ワニス

亜麻仁油、桐油、クルミ油など、さまざまな種類の乾燥油があります。これらは多価不飽和脂肪酸を多く含んでいます。乾燥油は、油の多価不飽和部分と空気中の酸素との間の発熱反応によって硬化します。元々、「ワニス」という用語は、エタノール（アルコール）またはテレピン油などの適切な溶剤に溶解した樹脂のみで作られた仕上げ剤を指していました。数世紀前の仕上げ剤の利点は、樹脂ワニスは油に比べて硬化速度が非常に速いことでした。ほとんどの場合、溶剤が完全に蒸発するとすぐに硬化します。対照的に、未処理または「生」の油は、周囲温度やその他の環境要因によっては、硬化に数週間から数か月かかる場合があります。現代では、乾燥剤または乾燥触媒（化学触媒）を添加した煮沸または部分的に重合した乾燥油は、24時間以内に硬化します。しかしながら、硬化過程で生じる無害な副産物の一部は、油膜が触っても乾いている状態になってからも、かなりの時間が経過しても放出され続ける。そのため、乾燥油と樹脂を組み合わせて、両方の物質の好ましい特性を得るという方法は、古くから行われてきた。

ニスを作るには、さまざまな種類の樹脂が使用できます。ニスに使用される天然樹脂には、琥珀、カウリガム、ダンマル、コパル、ロジン（コロホニーまたは松脂）、サンダラック、バルサム、エレミ、マスチック、シェラックなどがあります。ニスは、アクリル、アルキド、ポリウレタンなどの合成樹脂から作ることもできます。乾燥油だけでもニスのような効果が得られるため、ニスの配合には樹脂が全く含まれていない場合もあります。^{[ 8 ]}

元々は、樹脂を溶解したり、乾燥油を希釈したりするために、テレピン油やアルコールが使用されていました。石油留出物の発明により、ホワイトスピリット、ペイントシンナー、ミネラルスピリットといっ​​たテレピン油の代替品が開発されました。現代の合成ワニスは、炭化水素系溶剤の代わりに水を用いて調合されることもあります。

バイオリンのニス塗りは、プライマー、シーラー、下地、カラーコート、クリアトップコートなど、複数の工程から成ります。一部のシステムでは、後述するような乾燥油性ニスを使用しますが、樹脂をアルコールに溶解させたスピリットニスを使用するシステムもあります。修理や修復におけるタッチアップは、溶剤系ニスのみで行います。

クルミ油や亜麻仁油などの乾燥油は、琥珀、コパル、ロジン、その他の樹脂と組み合わせて使用​​されることがあります。伝統的に、この油は加熱または空気と日光にさらすことで作られますが、現代のスタンドオイルは、酸素のない状態で高温で油を加熱することによって作られます。精製された樹脂は、半透明の固体として入手できる場合があり、その後、溶剤を使用せずに鍋で加熱または溶かすことによって「流し」ます。濃縮された油と準備された樹脂は、一緒に加熱され、テレピン油で（直火から離れた場所で）薄められ、刷毛で塗れる溶液になります。バイオリンニスの成分と製造工程は非常に多様で、高く評価されている古い例の中には、相性の悪いニス成分に関連する欠陥（ひび割れ、貫入など）が見られるものもあります。

バイオリンの仕上げ方法の中には、シーラーや下地としてヴェルニチェ・ビアンカ（卵白とアラビアゴム）を使用するものがあります。また、下地には微粉末状の鉱物、おそらく火山灰が使用されていたという証拠もあります。18世紀後半に作られたバイオリンの中には、牛の血を使って非常に濃い赤色に仕上げたものもありました。今日では、このニスは色褪せ、非常に温かみのある濃いオレンジ色になっているでしょう。^{[ 9 ]}

ほとんどの樹脂またはガムワニスは、スピリットワニスまたは溶剤ワニスと呼ばれる溶剤に溶解した天然の植物または昆虫由来の物質で構成されています。^{[ 10 ]}溶剤は、アルコール、テレピン油、または石油ベースの場合があります。一部の樹脂は、アルコールとテレピン油の両方に溶解します。一般的に、石油溶剤、つまりミネラルスピリットまたはペイントシンナーは、テレピン油の代わりに使用できます。樹脂には、琥珀、ダンマル、コパル、ロジン、サンダラック、エレミ、ベンゾイン、マスティック、バルサム、シェラック、および多数のラッカーが含まれます。

フェノール樹脂などの合成樹脂は、特定のワニスや塗料の二次成分として使用されることがある。

何世紀にもわたり、樹脂、油、そして特定のワックスなどの他の成分を組み合わせた多くの製法が開発されてきました。これらは楽器に特別な音色を与えると信じられており、そのため時には厳重に秘密にされていました。異なる成分の相互作用は予測や再現が難しいため、熟練した仕上げ職人はしばしば重宝されました。

