自己修復コーティングの開発、耐久性向上と長寿命化

第1部 自己修復性のある超撥水/超親水性皮膜の開発

(2018年11月26日 10:00〜11:30)

　生物の優れた機能を模倣した人工材料/表面に関する研究が、バイオミメティクス(生物模倣技術)ブームに乗り、再び活況を呈している。旺盛な基礎研究とは対照的に、これらの材料/表面がなかなか実用化されない理由の一つに、自己修復機能がないことが挙げられる。本講演では、自己修復性を発現させるためのコンセプトを実例を挙げながら分かりやすく解説する。

1. 濡れの基礎
   1. 静的接触角
   2. Youngの式
   3. Wenzelの式
   4. Cassieの式
   5. 動的接触角/接触角ヒステリシス/転落角
2. これまでの研究
   1. 自己修復性のある超撥水性皮膜の研究事例
   2. 自己修復性のある超親水性皮膜の研究事例
3. 最新の研究事例
   1. 微細構造の再構築により自己修復する超撥水性皮膜
   2. 化学組成の再構築により自己修復する超撥水性皮膜
   3. 膨潤により自己修復する超親水性皮膜
4. まとめと今後の展開
• 質疑応答

第2部 自己修復性を有する粘土/プラスチックガスバリアコーティング

(2018年11月26日 12:10〜13:40)

　プラスチックフィルムにガスバリア性を付与するため、粘土などの極めて薄い板状フィラーをプラスチックに混合したコンポジット膜をコーティングした膜が開発されている。 　本講義では、用いられるフィラーの解説、混合ペースト作製とプラスチックフィルムへの塗布を含むバリアフィルム作製法、自己修復性を含む特性、蒸着層を含む積層フィルムの作製について概説します。さらに、最新の関連技術についても紹介します。専門家でない方でも理解できる内容になっています。

1. コンセプト
   1. 粘土を主成分とするフィルム (CBF)
   2. 成膜性を有する粘土
   3. バリアフィルムの構造
   4. CBFの作製法
2. 特性
   1. 透明な包装フィルム
   2. 自己修復性
   3. 積層バリアフィルム
3. 応用
4. 粘土を用いたガスバリア性フィルム開発動向
• 質疑応答

第3部 界面剥離自己修復コーティング層を有する繊維強化高分子材料の開発

(2018年11月26日 13:50〜15:20)

1. 繊維強化高分子材料への自己修復機能付与の必要性
   1. 高分子材料の自己修復機構
   2. 繊維強化高分子材料の形態と応用分野
   3. 繊維強化高分子材料の損傷・破壊機構の分類と特性への影響
2. 自己修復性を有する繊維強化高分子材料の開発動向
   1. 中空繊維に液体の修復剤を閉じ込める手法
   2. マイクロカプセルに液体の修復剤を閉じ込める手法
   3. マトリックスに固体の修復剤を分散させる手法
   4. 形状記憶合金を用いる手法
   5. Diels – Alder反応を利用する手法
3. 界面剥離自己修復コーティング層を有する繊維強化高分子材料の開発
   1. 界面剥離自己修復コーティング層付与の手法
   2. 強度回復効果の検証
   3. 強度回復効果向上のための微視構造最適化
• 質疑応答

第4部 表面コーティングの自己修復技術応用の現状と今後の展開

(2018年11月26日 15:30〜17:00)

　表面コーティングは、下地を守ることから、各種機能、美しさや快適さを付与させる役目をも担っています。このよう多様な役割を担いながら、下地の鋼等と同じ耐久性や寿命を求められています。下地を守り機能と寿命を全うするため、広い面積の自己修復が必要となります。自己修復の実用化・市場化のネックはコストにありますが、コーティングは使用量が少なく、付加機能価値が大きいため、コストパフォーマンスがよく、自己修復の実用化・市場化が最初になされました。 　本講座では、いままでになされた表面コーティング自己修復のこれまでの歩み、技術の実態、そのメカニズム、実用化の現状と問題点を紹介し、表面コーティング自己修復の全体像を分かりやすく紹介します。また、現在、研究されている新たな分野・技術や今後のキーテクノロジーについて、また、昨今の異常気象や地震等の災害に対し、快適さに加え、強靭化社会を担う表面コーティング自己修復のあり方についても考えたい。

1. 表面コーティング自己修復のニーズ
   1. 表面コーティングの機能の劣化・損傷とその自己修復ニーズ
   2. 表面コーティング自己修復の事例と市場性・コストパフォーマンス
2. 高分子表面コーティングの擦り傷 (細かい凹凸) の自己修復
   1. 高分子表面コーティングの擦り傷の自己修復メカニズムと自動車車体への応用と市場性
   2. 高分子表面コーティングの擦り傷の自己修復の他分野への応用事例
3. 高分子表面コーティングの切り傷 (クラック) の自己修復
   1. 高分子表面コーティングの切り傷の自己修復メカニズムと自動車車体への応用例
   2. 高分子表面コーティングの切り傷の自己修復の他分野への応用事例
4. 透明高分子表面コーティングの自己修復
   1. 透明高分子表面コーティングの自己修復ニーズと修復メカニズム
   2. 透明高分子表面コーティング自己修復の太陽電池パネル等への応用事例
5. 表面コーティングの自己修復・自己クリーニング
   1. フッ素等を用いた表面コーティングの自己修復・自己クリーニングのメカニズム
   2. 表面コーティングの自己修復・自己クリーニングのニーズと市場性
6. 他材料の表面コーティングの自己修復
   1. セラミックス耐熱・遮熱表面コーティングの自己修復
   2. 金属材料表面機能の自己修復のメカニズムと応用事例
7. 表面コーティング自己修復の新たなアプローチと応用
   1. グラフェン等の新素材を用いる表面コーティング、生体分野や高密度デバイスの自己修復
   2. 気候変動、地震等を意識した各種部材・デバイスの自己修復表面コーティング
• 質疑応答