アクリル絵の具が固まる原理

質問

アクリル絵の具は最初は水溶性（水に分散する）ですが、一度乾くと耐水性（再分散しない）になります。アクリル絵の具の成分は顔料に展色剤としてポリアクリル酸エマルジョンを加えたものらしいです。

A.固まる原理は化学的に見てどうゆう現象なのでしょうか？
B.木工用ボンドの酢酸ビニルエマルジョンは固まっても再分散すると思いますが、どう違うのでしょうか？
C.エマルジョンということは分散質は液体なのでしょうか？

一般人が化学的な興味でお訊きします。よろしくお願いします。

回答No.2

p_nonoko · ベストアンサー

>木工用ボンドが水に再溶解しないというのは、驚きでした。いつまでも、水に弱いのだと思っていました。

正確には、酢酸ビニルエマルジョンの中には、製造過程で生じるポリビニルアルコールという成分が少量ですが精製しきれずに残ります。これは水に溶解するので、木工用ボンドが乾燥後も水にぬるぬるするという現象には、このようなことも関与していると思います。
分散剤が多いというのも確実にありますけど。

＞粘土が固まっても再溶解するのに対して、アクリルの団子がくっついてしまうのは、粘土の粒の表面が平らなのに対して、団子の表面には鎖がたくさん出ていて、団子同士が絡み合ってしまう、というイメージを持ったのですが正しいでしょうか？また、可塑剤の役割は、より絡み合いをしやすくするために、鎖を少しほぐしていると考えていいでしょうか？

ほぼそういうイメージだと思います。ただ、粘土の粒の表面は平らではなくて、ミクロ的にはごつごつですね。だから隙間があって、お互いにくっつかなくなります。分子間力や水素結合が働きませんから。
アクリルがくっつくのは、おっしゃるとおりのイメージだと思います。

お礼

ありがとうございました。よく分かりました。

回答No.1

p_nonoko

こんにちは。化学系出身で、美術関係の仕事をしている者です。
アクリル絵の具はお書きになっている通り、アクリルエマルジョンをバインダーにしています。
アクリルエマルジョンは耳にされたことはなくても、アクリル樹脂というのは耳にされたことがあるのでは？
プラスチックの水槽や、固い透明ボトルなど多岐に使用されていて、様々な種類がありますが、ほとんどは透明性の高いものです。
ですので、乾燥後にきれいに発色するわけですね。
ただし、プラスチックなので水に溶けません。
これを強引に水の中に分散させて、使用上は一見、水に溶けているかのように扱えるのがエマルジョンです。ここで強引に分散させるために「分散剤」や「可塑剤」を必ず添加します。主に界面活性剤などですが。これがないとエマルジョンになりません。
牛乳などもエマルジョンです。水に溶けにくいタンパク質や油脂を含んでいますが、一様な溶液に見えますよね。この場合、牛乳は自身の中に分散剤の役目をする物質を含んでいます。
でも、化学的には「分散している」だけで、「溶けてはいない」のです。
溶ける、とは化学的には溶媒（溶かす液体）中に均一に溶質（溶けているもの）が広がっている場合を示しますが、アクリルエマルジョンの場合は、ミクロ的に見ると、水の中にアクリルのだんごがごろごろ転がっている感じです。アクリルは鎖のような長い姿をしていますので、本当に溶けていればだんごではなく、細いひもがスルスルと泳いでいる感じになります。エマルジョン中では、この鎖がいくつか一緒に丸まってしまっています。で、何より色が不透明なのが溶けていない証拠です。色が透けないのは、溶液中にだんごがいて、乱反射するからです。
ただ、化学的にはここまで違うものですが、実際の取り扱いとしては、水に溶けているかのように扱えるのが特徴です。ですので
A.単なる水分の蒸発です。エマルジョンは分散剤で強引に分散させているだけなので、一度乾燥するとそのままだんごが積み重なってひっついた状態になります。その状態になると、次に水が来ても溶解しなくなります。
B.酢酸ビニルエマルジョンも、完全に乾燥してしまえば、水に再溶解はしません。ただ、アクリル絵の具より木工用ボンドのほうが分散剤の比率が高いので、かなり濃縮された状態になっても、水を加えるともう一度分散されやすい傾向はあります。
C.「分散質」という意味がよくわかりませんが、分散させている主体、つまりアクリル樹脂という意味であればこの場合は、可塑剤を入れてやわらかくしてある固体、というのが正解かと思います。
わかりにくい説明かもしれませんが・・・。
お役に経てば幸いです。

補足

木工用ボンドが水に再溶解しないというのは、驚きでした。いつまでも、水に弱いのだと思っていました。

粘土が固まっても再溶解するのに対して、アクリルの団子がくっついてしまうのは、粘土の粒の表面が平らなのに対して、団子の表面には鎖がたくさん出ていて、団子同士が絡み合ってしまう、というイメージを持ったのですが正しいでしょうか？また、可塑剤の役割は、より絡み合いをしやすくするために、鎖を少しほぐしていると考えていいでしょうか？