塗装技術の門

　塗料を乾燥させるときに、加熱炉等で加温して乾燥することにより塗膜を形成する操作を焼付けといいます。焼付け塗料は、主に自動車、家電製品などの工業製品に利用されていますが、塗膜形成時硬化反応を行う熱硬化性塗料と反応を伴わず熱溶融して塗膜を形成する熱可塑性塗料があります。熱硬化性塗料は、塗膜形成時に架橋（橋かけ）反応が起こり、密着性、強じん性や耐候性等の物性が改善されて品質の安定した塗膜が得られます。一方、熱可塑性塗料としては、ホットメルト形塗料（例：粉体塗料）やプラスチックゾル塗料などが挙げられます。

　焼付けは乾燥時間が短縮できるほか、品質管理も容易であるという特徴があります。反面、乾燥炉は被塗装品のサイズ、形状によっては大型のものが必要となるため、設備コストが大きくなる欠点があります。乾燥炉の形式は、一般に熱風乾燥炉や赤外線照射炉などが用いられます。排ガス出口には有害物除去のために排ガス処理装置が設置されます。
　代表的な焼付け塗料としては、アルキドメラミン樹脂塗料、熱硬化性アクリル樹脂塗料、粉体塗料などがあり、おのおのに定められた焼付け条件（温度：80～200℃、時間：15～30分）で乾燥されます。

焼付け塗料の分類

1．樹脂による分類～熱硬化性樹脂を用いた焼付け塗料（ベース樹脂＋硬化剤、触媒）
　1－1．硬化の仕組み～縮合反応（アルキド樹脂、アクリル樹脂）
　　アルキド樹脂またはアルキド樹脂の水酸基とアミノ樹脂のメチロール基が反応し、塗膜を形成する。
　1－2．硬化の仕組み～付加反応（エポキシ樹脂、ウレタン樹脂）
　　エポキシ樹脂はアミン、酸などと付加反応する。
　　ウレタン樹脂はポリオールの水酸基がイソシアネート基（ＮＣＯ）と反応する。
2．樹脂による分類～熱可塑性樹脂を用いた焼付け塗料（ベース樹脂、高重合度の微粉末（塩ビペースト樹脂など）、可塑剤）
　2－1．硬化の仕組み～加熱冷却による塗膜形成
　　樹脂が熱溶融し、冷却によって塗膜になる（熱可塑性粉体塗料）。
　2－2．硬化の仕組み～ゲル化反応
　　加熱によって粉末樹脂が可塑剤と膨潤し、ゲル化し固化する。
　　この過程で若干の反応を伴う場合もある（プラスチックゾル塗料）。

　塗装における養生は二つの意味を有します。ひとつは、塗装作業時塗装する部分以外への塗料の付着や飛散を防ぐための覆って保護すること（masking）をいいます。塗着を防ぐための材料は、保護する面の塗装を剥がしたり、塗料中に含まれる溶剤に侵されたりしないものを選ぶ必要があります。専用の養生テープ（マスキングテープ）や養生シートなども市販されています。現場における塗装の場合、塗料やほこりの飛散を防ぐため、足場の外側をネットで覆う、いわゆる足場養生が行われています。
　第二の意味は、塗装した後から実使用に供するまでの保持・乾燥（curing）のことをいいます。その用例として、JIS K 5600-1-1（1999）「塗料一般試験方法ー第1部：通則ー第1節：試験一般（条件および方法）」には「試験片の養生」として「塗り終わった試験片は、標準状態に保った場所に移し、0.1㎡以上の試験片は長辺を水平に短辺を水平面に対し約85度になるように立て掛け、0.1㎡未満の試験片は塗面を上向きにして水平に置く。」との記載があります。

　ポリオールの水酸基（－ＯＨ）とイソシアネート基（－Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）を反応させ、ウレタン結合（－ＮＨ－ＣＯ－Ｏ－）によって架橋して出来た樹脂をポリウレタン樹脂といいます。このウレタン結合を精製させる樹脂をバインダーとして用いた塗料をポリウレタン樹脂塗料といいます。
　ウレタン樹脂塗料は耐水性、耐薬品性、耐溶剤性に優れ、アクリル樹脂やポリエステル樹脂に水酸基を導入した樹脂を主剤とし脂肪族系イソシアネートを硬化剤として用いたポリウレタン樹脂塗料は耐候性も優れているため上塗り塗料としても用いられています。低温での反応性も優れているため、エポキシ樹脂に水酸基を導入した樹脂を主剤にした低温硬化型の下塗り塗料としても用いられます。
　環境中の水分を吸収することにより樹脂中のイソシアネートが反応してアミノ基を生成し、これが別のイソシアネートと反応することにより硬化する1液湿気硬化形ポリウレタン樹脂塗料は、下塗り塗料やジンクリッチ塗料として用いられています。
　無溶剤形のポリウレタン樹脂を用いた塗料として、ウレタンエラストマーがあります。スプレー塗装の場合ポットライフが短いため専用の2液混合形塗装機を用いて塗装します。2ｍｍ／回程度の膜厚が確保できるため、海洋鋼構造物や水道用鋼管の外面などの防食用途に用いられます。