塗装技術の門

　塗料の原料にどういった樹脂を用いるかということは、塗料をライフサイクルアセスメントの立場から論じるときには非常に大きな問題となります。特にリサイクル原料の有効利用は循環型社会の構築に寄与するところが非常に大きいです。廃ペットボトルの再利用は、容器包装リサイクル法の施行に伴って重要かつ喫緊の課題であります。現在エコマーク商品類型には多くの繊維類型が登録されていますが、わずかに含まれている不純物のために経済性が悪くなってしまっています。現在エコマークに登録された塗料類型はありませんが、様々な試みが行われているところです。

《PET樹脂の再利用》

　廃ペットボトルを粉体塗料として利用するために、ペットボトルを細かく粉砕するプラントが稼働しています。微粉砕することが困難で、粒子径が大きいために焼付温度が通常の粉体塗料と比較して高い傾向にあります。粉砕方法がいろいろと検討されており、この技術が今後の発展の鍵となると考えられます。
　一般にPET樹脂は金属との付着性がよいです。コンクリート内の鉄芯を腐食から守るためのプラスチック保護樹脂としての適性を調査する目的で、リサイクルPET樹脂の小粒子またはフレークを、8分間275℃に熱し金属板上で溶融して皮膜をつくり、その付着性をPVCおよびバージンPETと比較しました。その結果、リサイクルPET樹脂は鉄芯保護プラスチックとして使用可能と結論付けられました。

《PET樹脂成分の再利用》

　PET樹脂を各成分にまで分解し、各原料単体で回収し再使用するのが理想ではありますが、その完全な分解には超臨界メタノールを使用する必要があるなど経済的な負担が大きいです。
　塗料業界で主として行われているのは、塗料用ポリエステル樹脂原料の一つとして利用する方法になります。すなわち、廃ペットボトルをほかのポリエステル原料とともに加熱溶融して、エステル交換反応によりPET樹脂成分を塗料用樹脂に組み込んでいく方法です。どの程度まで分解するのか、どの程度の量まで置換するのかは製品の性能により決められます。
　PET樹脂の多塩基酸構成成分であるテレフタル酸は、一般には塗料用原料としては使用されません。その理由は、テレフタル酸を原料として合成した樹脂は結晶性に優れるために、融点が高く、溶剤に難溶性で塗料用樹脂としての適性に欠けるためであります。PET樹脂再使用の対象となるのは、汎用塗料に使用される酸化重合で硬化する長油アルキド樹脂、工業塗料に使用される中油から短油のアルキド樹脂およびポリエステル樹脂でありますが、いずれの場合にもイソフタル酸あるいは無水フタル酸などの通常の塗料に使用する多塩基酸が混合されます。

塗膜の付着性を評価する方法の一つ。
　JIS K 5600-5-6（1999）「塗料一般試験方法―第5部：塗膜の機械的性質―第6節：付着性（クロスカット法）（ISO 2409）」に規定されていて、碁盤目状に素地に達する傷を入れた塗膜を、セロハン粘着テープの粘着力を用いて強制はく離させることにより、塗膜の素地への付着性および塗膜の層間付着性を評価します。
　JISに「この方法を付着性の測定手段とみなしてはならない」と記述されているように、あくまで付着性の良否を判定する定性的試験方法になります。
　カットの間隔は、膜厚および素材によってことなり、
　　　0～60μｍ　　：硬い素地の場合1ｍｍ間隔
　　　0～60μｍ　　：軟らかい素地の場合2ｍｍ間隔
　　　61～120μｍ　：硬い、軟らかい素地の両方とも2ｍｍ間隔
　　　121～250μｍ ：硬い、軟らかい素地の両方とも3ｍｍ間隔
の縦横５×５＝２５ますのクロスカットを行います。
　試験結果は0～5に分類され、評価します。


　重防食塗装系のような厚膜や無機ジンクリッチペイントを含む塗装系での評価では、JIS規格にある、1～3ｍｍ間隔を用いると、クロスカット時に発生する応力により付着力とは関係なく塗膜が欠落する場合があるため、JISには規定されていませんが、5ｍｍ間隔の縦横３×３＝９ますのクロスカットで試験を行うことが適しています。
　JIS G 3312（2008）「塗装溶融亜鉛めっき鋼板および鋼帯」、JIS G 3318（2008）「塗装溶融亜鉛ー5％アルミニウムめっき鋼板および鋼帯」、ASATM D 3359 ”Standard Methods for MEASURING ADHESION BY TAPE TEST” などでは１ｍｍ間隔の縦横１０×１０＝１００ますのクロスカットを行う方法が規定されています。
　碁盤目試験は、テープによるはく離であるため、斜め方向にはく離の力が働くので、塗膜には垂直引張力とせん断力も同時に受けることになります。したがって、塗膜の付着力とともに靭性（脆性）も評価することになります。

　塗装作業は、被塗物がその場所に構築された状態で行われる現場塗装と、製作工場あるいは塗装工場内で行われる工場塗装に大別されます。さらに工場塗装には、被塗物が前処理・塗装・乾燥などの各ステージに順次コンベアで運ばれながら生産されるライン塗装があります。ライン塗装の場合、被塗物の形状・重量に適した設備が必要となりますが、定型のものを大量に塗装する場合は効率が良いです。
　現場塗装は、工場塗装と比較して気象条件に左右されやすく塗料やシンナーの飛散に対する対策が必要になるなどの短所があります。一方工場塗装は、被塗物の形状・生産量に合わせた場所・設備が必要であり、現地架設後の部分補修塗装が必要といった短所があります。
　鋼構造物の防食塗装の場合、被塗物が比較的大きく、形状も多種多様である場合が多く、一部を除きライン塗装には向きません。橋梁などの場合、従来は工場で下塗りまで塗装し、現地建設終了後中・上塗りを塗装することが主流でありましたが、鋼道路橋塗装・防食便覧（㈳日本道路協会 平成17年12月）によれば、新設橋梁の場合には「工場塗装した塗膜と現地塗装した塗膜の塗膜間での付着力の低下を防ぎ、均質で良好な塗膜を形成させるため、塗装は上塗りまで橋梁製作工場で塗装する全工場塗装とする」との記載があり、現在では全工場塗装が主流となっています。