Loading article…
乾燥油とは、室温で一定期間空気にさらされると、丈夫な固体の膜に硬化する油のことです。 [ 1 ]油は、酸素の作用によって成分が架橋（したがって重合）する化学反応によって硬化します（水やその他の溶剤の蒸発によるものではありません）。[ 2 ]乾燥油は、油絵具や一部のワニスの重要な成分です。一般的に使用される乾燥油には、亜麻仁油、桐油、ケシの実油、シソ油、クルミ油などがあります。[ 3 ]天然乾燥油の使用は、アルキド樹脂やその他のバインダーに置き換えられたため、ここ数十年で減少しています。[ 4 ]
これらの油では酸化が熟成の鍵となるため、化学乾燥に弱い油は調理には不向きな場合が多く、また、脂肪分の多い食品に異臭が発生する過程である自動酸化によって酸化臭が発生しやすい。 [ 5 ]乾燥油が染み込んだぼろ布、布、紙は、酸化過程で熱が放出されるため、数時間後に自然発火する可能性がある。 [ 6 ]
油の「乾燥」、硬化、より正確にはキュアリングは、有機化合物への酸素の付加とそれに続く架橋反応である自動酸化の結果です。このプロセスは、空気中の酸素分子（O₂）が不飽和脂肪酸内の二重結合の1つに隣接する炭素-水素（CH）結合に挿入されることから始まります。生成されたヒドロペルオキシドは架橋反応を起こしやすい性質があります。脂肪酸鎖間に結合が形成され、ポリマーネットワークが生成されます。これは、サンプル上に皮膚のような膜が形成されることでしばしば目視できます。この重合により、ある程度の弾力性はあるものの、容易に流動したり変形したりしない安定した膜が形成されます。リノール酸由来のものなど、ジエンを含む脂肪酸誘導体は、ペンタジエニルラジカルを生成するため、特にこの反応を起こしやすい性質があります。オレイン酸などの一価不飽和脂肪酸は、アリルラジカル中間体が不安定である（つまり、生成が遅い）ため、乾燥が遅くなります。 [ 7 ]
乾燥プロセスの初期段階は、油膜の重量変化によって監視できます。油膜は酸素を吸収すると重くなります。たとえば、亜麻仁油は重量が 17% 増加します。 [ 8 ]酸素の吸収が停止すると、揮発性化合物が蒸発するため、油膜の重量は減少します。油が古くなると、さらに変化が起こります。油分子中の元のエステル結合の大部分が加水分解され、個々の脂肪酸が放出されます。塗料の場合、これらの遊離脂肪酸 (FFA) の一部が顔料中の金属と反応して、金属カルボン酸塩を生成します。ポリマーネットワークに関連するさまざまな非架橋物質がまとめて移動相を構成します。ネットワーク自体の一部である分子とは異なり、これらは油膜内を移動および拡散することができ、熱または溶剤を使用して除去できます。移動相は、塗膜を可塑化し、脆くなりすぎるのを防ぐ役割を果たす可能性があります。固定相ポリマー中のカルボキシル基はイオン化して負電荷を帯び、顔料中に存在する金属カチオンと錯体を形成する。非極性の共有結合からなる元のネットワークは、イオン相互作用によって結合されたイオン性構造に置き換わる。これらのイオン性ネットワークの構造は十分に解明されていない。
ほとんどの乾燥油は、空気のない状態で加熱すると粘度が急速に上昇します。油が長時間高温にさらされると、ゴム状の油不溶性物質になります。[ 8 ]
乾燥プロセスは特定の金属塩によって促進されます。[ 9 ]これらのいわゆる油乾燥剤は、コバルト、マンガン、または鉄のナフテン酸誘導体であることが多いです。均一触媒として機能するこれらの親油性遷移金属カルボン酸塩は、ヒドロペルオキシド中間体 の還元を加速します。一連の追加反応が続きます。各ステップでフリーラジカルが生成され、それがさらに架橋に関与します。プロセスは最終的に、フリーラジカルのペアが結合したときに終了します。重合は数日から数年かけて起こり、フィルムは触っても乾いた状態になります。
乾燥剤の早期作用により「皮膜」が形成されます。塗料の場合、皮膜形成は望ましくありませんが、塗料や油が表面に塗布されたときに蒸発するメチルエチルケトンオキシムなどの皮膜防止剤を添加することで抑制できます。[ 5 ]
乾燥油は、脂肪酸のグリセロール三エステルから構成されています。これらのエステルは、多価不飽和脂肪酸、特にα-リノレン酸を多く含んでいることが特徴です。油の「乾燥性」を測る一般的な指標の一つにヨウ素価があり、これは油中の二重結合の数を示す指標です。ヨウ素価が130を超える油は乾燥性、115～130の油は半乾燥性、115未満の油は非乾燥性と考えられています。
乾燥油を染み込ませたぼろ布、布、紙は、硬化過程で放出される熱により自然発火（発火）する可能性があります。油を染み込ませた材料を折り畳んだり、束ねたり、積み重ねたりすると、熱が蓄積して反応が加速するため、この危険性が高まります。予防策としては、ぼろ布を水で濡らして直射日光を避けて広げる、気密性の高い耐火金属容器に保管する、このような用途向けに設計された気密性の高い金属容器内の水に浸す、または適切な密閉容器内の溶剤に浸して保管するなどがあります。木工品の再仕上げ後に亜麻仁油を染み込ませたぼろ布を積み重ねたままにしていたことが、1991年にフィラデルフィアの38階建てオフィスビル、ワン・メリディアン・プラザで発生した火災の原因となり、深刻な構造的損傷を引き起こし、最終的にはビルが解体されました。[ 10 ]
