平成 29 年度

佐賀県工業技術センター研究報告書

自動車用樹脂製品の金属コーティング技術の開発（第３報）－光硬化型水性アンダーコート剤の開発－
材料環境部
田栗有樹 久間俊平
河合信次 帆秋圭司
矢野昌之 福元豊

円城寺隆志
平井智紀

自動車の軽量化に寄与する自動車部品の樹脂製品化において，金属コーティングによって樹脂製品表面に金属光沢や導電性を付与する技術は，樹脂製品の付加価値を高め高級感を与えることから，極めて重要な技術となっている．近年，有機溶剤を使用せず，低エネ
ルギーで塗膜を形成する低環境負荷塗料への転換が進んでいることから，本研究ではポリプロピレンを基板とする光硬化型水性アンダーコート剤の開発を行った．その結果，キチンナノファイバーを界面活性剤として利用することで，ポリプロピレン基板に対して高い密着性を持つエマルション塗料を得ることができた．さらに，その添加剤であるチオール
はエマルション粒子を微細にし，塗膜のポリプロピレン基板への密着性を向上させる効果があることを明らかにした．また，得られた塗膜はアルミニウム蒸着のアンダーコートとして十分な性能を有することを明らかにした．

１．はじめに
佐賀県には，多くの自動車関連企業が立地しており
1)，自動車産業全体の課題の一つとして自動車の軽従来，アンダーコート剤をはじめとする塗料では，揮発性有機溶剤が多用されてきたが，安全性や低環
境負荷の観点から揮発性有機溶剤の排出規制が日本量化がある 2)．これら企業にとって，軽量化に寄与
する樹脂製品に，金属が有する光沢や導電性の機能を金属コーティングにより付与する技術は，樹脂製品の付加価値を高め，高級感を与えることから極めて重要な技術となっている．
樹脂表面への金属コーティング法の一つである真を含めた世界規模で実施され，日本でも首都高速道路で水性塗料が採用されるなど水性塗料の利用が広がりつつある 6）．そこで第 2 報では，汎用樹脂の一つであるポリプロピレン（以下，PP と略す）基板に対する低圧プラズマ処理による濡れ性の改善について検討した 7）．低圧プラズマ処理は，アンダーコー

空蒸着法は汎用性の高い薄膜形成技術であり，多方面で活用されている．蒸着に際して，無処理の樹脂
表面には細かい凹凸があり金属薄膜の形成を阻害するため，蒸着の前に樹脂表面へアンダーコートを施すのが一般的である 3)．これにより，樹脂表面の平滑性と蒸着膜との密着性を得ることができる．アントの密着性向上に有効な基板の前処理方法の一つである．当該報告では，水系塗料を想定して疎水性の強い PP 基板に対する水の濡れ性を向上させる処理
条件を明らかにした．
第 3 報となる本報告では，アンダーコート剤に適した，低環境負荷塗料である光硬化型水性塗料を開ダーコートの成膜方法の中で，光硬化型は熱硬化型と比べて短時間で硬化し，基材に対する熱履歴を小さくできるという利点がある．更に，塗料原料の選択により，硬化膜の物性を利用目的に合わせて最適化できるため 4)，樹脂製品に対しては光硬化型塗料
が熱硬化型塗料よりも広く用いられている．

発することを目的とした．塗料の主成分である合成樹脂は一般的に難水溶性であるため，合成樹脂を水中に分散（乳化）させる様々な方法が検討されてきた 8）．本研究では生物由来物質（セルロース，キチン及びキトサン）のナノファイバーが持つ乳化作用に着目し，これらを塗料用乳化剤として利用するこ

平成 27 年度から実施している本研究の第 1 報では，光硬化型のアンダーコート剤に着目し密着性の向上を目指した添加剤の検討を行い，低溶剤型アンダーコート剤にチオールが添加剤として有効である
ことを明らかにした 5)．

とを試みた 9）．
セルロースは植物や木材などを構成する構造多糖類であり，キチンはエビ・カニなどの甲殻類から得られる生体構造多糖類である．共に資源量が豊富であり持続可能資源とも言われ，化石燃料の代替資源－9－

