塗装技術の門

NAD塗料の主要な用途は自動車のメタリックカラーの上塗り塗装用です。自動車の塗装仕上げはメタリックカラーとソリッドカラーとがありますが、メタリックカラーはソリッドカラーに比べて塗装上の問題が多く、メタル色のムラ、たれ、わきなどが発生し、2コート1ベーク方式では光沢不良など、クレームが多くなります。これに対し、NAD塗料は、その特性からメタリック塗料として最も塗装効果を発揮する塗料になります。すなわちNAD塗料は分散系であるため、溶剤離脱が早く、塗装時あるいは造膜時の特殊な流動特性のためと推察され、造膜時の膨潤した粒子が、加熱融合時に収縮するときに、アルミニウム粉の配列をよくし、流れを防止して、定着させるためといわれています。また、塗料的には、分散媒として脂肪族炭化水素系の低沸点溶剤が用いられますが、塗面が平滑になるために必要な粘度を保つため、必要最小限の高沸点溶剤が、膜融合剤として用いられます。膜融合剤として使用される極性用材としてはセロソルブ、セロソルブアセテート、ブチセロソルブ、カービトールアセテートなどがあり、場合により、エチレングリコールなどの高沸点溶剤も用いられます。これらの溶解力の強い高沸点溶剤を併用すると、塗装時には溶解力の弱い低沸点の脂肪族炭化水素系溶剤が急速に大気中に離脱放散され、残留している溶解力の強い高沸点溶剤が作用して分散粒子をお互いに溶着して高粘度の状態になり、アルミニウム粒子の対流を防止するため良好なメタリック仕上げになるとも考えられます。

NAD塗料は、造膜時ポリマー粒子の融合に熱の作用が必要とする性質から、熱硬化性アクリル樹脂塗料の範疇に入るもので、その特徴は熱硬化性アクリル樹脂塗料と比較して評価されます。しかし、塗膜形成助要素は有機溶剤で、塗膜形成主要素である樹脂は分散粒子として有機溶剤中に分散しているため、一般溶剤型塗料にない特徴を有しています。

　（1）粒子ポリマーの性質が系全体の粘度にあまり寄与しないので、高分子量の粒子ポリマーを比較的少量の溶剤で塗装可能とする粘度とすることができます。したがって、樹脂の高分子量化による塗膜性能の向上と、高不揮発分化が可能です。
　（2）塗料の粘度は高不揮発分にも拘わらず低粘度で、塗装時、溶剤が離脱しやすいため、塗着膜の粘度が容易に高くなることから、たれにくく、メタリック色の色ムラが少なく、ゴミの付着も少ないです。
　（3）従来塗料の溶剤は、溶解力の関係から芳香族炭化水素系が主体でしたが、NAD塗料は、粒子ポリマーを溶かさないので、光化学不活性な脂肪族、脂環族炭化水素系溶剤を使用するため低公害塗料です。
　（4）吹き付け塗装の際、塗料の霧化から塗着までの粘度上昇が大きいため、塗料ミストの跳ね返りが少なく塗着効率が良く、肉持ち、仕上がり外観も向上します。

　NAD塗料は上記の特徴がある反面、下記に示す問題点もあります。

　（1）顔料分散の場合、ロールミルや、サンドミルなどで練合すると分散粒子ポリマーが破壊されて、増粘し分散が困難になるため分散方式を検討しなくてはなりません。
　（2）NAD塗料の造膜形成過程が一般溶剤型塗料と異なるため、付着性、耐酸性、鮮映性などの点で塗膜性能が劣る場合があります。

▽非水系ディスパーションの安定化の原理
　非水系ディスパーションの安定化の原理は、粒子表面に吸着した分散安定剤の溶媒和層の立体的反発層（吸着層または吸着保護層ともいいます）によって安定化されています。ICIの研究者らはこの立体的反発層の厚みについて、12-ヒドロキシステアリン酸オリゴマー誘導体のポリメタクリル酸メチルグラフト化合物の場合約130Åの値を確認しています。また、12-ヒドロキシステアリン酸の縮合ポリマー鎖の分子量から推定した鎖長とほぼ一致することから、安定分散粒子の表面の反発層中の溶媒和ポリマー鎖は、ほぼ完全に伸びきった形で存在していることを推定しています。

▽非水系ディスパーション重合の方法
　非水系溶媒（炭化水素系溶剤）中に分散安定剤を溶解し、これに分散ポリマーを形成するモノマー（分散安定剤はモノマー中に溶解して使用することもできる）と開始重合剤を加えて重合することにより、容易に得られます。