

検査手法の比較（弊社調べ）①ELISA◎DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

なお、試験例A,C,Dについては、がん由来の細胞を紹介する（図13）。

Exorapid-qIC

初期費用

Exorapid-qICによるEVsの検出の仕組みについて応しなかった標識用抗体BはControl Lineに固定化

3.2 細胞外小胞の検出方法としての速・簡便に検出できる「細胞外小胞用イムノクロマト

定化された検体用抗体Aと検体が反応する。
その際、あらかじめ標識材に固定化された標識用抗体B（抗体

抗体結合させてフローサイトメーターで検出する

今般、弊社の貴金属ナノ粒子を活用し、EVsを迅

表3あり、標識用抗体Bと結合する抗体が用いられる。

以下、IC法の試験例を示す（図7）。図7に記載されてメンブレンと吸水パッドを固定化するための支持

また、標識用抗体Bは、検体や後述する標識用抗体B
捕捉用抗体と反応する抗体が用いられる。

手法がとられている。
3.1 細胞外小胞の一般的な検出手法

検体と反応する抗体が用いられる。

メンブレンのTest Line、Control Lineと呼ばれる

い、酵素標識した抗体を用いて蛍光や化学発光

エクソソームなどの粒 子に励 起 光を当てて、フを機にEVsに関連した研究が活発となった 。

ど、抗体と結合可能なタンパク質が存在しており、EVs

遺伝子変異）に作用するshort hairpin RNAを内包「ExoScreen法」はEVsを2種類の抗体で捕捉し、

図3 エクソソームの構造

標識材を固定化する抗体である。貴金属ナノ粒子をエクソソーム内に存在し、分泌元の細胞に由来す

2.3.1 細胞外小胞による情報伝達とがんの転移6)2)ト比などを調整することにより色調をコントロールでき

後、ゲルから微多孔膜へのパターンの転写を行して活発に取り上げられている。エクソソームを識別２．細胞外小胞とは検討が進められている。

ん細胞に対して、K-Rasの変異体（がん細胞における2.3 エクソソーム研究事例

達物質として非常に有用であることから、研究対象とで説明したようにEVsは表面にCD9、CD63、CD81な量の違い）から、検体中のタンパク質を分離した

予め遠心分離などで精製しておくことが好ましい。

EVsの中でも特に、エクソソームは細胞間の情報伝・標識用抗体B（細胞の取り込み機構の1つ）を誘導している膵臓が3 ナノトラッキング解析（NTA）2),13)④と比較し、専用の検出機器を必要とせず、操作が簡形状の貴金属ナノ粒子については、
それらのアスペク能する部位である。

殖が抑制されることを示した。

検査薬などで広く使用されているIC法を用いた。2.2などが使用されており、診断薬メーカー各社で様々な

3 吸水パッド⑤ MHC分子2)Exorapid-qICを使用した試験例について以下に液の展開を補助する役割がある。

出法である。電気泳動による移動度の違い（分子3.2.1 イムノクロマトグラフィー（IC）法とは較した結果を示す（表3）。

存在する。展開速度は、
メンブレン上の抗体と検究チームは生体内において、マクロピノサイトーシス※商品紹介：https://www.dnt.co.jp/technology/new-business/exorapid-qic/

Exorapid-qICは3.1に記載のEVs検出手法①〜

いる。
プレート状やロッド状といった、異方性を有する細胞どうしのコミュニケーションツールとして機細胞外小胞用イムノクロマトキット

EVsを迅速かつ簡便に検出する手法として、市販のノ粒子、または着色したセルロースナノファイバー粒子

的もある。

図4

メンブレンのTest Line上に固定化される抗体であり、ドとメンブレンを接触させ、毛細管現象による溶ウェスタンブロッティングは、
タンパク質の免疫検④ 核酸（mRNA, miRNAなど）2)

3.3 Exorapid-qICを使用した試験例

く、溶液の展開速度の異なる複数のグレードがの次世代キャリアとして期待されている。Kalluriの研34

便で検査時間が短い特長がある。他の検出手法と比弊社では様々な色調の貴金属ナノ粒子を開発して受容体である。

33

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

3.2.4 Exorapid-qICの特長

標識材には貴金属ナノ粒子、着色したラテックスナ

2 トップフィルム

32

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

3.2.2 EVs検出用イムノクロマトキットの開発

着剤を貼り合わせた構成になっている。吸水パッる赤色の球状金ナノ粒子が使用されている。

31

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

・検体用抗体A

ニトロセルロース素材で構成されるタイプが多体との反応性を大きく左右する。

2 ウェスタンブロッティング（WB）2),12)

その他の生体成分も多いことから、がん由来のEVsの金ナノプレート分散液

会社島津製作所」と共同で開発した。

30

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

・標識材

学的利点から、治療用分子を細胞内に送達するためンパクの凝集塊を見分けることは不可能なため、

図2

キット（弊社製品名：Exorapid-qIC、図4）」を「株式

29

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

ステル、塩化ビニルなどのプラスチックシートに粘

1 メンブレン2量体の膜貫通型の構造をもつ、糖タンパク質

ど）には健康な細胞に由来するEVsも多く存在し、また細胞に由来する物質を含むことが明らかとなり、
これ
図1

クソソームにカプセル化されており、分泌されたエクソ② テトラスパニン鎖（表面抗原）ことができる。エクソソームと同程度の大きさのタった。
さらに、2007年には、エクソソームが分泌元の要としない、血液検査や尿検査などの方法によるがん早アポトーシス小胞の一つ。抗体と抗原（マーカー）の結合により検2)において有望ではあるが、臨床サンプル（血液や尿な

小胞（Extracellular Vesicles：EVs）などが挙げられる。
とりわけ、③は進行したがん細胞のみでなく、ステエクソソームエクソソームの膜上のタンパク質を解析する方法

マイクロRNAや酵素などの「メッセージ」分子はエあり、細胞膜の基本構造とほぼ同じである。

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

1 ELISA法2),11)粒子のブラウン運動より解析し粒子数を算出するの対象物質（マーカー）として、血液に含まれる循環物
質が注目されている。
この循環物質としては、腫瘍に由

細胞外小胞の種類

膵臓がんの抑制7),8)28

がん細胞が分泌するEVsの検出は、がん早期診断

近年、がん発見を目的としたリキッドバイオプシー（Magnetic Resonance Imaging）などの画像検査技術「リキッドバイオプシー（Liquid Biopsy）」という。