平成 29 年度

佐賀県工業技術センター研究報告書としても注目されている．既に，セルロースは木材や紙製品だけでなく，改質されて身の回りの様々な製品に利用されており，水性塗料でも増粘剤に使用されている．キチンは生体適合性を持つことから注目されているが，溶解性が低いため取り扱いが困難

ンダーコート剤（A）は a〜d，アンダーコート剤（B）
は e〜g を調整した.
攪拌脱泡装置（（株）シンキ―製 ARE-250）を用い，M-400（100 重量部），SF0-20002（100 重量部），
EBECRYL-2000（16 重量部），Irgacure-500（4.4 重量である．また，キトサンはキチンを脱アセチル化して得られ，アミノ基を持つためキチンと異なり反応性に優れていることが特長である 10）．
ナノファイバーとは，化合物を化学的または機械的に直径 1～1000 nm かつ長さが直径の 100 倍以上ある繊維に加工したものである．ナノファイバーの添部），チオール（添加量は表 2 のとおり）及びイオン交
換水（200 重量部）を混合しアンダーコート剤（A）を得た．
同様に，M-400（100 重量部），SF0-20002（100 重量部）， EBECRYL-2000（16 重量部），Irgacure-500（8.8 重量部），チオール（添加量は表 2 のとおり）及加により強度の向上や熱・電気伝導性の付与が期待され，様々な研究開発が行われている．上述のようにセルロースやキチンは持続可能資源として特に注目されており，それらのナノファイバーを合成樹脂と混合させた複合材は硬さや引っ張り強度が著しく増大することが明らかとなっている 11)．塗膜についびイオン交換水（200 重量部）を混合しアンダーコート剤（B）を得た．
本文中で塗膜の厚さを区別する場合は，「試料番号-（塗布に用いたバーコーターの塗装時膜厚）」と表記した．
2.4 PP 基板の表面洗浄及びプラズマ処理ても同様の効果が期待できる．
本報告では，セルロース，キチン及びキトサンナ
ノファイバーの水性塗料への適性を検討し，光硬化型水性塗料を開発することを目的とした．更に，ア
ルミニウム蒸着のアンダーコートに適した密着性や塗膜硬度の向上を図るため，添加剤としてのチオー試験に使用した PP 基板は，予めエタノール中で 5分間超音波洗浄した．塗料を塗布する前に PP 基板
をプラズマクリーナー（ユーテック製 VC2565）を用いて，（1）Ar gas 30 ml/sec, 150 W，0.05 torr，120
表1ルの検討も行った．
２．実験方法2.1 試薬アクリレートモノマーとして東亜合成（株）製の M400，ウレタンアクリレートモノマーにはダイセル・
オルネクス（株）製の EBECRYL-2000 を用いた．セルロースナノファイバー（IMa-10002），キチンナノファイバー（SFo-20002）及びキトサンナノファイバー（EFo-08002）は，（株）スギノマシン製 Binfi-S を用いた．重合開始剤は BASF Japan の Irgacure-500，
添加剤として東京化成工業（株）の 1,4-buthanediol

乳化作用確認の混合条件

M-400／
重量部

ナノファイバー／重量部

H2O／重量
部

1

100

50

50

2

100

100

100

3

100

500

500

4

100

100

50

5

100

10

50

表2

試料ごとのチオール添加量

アンダーコート剤（A）（重合開始剤 Irgacure-500 4.4 重量部）

Bis(thioglycolate)（以下，チオールと略す）を用いた．染色剤は，和光純薬（株）のナイルレッドを用いた．
2.2 乳化作用の実験
表１に混合条件を示す．M-400，各ナノファイバー（IMa-10002，SFo-20002，EFo-08002）及びイオン交
換水をマグネチックスターラーで撹拌（1200rpm）し，試料
記号チオール/当量

