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GSアライアンス株式会社(代表取締役：森 良平、本社：兵庫県川西市)と大阪公立大学は、脱炭素・カーボンニュートラル分野における環境・エネルギー技術の研究開発の一環として、有機顔料とシリカ(二酸化ケイ素：ガラスの主成分)を複合化した新規材料の開発に成功しました。
本技術により、有機顔料の持つ鮮やかな色彩を維持しながら、無機材料であるシリカの優れた耐久性・耐熱性・分散性を同時に付与することが可能となります。

画像1: https://www.atpress.ne.jp/releases/590959/LL_img_590959_1.jpg
赤色および青色の有機顔料を内包したシリカ複合体粉末と、その複合体構造の模式図

■ 背景：有機顔料の課題
色材(着色剤)は、物質に色を付与する材料であり、大きく以下の2種類に分類されます。
・染料：水や油、溶剤に溶解し分子状態で存在
・顔料：溶媒に溶けず粒子として存在
一般に、顔料は染料よりも耐候性に優れています。しかし、有機顔料は長期間にわたり太陽光や紫外線に曝されると、徐々に劣化・退色するという課題がありました。一方、無機顔料は高い耐久性を持つものの、発色の鮮やかさでは有機顔料に劣る場合があります。


■ 技術概要：有機顔料とシリカの複合化
今回開発された材料は、有機顔料を緻密なシリカ構造中に複合化した新しい色材です。これにより以下の特長を実現しました。

＜主な特長＞
1. 無限に近いカラーバリエーション
長年培ってきた独自技術に新たな付加価値を付与することで、高彩度でありながら繊細な色調の実現に成功した
2. 優れた耐候性
緻密なシリカ構造が酸素や水分の侵入を抑制し、紫外線環境下での劣化を大幅に低減
3. 高い耐熱性
プラスチック成形などの高温プロセスでも分解しにくい
4. 高融点樹脂との適合性
高温成形が必要な樹脂との複合化が可能
5. 機械的強度の向上
塗料や樹脂中で耐擦傷性、硬度、強度が向上
6. 優れた化学安定性
酸・アルカリに対する耐性が向上

画像2: https://www.atpress.ne.jp/releases/590959/LL_img_590959_2.jpg
シリカ複合体を添加したマスターバッチおよび、それらを用いて射出成形により作製した各色のスプーン

■ 技術的意義
本技術は、
・有機顔料の「鮮やかな発色」
・無機顔料の「高い耐熱性」
を両立するものであり、従来の色材のトレードオフ関係を解消する新しいアプローチです。
これにより、有機顔料の弱点であった加工プロセスにおける耐熱温度を350℃以上に改善し、耐熱性が求められる用途への適用が可能となります。また、緻密なシリカに内包されるため耐溶剤性が求められる用途へも適用可能となります。


■ 想定用途
本材料は以下の幅広い分野での応用が期待されます。
・塗料・コーティング
・印刷インク
・プラスチック・樹脂材料の加色
・化粧品
・自動車・建材用途


■ 今後の展開と市場性
有機顔料とシリカの複合化に関する研究はこれまでにも報告されていますが、
・安価
・大量生産可能
・実用化レベル
という条件を満たす製造技術は極めて限定的です。
本技術は、既存の染料・有機顔料に続く次世代型色材として、色材産業に新たな価値を提供する可能性があります。


■ まとめ
GSアライアンスの開発したシリカ複合有機顔料は、
・高発色性
・高耐候性
・高耐熱性
・高耐久性
を兼ね備えた革新的な材料であり、持続可能社会に向けた高機能材料として今後の展開が期待されます。


■会社概要
会社名 ： GSアライアンス株式会社(冨士色素株式会社グループ)
代表者 ： 代表取締役 森 良平博士(工学)
本社所在地 ： 〒666-0015 兵庫県川西市小花2-22-11
支社、合弁会社： スイス(ベルン州ビール／ビエンヌ)、
カナダ(オンタリオ州トロント)、
メキシコ(メキシコシティー)、
東京都港区
事業内容 ： カーボンニュートラル、脱炭素、SDGs課題に取り組む
環境、エネルギー分野の最先端技術の研究開発
URL ： https://www.gsalliance.co.jp/