塗装技術の門

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JISハンドブック 30 塗料 (30;2020)

　この乾燥は酸化重合形と基本的にその機構は同じですが、代表的な塗料としては、合成樹脂調合ペイントが挙げられます。塗料を塗装したのち、塗料中の溶剤が蒸発し、その後塗膜中の油成分が空気中の酸素に接して反応が起こり、乾燥していくものになります。
　この場合も、乾燥性を調節するため、乾燥剤を配合して乾燥を早めたり、上乾きを起こしにくくするなどの役目を果たしています。
　これらの塗料の乾燥において、塗料中の溶剤が蒸発して、見かけの乾燥が比較的早く起こる一方、24時間以上おいてから上塗りをするようにしてあるのは、溶剤が蒸発した後に空気中の酸素と接して反応を開始しても、このときにあまり短時間で上塗りすると下塗りの塗膜内部まで酸素が侵入せず、上塗りのみが乾燥して縮みを生じる原因となるためです。

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塗料の乾燥・硬化～酸化重合乾燥

●酸化重合乾燥（化学反応によるもの。主に自然乾燥形）

　塗装することによってほとんど蒸発するものがなく、空気中の酸素と反応して、乾燥していくものになります。
　塗料としては、最も古い塗料の中に入るボイル油がその代表例になります。
　酸化重合乾燥は、油の中でも半乾性油や乾燥油などの分子中に共役二重結合という反応性に富んだ成分があり、これと空気中の酸素と反応して乾燥をしていくものです。
　この反応をできるだけ早くするために、一般にはナフテン酸金属塩などの乾燥剤が配合されており、乾燥を早める役目をしています。
　これらの塗料では、一度にあまり厚く塗装すると表面だけ酸素に接して乾燥し、内部まで酸素がまわらず上乾きして縮みを生じやすくなります。
　また、溶解力の弱い溶剤の中に樹脂粒子を分散させた非水エマルション（NAD）塗料も開発されていますが、その乾燥は水中に分散している場合と同様に造膜するものであります。

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塗料の乾燥・硬化～揮発・粒子融合乾燥

●揮発・粒子融合乾燥（物理変化によるもの。主に自然乾燥形）

　塗料の中で溶剤が省資源や労働安全衛生の観点から、溶剤を使用せずに水を使用する塗料が多く研究・開発されています。水を使用する塗料の代表には合成樹脂エマルションペイントがあり、この塗料が揮発・粒子融合乾燥形の代表例になります。合成樹脂エマルションは、合成樹脂が0.5～1ミクロンという非常に小さい粒子となって水中に分散しています。この水中に分散している樹脂粒子が蒸発、濃縮および融合過程、そして膜形成を経て造膜するものであります。
　すなわち、①水が蒸発して樹脂粒子の濃度が高くなる、②粒子の濃度が高くなると、粒子と粒子が衝突する、③衝突した粒子は変形し融合する。
　この場合、水の蒸発が早ければそれだけ樹脂粒子の衝突が強くなり、樹脂粒子が柔らかければ、変形し融合しやすくなります。このことは乾燥させるときの温度が高く湿度が低いほど良好な塗膜を形成することになります。
　使用される合成樹脂は主に熱可塑性樹脂が使用され、温度が高いと柔らかくなります。
　ゆえに低温になると樹脂粒子がかたくなり、水が蒸発して衝突しても、粒子の変形までで、融合までは進行せず、できた塗膜はひび割れして連続塗膜を形成しません。

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