で明確に区別、単離することは困難である4)。

リキッドバイオプシーきである。
また、侵襲性の低い手法として近年ではMRI

このような検査手法を
期検査技術が求められている2)。

別するマーカーも十分に定まっていないため、現時点

がんの検査手法

2.3.2. エクソソームを介した薬物送達による① 脂質二重膜5)2.2 細胞外小胞の種類と構造

27

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

しかしながら、EVsの検出手法には煩雑な工程や高Development of a Quick and Easy Research Reagent Set"Immunochromatographic Kit for Extracellular Vesicles"

スペシャリティ事業部門
スペシャリティ事業部
機能材開発グループ
Speciality Business Div.
Speciality Business Dept.
Functional Materials Development Group26

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

25

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（mAbs）

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

24

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

EVs分泌時間（時間）Exorapid-qICを使用した試験例

A）EVsの定量

C）EVs量のモニタリング

Test Lineに捕捉されるEVs量に応じて金ナノプレート

細胞培養上清（ウシ胎児血清（FBS）非含有）を直接標識抗体の集積量が変動するため、Test Lineの色濃

試験紙に展開することにより、EVsの検出が可能であ度を測定することによりEVsの定量が可能である。乳る。細胞培養によるEVs放出量をモニタリングすること

がん細胞MCF-7由来EVsを用いた試験において、ナノにより、培 養 の 管 理などに使 用できる。
（ 細 胞 株：トラッキング装置で解析したEVs数と高い相関性が得

MCF7）られることを確認した。

D）薬剤によるEVs分泌促進評価

B）血清中のEVs検出

培養細胞のEVs分泌促進剤や抑制剤の効果を簡便

血清を直接試験紙に展開することにより、EVsの検出に 評 価 す る こと が 可 能 で あ る 。本 試 験 で はが可能である。展開する血清の量に依存して検出強Cucurbitacin Bによる分泌促進の効果を評価した。

度が増大した。
キットに付属の標準物質を用いて検量（細胞株：HCT116）線を作成することにより、血清中のEVs量を間接的に定量することが可能である。

10）吉岡 祐亮, 落谷 孝広, Cytometry Research26（1）：1 〜 6，2016
11）Mariantonia Logozzi et al., PLoS One. 4(4):e5219(2009)
12）Biji T. Kurien et al., Methods Mol Biol.; 1312:
17‒30.(2015)13）Christina Coughlan et al., Curr Protoc Cell
Biol. September ; 88(1): e110.(2020)

度な技術、あるいは高価な装置を必要とするものが多宗芳和

Yoshikazu SO

宮澤

極性をもった薄いりん脂質が二重になった膜でく、研究者の負担が大きいといった課題がある。そこ

EVsはエクソソームをはじめ、細胞から分泌されるで、弊社は迅速・簡便な検査手法の一つである「イム

様々な小胞体の総称である。100〜1000nm程度のノクロマトグラフィー（Immunochromatography；

大きさを有するマイクロベシクル、1〜5µmのアポトー

IC）法」に着目し、EVsを検出できるICキットの開発を

シス小胞などが存在する（表2）。
アポトーシス小胞は行った。本報では、EVsの構造や研究事例に関する解細胞死により分泌されるが、エクソソームやマイクロベ説をはじめ、IC用の標識材として弊社にて開発した青

シクルは生きている細胞から分泌される。エクソソー

色粒子「金ナノプレート（図2）」を使用した、
イムノクロ

ムは細胞の内部で産生され、マイクロベシクルは細胞マトキットについて解説する。

膜の陥没により産生される3) 。国際細胞外小胞学会（International Society for Extracellular Vesicles：

雄太

Yuta MIYAZAWA

ISEV）において、EVsの分類方法が示されているが、産生や分泌の機構について未解明な部分が多く、識１． はじめに

表1

がん（悪性腫瘍）は1981年以降日本人の死因のトップであり、2021年時点で死因の26.5%を占めている 。
1)

一方でがん疾患の詳細なメカニズムは解明されておらず、寿命の高齢化に伴い、がん患者数が増加傾向にあるなか、革新的ながん予防、診断、治療法の開発が求められている。
がん細胞は分裂速度が正常な細胞と比べて速く、進行度（ステージ）が進むにつれて生存率が低くなるため、早期にがんを発見することががん治療の成功率を高めるカギとなる。
がんの発見には、従来、生体組織を体内から採取する検査手法（組織生検）が用いられてきた。
このような手法
は検査精度に優れるものの、患者の身体的・精神的な負担が大きく、がんの早期検査のスクリーニングには不向

組織生検

画像検査

侵襲性

低い（採血、採尿など）

高い（手術）

低い（撮像）

検査費用

比較的安い

高い

高い

細胞外小胞の種類

検査精度※検査対象による高い※装置による

サイズ（目安）表2

来する①cfDNA（cell free DNA）、②細胞、③細胞外ージ初期のがん細胞からも分泌されるため、がん早期発見のマーカーとして利用できる可能性が高く、研究が盛んに行われている。特に近年研究は著しく活発化しており、論文投稿の件数は2010年以降で指数関数的に増加している（図1）。

が採用されており、直径1cm以下の小さながんの可視化も可能である。
しかし、コストや時間的、地理的な制限があり、早期検査技術としての利用は困難である。
したがって、安価で侵襲性が低く、高度な医療施設・技術を必

マイクロベシクル

50〜150nm

100〜1000nm

1〜5µm

産生機構

細胞からの開口分泌

細胞膜からの出芽細胞死による分泌マーカー

CD9, CD63, CD81など 各細胞特異的マーカー Histone, Annexin V

構成成分

タンパク質、RNA、miRNA、脂質

EVs 論文検索結果出する点ではIC法と同様であるが、ELISA法で脂質二重膜を4回貫通するタンパク質である。

ソームはヒトの恒常性やがんなどの疾患の進行におは試験紙でなく、溶液中で反応を行う。
プレート

CD9、CD63、CD81はエクソソーム検出に利用いて重要な役割を果たしている。さらに、エクソソームにエクソソームマーカーに対する抗体を固定化されるマーカータンパク質として知られている。