シェラックは、アルコールに溶ける一液性樹脂ニスとして広く使用されています。屋外の表面や、シンクや浴槽の周りなど、水と繰り返し接触する場所には使用されません。シェラック樹脂の原料は、アッサムやタイの森林に生息する雌のラックカイガラムシ（Kerria lacca）のもろい、または剥がれやすい分泌物で、幹に粘着性を持たせるために樹皮に分泌されます。シェラックは、何世紀にもわたって高級家具の仕上げ材として好まれてきたフレンチポリッシュのベースです。「脱ロウ」シェラックは、元のシェラックからワックス状物質を除去するように加工されており、ポリウレタン、アルキド樹脂、油性塗料、アクリル塗料などの他の仕上げ材の下地や研磨シーラーとして使用できます。

調製済みのシェラックは通常、「クリア」と「アンバー」（または「オレンジ」）の2種類があり、一般的には「3ポンドカット」、つまり乾燥シェラック3ポンドをアルコール1ガロンに希釈した形で販売されています。ルビーやイエローなどの他の自然な色合いは、特殊顔料店や木工用品店で入手できます。乾燥シェラックは、精製されたフレーク、「スティックラック」、「ボタンラック」、「シードラック」の形で販売されています。「白色顔料入り」シェラックプライマー塗料は、小売店で広く販売されており、様々な表面に密着し、臭いやタバコの染みを封じ込める速乾性の室内用プライマー「問題解決剤」として宣伝されています。シェラックの清掃は、純アルコールまたはアンモニア系洗剤で行うことができます。

現代の市販のニスは、保護膜を作るために何らかのアルキド樹脂を使用しています。アルキド樹脂は、溶剤、湿気、紫外線に対する耐性に優れています。アルキド樹脂は、化学的に改質された植物油で、幅広い条件下で良好に機能し、硬化速度を速めてより早く硬化するように設計できます。通常、これはコバルト塩などの金属塩乾燥剤を使用することによって行われます。^{[ 11 ] [ 12 ]}より優れた（そしてより高価な）屋外用ニスは、高性能オイルから作られたアルキド樹脂を使用し、紫外線吸収剤を含んでいます。これにより、光沢保持性が向上し、仕上げの寿命が延びます。市販されている一般的な「油性」ニスの配合の一部として、さまざまな樹脂がアルキド樹脂と組み合わされることもあります。

スパーニス（マリンニス、ヨットニスとも呼ばれる）は、もともと船やボートのマストに塗布し、海や天候の影響から木材を保護するために開発された塗料です。マストは帆の荷重で曲がります。そのため、耐水性と弾力性が求められ、マストが曲がっても塗料が剥がれないようにする必要がありました。弾力性は耐候性にも不可欠で、塗膜にひび割れが生じると、たとえ残りの塗膜が防水性であっても水が浸入してしまうからです。外観や光沢はそれほど重視されませんでした。一般的には、変性桐油やフェノール樹脂が用いられます。

開発当初、耐紫外線性に優れたニスは存在しませんでした。より現代的な合成樹脂が耐紫外線性を獲得した後も、天然ニスは耐紫外線性を多少犠牲にしても、弾力性を最優先に維持しました。そのため、屋外で曲げる必要のない木工品には、天然ニスは必ずしも最適な選択肢とは言えません。

それにもかかわらず、「船舶用製品」は「丈夫」であるという一般的な認識から、家庭用屋外用ニスが「スパーニス」というブランド名で販売され、耐候性や耐紫外線性を謳って販売されるようになった。これらの謳い文句は、製品によって多かれ少なかれ現実的である。効果的な弾性と耐紫外線性の両方を兼ね備えたスパーニスが入手可能になったのは、比較的最近のことである。

亜麻仁油や桐油などの乾燥油は、厳密にはニスではないが、現代においてはしばしば同じ効果を発揮する。

ポリウレタンニスは一般的に硬く、耐摩耗性があり、耐久性に優れたコーティング剤です。フローリングには人気がありますが、家具やその他の細かな仕上げには難しい、あるいは不向きだと考える木材仕上げ業者もいます。ポリウレタンは特定のアルキド樹脂と同程度の硬度を持ちますが、一般的にはより強靭な塗膜を形成します。単純な油性ニスやシェラックニスと比較すると、ポリウレタンニスはより硬く、明らかに強靭で、防水性にも優れた塗膜を形成します。しかし、通常のポリウレタンの厚い塗膜は、熱や衝撃を受けると剥離し、塗膜が割れて白い斑点が残ることがあります。この傾向は、長時間日光にさらされたり、松などの柔らかい木材に塗布されたりすると強くなります。これは、ポリウレタンの木材への浸透性が低いことも一因です。この問題を克服するために、特定の油性ニス、指定された「脱ロウ」シェラック、透明浸透性エポキシシーラー、またはこの目的のために設計された「油変性」ポリウレタンなど、さまざまな下塗り技術が用いられています。ポリウレタンニスは、亜麻仁油や桐油などの乾燥油のような「手磨き」の光沢に欠ける場合もありますが、対照的に、より速く、より厚い塗膜を形成することができ、油を複数回塗布する必要がある場合でも、2回の塗布で済みます。ポリウレタンは、ストレートオイル仕上げの上に塗布することもできますが、油の硬化時間が比較的遅く、特定の化学副生成物が放出され、空気中の酸素にさらされる必要があるため、ポリウレタンを受け入れるのに十分な硬化が油にあるように注意する必要があります。ポリウレタンベースのニスの欠点の1つは、時間の経過とともに黄変する傾向があることです。これは、通常のアルキドのヒドロキシル基がTDIと反応してウレタンアルキドを生成するためです。これにより、高い芳香族性が導入され、黄変する傾向が生じます。^{[ 13 ]}

