課題番号 ：S-19-JI-0011
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：金ナノ粒子による金箔の着色技術の開発
Program Title (English) ：Development of coloration technique for gold leaf using gold nanoparticles as coloring materials
利用者名（日本語） ：嶋田　一裕1), 前之園　信也2)
Username (English) ：K. Shimada1), S. Maenosono2)
所属名（日本語） ：1) 石川県工業試験場, 2) 北陸先端科学技術大学院大学・マテリアルサイエンス系
Affiliation (English) ：1) Industrial Research Institute of Ishikawa, 2) School of Materials Science, Japan Advanced Institute of Science and Technology

１．概要（Summary ）
金箔は金板を叩いて伸展させることで極限まで引き延ばされた箔であり，古来から伝統工芸品や建築物などに多岐に利用されている。着色された金箔の場合，金箔自身の経年劣化はないが，色材の彩度や経年劣化が課題としてある。このような問題を解決するため，硫化された銀箔や真鍮箔などの色彩箔も利用されている。しかし，やはり劣化しやすいという問題があった。そこで，本研究では，彩度や耐久性に優れる金ナノ粒子を金箔の色材として利用することを検討した。
２．実験（Experimental）
２．１ 金ナノ粒子の合成
塩化金（III）三水和物とオレイルアミンを用い，種媒介成長法によって金ナノ粒子を合成した。
２．２　金箔への多孔質酸化チタン薄膜の成膜
金箔基板上に酸化チタン粒子ペーストを塗布した。電気炉を用いて酸化チタン薄膜を1時間焼結し，基板上に多孔質酸化チタン薄膜を成膜した。
２．３　金ナノ粒子の多孔質酸化チタン薄膜への吸着
金ナノ粒子ヘキサン分散液に多孔質酸化チタン薄膜付の金箔基板を浸漬させ，金ナノ粒子が吸着した多孔質酸酸化チタン薄膜を得た。
２．４　評価
　多孔質酸化チタン薄膜の密着性はスクラッチ試験機を用いて評価した。金箔の表面観察は原子間力顕微鏡（AFM，セイコーインスツル・SPI-3800N/SPA-400）を用いてタッピングモードで行った。
３．結果と考察（Results and Discussion）
多孔質酸化チタン薄膜のスクラッチ試験の結果を図1に示す。実用上問題ないレベルの強固な膜が形成できていることを示している。この理由は，図1のAFM像からわかるように，金箔の表面には多数の穴が開いており，これらの穴に酸化チタン粒子が入り込み，ガラス表面と酸化チタン粒子が直接密着してアンカーの役割を果たしているために，金箔ごと剥離することが無かったためと考えられる。

図1 Coefficient of friction between TiO2 film and gold leaf. For comparison, friction coefficient between urethane resin and gold leaf is also shown. The inset shows the AFM image of the gold leaf.
４．その他・特記事項（Others）
なし
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) 嶋田 一裕, 沼野 公佑, 前之園 信也，色材協会誌 in press
(2) K. Shimada, K. Numano, S. Maenosono, Materials Research Meeting 2019 (MRM2019), 13 Dec. 2019
６．関連特許（Patent）
なし