は、(i) 低い細胞毒性、(ii) 制御された免疫原性、(iii)

し、エクソソームを捕捉した後、酵素標識した抗細胞間コミュニケーションの効果的な利用などの薬体を用いて蛍光や化学発光により検出する。

③ インテグリン鎖2)標識材の一つである貴金属ナノ粒子は、自由電子のる。一例として、銀ナノプレートのアスペクト比が及ぼ

標識材として使用する場合、貴金属ナノ粒子の分散液を検出する際のターゲット物質にすることができる。本

吸水パッドとメンブレンとの接触を保持するため部分には、それぞれ抗体が固定化されている。Test

局在表面プラズモン共鳴（Localized Surface Plasmon

す色調への影響を示す（図8）。色調の異なる粒子をと標識用抗体Bを含む溶液とを混合することにより、疎キットはEVsを定量することを考慮し、EVs表面に広くに貼付するフィルムである。

Lineには検体と結合する抗体が固定化されており、Resonance：LSPR）に由来する光吸収特性を有し、標識材に使用することにより、IC試験におけるマルチ

水性相互作用による物理吸着を介して標識することが分布するCD9をターゲット物質として選定した。本また、メンブレンが傷つかないように保護する目

Control Lineには試験が正常に行われていることを鮮やかな発色を呈するためICキットに広く使用されてカラーでの多検体同時検出が可能になる
（図9）。

できる。

キットの開発においては、
メンブレンへの抗体の固定チェックするための抗体が固定化されている。

いる。一般的には、化学的安定性の高い金を材質とす

る情報を含んでいる。

したエクソソームを投与することで、顕著にがんの増により検出する。

主要組織適合遺伝子複合体（major histocom
patibility complex；MHC）という。膜表面に存在

2.3.3 ExoScreen を使用した循環細胞外小胞の超高感度リキッドバイオプシー9),10)①、②がエクソソームのタンパク測定を目的とするのに対し、③は粒子数のカウントを目的としている。

できるマーカーとしては、CD9、CD63、CD81などが多細胞生物では、離れた細胞間の情報伝達は単予め抗体に固定化された光増感剤ビーズによって検ローサイトメーターで個々の粒子の蛍光を測定す知られている。以下にEVsの一例として、エクソソーム

一分子、またはEVsを介して構成される信号の送受出する手法であるため、精製を行うことなくがん由来ることで、粒子の大きさや、蛍光を発している粒子の構造2)について説明する（図3）。

信によって行われている。がんの進行と転移においてのEVsを検出できる。本法により、結腸直腸がん患者の数を測定する手法であり、細胞の解析方法とし

2.1 細胞外小胞についても、がん細胞由来のエクソソームを媒介するタンパクから採血した血液では「CD147」を含むEVsが多く検て使用されてきた。
しかし、数µmもある細胞とは質が関与していることが示唆された。がん細胞から出されることが報告されている。

異なり、100nm程度とサイズの小さいエクソソー

1983年にJohnstoneらによって、脂質二重膜構造分泌されるエクソソームは、膜表面に存在するインテ

ムを直 接 検出することは困 難であるため、予めを有する100nmほどのEVsが発見され、1987年にグリン（インテグリン末端のフィブロネクチンという部

ビーズに固定化したエクソソームに蛍光色素結合「エクソソーム」と命名された。発見当初、エクソソーム位）を介して細胞の指向性・運動性を促進すること

は細胞内や細胞膜に含まれる余分なタンパク質を細ができる。さらに、血管透過性を誘発することによっ

胞外に排出するためのごみ袋として考えられていたて、周囲のみでなく離れた非腫瘍細胞の細胞生理機が、1996年にはRaposoらによって細胞間のコミュニ

能を変化させ、がん細胞の播種および増殖を可能に

ケーションツールとして機能していることが明らかとなすることができる。

し、ウイルスなどの抗原と結合することで免疫を活性化する。

同定と定量化は依然として困難である。

３． 細胞外小胞の検出手法

4 フローサイトメトリー（FCM）2)

IC法は、妊娠検査やインフルエンザウイルス、新型コ
ロナウイルスの検査キットなどに適用されている検査手法である。イムノクロマト試験紙に固定化された抗体IC法を用いた検査は多くの場合、疾病にり患していメンブレンに展開した溶液を吸い上げる駆動力

るかどうかを簡易的に判断するための定性検査を目となる材料である。

的として使用される。唾液や尿などの液状物質をイム

吸水パッドに吸水できる水分量は、おおむね吸ノクロマト試験紙の上流側（図6の左端）に接触させる

水パッドの厚みに比例する。

ことにより検査できる。

4 バッキングシート

・標識用抗体B捕捉用抗体
メンブレンのControl Line上に固定化される抗体でいる標識材、検体用抗体A、標識用抗体B、標識用抗体である。バッキングシートはポリスチレン、
ポリエ

体B捕捉用抗体について、以下説明する。

例えば、標識用抗体Bとして、
マウスIgG抗体を使用する場合、標識用抗体B捕捉用抗体には抗マウスIgG抗体を使用できる。
メンブレンのTest Line及びControl Line上にそれぞと、標識材に固定化された抗体を用い、試験紙上で検れ抗体を固定化させた後、ウシ血清アルブミン（BSA）

体（ウイルスやタンパク質など）をサンドイッチすることやカゼインを含むブロッキング試薬を用いてメンブレ

で検査対象物を検出する仕組みとなっている。ハーフ

ン全体をコーティングし、意図しない反応（非特異検ストリップと呼ばれる形式のイムノクロマト試験紙の模出）やバックグラウンドの着色を抑制する。

式図を示す
（図5）。
また、図6にイムノクロマト試験紙のり患している（検体が存在する）場合、Test Lineに固

写真を示す
（図6）。

EVsをターゲットとしたリキッドバイオプシーの研究
は、直近10年の間に拡大しており、EVsの検出手法に

図8

銀ナノプレートのアスペクト比と色調ついても様々な手法が開発されている。現在一般的に標識物）が検体と反応することにより、Test Lineに標識材が集積する。
また、Test Lineに捕捉された検体と反使用されている、代表的なEVs検出手法を以下に示す。

