塗装技術の門

ハイドロゾルはデュポン社から発表された新しい水性分散体で、この特長は結合剤が微粒子状に分散しているところにあります。従来のエマルションの粒子は0.15~0.2ミクロンであるのに対し、ハイドロゾルは最も大きいものでも0.05ミクロンで全粒子の95％は0.01～0.1ミクロンになります。その結果ハイドロゾル型塗料の仕上がり塗膜は、従来のアクリルエマルション塗料では得られない光沢、硬度を持っています。
　エマルションは粒子の分散を安定させるため、かなり多量の親水性、または水溶性分散剤が配合されますが、ハイドロゾルは、機械的安定性に優れているため分散剤の配合は少量で済むので、塗膜は水と接触しても軟化、膨潤するということがありません。粘度も同一固形分の場合、溶剤型塗料に比較すると低いため、固形分を多くしても、レベリングがよく、スプレー塗装、浸漬塗装、ロール塗装も容易にできます。塗膜の耐光性については屋外曝露6か年経過においても良好な成績を示していると報告されています。この塗料は常乾型よりも、水溶性メラミン樹脂等のアミノ化合物と架橋させて熱硬化型塗料への利用が検討される方向にあり、架橋することによって塗膜の耐溶剤性も改善されます。
　アクリルヒドロゾル塗料の用途は、金属、木材、プラスチックなどの各種素材の表面仕上げ、シームレス床張り、紙のコーティングなどの一般分野に使用されます。特にポリスチレンのプラスチック製品の塗装に最適です。

一般塗装用（電着塗装以外）に用いられる焼付け型水溶性塗料はアミノアルキド系水溶性樹脂塗料や、アミノアクリル系水溶性樹脂塗料が主なものになります。これらの塗料の硬化機構は本質的に溶剤型のものと同じです。
　すなわち水溶性アルキド樹脂、または水溶性アクリル樹脂と、水溶性メラミン樹脂の混合物で、焼き付け時にベース樹脂中のアミン類が塗膜から完全に揮発するか、あるいはアミドを形成するかして架橋反応して硬化します。アンモニア、トリメチルアミンなどの低沸点アミンを使用した場合は、焼き付け時にそれらが60~100%失われ、ジメチルアミノエタノールなどでは低温時（120℃×30分）の焼付けでは相当量残っています。またアクリル酸、メタクリル酸などの水溶性アクリル樹脂は水溶性メラミン樹脂と、メトキシメチル基とカルボキシル基とのエステル化反応して硬化します。この際、酸触媒（パラトルエンスルホン酸）が存在すれば、反応が促進され効果が速くなります。したがって、塗料の安定性を阻害しないようにすれば、低温硬化が可能になります。一般に適正焼付け乾燥条件は130~160℃×20分で、溶剤型に比べて、10~20℃高温となります。

乾性油変性の水溶性アルキド樹脂を用いたものは、水希釈時の粘度が高くなりすぎる欠点があり、さらに水溶化のためのアンモニア、アミンなどの中和剤の揮発性塩基による臭気や、乾燥が遅いことなどの問題があり、ドライヤーを使用して乾燥を早めるとしてもドライヤーによる黄変の問題があります。黄変を防止するために金属ドライヤーに代わって有機チタネートを用いて架橋硬化させる方法が発表されています。また、常乾型としては、水溶性樹脂型の欠点がありますが、最近は架橋型水溶性樹脂（マレイン化ポリブタジエン、マレイン化乾性油）との組み合わせによる塗料も開発され、塗膜品質の優れたものも出現しています。