防食概論:塗料・塗装

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         塗付け方法と変遷

 被塗物の表面に,規定された量の塗料を均一に塗り拡げるための道具として,刷毛,ローラブラシやスプレーガンが用いられる。作業者の技量と選択された道具が,塗膜の品質と作業効率に影響する。
 防食塗装では,作業効率より塗膜品質を優先した道具の選択が肝要である。ここでは,刷毛塗りに用いる工具,スプレー塗りに用いる器具の現状と変遷を紹介する。

【刷毛塗り】

 紀元前から,塗り付け方法として,刷毛(はけ)塗りが用いられてきた。刷毛は,1本1本の毛に対する塗料の吸着性に加え,毛を束ねることによる毛と毛の間の毛管現象により,多量の塗料を含ませることができる。これにより,比較的広い面積を効率よく塗ることができる道具である。

塗装用具(刷毛)の例

塗装用具(刷毛)の例
出典:大塚刷毛製造株式会社 カタログ

 刷毛に用いる毛の種類には,馬,豚,山羊,羊,牛,人などの動物由来の毛,棕櫚(しゅろ:ヤシ科)など植物由来の毛,人造のナイロンなどがある。
 刷毛に用いる繊維の選択は,塗料の種類(特性)による。例えば,合成樹脂調合ペイントなどの粘度の高い塗料には,馬毛や豚毛など腰の強い毛が,クリアラッカーやニスなど粘度の低い塗料には,羊毛や山羊毛など軟らかい毛が用いられる。
 水性塗料では,それに適した専用の刷毛(最近はナイロン製が多い)がある。また,用の刷毛には人毛が,塗り(石膏ブラスター)には棕櫚が良く用いられる。
 ローラブラシも刷毛同様に,手作業で塗り付ける際の道具として活用されている。ローラブラシが日本で製造・使用され始めたのは昭和40年代(1965年)になってからである。はじめは,建築分野で壁用塗料の厚塗りや模様付けに採用された。ローラブラシ用の材質やブラシ製造技術が進み,刷毛塗りほどの技量がなくとも,広い平面の塗装では,ある程度の仕上がりが得られ,作業効率がよいため,構造物の現場施工でもローラと刷毛の併用が主流になっている。

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【スプレー塗り】

 機械を用いた塗装は,1907年(明治40年)に米国のデビルビス社で発明されエアスプレーガンを,家具や自動車のラッカー塗装に使用したのが始めと考えられている。日本では,1924年(大正13年)に輸入され,これを参考に,1926年(昭和1年)には国産化が図られた。

塗装用具(スプレー)の例

塗装用具(スプレー)の例
出典:アネスト岩田株式会社 カタログ

 エアスプレー塗装とは,霧吹きと同様の原理で,圧縮空気を用いて,スプレーガンの先端で塗料を霧化して塗り付ける方法である。早くから,自動車産業などで実用されていたが,鋼構造物等の大型物件の塗装には採用されなかった。
 エアスプレー塗装より塗着効率の良いエアレススプレー塗装機は,1962年(昭和37年)に国産化されていた。鋼橋等の塗装に採用されたのは,1965年(昭和40年)以降である。
 エアレススプレーは,空気を用いずに直接高圧をかけた塗料をスプレーガンの先端で大気開放することで,急激な圧力変化による拡散・霧化する方法である。空気流がなく,高速で飛翔するため,塗着効率がエアスプレーより高い。
 鋼橋等の新設時に工場内での塗装ではエアレススプレーが基本となっている。しかし,刷毛塗りに比較すると塗着効率が大変低い。すなわち,塗料飛沫の環境への飛散(吹き付けた塗料の20%程度)が多く,適切な養生なしでは現場での塗装(塗替え塗装など)に利用できない。
 構造物塗装以外では,1961年(昭和36年)に米国で開発されたアニオン電着塗装技術,1964年(昭和39年)には静電塗装が,1971年(昭和46年)には米国でカチオン電着塗装が開始されるとともに,電子線硬化方式も実用化されている。1973年(昭和48年)には塗装ロボットも開発され,工業塗装への導入が図られている。

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