化方法やブロッキング条件の最適化、ならびに金ナノプレートへの抗体の標識方法などを工夫した。
説明する（図10）。

図10(a) EVsを含む検体溶液を試験紙に展開すると、試験紙

験では、Test LineとControl Lineの2か所に標識材由来の着色が認められる。

には金ナノプレート（AuPL）に標識した抗体と結合する抗体（抗体捕捉用抗体）が固定化されている。
(b) 金ナノプレートを標識した抗体溶液を展開すると、(a)のステップで試験紙上に固定化されたEVsと結合する。
(c) EVsが捕捉された部分に金ナノプレート標識抗体が集積することで、青色のラインが目視確認できる。
3.2.3 Exorapid-qICの内容物

イムノクロマト試験紙は下記1〜4の部材で構成される。

図7

IC法の陽性・陰性試験（模式図）

認められる。
図9 マルチカラーでの多検体同時検出

検査時間

短（0.75時間）

短〜中
（3時間）

長
（5〜8時間）

短
（1時間）

短
（1時間）

操作性

◎

○

△

○

○

スループット性

○

◎

○

△

△

検出感度

○

○〜◎

○

◎

○〜◎

Exorapid-qICには下記の内容物が含まれている（図11）。

①

②

④

③

○

○

△

（やや高価）（やや高価）

（高価）

（高価）

不要
─

必要
（やや高価）

必要（やや高価）

必要
（高価）

必要
（高価）

Exorapid-qICはEVsを含む検体溶液の展開ス

TestとControlの2本のラインが出現する。試験時間

結乾燥保存したものである。

テップ（①）と、EVs表面抗原であるCD9を認識する抗は全工程で45分程度であり、迅速な評価が可能であ

純水で溶解することで使用できる。

体を標識した金ナノプレートの展開ステップ（②）の2る。試験後に台紙に試験紙を貼付し、スキャナーやプ

段階でEVsを検出する（図12）。EVsを含まない場合

リンタなどで保存した画像を、Image J（アメリカ国立

CD9のリコンビナントタンパク質を凍結乾燥保存し（試験例A）
では、試験紙上にControlのラインのみが衛生研究所の開発したフリーソフト）で解析することたものである。

出現し、EVsを含む場合（試験例B）
では、試験紙上ににより簡易的な定量ができる。

② 標準物質[凍結乾燥]

培養上清（75μL）

図13

ある。

④ 洗浄液

⑤ イムノクロマト試験紙
Test Line、Control Lineにあらかじめ抗体が塗布された試験紙である。
⑥ 96well プレート

図11 Exorapid-qICの内容物

Exorapid-qICにより迅速・簡便にEVsを検出するこjinkou/geppo/nengai21/dl/kekka.pdf）とができるため、EVs関連研究の推進・発展への寄

2）落谷孝広, 吉岡祐亮「医療を変えるエクソソーム-与が期待される。
また、将来的には早期のがん診断

生体機能から疾患メカニズム、臨床応用まで」技術への応用も期待される。

（化学同人, 第1版第1刷, 2018年8月25日発行）される。
また、直近では美容・健康の分野でも利用さ血清量（μL）

Evs分泌時間（時間）②の希釈や、検体の希釈に使用するための溶液でである。

（https://www.mhlw.go.jp/toukei/saikin/hw/

れるようになり「エクソソーム」という用語の認知度

培養上清（75μL）

分泌促進剤（+）となり、今後の技術発展に貢献することを期待している。

3）Borges FT, Reis LA, Schor N. Braz J Med Biol
Res, 46(10), 824-30(2013)4）門田 宰 他2名「日薬理誌（Folia Pharmacol. Jpn.）」
149, 119〜122（2017）5）高桑 雄一「綜 説(Review Article)：膜(MEMBRANE)」
20(2), 92-102(1995)
6）Mercedes Tkach, Clotilde Théry, Cell 164,
March 10(2016)7）中瀬生彦「生物物理」62（1），13-18（2022）
8）Sushrut Kamerkar et al., Nature volume 546,
498‒503 (2017)9）Yusuke Yoshioka et al.,NATURE COMMUNICATIONS, 5, article number:3591(2014)

量線を作成できる。

試 験 紙 への 溶 液 の 展 開を行うためのプレート

ト（弊社製品名：Exorapid-qIC）について解説した。

シーによるがんの早期検査の材料として大いに期待

純水で溶解し、希釈系列ごとに試験することで検試験紙の洗浄に使用する溶液である。検体の展開⑥

年計（概数）の概況

E Vs 、
とりわけエクソソームは、
リキッドバイオプ

EVs数（×108個）

1）厚生労働省 令和３年(2021)人口動態統計月報

プレート」を標識材として使用したイムノクロマトキッが高まっているなか、Exorapid-qICが研究の一助

後、および標識抗体の展開後に使用する。

⑤

△

（安価）

③ 検体希釈液定された検体用抗体Aと抗体標識物が結合せず、標識
は、Control Lineの1か所のみに標識材由来の着色が④FCM[凍結乾燥]