キチンナノファイバ
ー/当量

a

114

-

b

57

-

c

11.4

-

d-120

114

500

得られた混合溶液の様子を目視にて観察した．
2.3 アンダーコート剤の調製
アンダーコート剤は，表 2 に示すように重合開始剤の添加量が異なる（A）及び（B）について，チオ
ールやキチンナノファイバーの添加量を変えて，アアンダーコート剤（B）（重合開始剤 Irgacure-500 8.8 重量部）

－ 10 －

e

114

-

f

57

-

g

11.4

-

平成 29 年度

秒，（2）Ar gas10 ml/sec，O2 gas 30 ml/sec, 100 W，0.10
torr，240 秒の順で処理した．
2.5 アンダーコート剤及び金属薄膜の成膜
アンダーコート剤は，バーコーター（Select-Roller
L60 Bar）を用いて PP 基板上に塗布した．塗装時の膜厚が 52 又は 120 μm になるように調整したバーコーターを用いた．
プラズマ処理をした PP 基板に約 1 mL のアンダーコート剤を帯状に広げ，バーコーターで広げた．40℃のオーブンで乾燥（52 μm コーター使用の場合約 8分，120 μm コーター使用の場合は約 10 分間）させた後，超高圧水銀ランプで 1000 mJ/cm2 照射して紫外線硬化させた．
金属薄膜の成膜には真空蒸着装置（アルバック機
工製 VTR-060M/ERH）を用いて，アンダーコートを施した PP 基板にアルミニウムを蒸着した（成膜条件；3.0×10-3 Pa，50 A，30 秒）．
2.6 アンダーコート剤及び塗膜の観察
アンダーコート剤の観察は，デジタルマイクロス
コープ（キーエンス製 VHX-1000）で行った．
塗膜の表面観察はレーザー顕微鏡（オリンパス製
OLS4100）で，塗膜の X 線透過測定は九州シンクロ
トロン光研究センター（BL-07）で行った．アンダーコート剤（A）でチオールの添加量を変化させて（表2）PP 基板に成膜して測定に用いた．図 1 に示すよ
うに，塗膜を基板ごと約 2×1.5 cm に切断し，カプ
トンテープで試料ホルダーに固定した．

佐賀県工業技術センター研究報告書

なお，PP基板及び塗膜それぞれを測定し，得られた透過画像にはPP基板の影響がないことを確認した．
2.7 クロスカット試験
密着性試験は，JIS K 5600-5-6:1900 を参考に実施
し，塗膜に対するカットは 2 mm 間隔のマス目を 25個とした．PP 基板上の塗膜のカット部に粘着テープ（ニチバン製 CT-24）を貼り付けた後に剥がし，塗膜の剥がれ程度を当該 JIS に規定される試験結果の分類に準じて評価した．
2.8 鉛筆硬度試験
鉛筆硬度試験は，JIS K 5600-5-6 を参考に実施し，デュアル鉛筆ひっかき硬度試験器（TQC 製，KTVF2377-12）及び鉛筆に Uni, MITSUBISHI を使用した．塗膜の上で先端を平らに研いだ鉛筆をセットしたデュアル鉛筆ひっかき硬度試験器を滑らせ，試験部位の傷跡を目視観察した．
2.9 マンドレル屈曲性試験
試験には，JIS K 5600-5-1 に規定される屈曲性試験
装置のタイプ 2 に相当する円筒形マンドレル屈曲試
験機（TQC 製 KT-SP1820）を用いた．試料を固定し，マンドレルに沿って曲げた時の塗膜外観を目視観察した．割れ剥がれのない健全な塗膜を保持できる最小マンドレル径を試験結果とした．
３. 結果及び考察
3.1 生物由来ナノファイバーの界面活性剤としての有効性の検討
セルロース，キチン及びキトサンナノファイバーの乳化作用を塗料に活用できることを確認するために，塗料の主成分となる合成樹脂（M-400）と混合した時の乳化作用を検討した．
使用したナノファイバーは，水分散（2 wt.%）状態
であり 9)，攪拌開始時には合成樹脂と分離していた．
攪拌を続けると，セルロースナノファイバーとキチ
ンナノファイバーを用いた場合は，均一な白色溶液が得られた．しかし，セルロースナノファイバーの混合溶液は，しばらく静置すると無色透明の合成樹
脂とセルロースナノファイバーが含まれる白色溶液に分離した．キチンナノファイバーを用いた場合は，混合条件 5（表 1）を除いて，時間が経過しても分離は見られず安定だった．混合条件 5 は，キチンナノファイバーが M-400 に対して 10 分の 1 と最も少な
く，混合条件 1 のように同比が 2 分の 1 になると安定な乳化作用を示し，この時が乳化液の粘性が最も