溶剤の蒸発と空気中の酸素との反応によって硬化する乾燥油やアルキド樹脂とは異なり、真のポリウレタン塗料は溶剤の蒸発後、元の混合物中の様々な化学反応、または空気中の水分との反応によって硬化します。一部のポリウレタン製品は「ハイブリッド」であり、元の成分の異なる特性を組み合わせています。水性または溶剤系の「油変性」ポリウレタンは、現在、木製床仕上げ材として最も広く使用されています。

ポリウレタンニスは紫外線にさらされると劣化しやすいため、屋外での使用には問題が生じる可能性があります。すべての透明または半透明のニス、そして実際にはすべてのフィルムポリマーコーティング（塗料、ステイン、エポキシ、合成プラスチックなど）は、程度の差こそあれ、この損傷を受けやすいです。塗料やステインに含まれる顔料は紫外線による損傷から保護します。紫外線吸収剤は、紫外線による損傷を防ぐためにポリウレタンやその他のニス（例えば、スパーニス）に添加されますが、添加される紫外線吸収剤の量と質、および日光にさらされる程度と期間に応じて、2～4年かけて効果が低下します。水への曝露、湿度、極端な温度、その他の環境要因は、すべての仕上げに影響を与えます。^{[ 14 ]}

ラッカーとは、速乾性の溶剤系ワニスまたは塗料を指します。名称の由来は似ているものの、ラッカーはシェラックとは異なり、アルコールに溶解するものではありません。ラッカーはラッカーシンナーに溶解されます。ラッカーシンナーは、酢酸ブチルとキシレンまたはトルエンを主成分とする引火性の高い溶剤です。ラッカーは通常、噴霧後の飛散物を排出して燃焼リスクを最小限に抑えるスプレーブース内でスプレー塗装されます。

一般的に、スプレー塗装用に調合された透明な木材用塗料はラッカー、刷毛塗り用に調合されたものはニスとみなされます。したがって、木製家具の圧倒的大多数はラッカー塗装されています。

ラッカーは、塗布時に溶解させた溶剤などで後で再溶解することができ、他のワニスのように化学的に固体に変化しないため、ワニスとは異なると考えられる。^{[ 15 ]}

アクリル樹脂ワニスは、一般的に水性ワニスで、あらゆる仕上げ材の中で最も屈折率が低く^{[ 16 ]}、透明度が高い。黄変しにくい。アクリルは水で洗浄でき、溶剤の蒸気が出ないという利点があるが、一般的に油性ワニスほど木材に浸透しない。溶剤系ワニスのような刷毛塗り性や自己平滑性に欠ける場合もある。一般的に紫外線耐性は良好である。

美術の世界では、ニスは埃が付きにくく、素地の絵具よりも硬い表面を提供します。また、紫外線抵抗剤が含まれている場合もあり、光にさらされた際の作品の退色を防ぐのに役立ちます。アクリルニスは、ニスの除去や全体的な保存を容易にするために、アイソレーションコート（絵画とニスの間に恒久的な保護バリアを形成するもので、できれば柔らかく光沢のあるゲル状のメディウムが望ましい）を使用して塗布する必要があります。このような最終的な除去可能な保護層として使用されるアクリルニスは、一般的に水性ではなく、ミネラルスピリットをベースとしたアクリルです。

さまざまなエポキシ樹脂システムが、塗布直前に2つの成分を直接混合するワニスや床仕上げ材として配合されています。^{[ 17 ]} 2つの成分の体積が等しく、1:1と呼ばれる場合もありますが、必ずしもそうではなく、2:1、3:1、4:1、さらには5:1の混合比も市販されています。個々の成分は通常、パートAとパートBと呼ばれます。すべての2液性エポキシには、混合材料を使用できるポットライフまたは作業時間があります。通常、ポットライフは数時間以下ですが、これは温度に大きく依存します。水性エポキシと溶剤系エポキシの両方が使用されています。エポキシは比較的短期間で黄変する傾向があります。^{[ 18 ]}

キッチンキャビネットやオフィス家具など、速乾性があり、丈夫で硬い仕上がりが求められる場合に使用されます。樹脂と酸触媒の2つの成分から構成されています。樹脂はアミノ樹脂とアルキド樹脂の混合物です。酸触媒は、メーカーが定めた一定の比率で塗布直前に添加されます。ほとんどの場合、黄変は最小限に抑えられます。ただし、この仕上げには2つの欠点があります。1つ目は、仕上げが硬化する際に、有毒で発がん性のあるホルムアルデヒドを放出することです。2つ目は、塗り重ねすぎると、仕上げにひび割れや亀裂が生じる可能性があることです。