Test LineにはEVsと結合する抗体が、Control Line

Lineで検体の捕捉が行われないため、Test Lineに固材が集積しない。
そのため、検体を含まない陰性試験で① 金ナノプレート標識抗体

弊社製の金ナノプレートにCD9抗体を標識し、凍一方、り患していない（検体が存在しない）場合、Test

図6 イムノクロマト試験紙

③NTA

検出機器

上に固定化された抗体によってEVsが捕捉される。

された抗体と結合する。
したがって、検体を含む陽性試

図5 イムノクロマト試験紙（模式図）

イムノクロマトグラフィーへの適用

EVs検出の仕組み

例Bについては、市販の血清を使用して評価した。
EVsの構造や研究事例、弊社の青色粒子「金ナノ

②WB

図12

Exorapid-qICを用いた試験の概要

35

参考文献

4． おわりに培養し、培養上清から回収したEVsを評価した。試験

検査手法の比較（弊社調べ）①ELISA◎DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

なお、試験例A,C,Dについては、がん由来の細胞を紹介する（図13）。

Exorapid-qIC

初期費用

Exorapid-qICによるEVsの検出の仕組みについて応しなかった標識用抗体BはControl Lineに固定化

3.2 細胞外小胞の検出方法としての速・簡便に検出できる「細胞外小胞用イムノクロマト

定化された検体用抗体Aと検体が反応する。
その際、あらかじめ標識材に固定化された標識用抗体B（抗体

抗体結合させてフローサイトメーターで検出する

今般、弊社の貴金属ナノ粒子を活用し、EVsを迅

表3あり、標識用抗体Bと結合する抗体が用いられる。

以下、IC法の試験例を示す（図7）。図7に記載されてメンブレンと吸水パッドを固定化するための支持

また、標識用抗体Bは、検体や後述する標識用抗体B
捕捉用抗体と反応する抗体が用いられる。

手法がとられている。
3.1 細胞外小胞の一般的な検出手法

検体と反応する抗体が用いられる。

メンブレンのTest Line、Control Lineと呼ばれる

い、酵素標識した抗体を用いて蛍光や化学発光

エクソソームなどの粒 子に励 起 光を当てて、フを機にEVsに関連した研究が活発となった 。

ど、抗体と結合可能なタンパク質が存在しており、EVs

遺伝子変異）に作用するshort hairpin RNAを内包「ExoScreen法」はEVsを2種類の抗体で捕捉し、

図3 エクソソームの構造

標識材を固定化する抗体である。貴金属ナノ粒子をエクソソーム内に存在し、分泌元の細胞に由来す

2.3.1 細胞外小胞による情報伝達とがんの転移6)2)ト比などを調整することにより色調をコントロールでき

後、ゲルから微多孔膜へのパターンの転写を行して活発に取り上げられている。エクソソームを識別２．細胞外小胞とは検討が進められている。

ん細胞に対して、K-Rasの変異体（がん細胞における2.3 エクソソーム研究事例

達物質として非常に有用であることから、研究対象とで説明したようにEVsは表面にCD9、CD63、CD81な量の違い）から、検体中のタンパク質を分離した

予め遠心分離などで精製しておくことが好ましい。

EVsの中でも特に、エクソソームは細胞間の情報伝・標識用抗体B（細胞の取り込み機構の1つ）を誘導している膵臓が3 ナノトラッキング解析（NTA）2),13)④と比較し、専用の検出機器を必要とせず、操作が簡形状の貴金属ナノ粒子については、
それらのアスペク能する部位である。

殖が抑制されることを示した。

検査薬などで広く使用されているIC法を用いた。2.2などが使用されており、診断薬メーカー各社で様々な

3 吸水パッド⑤ MHC分子2)Exorapid-qICを使用した試験例について以下に液の展開を補助する役割がある。

出法である。電気泳動による移動度の違い（分子3.2.1 イムノクロマトグラフィー（IC）法とは較した結果を示す（表3）。

存在する。展開速度は、
メンブレン上の抗体と検究チームは生体内において、マクロピノサイトーシス※商品紹介：https://www.dnt.co.jp/technology/new-business/exorapid-qic/

Exorapid-qICは3.1に記載のEVs検出手法①〜

いる。
プレート状やロッド状といった、異方性を有する細胞どうしのコミュニケーションツールとして機細胞外小胞用イムノクロマトキット

EVsを迅速かつ簡便に検出する手法として、市販のノ粒子、または着色したセルロースナノファイバー粒子

的もある。

図4

メンブレンのTest Line上に固定化される抗体であり、ドとメンブレンを接触させ、毛細管現象による溶ウェスタンブロッティングは、
タンパク質の免疫検④ 核酸（mRNA, miRNAなど）2)

3.3 Exorapid-qICを使用した試験例

く、溶液の展開速度の異なる複数のグレードがの次世代キャリアとして期待されている。Kalluriの研34

便で検査時間が短い特長がある。他の検出手法と比弊社では様々な色調の貴金属ナノ粒子を開発して受容体である。

33

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

3.2.4 Exorapid-qICの特長

標識材には貴金属ナノ粒子、着色したラテックスナ

2 トップフィルム

32

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

3.2.2 EVs検出用イムノクロマトキットの開発

着剤を貼り合わせた構成になっている。吸水パッる赤色の球状金ナノ粒子が使用されている。

31

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

・検体用抗体A

ニトロセルロース素材で構成されるタイプが多体との反応性を大きく左右する。

2 ウェスタンブロッティング（WB）2),12)

その他の生体成分も多いことから、がん由来のEVsの金ナノプレート分散液

会社島津製作所」と共同で開発した。

30

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

・標識材

学的利点から、治療用分子を細胞内に送達するためンパクの凝集塊を見分けることは不可能なため、

図2

キット（弊社製品名：Exorapid-qIC、図4）」を「株式

29

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

ステル、塩化ビニルなどのプラスチックシートに粘

1 メンブレン2量体の膜貫通型の構造をもつ、糖タンパク質

ど）には健康な細胞に由来するEVsも多く存在し、また細胞に由来する物質を含むことが明らかとなり、
これ
図1

クソソームにカプセル化されており、分泌されたエクソ② テトラスパニン鎖（表面抗原）ことができる。エクソソームと同程度の大きさのタった。
さらに、2007年には、エクソソームが分泌元の要としない、血液検査や尿検査などの方法によるがん早アポトーシス小胞の一つ。抗体と抗原（マーカー）の結合により検2)において有望ではあるが、臨床サンプル（血液や尿な

小胞（Extracellular Vesicles：EVs）などが挙げられる。
とりわけ、③は進行したがん細胞のみでなく、ステエクソソームエクソソームの膜上のタンパク質を解析する方法