図1

試料設置の様子－ 11 －

平成 29 年度

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脂末端の C=C 二重結合部位に反応してチオエーテ
ル（-CH2-S-CH2-）を形成するラジカル重合反応（エン－チオール反応）が起こる．チオール基（-SH）を複数含む化合物を用いることで，合成樹脂を架橋することができるため，本研究では 2 つのチオール部
位（-SH）を含む化合物を用いた．
水中に分散された合成樹脂の様子を図 3 に示す．
アンダーコート剤（A）にチオールと疎水性の染色剤
ナイルレッドを添加し，ガラス板に滴下してデジタ
ルマイクロスコープで観察した（図 3(b)）．球状のエマルション粒子の内部が赤く染色されており，疎水
図 2 生物由来ナノファイバーの模式図(a)セルロース，(b)キトサン，(c)キチン
高かった．混合条件 2 及び 3 のようにキチンナノフ
ァイバーの割合が増加すると乳化液の粘度が減少したことから，キチンナノファイバーの添加量で塗料の粘性が調整できることが示唆された．一方，キト
サンナノファイバーを用いた場合は，どの条件でも乳化しなかった．
用いたナノファイバーは，水中で三次元ネットワークを形成している 9) ．一般的に，合成樹脂は水に難溶であり，ナノファイバーが合成樹脂を隔離する
ように相互作用することで，合成樹脂が分散され乳化すると予想される．本研究で用いた生物由来ナノファイバーの模式図を図 2 に示す．以上のことから，
ナノファイバーの種類により乳化作用の程度が異なることが明らかとなった．これは，それぞれの官能基が合成樹脂（M-400）と異なる相互作用を示したためと考えられる．
3.2 アンダーコート剤の調製と構造
前項で塗装に適した粘性の乳化液が得られた混合条件 2（表 1）を基にして，アンダーコート剤（A）
及び（B）を調製した．
乳化作用の確認に用いた M-400 は多官能アクリレートモノマーであり，重合により三次元編み目構造を形成し強固な塗膜が得られるが，重合収縮による性の合成樹脂がエマルション粒子内に存在し粒子外殻を親水性のキチンナノファイバーが形成していることが示唆された．チオールを添加せず，ナイ
ルレッドで染色したアンダーコート剤（A）を同様に観察すると（図 3(a)），乳化は確認できたが，チオー
ル添加時に比べるとエマルション粒子が大きく，大きさが不均一だった．
観察された様子は，一般的な水性塗料の構造，すなわち疎水性の合成樹脂を両親媒性の界面活性剤で包んで水中に分散させたエマルションの構造と類似であり，キチンナノファイバーが界面活性剤と同様な働きをしていることが明らかとなった．
3.3 添加剤チオールが塗膜の平滑性に与える影響
アンダーコート剤（A）へのチオール添加の有無でエマルション粒子の形状に差異が観察された．この違いが塗膜へ与える影響を明らかにするために，乾燥過程をデジタルマイクロスコープで観察した．チ
オールを添加したアンダーコート剤（A）の乾燥過程を図 4 に示す．水が蒸発するにつれてエマルション
粒子が破壊され，内部の合成樹脂が流れ出す様子が観察された．また，乾燥の進行に伴い，色が赤味のある乳白色から無色透明に変化し，この時，エマル
ション粒子外殻のキチンナノファイバーが網目状に残されている様子が確認された（図 4 の 35 分後及び 45 分後）．なお，完全に乾燥した状態では硬化後塗膜の基板への密着性低下を引き起こす．そこで，塗膜に柔軟性を付与し密着性の低下を緩和するために，2 官能ウレタンアクリレート EBECRYL-2000 を混合した．また，光により重合を誘導するラジカルを発生する重合開始剤（Irgacure-500）とチオールを添加剤として用いた．チオールは，エン－チオール反応の特徴である塗膜の密着性向上を期待して添加した．紫外線照射によりチオール基（-SH）が合成樹－ 12 －(a)チオール添加なし
図3(b)チオール添加あり

