水性塗料を使う 溶剤を水に替えてVOCを削減する

塗料の溶剤を水に置換えるというのは一つの理想的な環境対応型塗料のあり方です。

水は極めて特徴的な物質で、分子量が18しか無いにもかかわらず液体であり（窒素分子は28で気体）、沸点が100℃もあります。

また沸点が111℃であるトルエンと比べてもその蒸発速度は約5分の1という低さです。

これはいずれも水素結合力という水分子同士を互いに引き合っているカに基因しますが、この特性が水性塗料の特性を支配します。

さて、水を溶剤替りに用いようとしますと、まず水は樹脂を溶かすことができないと言う問題にぶつかります。

そこで樹脂の一部に水に親和性のある構造を取り入れて、樹脂を溶解するか、あるいは水中に分散することになります。

その形態によって水性樹脂は水溶性型、コロイダルディスパージョン型、エマルション型に別れますが、あまり親和性を強くし、溶解性をあげると塗膜の耐水性が低下しますので、

通常は後2者を塗料用樹脂として用います。

第2の課題は、水の蒸発の遅さです。自動車用水性メタリックベースコートではスプレー塗装時に水が蒸発することによる粘度上昇が期待できないため、スプレー時には低粘度、塗着時には高粘度になるよう塗料の設計がなされ、たれやアルミニウム顔料のムラを防いでいます。

また次工程のクリヤ塗装前に赤外線や熱風を用いて水を蒸発させています。

水の蒸発は空気中の湿度に影響されるのも大きな特徴です。

また水性塗料は表面張力が大きいため、はじきやわきを生じやすいことも課題です。

多くの水性塗料では、塗装作業性や成膜性向上のため塗料中に少量の有機溶剤を併用することが一般的です。

水性塗料は建築用エマルション塗料だけでなく、工業用焼付塗料、汎用塗料の開発も進み、例えば東京タワーも一部水性塗料で塗装されています。