マイクロRNAや酵素などの「メッセージ」分子はエあり、細胞膜の基本構造とほぼ同じである。

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

1 ELISA法2),11)粒子のブラウン運動より解析し粒子数を算出するの対象物質（マーカー）として、血液に含まれる循環物
質が注目されている。
この循環物質としては、腫瘍に由

細胞外小胞の種類

膵臓がんの抑制7),8)28

がん細胞が分泌するEVsの検出は、がん早期診断

近年、がん発見を目的としたリキッドバイオプシー（Magnetic Resonance Imaging）などの画像検査技術「リキッドバイオプシー（Liquid Biopsy）」という。

で明確に区別、単離することは困難である4)。

リキッドバイオプシーきである。
また、侵襲性の低い手法として近年ではMRI

このような検査手法を
期検査技術が求められている2)。

別するマーカーも十分に定まっていないため、現時点

がんの検査手法

2.3.2. エクソソームを介した薬物送達による① 脂質二重膜5)2.2 細胞外小胞の種類と構造

27

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

しかしながら、EVsの検出手法には煩雑な工程や高Development of a Quick and Easy Research Reagent Set"Immunochromatographic Kit for Extracellular Vesicles"

スペシャリティ事業部門
スペシャリティ事業部
機能材開発グループ
Speciality Business Div.
Speciality Business Dept.
Functional Materials Development Group26

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

25

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（mAbs）

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

検出強度（輝度解析）

24

DNTコーティング技報 No.23
解説­3
迅速・簡便な研究用試薬「細胞外小胞用イムノクロマトキット」

EVs分泌時間（時間）Exorapid-qICを使用した試験例

A）EVsの定量

C）EVs量のモニタリング

Test Lineに捕捉されるEVs量に応じて金ナノプレート

細胞培養上清（ウシ胎児血清（FBS）非含有）を直接標識抗体の集積量が変動するため、Test Lineの色濃

試験紙に展開することにより、EVsの検出が可能であ度を測定することによりEVsの定量が可能である。乳る。細胞培養によるEVs放出量をモニタリングすること

がん細胞MCF-7由来EVsを用いた試験において、ナノにより、培 養 の 管 理などに使 用できる。
（ 細 胞 株：トラッキング装置で解析したEVs数と高い相関性が得

MCF7）られることを確認した。

D）薬剤によるEVs分泌促進評価

B）血清中のEVs検出

培養細胞のEVs分泌促進剤や抑制剤の効果を簡便

血清を直接試験紙に展開することにより、EVsの検出に 評 価 す る こと が 可 能 で あ る 。本 試 験 で はが可能である。展開する血清の量に依存して検出強Cucurbitacin Bによる分泌促進の効果を評価した。

度が増大した。
キットに付属の標準物質を用いて検量（細胞株：HCT116）線を作成することにより、血清中のEVs量を間接的に定量することが可能である。

10）吉岡 祐亮, 落谷 孝広, Cytometry Research26（1）：1 〜 6，2016
11）Mariantonia Logozzi et al., PLoS One. 4(4):e5219(2009)
12）Biji T. Kurien et al., Methods Mol Biol.; 1312:
17‒30.(2015)13）Christina Coughlan et al., Curr Protoc Cell
Biol. September ; 88(1): e110.(2020)

36

DNTコーティング技報 No.23
新商品紹介­1
厚膜形焼付用変性エポキシ樹脂下塗塗料「ＡＦプライマーＧＰ」

DNTコーティング技報 No.23
新商品紹介­1
厚膜形焼付用変性エポキシ樹脂下塗塗料「ＡＦプライマーＧＰ」

新商品紹介­1
厚膜形焼付用変性エポキシ樹脂下塗塗料「ＡＦプライマーＧＰ」

New Products

同一塗装粘度でのレオロジー比較

High Build Type Baking Modiﬁed Epoxy Resin Coating「AF Primer GP」

塗料事業部門
金属焼付塗料事業部●特長（１）幅広い膜厚で作業性が良好であり、タレやワキが発生しにくい（2）各種上塗塗料とウエットオンウエットで塗装が可能

図２ 各塗料のせん断速度依存性 測定機械MCR302e（3）各種金属素材に対して、優れた付着性を示す● 各種金属素材と処理による付着性評価● 塗着効率

本商品は従来のエポキシ樹脂下塗塗料に比べ固形分が高く、また少ない希釈量で粘度が落ちるため、塗装時のアプリケーションソリッドが高い。それにより同一塗装条件において基材：各種金属素材 焼付条件：160℃ ２０分 下塗り：ＡＦプライマーＧＰ
沸騰水試験１２０時間後に外観および付着性を評価

従来のエポキシ樹脂下塗塗料の約1.5倍の膜厚が得られる。
同一塗装条件での乾燥膜厚

冷間圧延
鋼板

電気

付着量
Ｚ27以下

化成皮膜処理

◎

◎

◎

脱脂のみ

○

○

処理

【塗装条件】

塗装粘度：１６秒

塗装機：レシプロ

吐出量：２４０cc

亜鉛めっき

素材

上塗り：Ｖフロン＃2000

アルミニウム

溶融
付着量
Ｚ27超

ステンレス

1050

3003

5052

6063

304

430

◎

◎

◎

◎

◎

◎

○

○

○

○

○

○

◎：外観に異常なし、付着性 分類１以下○：端部からの膨れ発生、付着性 分類１以下：はく離※長期耐久性を必要とする部材では、適切な化成処理の実施を推奨します。

● 塗装仕様例と塗膜性能例
塗装工程

図１ 同一塗装条件での乾燥膜厚● 塗装作業性

レオメーターにより同一塗装粘度でのレオロジーを比較すると、せん断速度が低い領域(塗料のタレ性に関わる領域)での粘度が従来商品よりも高い。つまり、従来商品には見られない擬塑性を有するためタレにくく、幅広い膜厚で優れた塗装作業性を示す。

塗装仕様例

試験項目

塗膜性能

鉛筆硬度

Ｈ〜２Ｈ

ＡＦプライマーＧＰ

一次付着性（１ｍｍ １ｍｍ碁盤目）

分類１以下

上塗り

Ｖフロン＃２０００

耐衝撃性（１／２Φ ５００ｇ ３０ｃｍ）

はく離なし

塗装工程

３コート１ベイク

耐沸騰水性 外観

異常なし

基材

クロメート処理アルミ板（A５０５２P）

下塗り

塗装

下塗り 塗装膜厚
上塗り 塗装膜厚５〜３０μm
３５〜４０μm

セッティング

１０分以上（室温）

標準焼付条件 (被塗物表面温度)