アンダーコート剤（A）のマイクロスコープによるエマルション粒子の観察平成 29 年度

佐賀県工業技術センター研究報告書の塗膜にキチンナノファイバーは観察されなかった．
チオールを添加しないアンダーコート剤（A）の乾燥過程を図 5 に示す．エマルション粒子が消失していき，ほぼ無色透明となるが，表面は凹凸が激しく
チオールの添加時とは異なる様相が観察された．

間の界面が消失し，均一な塗膜となる）12)．
平滑な塗膜を得るためには，エマルション粒子径が小さく，揃っていることが望ましいと考えられる．
チオール添加無しの場合，エマルション粒子の径が大きくかつ不均一であるため，成膜過程（1）におい

一般的にエマルション塗料の成膜過程は 3 つの過程で説明できると考えられる．（1）水の蒸発に伴うエマルション粒子の最密充填（エマルション粒子が接近して最密充填構造に並ぶ），（2）エマルション粒
子の変形と融着（エマルション粒子の表面保護層が破壊され，流出した合成樹脂の接触により変形と融て最密充填に配列できず表面の凹凸ができたと考えられる．
一方，チオール添加時にも乾燥過程で表面に凝集物が観察された．チオール添加によりエマルション粒
子が微細化することで塗膜の平滑性は向上したが，凝集物の生成を防ぐためには，さらに検討が必要で着が生じる），（3）合成樹脂の拡散による均一塗膜の形成（合成樹脂の相互拡散によりエマルション粒子

あることが示唆された．
3.4 塗膜凝集物の観察
前述のように塗膜凝集物はアンダーコート剤（A）の成膜過程で生じることが確認されたため，アンダーコート剤（A）の組成を基本としてチオール添加量
及び塗膜厚を変えた塗膜のレーザー顕微鏡観察及び(a) 5分後(c) 35分後

図4(b) 15分後

X 線透過観察を行い，凝集物と塗料組成の相関を検討した結果を図 6 に示す．
塗膜が薄く，チオール添加量が多いほど塗膜凝集物が少なかった．これは，目視で観察した結果と一致していた．特にチオールの添加により塗膜の密着性が向上していることが顕著に観察されたのは，ア(d) 45分後ンダーコート剤（A）から得られた a-120，b-120 及び c-120 だった．チオール添加量が少ない b-120 及び c-120 は，指で簡単に剥がれてしまうほど塗膜が脆かったが，最もチオール添加量が多い a-120 はク
ロスカット試験でほとんど剥がれがなく高い密着性を示した．また，b-120 及び c-120 ではエマルショ

アンダーコート剤（A）のマイクロスコープ
による乾燥過程の観察

ン粒子の残留物と考えられる球状の凝集物が塗膜表面に確認され，前述した乾燥過程（3）に相当す
る塗膜の均一化が十分に進行していないことが考えられた．
更に，塗膜に含まれるキチンナノファイバーの分散状態を明らかにするために，X 線透過観察により，(a) 5分後(c) 40分後

図5

塗膜内部の凝集物の状態を観察した．X 線透過観察
はセルロースナノファイバーと合成樹脂の複合材
料で，セルロースナノファイバーの凝集状態を観察する手段として用いられている 13）．膜厚が薄い塗膜（試料 a-52，b-52 及び c-52）は大きな凝集物がほとんど確認されなかった．一方，厚い塗膜（試料 a-(b) 20分後(d) 50分後

