塗装素材の種類と特徴

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塗装素材の種類と特徴

( 塗膜欠陥を生じないための塗装素材の性質、特徴について紹介 )

塗装素材の種類と特徴

外壁塗装おいて、塗装素材の特徴などを知ることは、塗料の選定、塗装方法を判断する上で、非常に重要です。
それを無視した塗装は塗膜欠陥などをもたらします。
塗装素材の種類と特徴について紹介しています。

塗装素材

塗装素材とは、被塗物(塗装しようとするもの、製品など)の素材をいう。素材の性質を無視して塗装をすると、多くの塗膜欠陥を生む結果となります。
塗装にあたっては、その被塗物の素材の性質、特徴を良く把握することが重要です。
これを無視して塗装をすると、剥離の問題や、かえって錆を誘発したりして、「塗装しないほうが良かった」などという結果にもなりかねません。

金属

金属はその重さ(質量)によってナトリウム(Na)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)など軽いものは軽金属といわれています。
これに対して、質量の重いものは重金属といわれ、鉄(Fe)、銅(Cu)、金(Au)、鉛(Pb)などがある。

鉄鋼

鉄鋼は空気中の酸素と化合し、黒色の厚い酸化膜(黒皮又はミルスケールともいう)Fe3O4をつくり、大気中の酸素や水分に徐々に酸化されて錆(Fe3O4)になりやすい性質を持つ。

炭素鋼

炭素鋼は錆が発生しやすく、塗装に際してはその前処理が重要。
リン酸塩皮膜処理を施したものは作業中など短期間の防錆効果を目的としている。

炭素鋼の種類 炭素の含有量 主な用途
軟鋼 0.25%以下 薄板、釘、鉄骨、造船用形鋼、鉄筋、鋼板など
硬鋼 0.25%〜0.5% レール、車両、機械用形鋼、薄形鋼板など
極硬鋼 0.5%以上 工具、軸類、ばね、ピアノ線など
鋳鉄(銑鉄)

砂型に溶融した鉄を流し込んだもの。表面には巣や酸化皮膜で覆われている。凹凸が多く、その表面は粗いのが他の金属との大きな相違点である。
塗装に際しては、その辺の前処理が課題になる。

ステンレス鋼

鉄、ニッケル、クロム、炭素の合金鋼。それらの含有比率によっているいるな種類がある。錆の発生がないので、塗装素材として取り扱われなかったが、よく研磨して(目粗し)から塗装することが必要。

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非鉄金属とその合金

アルミニウム、アルミニウム合金

  • アルミニウムは軽金属の代表的なもので、軽くて比較的強度も強い。
  • 金属箔、圧延、金属粉、鋳物として使用され、その製品も多い。金属粉は塗料にも使用されている。
  • 酸には強いがアルカリには弱い。
  • 錆を防ぐため、人工的に表面処理したものをアルマイトという。
  • 合金としては、ジュラルミンが代表的なもので、アルミニウムより強度が強く、航空機に使用されている

銅とその銅合金

  • 電気を良く通すので、電気製品に多用される。
  • 展延性がよいので管、コック、バルブなど配管関係にも使用される。
  • 大気中の水分、酸素、炭酸ガスなどによって酸化され、酸化銅(黒褐色)や塩基性炭酸銅(緑錆)になる。
  • 合金としては黄銅(真鍮)、青銅(ブロンズ)があり、耐食性も良く美術工芸品、機械部品などに広く使用されている。

亜鉛とその合金

  • ブリキ : すず鍍金板。
  • トタン : 亜鉛鍍金板。
  • 建築材料として広く使用されている。
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木材類

木材

塗装素地としての木材は、木目や年輪の形、色調、肌が全く同じものはない。それぞれ特有のもので、その美しさは塗装することで、より美しさをます。その技のみせどころでもある。

木材の特徴

  • 塗装することで耐久性が増し、木目を浮き立たせたり、電気絶縁性を持つなどの特徴がある。
  • 春材(春から夏の成長期に、比較的大きな細胞でできた部分)と秋材(夏から秋に成長した比較的細かい細胞でできた部分)によってできた年輪が切り口に現れる。
  • 年輪の模様は切り口の方向によって板目と柾目(まさめ)に分かれる。
  • 樹皮に近い部分は材質が柔らかく、水分が多い。心に近い部分は硬く、用材に適しており心材といわれ、赤みを帯びている。
広葉樹
  • 植林は針葉樹中心であり、乱伐によって生産量は極端に少なくなっている。
  • なら、けやき、さくら、かば、しおじ、かつら、ほうなどがある。
  • 材質は硬く比重も大きいのが特徴。
  • 強度は強い。
  • 家具、建築用材、什器、工芸品など広く使用されている
針葉樹
  • 生産量も多く、植樹といえば杉、檜、ひばが主流である。
  • 檜、杉、松、さわら、ひばなどがある。
  • 材質は柔らかく、導管がなく木目はきわめて小さい。
  • 塗装では、木目や木肌が美しいことから、透明塗料で仕上げられることが多い。
  • 主に建築用材として広く使用されている。
木材の色調

木材はその樹種によって特有の色調を持っている。

色調 木材の種類
黒色 黒檀(こくたん)、黒柿
黒褐色 くるみ、ウォールナット、
赤褐色 紫檀(したん)、マホガニー、ローズウッド
褐色 けやき、チーク、桂、けんぽなし
黄褐色 楢、桑、つげ、イチョウ、たも
黄赤色 桜、かば、杉、檜
白色 しおじ、かし、もみじ

