アルキドエマルションをベースの塗料で環境に優しい建築を

建築物の建設や仕上げに使用される材料には、いたるところに化学的な性質が見られます。つまり、最も小さな分子構成要素から始まるイノベーションが、建物のサステナビリティに大きな影響を与える可能性があるのです。World Green Building Councilによると、「環境に優しい」建物とは、その設計、建設、運用において、気候や自然環境に与えるマイナスの影響を軽減または排除し、プラスの影響を生み出すことができる建物であるとのことです。

環境に優しい建物は、使用するエネルギーや原材料を考慮することで、貴重な天然資源を保護します。また、私たちの生活の質も向上させるはずです。室内の空気環境の改善や非毒性素材の使用など、健康や安全面についても考えてみてください。これらは、「環境に優しい」建物を実現するための機能の一例に過ぎません。この記事では、サステナブルで非毒性な塗料、より具体的にはアルキドエマルションの技術と利点を紹介します。

人と地球のための論理的な選択

アルキド系塗料というと、歴史的にVOC(揮発性有機化合物)の多い溶剤をベースにした堅牢な塗料というイメージがあります。VOCとは、周囲の空気中で気化し、人体や環境に有害な影響を与える有機化学物質のことです。しかし、アルキドエマルション系塗料は、溶剤の代わりに水を使用する新しい技術です。溶剤を水に置き換えることで、VOCの低減や化石原料への依存度の低減など、多くの利点があります。言い換えれば、塗料のサステナビリティ、健康および安全性の信頼性を大幅に向上させることができるのです。

混ざらない?乳化!

メリットは明らかですが、溶剤から水への切り替えは複雑なプロセスです。課題は、油性のアルキドが好まない媒体(水)に分散できるような溶液を作ることです。アルキドは油状であるため、水を拒絶します。この問題を解決するためには、アルキドを乳化させることです。つまり、約250ナノメートルの小さなアルキド液滴を作り、それをアルキド液滴が水中に分散できるような分子で覆えばよいのです。アルキドを乳化させるために使われる分子を「界面活性剤」といいます。「界面活性剤」とは、surface-active agentの略で、水を好む(油を拒絶する)部分と水を拒絶する(油のような媒体に囲まれることを好む)部分をあわせ持つ分子のことです。このような界面活性剤をアルキドエマルションに使用すると、アルキド液滴が水から保護されると同時に、液滴が自由に水中に分散できるようになります。この方法により、水性アルキド樹脂の製造に必要なエマルションを生成し、安定化させることができます。

導入時の課題を克服

しかし、このような界面活性剤を最終塗料に使用するには、まだ課題があります。
乳化剤の濃度が高すぎると、界面活性剤が可塑化効果を持つ傾向が

あり、その結果、乾燥時に好ましくない柔らかいフィルムになってしまうのです。したがって、乳化剤は可能な限り低い濃度に保つ必要があります。アルキドエマルションを使用する場合のもう一つの課題としては、アルキド中の溶媒を溶剤から水に変える際に粘度プロファイルに違いがあり得るという点です。高せん断時の粘度が低下し、塗料の摩擦抵抗力が低下する可能性があります。その結果、ブラシ1回毎で表面に塗布される塗料が少なくなり、塗装者にとって不都合になることがあります。

こうした課題にもかかわらず、アルキドエマルションは今日、外装および内装用の木材塗料など、多くの持続可能な塗料用途において、より好まれるバインダーとなっています。過去20年の間に、アルキドエマルションは塗料業界においてニッチな存在から標準的な樹脂/バインダーへと成長し、VOCレベルや非化石材料の使用に関する規制がこの開発を推進し続けています。無溶剤塗料に使用できる水性バインダーは他にもありますが、それらは一般的に化石原料をベースにしています。アルキドエマルションが台頭してきた理由は、その固有の組成にあります。アルキドは、二酸、脂肪酸、ポリオールの3つの構成要素でできています。これらの成分はいずれも自然界から得ることができ、アルキドは化石原料100%フリーを可能とし得る唯一のバインダーです。

樹脂革命

塗料にアルキドエマルションを使用すると、VOCフリーの塗料が得られるだけでなく、化学置換基の大部分が天然および再生可能資源に由来する樹脂をベースにした塗料を作ることが可能になります。これには、PerstorpのペンタエリスリトールやTMP(トリメチロールプロパン)のグレードであるVoxtar™やEvyron™など、マスバランスの概念に基づく再生可能なポリオールが含まれます。Perstorpのその他のPro-Environmentポートフォリオと同様に、これらの製品は二酸化炭素排出量を削減し、再生可能な原材料の持続可能な調達をサポートするよう設計されており、ISCC PLUS認証が付与されます。

アルキドエマルションをベースとした塗料を使用することで、建物の持続可能性、健康、安全性のプロファイルを大幅に向上させることができます。私たちを取り巻く世界の変化に合わせて化学を適応させ、特化させることが、Perstorpのイノベーションの原動力です。しかし、私たちは、どのような企業も単独で行動して十分な効果を上げることができないことを知っています。システム全体の変革が必要なのです。Perstorpは、多くのサプライチェーンの川上に位置しており、このことが私たちを支援する立場にあります。私たちは、化石炭素がシステムに流入するのを防ぐためにサプライヤーと協力し、持続可能性を高めるために技術に適応する顧客と協力し、要件および満たされていないニーズをよりよく理解するために川下企業と協力し、エンドユーザーに影響を与えるトレンドに細心の注意を払い、将来の課題に取り組む準備ができているのです。

バリューチェーン全体にわたって協力することは、Perstorpが樹脂および塗料を将来にわたって維持するための心構えです。持続可能でない化学がなおも横行する中、私たちは化学産業の中心から変革を可能にします。

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David Löf

Technical Market Development Manager

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