防食概論:防食の基礎

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          【塗装技術】

 塗装(coating, application, painting, finishing)の定義 【JIS K5500「塗料用語」】
 “物体の表面に,塗料を用いて塗膜又は塗膜層を作る作業の総称。”
 備考:ISO 用語規格では,塗料は“coating material”,塗膜は“coat”と定義しているが,ここに記載する塗装に対応する用語は規定されていない。また,BS 用語規格では,同様に“coating material”を塗料,“coat”を塗膜とするほか,“coating”を塗装として定義している。
 しかし,ASTM 用語規格では,“coating”は塗料として,また,塗ることは“paint(vb)”として定義されている。そのほか,CED には,塗装の意味の用語として“application”が記載されている。
 ここでは,対応英語として,“coating”,“application”その他を併記している。

 下表には,一般的な塗装方法の種類とその概要を紹介する。
 鋼構造物の塗装では,エアレススプレー塗り,刷毛塗り,及びローラ塗りが主に用いられる。条件が整えば,特殊な静電塗装を採用することもある。


塗装方法の概要
  塗装方法    概  要 
  はけ(刷毛)塗り    はけ(刷毛)塗り(brush application, brushing, brush coating)とは,はけで塗料を塗る方法。【JIS K5500「塗料用語」】
 最も長い歴史のある塗装方法である。豚や馬の天然の毛やナイロンなどの人造繊維を束ねた刷毛に塗料を含ませて,被塗物の表面に塗料を塗付ける方法である。
 人手による作業で手軽なため,被塗物や場所を選ばない。しかし,高い技能が要求される。
 塗付ける被塗物の構造や用いる塗料の特性によって複数種の刷毛を使い分ける必要がある。
 はけの弾力性を用い,塗料を塗付けるため,塗料にせん断力が加わり,下地との密着性が確保される。
 塗膜の仕上がりは,塗装職人の技能に依存するが,一般にローラ塗りより優れる。 
  ローラ塗り    ローラ塗り(roller application)とは,手持ちローラ(ブラシ)によって塗料を塗る方法。備考:ロールコーターによる工業塗装の場合は“roller coating”。【JIS K5500「塗料用語」】
 ウールなどの繊維毛や合成繊維毛を筒状に仕上げたローラブラシに塗料を含ませて,ローラを転がしながら被塗物の表面に塗料を付ける方法である。
 人手による作業で手軽なため,被塗物や場所を選ばない。また,はけ塗りほどの技能を必要とせず,作業効率は,はけ塗りより高い(平坦面で,スプレー塗り程度)。
 被塗物の構造や塗料で種別を変える必要がある。寸法の限界があり,狭あい部やボルト周りの塗装には向かない
 塗付ける際に,塗料にせん断力が働かず,塗料を置くだけの作業となるため,下地との密着性は,はけ塗りより低いと言われている。
 塗膜の仕上がりは,技能に依存しないが,泡の巻き込み易さやうろこ状のローラ目が残り,はけ塗りより劣る。 
  エアスプレー塗り    吹付け塗り(spraying, spray coating)の一種で,塗料などの液体を高速の空気流と衝突させて霧化(むか)する方法で,この方法で塗装することを エアスプレー塗り(air spray application)という。
 吹付け塗りとは,スプレー塗りともいい,スプレーガンで塗料を微粒化して吹き付けながら塗る方法。【JIS K5500「塗料用語」】
 エアスプレー塗りは,エアスプレーガンの先端部で,塗料と圧縮空気を混合し,霧吹きの原理で塗付ける方法である。
 施工は,スプレー装置の設置,及び電源の確保が可能な場所に限定される。
 作業効率は高いが,空気流で塗料飛沫が反射・飛散するため,塗着効率が低く,塗料使用量が多くなるとともに,飛沫の飛散対策が必要になる。
 粘度の高い塗料には向かない。スプレーガンの取り回しが困難な個所,狭あい部の塗装には向かない
 高速で飛翔する塗料粒子の衝突による塗付けのため,下地との密着性が確保される。
 塗膜の仕上がりは,はけ目などがなく,平たんな面が得られる。 
  エアレススプレー塗り    エアレススプレー塗り(airless spraying)とは,高速の空気を用いないで無化する方法で塗装する吹付け塗り(spraying, spray coating)の一種で,塗料に圧力を掛けて強制的にノズルから噴出させて塗装する方法。【JIS K5500「塗料用語」】
