【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.04.14】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22SH0023
利用課題名 / Title
ナノインデンターによる工程塗板の物性評価
利用した実施機関 / Support Institute
信州大学 / Shinshu Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
粘弾性評価, 塗膜
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
永井 彰典
所属名 / Affiliation
関西ペイント株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ナノインデンターによる動的粘弾性評価（温度依存性測定）を行う。
従来塗膜物性はフリーフィルムの引張による動的粘弾性で評価してきたが、低温硬化や複層工程前提での塗装仕様が増加し、単膜での評価は意味をなさなくなりつつある。
ナノインデンターは押し込みで動的粘弾性を測定する手法であり、塗板のままで測定が可能と期待される。その実用性を検証したい。
実験 / Experimental
顔料を含まない熱硬化型アクリル樹脂塗料をＳＰＴＥ板上に塗装、140℃30分硬化させて塗膜を形成した。
得られた塗板から塗膜を剥離してフリーフィルム作成、これをDMA（TA製RSA-G2）にて測定した動的粘弾性のデータをリファレンスデータとした。
ＳＰＴＥ上に形成した塗膜のまま、ブルカー製ＴＩ－９５０で動的粘弾性（温度依存性）を測定し、リファレンスデータと比較した。 同様に、周波数と温度を変動してマスターカーブを作成し、同様に測定したリファレンスデータと比較した。
結果と考察 / Results and Discussion
温度依存性：ナノインデンターで測定された動的粘弾性パラメータ（E', E" ,tanδ）は、低温域ではDMAとほぼ一致、高温域ではDMA測定結果より弾性率が高くなった。ナノインデンターによる温度依存性測定はDMAよりも測定時間が長いため、測定中に塗膜の後硬化が進行したものと推測される。（図１）
マスターカーブ：温度依存性の結果と同様、低温域の測定結果はDMAとほぼ一致した。（図２）
高温では後硬化に加え、樹脂が軟化して表面位置の特定が難しくなる課題はあるものの、少なくともガラス転移点を越える温度までは問題なく測定可能であり、得られたデータは従来のDMA測定結果と直接比較可能である。新しい塗膜の物性評価手法として極めて有用なものと確認できた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１．ナノインデンター（NI）とDMA（RSA）で測定した動的粘弾性の比較
図２．ナノインデンター（NI）とDMA（RSA）で測定したマスターカーブの比較
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件