１６０℃ ２０分

２４時間

耐薬品性

付着性（１ｍｍ １ｍｍ碁盤目）
耐酸性 120時間（５％硫酸水溶液）

１００／１００
異常なし

耐アルカリ性 120時間（1％水酸化ナトリウム水溶液） 異常なし

耐湿性 ４０００時間

異常なし

耐中性塩水噴霧性 ４０００時間

異常なし

37

38

DNTコーティング技報 No.23
学協会研究発表・技術講演・論文投稿者名と発表タイトル（2022年7月〜2023年6月）

DNTコーティング技報 No.23
学協会研究発表・技術講演・論文投稿者名と発表タイトル（2022年7月〜2023年6月）

学協会研究発表・技術講演・論文投稿者名と発表タイトル（2022.7〜2023.6）
大日本塗料は各種学協会に参加し、積極的に研究発表を行っています。
ここに2022年7月から2023年6月までの主な講演・発表内容を紹介します。

投稿リスト 2022年7月〜2023年6月
氏

名

発表テーマ

掲載紙名

団体・協会・出版

氏

名

発表テーマ

発表先

主催団体・協会

楠戸 博貴
桑原 幹雄

塗装間隔を短縮した油性系さび止め塗料の塗膜性能評価

2022年度日本建築学会大会（一社）
日本建築学会

尾田 光
桑原 幹雄

レーザークリーナーによる超音波探傷検査
接触媒質の除去性評価

2022年度日本建築学会大会（一社）
日本建築学会

有機溶剤の削減と作業性向上を目的とした脱脂方法の検討 塗膜の長期耐久性評価

2022年度日本建築学会大会（一社）
日本建築学会

山口 直人
桑原 幹雄
楠戸 博貴
尾田 光

メタリック塗料に及ぼす塗料対流の影響に関する考察「塗装工学」Vol.57 No.8 2022（一社）
日本塗装技術協会

桑原 幹雄
楠戸 博貴

鋼材のレーザ切断面の塗装品質

2022年度日本建築学会大会（一社）
日本建築学会

ＡＬＣ版目地消し工法への挑戦「塗装技術」2022年8月号（株）理工出版社

桑原 幹雄

粉塵を抑制する塗膜剥離工法の性能確認

2022年度日本建築学会大会（一社）
日本建築学会

櫻田 将至

福山ローズビルの外装を新材料・新工法で彩る
その２ 常温特殊塗装の世界「塗装技術」2022年11月号（株）理工出版社

桑原 幹雄

2022年度日本建築学会大会（一社）
日本建築学会

木口 忠広

粉体塗料

「色材協会誌」2022年10月号（一社）色材協会

古い塗膜の残存する接合面に対する高力ボルト
摩擦接合に関する研究 その1

木口 忠広

層分離粉体塗料について「色材協会誌」2022年11月号（一社）色材協会

桑原 幹雄

古い塗膜の残存する接合面に対する高力ボルト
摩擦接合に関する研究 その2

2022年度日本建築学会大会（一社）
日本建築学会

八木 貞幸

UVインク、及び塗料によるインクジェット加飾技術

技術情報協会/コーティングにおける品質不良、外観不良対策 〜はじき、 （株）技術情報協会
泡立ち、白化、
ワキ、異物など〜

小畑 佑介
櫻田 将至

木質材料用難燃塗布材の開発（３）−塗膜としての基本性能−

2022年度日本建築学会大会（一社）
日本建築学会桑原 幹雄

2022年土木学会全国大会（公社）土木学会

山内 健一郎水性有機ジンクリッチペイントの開発動向「防錆管理」2023年3月号（一社）
日本防錆技術協会

超高強度繊維補強コンクリートに対する耐火塗料の適用における膜厚の影響評価

上原 成海

焼付用抗ウイルスクリヤー｢アンチヴァイラルクリヤーＺ｣「JETI 」
（ジェティ）2023年2月号（株）日本出版制作センター

溶融亜鉛アルミニウム合金めっきへ施した塗装皮膜の性能評価

第12回Asia Paciﬁc Galvanizing
Conference/ＡＰＧＧＣ論文集（一社）
日本溶融亜鉛鍍金協会

摩擦撹拌接合した Mg-Al-Zn-Ca 系合金の腐食挙動

軽金属学会第143回秋期大会（一社）軽金属学会

山田 晃司

マグネシウム合金の表面処理技術と接触腐食

日本マグネシウム協会講演会（一社）
日本マグネシウム協会

櫻田 将至

塗装・塗料の基礎

新・表面機能化技術研修（公財）名古屋産業振興公社

宗 芳和
光延 愛美
髙山 暁生
宮澤 雄太

色彩豊かな
「高耐性銀ナノプレート」の開発とイムノクロマト試験への応用

2022年度創立95周年記念会議
色材研究発表会（一社）色材協会

田邉 祥子
櫻田 将至
佐藤 滉希

尾田 光
野上 知徳
桑原 幹雄
山田 晃司
谷口 康人
西川 昂志
山下 智子

鈴木 章玄

厚膜形焼付用エポキシ変性ポリエステル
樹脂下塗塗料「メタルコングプライマーＧＰ」「JETI 」
（ジェティ）2023年5月号（株）日本出版制作センター

遠藤 聡

工作機械・建設機械・産業機械向け
環境対応形アクリルウレタン樹脂系下塗・上塗兼用塗料「オールイン１ウレタン」「JETI 」
（ジェティ）2023年5月号（株）日本出版制作センター