 用いるエアレススプレーガン(airless spray gun)は,空気吹付けによらないで,塗料自体に圧を掛けてノズルから塗料を霧状に噴き出して塗る器具。JIS B 9809「スプレーガン」 参照。【JIS K5500「塗料用語」】
 エアスプレーの欠点である塗料粘度の制約,塗着効率の低さが改善される。
 他の得失は,エアスプレーと同様である。 
  静電塗装    静電塗装(electrostatic spraying, electrostatic coating)とは,霧化した塗料粒子と被塗物との間に静電電位差を掛けて,塗料の霧を被塗物に引き付けて塗る方法。塗料の霧は,回転円盤,スプレーガンなどで発生させるが,発生源に対する物体の裏側にも塗料が付着し,塗料の損失が少ないのが特徴。電圧は通常40~100kV。【JIS K5500「塗料用語」】
 一般的には,被塗装物を陽極,噴射装置を陰極とし,直流高電圧をかけて静電気を帯電させた噴霧状の塗料を品物に電気的に引き付けて塗装する。
 静電気力を利用するので,塗着効率が高い。また,ある程度の距離で被塗物の裏側に回り込むことができるため,通常のスプレー塗装より部材端部の塗装が可能であるが,逆に,端部に吸着するため部材の内部に入り込めない。
 導電性のある塗料,例えば水系塗料には適用できない。
 この原理を用いる方法には,ガン型塗装方式と静電霧化方式がある。
 ガン型塗装方式は,通常のスプレー塗装ガンの先端で塗料に高電圧を印加する方式である。固体の塗料,すなわち粉体塗料の塗装に多く用いられている。
 静電霧化方式は,高電圧を印加した液体塗料を高速で回転する円盤状に導入し,静電反発力と遠心力で塗料を霧化する方式で,塗着効率が非常に高く,工場のライン塗装で採用されている。 
  電着塗装    電着塗装(electrodeposition, electrocoating)とは,導電性のある物体を,水に分散した塗料の中に入れ,物体と他の金属体とが両極になるようにして電流を通し,物体に塗料を塗る方法。塗料中の塗膜形成要素と顔料とは帯電するので,物体がそれと反対の極になるように電流の方向を選べば,帯電したものは物体に付着し,電荷を失い,付着物は水に非分散性の被膜層になる。一般には,この後に塗料から引き上げ,水で洗浄してから焼き付ける。【JIS K5500「塗料用語」】
 例えると,電気めっきのような塗装方法である。この方式には,被塗物がカソードとなるカチオン電着塗装,アノードとなるアニオン電着塗装がある。カチオン電着塗装は,自動車塗装での利用が多い。
 塗装時に電流を流すため,適用できる塗料は限定される。 
  ロールコーター塗装    ロールコーター塗装(roller coating)とは,2本又はそれ以上の横置硬質ロールの間に平らな物体を通過させて塗料を塗る方法。塗料は,ロールから平板又は物体の片面又は両面に移行して塗装される。
 備考:通常,ロールコーター(roll coater)は,塗付けロール,調製ロール,塗料ピックアップロール,送りロールの4本のロールで構成されたものが,一般的で,ローラの回転方向と被塗物の進行方向が同じものをダイレクトロールコーター,逆のものをリバースロールコーターという。合板,スレート板,鋼板,亜鉛めっき鋼板(※1)などのシート状ストリップ状の平板の塗装に用いられる。【JIS K5500「塗料用語」】 
  カーテンフロー塗装    カーテンフロー塗装(curtain coating)とは,還流される塗料が,カーテン状に流下する中に,連続的に被塗物を水平に通過させることによって塗料を塗装する方法。主に平板の塗装に用いる。【JIS K5500「塗料用語」】
 一般的には,スリットから液体塗料をカーテン状に流し,その間を一定速度で金属薄板や木材合板等の平板状の被塗物を通過させることで塗装する。 
  粉体塗料の塗装    固体の塗料である粉体塗料(powder coating material, coating powders, coating powder)の塗装方法には,ガン型の静電塗装の他に,溶射法流動浸漬法がある。
 溶射法は,粉体を空気流に載せて噴出し,周囲に設けた火炎で溶融した塗料粒子を被塗物に塗着させる方法である。
 流動浸漬法(fluidized bed coating process)は,粉体塗料を塗付ける方法の一種で,塗料容器の底の部分に多孔板を配置し,多孔板から圧縮空気を送り粉体塗料を流動させ,流動している塗料の中に予熱した被塗物を浸漬する方法である。流動層の中の塗料は予熱された被塗物に融着し厚膜の塗膜が得られる。 

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