アンダーコート剤（A）チオール添加なしの
マイクロスコープによる乾燥過程の観察

120，b-120 及び c-120）では，チオール添加量の増
加と共に凝集物が減少していく様子が観察された．
試料 a-120 の合成条件でキチンナノファイバーを5 倍添加した試料 d-120 についてもレーザー顕微鏡
及び X 線透過観察を行った．どちらも a-120 より－ 13 －

平成 29 年度

佐賀県工業技術センター研究報告書

試料
記号

a-120

b-120

c-120

d-120

a-52

b-52

c-52

―

レーザー

顕微鏡

X線
透過

試料
記号

―

レーザー

顕微鏡

X線
透過

図6

―

アンダーコート剤（A）から得られた塗膜のレーザー顕微鏡及び X 線透過による観察の結果（試料記号は表 2 による）も粗い様子であった．d-120 で見られた凝集物はキチンナノファイバーに由来するものと考えられ，その他の塗膜ではキチンナノファイバーが均一に分散していることが示唆された．

形状の差異が塗膜形状に影響していることが確認できた．
3.5
PP 基板に対する塗膜の性質
アンダーコート剤（A）及び（B）について，チオ

チオール量を増減させた場合とキチンナノファイ
バー量を増減させた場合では生じる凝集物の形態に違いがあった．チオールとキチンナノファイバー量が多い d-120 では，チオール添加量が少ない b-120
及び c-120 で見られた球状の凝集物は観察されなかった． この球状の凝集物は粒径が大きく不均一なエール量を変化させた時の塗膜のクロスカット試験，
鉛筆硬度試験及びマンドレル屈曲性試験の結果を表3 に示す．クロスカット試験では PP 基板と塗膜の密着性，鉛筆硬度試験では塗膜表面の硬さ，マンドレ
ル屈曲性試験では塗膜の柔軟性を評価した．
アンダーコート剤（A）の a-120，b-120 及び c-120

マルション粒子に由来すると考えられ，前述したよ
うにチオール添加量の違いによるエマルション粒子

では，b-120 及び c-120 の密着性が低いためクロス
カット試験は実施できず，チオール量の違いが塗膜－ 14 －

平成 29 年度

佐賀県工業技術センター研究報告書の密着性に顕著に反映された．塗膜が薄くなると（a52, b-52 及び c-52）表面硬度は向上したが，密着性はチオール量の増加に大きな影響は受けなかった．
アンダーコート剤（B）から得られた試料は，表面
硬さ及び密着性は塗膜厚とチオール添加量に大きく

52）．この原因として，光硬化前の乾燥不足や塗膜中の未硬化物質が残留している可能性が考えられた．
そこで，未硬化物質の残留を防ぐ目的で光重合開始
剤をアンダーコート剤（A）の 2 倍としたアンダーコート剤（B）を用い，アルミニウムを蒸着し効果を影響されず，どれも H 以上の鉛筆硬度と高い密着性を示した．更に，重合開始剤の添加量で塗膜硬度に差異が観察され，アンダーコート剤（A）の 2 倍量添加しているアンダーコート剤（B）では硬度が向上した．マンドレル屈曲性試験では，チオール添加量が多い e-120 及び e-52 で，最小径マンドレル（φ2検討した（図 7，e-120, e-52）．その結果，曇りを改善する傾向がみられた．蒸着膜の表面は，アンダー
コートの凝集物を反映して凹凸があったが，クロスカット試験の結果は比較的良好であり，開発したアンダーコート剤とアルミニウム蒸着膜の密着性が確保されていた（表 4）．以上より，開発したアンダーmm）でも健全な塗膜を保持しており，チオール添加
コート剤は，表面粗さが認められるが，アルミニウ
量が物性に影響を及ぼしていることが明らかとなっ
ム蒸着膜として使用できる性能を持つことが明らかた．また，チオール添加量が減少しても塗膜に僅かとなった．
なひびが入るだけで塗膜の剥がれは見られなかった．
キチンナノファイバーは，プラスチックの補強材と
a-120
a-52
して有効であることが報告されており 11)，本研究で得られた塗膜の柔軟性はキチンナノファイバーの添加効果であることが示唆された．
チオールが関与するエン−チオール反応は，アクリル合成樹脂同士のラジカル重合に比べて重合収縮率が低く，基材（金属，ガラス，プラスチック，木材）への塗膜の密着性を向上させることが知られている

