Kazuyuki Kuwano

Molecular Design of Polymer for Paints.

自動車用上塗り塗料では, 通常官能性モノマーを含む数種のアクリル系モノマーのラジカル共重合によって線状のプレポリマーを合成し, それにさらに架橋剤を加えて三次元網目構造を形成させる. ラジカル重合は確率的に進行するため, プレポリマーは広い分子量分布をもつのみならず, 架橋剤と反応して三次元網目構造を形成するための官能性モノマーの分子内含有率もある分布をもつ. このようなプレポリマーの化学組成分布, 分子量分布は塗膜の耐久性と密接な関係をもつと予想される. 塗膜の耐久性に関する一つの目安として, 一般に架橋密度が用いられてきた. しかし, 塗膜の劣化の際に三次元網目構造を維持できるかどうかの考察には, 架橋密度だけでは十分でなく, プレポリマー1分子当たりの架橋点の数が重要であると考える. 本論文ではプレポリマー中において1分子当たり3個未満の官能性モノマー単位をもつ分子の重量分率を重合理論に基づいて計算し, 劣化しやすさの指標として提案する. そして, この劣化しやすさの指標が塗膜の耐久性において一つの実用的な尺度であることを示す.

Preparation Methods of Macromonomers Containing No Sulfur.

マクロモノマーは, 一般的には, 工業的合成の容易さから連鎖移動ラジカル重合法を用いて官能基を分子末端に導入するプロセスによって合成する. 連鎖移動剤としては一般にメルカプタン系が用いられるため, 分子内にイオウ原子が導入され, マクロモノマーを塗料樹脂に使用する場合には耐光劣化が観察された. イオウに対する耐光性向上の研究はすでに報告したが, 本研究では, イオウを含まないマクロモノマーの合成法に関する研究を行った. 工業的合成の容易さを考えて, ラジカル重合法での合成を前提として二つの方法について研究した. 一つはイオウを含まない連鎖移動剤を用いる方法であり, 他の一つは連鎖移動剤を用いずに官能基を持つ開始剤を用いる方法である. その結果, 高分子量のマクロモノマーを合成する場合には, 4,4′-アゾビスシアノ吉草酸, コハク酸パーオキサイドなどの官能基を持つ開始剤を用いる方法は可能性があると結論した.

Effects of Thixotropic Agents on the Viscoelastic Properties of Paints for Automobiles.

塗料の粘性挙動における構造粘性付与剤の効果を明らかにすることを目的として本研究を行った. 瞬時にずり速度を切り換えることができる粘弾性測定装置を製作し, 異なる構造粘性付与剤を使用している2種類の塗料と構造粘性付与剤を使用していない塗料の計3種類の塗料の粘性挙動を研究した. 粘性係数, 見掛けの定常状態コンプライアンスのずり速度依存性および臨界ひずみ量の測定から, 低ずり速度領域においては, 非常に弱い構造が形成されることによって粘度増加していることが確認できた. さらに, 構造の回復速度の測定から, 一度破壊された構造は回復するのに数分を要することが確認された. 構造粘性付与剤は実際にタレ防止に貢献し, 塗膜の厚膜化を可能にしているが, その効果は従来考えられているように, 単純に塗着後瞬時に構造を形成するためとは結論できない.