防食概論:塗料・塗装

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         はけ(刷毛)塗りの特徴

 はけ(刷毛)塗り(brush application)は,最も歴史の長い塗装方法である。はけ塗りは,豚や馬などの天然の毛,又は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り付ける方法である。
 人手による作業で手軽なため,被塗物や場所を選ばないなど優れた特徴がある。一方で,施工には高い技能が要求され,作業効率も低いため,ローラ塗りとの併用が進んでいる。
 一般的に,はけ塗りはローラ塗りに比較して,表面の仕上がりが良い。さらには,刷毛の弾力性を利用して塗り付けるため,塗料と下地の間にせん断応力(shear stress)が作用し,下地との密着が良くなり,ピンホールなどの塗膜欠陥の発生が少ないなどの特徴がある。
 従って,防食塗装(anticorrosion coating)では,ローラ塗りのみの作業は推奨できない。構造物塗装では,被塗面に塗料を配る(塗り付ける)作業にローラを用いたとしても,刷毛で仕上げることが求められている。

刷毛の種類

刷毛の種類
写真;大塚刷毛カタログから引用


刷毛の種類(形状)と使用区分
 寸胴(ずんどう)ばけ
 主として平面部の塗装に用いられる。
 筋違(すじかい)ばけ
 主に細い部材角部の塗装に用いられる。
 ダメ込み・隅切り用はけ
 隅部など狭い個所や微小傷の補修などに適した小さい刷毛である。
 
刷毛に求められる条件(性能)
 塗料の含みが良いこと
 一回の操作で塗り拡げられる面積に影響する。この性能には,柄に植毛した毛の厚さや材質の毛管現象(capillary phenomenon)の大きさが影響する。
 たわみ性が良いこと
 塗り拡げる際の作業性や仕上がりに影響する。適度な弾性(elasticity)とたわみ性(flexibility)を有し,毛の先端が細い材料の使用と植毛技術の影響を受ける。
 柄と毛元との結束が強固なこと
 塗り付け作業中に毛が抜けると,塗装面に毛が残り,塗膜欠陥の原因や外観上の不具合になる。
 毛の耐久性が良いこと
 長期間に渡り何度も使用するので,耐摩耗性(abrasion resistance)に優れていることが求められる。
 
 【参考】
 塗装(coating, application, painting, finishing)
 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,対応英語は,“coating”,“application”その他を併記している。【JIS K5500「塗料用語」】
 はけ(刷毛)(brush)
 塗料を塗り付ける器具の一種。獣毛又は合成樹脂製繊維を束ねて,柄に固定したもの。毛や繊維の束に塗料を含ませ,物体の表面に触れて移動し,塗料を物体の表面に薄層として塗り付ける。
 束の形や角度によって,ずんどうばけ・丸はけ・平はけ・すじかいばけ があり,用いる毛には,馬毛,やぎ毛,豚毛,うさぎ毛,たぬき毛,ナイロンなどがある。塗料の試験に用いるはけは,JIS K 5600-1-6「塗料-般試験方法-第1部:通則-第6節:養生並びに試験の温度及び湿度」による。【JIS K5500「塗料用語」】
 せん断応力(shear stress)
 せん断応力(shear stress)σij (Pa) とは,その本来の作用面に平行に働く力をこの面で測定した試験片の断面積で除した値。【JIS K 6900[プラスチック用語」】
 接合部に懸かった力が接着層と同一面にあるときに生じる応力。引張りせん断応力と圧縮せん断応力がある。【JIS K 6800「接着剤・接着用語」】
 毛管現象(capillarity , capillary phenomenon)
 毛細管現象ともいい,液体中に細い管 (毛管や毛細管という) を入れると,用いた液体と管の材質により決まる表面張力の差(接触角)により,管外の液面より管内の液面が上または下に移動する現象をいう。なお,ガラスの管と水の組み合わせでは,管内の水が上昇する。

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