開発ストーリー

ホーム開発ストーリー溶剤の「毒性」に、高まる世界的な使用規制の波… 「安心・安全」な樹脂溶液で健康、環境への不安を払拭したい!

溶剤の「毒性」に、高まる世界的な使用規制の波…
「安心・安全」な樹脂溶液で健康、環境への不安を払拭したい!

NMPフリー ポリアミドイミド樹脂

開発のきっかけ

すぐれた耐熱性、耐摩耗特性で、高温・高荷重環境での用途を中心に重用されているポリアミドイミド(以下PAI)。自動車部品の潤滑塗料や厨房器具用のフッ素塗料のバインダーとして欠かすことのできない樹脂材料だ。日立化成ではこのPAIを溶剤に溶かし、より精巧なコーティングが可能な樹脂溶液の形態で「HPCシリーズ」として塗料メーカーなどのお客さまに提供している。
当社を含め、この樹脂溶液の溶剤として広く使われてきたのが、Nーメチルー2ーピロリドン(以下NMP)だが、近年特にその毒性が懸念されるようになっている。作業者の健康被害および環境への悪影響に鑑み、2020年からはEUヨーロッパ地域で「制限対象物質」に指定され、化学物質への使用に規制がかかることが決定している。欧州では、従来どおりNMPを使い続ける場合には、使用の届け出や作業者のばく露濃度管理、揮発した溶剤の回収用設備への投資など、厳しい負担が必要となる見通しだ。
海外を中心に、より毒性の低い代替溶剤への切り替えが求められる傾向が強まっており、この動きは今後アメリカ、そして世界中の企業に波及していくと考えられている。
こうしたNMPに対する世界的な規制強化の動き、そしてPAIを使用した製品でEUエリアとの取引を持つお客さまからの強いご要望の声を受け、当社ではNMPを使用しないPAI樹脂の開発をスタートさせることとなった。

技術の壁

NMPがこれまでPAIの溶剤として多くのメーカーで利用されてきたのは、何より両物質の類まれな相性の良さからだった。溶解性が高いうえに溶液の安定性にも優れ、作業性がよい点も含めて幅広い分野で評価されていた。現在問題となっている毒性を除き、多くの秀逸な面を持つNMP。その使用を控え、機能やコストの面で遜色ない代替溶剤を探すことは容易な挑戦ではなかったのだ。
実際、当社研究チームでは、代替溶剤を求めて様々な条件で実験を行なったが、「NMPフリー化」の実現は困難を極めた。樹脂が十分に溶解せずに析出してしまい、合成がうまく進まないことや、溶解しても時間の経過とともに凝固してしまうケース。熱硬化の工程でも、きれいに固まらずにひび割れが起こったり、強度のない被膜となってしまったりと失敗続きだった。試薬レベルのものも含めた50種以上の溶剤に、合成の温度、時間、触媒の有無などの条件を掛け合わせ、ひたすら実験を繰り返した。約2年に及ぶ地道な挑戦を続けたものの、求める成果には遠く、一旦開発は頓挫することとなった。

12