e-12014)．本研究でもチオールの添加量が多いほど密着性

e-52が向上したことから，添加剤として用いたチオール
が密着性の向上に寄与していることが明らかとなった．また，塗膜の柔軟性向上についても，チオールが寄与していることが示唆された．
3.6 アンダーコート上へのアルミニウム蒸着
アンダーコート後にアルミニウムを蒸着させた様
子を図 7 に示す.アンダーコート剤（A）を PP 基板へ塗布し，更にアルミニウムを蒸着させると膜厚に関わらず蒸着膜に白い曇りが現れた（図 7，a-120, a表3

図7

アンダーコート後にアルミニウム蒸着をした様子，試料記号は表 2 によるアンダーコート剤（A）及び（B）から得た塗膜の鉛筆硬度試験，
クロスカット試験及びマンドレル屈曲性試験の結果
アンダーコート剤（A）
a

試料記号

b

アンダーコート剤（B）
c

e

f

g

バーコーター

120

52

120

52

120

52

120

52

120

52

120

52

鉛筆硬度試験

B

HB

2B
以下

HB

2B
以下

H

H

H

3H

3H

5H

H

クロスカット
試験

3

3

--

3

--

3

3

0

0

3

0

0

マンドレル
屈曲性試験

--

--

--

--

--

--

2mm
以下

2mm
以下

32

16

32

32

－ 15 －

平成 29 年度

表4

佐賀県工業技術センター研究報告書

試料 a 及び e に対する蒸着膜の目視観察及びクロスカット試験の結果
a

試料記号

e

バーコーター

120

52

120

52

目視観察

曇り
あり

曇り
あり

良

良

クロスカット試験

3

3

0

3

４．おわりに
本研究では，自動車用樹脂製品の金属コーティン
グ技術の一つとして，キチンナノファイバーを界面活性剤として用いた光硬化型水性塗料であるアンダーコート剤を開発した．
キチンナノファイバーは，合成樹脂を分散させる
エマルション粒子の外殻となっており，一般的なエマルション塗料の界面活性剤としての役割を担っていることが示唆された．
本研究の第 1 報で報告したとおり，チオールは低溶剤系アンダーコート剤で塗膜の密着性を向上させたが，本研究で開発した水系のアンダーコート剤（A）
及び（B）でも同様の結果が得られた．更に，チオー
ルはエマルション粒子の微粒化や塗膜の柔軟性にも影響していることが示唆された．しかし，一般的なチオールを添加剤とする塗料と同様に，アンダーコート剤（A）及び（B）は貯蔵安定性が低いが，チオールは塗料，更に得られる塗膜に対しても様々な機能を付与できる可能性がある有用な添加剤であるため，この点の改善が今後の課題である．
アンダーコート剤（A）及び（B）は蒸着のアンダーコートとして使用できる性能を持つことが示唆された．開発したアンダーコート剤から得られる塗膜
は凝集物のため平滑性が低いが，PP に対して高い密着性と柔軟性を持ち，アンダーコートとして必要な性能が認められたことから，求められる用途や質感によっては十分に適用可能であると考えられる．
今後は，成膜過程で速やかなエマルション粒子の最密充填構造への配列，融着を進行させるために適当な添加剤を使用することで，平滑な塗膜が得られると予想される．また，当該アンダーコート剤は無色透明の塗膜が得られ，一般的に塗装が困難とされている PP 基板に対しても高い密着性があることか
ら，今後は屋外用途などへの展開も期待できる．
なお，本研究を実施するにあたり使用したプラズ
マクリーナー及びレーザー顕微鏡は電源立地地域対策交付金で導入した．

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