山内 健一郎
清水 悠平
加藤 瑞樹

高遮断性を有する剥離抑制型
変性エポキシ樹脂塗料の開発「JETI 」
（ジェティ）2023年5月号（株）日本出版制作センター

久保 政信

熱硬化性粉体塗料の特徴と種類について「日本ばね学会会報」4月号

日本ばね学会会報編集委員会

北川 将司

地球環境に貢献する当社粉体塗料の最新技術について「塗装技術」2023年4月号（株）理工出版社

松本 剛司

レーザーによる鋼構造物表面の素地調整技術検討小委員会 報告会（公社）土木学会

山田 晃司

マグネシウム合金 ­革新的マグネシウム材の鉄道
車両および自動車構造部材への適用技術開発­

レーザークリーニング処理を施した塗装鋼板
およびCT鋼の屋外暴露試験「革新構造材料とマルチマテリアル」下巻

（株）
オーム社

木村 博昭

溶剤塗料

業界対応専門研修

名古屋市工業研究所

吉田 新
田邉 康孝

重防食シート工法の開発と性能評価「防錆管理」2023年6月号（一社）
日本防錆技術協会

北川 将司

粉体塗料と塗装について

業界対応専門研修

名古屋市工業研究所

前田 浩志

インモールド工法

関東支部塗料部会塗料講演会（一社）色材協会

木口 忠広

粉体塗料について

第63回塗料入門講座（一社）色材協会

松本 剛司

鋼構造物向け防食塗料の技術動向

日本材料学会腐食防食部門委員会
第347回例会（公社）
日本材料学会松本 剛司

一般的な塗膜劣化評価項目と考察の意義

第195回腐食防食シンポジウム（公社）腐食防食学会

馬場 亮多

粉体塗装研究会第2回セミナー

粉体塗装研究会2023年第2回セミナー 日本パウダーコーティング協同組合

口頭発表リスト 2022年7月〜2023年6月
氏

名

発表テーマ

発表先

主催団体・協会

ザルトリウス・ステディム・ジャパン株式会社
株式会社フォーディクス

林 賢児

塗料の概論（新規機能性塗料を含め）1.需要と分野 2.塗料組成 3.塗膜形成

第54回塗料基礎講座（一社）色材協会

宗 芳和

貴金属ナノ粒子のご紹介

第二回ラテラルフローアッセイ セミナー

藤本 武司

塗料・塗装入門−塗料の構成成分と耐候性について

2022年秋季セミナー
表面処理入門講座（Ⅱ）（一社）表面技術協会

関 智行

シラン・ふっ素複合系含浸剤のコンクリート
耐久性向上効果と養生効果

2022年度コンクリート工学年次大会 （公社）日本コンクリート工学会

塗膜の線膨張係数に着目した防食塗料（高遮断、剥離抑制タイプ）の開発動向及び性能評価

第42回防錆防食技術発表大会（一社）
日本防錆技術協会

関 智行

トンネル覆工コンクリートの打継部の付着防止材の開発

2022年度土木学会全国大会（公社）土木学会

松野 英則

塩害環境向け高遮断塗装システム

腐食防食学会技術フォーラム2022（公社）腐食防食学会

山内 健一郎
清水 悠平
加藤 瑞樹

39

40

DNTコーティング技報 No.23
住所一覧

本社・大阪事業所
那須事業所
小牧事業所
東京営業本部☎06-6266-3100☎0287-29-1611☎0568-72-4141☎03-5710-4501〒542-0081 大阪市中央区南船場1-18-11（SRビル長堀）〒324-8516 大田原市下石上1382-12〒485-8516 小牧市大字三ッ淵字西ノ門878〒144-0052 東京都大田区蒲田5-13-23（TOKYU REIT 蒲田ビル）●東日本販売部
札 幌 営 業 所 ☎011-822-1661
仙 台 営 業 所 ☎022-288-8866
北関東営業所 ☎0480-26-5111
東 京 営 業 所 ☎03-5710-4501
新 潟 営 業 所 ☎025-244-7890
千 葉 営 業 所 ☎043-225-1721
神奈川営業所 ☎042-786-1831
静 岡 営 業 所 ☎054-254-5341〒003-0012 札幌市白石区中央二条1-5-1〒984-0011 仙台市若林区六丁の目西町8-1（齋喜センタービル）〒346-0003 埼玉県久喜市久喜中央１-5-18（辻屋ビル）〒144-0052 東京都大田区蒲田5-13-23（TOKYU REIT 蒲田ビル）〒950-0912 新潟市中央区南笹口1-1-54（日生南笹口ビル）〒260-0015 千葉市中央区富士見2-7-5（富士見ハイネスビル）〒252-0233 神奈川県相模原市中央区鹿沼台1-7-7（トラスト・テック相模原ビル）〒420-0857 静岡市葵区御幸町8（静岡三菱ビル）●西日本販売部
名古屋営業所 ☎052-332-1701
富 山 営 業 所 ☎076-444-5260
大 阪 営 業 所 ☎06-6266-3116
京 滋 営 業 所 ☎075-595-7761
姫 路 出 張 所 ☎079-226-5727
岡 山 営 業 所 ☎086-214-1852
広 島 営 業 所 ☎082-286-2811
高 松 営 業 所 ☎087-869-2585
福 岡 営 業 所 ☎092-938-8222
長 崎 営 業 所 ☎095-824-3457〒460-0022 名古屋市中区金山1-12-14（金山総合ビル）〒930-0005 富山県富山市新桜町6-15（Toyama Sakuraビル）〒542-0081 大阪市中央区南船場1-18-11（SRビル長堀）〒607-8085 京都市山科区竹鼻堂ノ前町46-1（ECS京都山科ビル）〒670-0965 兵庫県姫路市東延末一丁目１番地（姫路ＮＫビル）〒700-0034 岡山市北区高柳東町10-30〒732-0802 広島市南区大州3-4-1〒761-8075 高松市多肥下町1511-1（サンフラワー通り東ビルⅠ）〒811-2317 福岡県糟屋郡粕屋町長者原東3-10-5〒850-0033 長崎市万才町3-4（長崎ビル）●フリーコール

いーないろ

塗料相談室 0 1 2 0 - 9 8 - 1 7 1 6●ホームページ

https://www.dnt.co.jp/●表紙について
DNT及びDEVELOP（開発する）の「D」に希望の光をイメージしてデザインしました。

DNTコーティング技報 No.23
●公開日
●発行人
●発 行
●編 集

2023年12月1日
溝口 大剛
大日本塗料株式会社 技術開発部門 研究部
同 技術開発部門 技術企画室
TEL 06-6266-3141

禁無断転載