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塗料の劣化メカニズムとその影響

塗料は革新的な進化を遂げ、その耐久性や機能性はますます向上しています。
しかし、いかなる種類の塗料であっても、様々な要因によって次第に劣化していくものです。
ここでは、塗料の劣化要因とその進行メカニズムについて詳しく見ていきましょう。

塗料の構成要素:4つの成分

劣化のメカニズムを理解するためには、まず塗料がどのような成分で構成されているかを見てみましょう。外壁や屋根に使用される塗料は、以下の4つの成分で構成されています。

  1. 合成樹脂:塗料の種類によって異なる合成樹脂が使用され、耐久性や機能性が変わります。合成樹脂は塗料を硬化させ、外壁材に密着させる役割を
    果たしています。
    通常、多くの合成樹脂が含まれる塗料ほど価格が高く、耐久性が向上します。
  2. 顔料:塗料に色を付けるための粉末成分です。私たちが見ている塗膜の色は、この顔料によって決まっています。
  3. 添加剤:塗料に機能性を与えるための補助成分で、防カビ剤、防藻剤、低汚染剤、抗菌剤などが含まれます。
  4. 希釈剤(シンナーまたは水):合成樹脂、顔料、添加剤の成分を混合し、塗料の粘度を調整する役割を果たします。希釈剤は塗膜が形成されるまでに蒸発します。

主要な劣化要因:「太陽光」

「紫外線」として知られる放射線は、私たちの皮膚や目に健康被害をもたらすことがありますが、同様に塗膜の劣化も引き起こします。
日常的に、紫外線は建物の外壁に当たります。紫外線は、塗料の表面からわずか0.1mm程度、塗料の内部に浸透します。長時間にわたって紫外線に
曝されると、塗膜内の合成樹脂層が崩壊し始めます。紫外線が影響を与えると、顔料の主成分である酸化チタンからラジカルが生成されます。

このラジカルは有機物を分解する特性を持っており、合成樹脂同士の結合を破壊し、その結果、合成樹脂層自体も崩れてしまいます。これにより、樹脂によって繋がれていた顔料が微粉末として塗膜表面に露出します。この現象は「チョーキング」として知られ、指で触れると白い粉が付着する特徴があります。合成樹脂層が崩れると、耐久性と機能性が低下してしまいます。

【太陽光による塗膜劣化のメカニズム】

  1. 太陽光中の紫外線が塗膜に侵入する。
  2. 塗膜内部で紫外線が酸化チタンからラジカルを生成する。
  3. ラジカルが合成樹脂の結合を崩壊させる。
  4. チョーキングなどの劣化が発生する。

湿気と振動も劣化を促進する

気温や天候の変化に応じて、建築物は膨張と収縮を繰り返します。塗膜が年月とともに硬化すると、膨張と収縮に対する耐性が減少し、塗膜内部に亀裂が生じる可能性があります。これにより、雨水や雪などの水分が亀裂から侵入し、膨張と収縮のサイクルが拡大され、塗膜のヒビ割れや剥がれが生じることがあります。

地震や台風といった自然災害も、塗膜の劣化を加速させる可能性があります。激しい揺れや飛来物による影響で、建物には衝撃が与えられます。
これにより、塗膜にひび割れが生じたり、剥がれが発生したりすることがあります。劣化は避けられないものでありながら、建物は適切な点検や保守作業を通じて劣化を遅らせることが可能です。太陽光を含む自然環境の影響は回避できませんが、定期的な点検と必要に応じたメンテナンスによって、塗膜の劣化を遅らせることができます。

塗膜の劣化の主要要因は先述の通りですが、施工の質も同様に影響を及ぼします。適切な塗装が行われないと、塗膜内に気泡が残ることがあり、
これにより膨れや剥がれが発生し、塗膜の劣化が早まる可能性があります。適切な点検・メンテナンス・施工業者の選定は、塗料の寿命を延ばすために不可欠です!