合板

合板の構造

単板(ベニヤ) 三枚の貼り合わせを基本として五枚合わせ、七枚合わせなど奇数枚で構成され、単板の繊維が直行するよう、交互に重ねて貼り合わせてある。

JAS規格による分類
  • 1類合板 : 長時間の外気、湿潤状態に耐える合板。
  • 2類合板 : 多少の湿潤状態の露出に耐える合板。
  • 3類合板 : 耐湿性の重要でない部分に用いられる合板。
特殊合板

単板を二枚だけ接着して作ったものや、心板(コア)に単板以外のものを使用した心持特殊合板などがある。

表面特殊合板

表面に特殊な処理や加工を行った合板。溝付き合板、形押し合板、有孔合板などがある。

プリント合板

表面に天然材の木目やいろいろな模様を印刷した合板。

オーバーレイ合板
  • 単板オーバーレイ合板 : 表面に美しい化粧単板(突き板)を接着したもの。
  • プラスチックオーバーレイ合板 : 木目などの模様を印刷した合成樹脂のフィルム、またはプラスチック板を圧着したもの。
繊維板

木材の不足と木材の変形など、加工面の問題から生産されるようになった。

ファィバーボード

木材をチップ状にしたものを薬品処理した後、接着剤を混入し熱圧したもの。繊維方向が一定でないので変形に強く、建築内装用、車両、家具、電気製品などに使用されている。

パーティクルポード

原料をチップ状にしたものを接着剤を混入し加圧したものでファィバーボードより軟質である。二層、三層、多層ボードとして重ね貼りすることで、いろいろなボード板が作られている。木工製品、ドア、間仕切りなどに使用されている。

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コンクリート

コンクリートの種類

ポルトランドセメントに骨材と水を加えて、よく練ったものを型の中に流し込み、硬化したもの。骨材の種類によって普通コンクリート、軽量コンクリート、重量コンクリートに分けられる。

コンクリートのアルカリ性

コンクリートは強いアルカリ性を示すが、水分が蒸発、乾燥に伴ってアルカリ度が低下する。硬化してから長期間放置すると、大気中の炭酸ガスや亜硫酸ガスなどの酸性物によって中和され、アルカリ分が減少する。
養生期間約1ヶ月でPH9程度まで弱まる。

プレキャスト鉄筋コンクリート

工場で型に流し込み加圧、養生、乾燥などの一定の管理をして生産され、現場組み立て式建築方法として広く使用されている。骨材を工夫することで、いろいろな柄、模様のものが生産されている。
コンクリートよりも含水率が低く、アルカリ性も低く管理されているので、現場塗装がしやすい。吸い込みが大きいので下塗り材の選定に注意が必要。

モルタル

  • ポルトランドセメントと骨材の砂に水を加えて練ったもので、アルカリ性もコンクリートより弱いので塗装しやすい。
  • 建築構造物の上塗りとして、コンクリート、木ずりやラス張り、穴あき石膏ボードなどに左官材料として用いられる。
  • ブロックやレンガの組積みの結合材や上塗りとしても使用される。
  • 骨材の砂の粒子大きさや量によって、仕上がり表面の凹凸、粗さが決まる。セメントの量が多いと表面は滑らかになるが、乾燥とともに細かな亀裂が入りやすくなる。

ALCパネル

  • 発泡剤を混入して泡立たせて造る発泡軽量コンクリートで、その成分はセメント、けい砂、石灰、発泡剤からできている。
  • 吸水性が大きいので注意を要する。下塗材の選定と塗装方法にも要注意。
  • アルカリ性をほとんど示さない。
  • 表面強度が低く、損傷を受けやすい。

コンクリートブロック

  • セメント、砂、砂利が主成分。
  • アルカリ性である。
  • 表面は粗く、部分的な吸水むらを生ずる。

けい酸カルシウム板

  • セメント、けい砂、石灰、消石灰が主成分。
  • アルカリ性はほぼ中性である。
  • もろく、粉化性で吸い込みが非常に大きい。

ボード類

木毛セメント板

  • 木材を木毛状にしたものにモルタルに付着させ、圧縮して板状にしたもの。
  • 多孔質で吸音性、断熱性が良く内装用などに使われる。
  • 含水率、アルカリ性も低いので、中和処理をせず直接塗装出来る。

繊維板

  • アスベスト板ともいわれ、石綿とセメントに水を加え混練したもので、高い耐熱性に優れ、硬く耐水性もあるので建築に多用されてきた。
  • 近年のアスベストの健康被害の問題から、現在は使用されていない。

石膏ボード

  • 石膏にのこくずや短繊維を加えて水練りしたものを難燃処理をした厚紙でサンドイッチし、圧縮して平板状にしたもので難燃建築材料として多用されている。
  • 穴あきボード、テーパーボード、防水ボード、平ボード、ラスボードなどがある。
  • ラスボードは内壁のモルタル仕上げの下地材として用いられている。
  • 穴あきボードは吸音穴に大小の二種類があり、吸音建築材として使用されている。
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塗り壁類

石膏ブラスター

  • 石膏だけを単独で使用することもあるが、炭酸カルシウムや川砂を練り込み、さらに結合材としてすさ(麻の繊維)を加えて塗り壁に使用する。
  • 炭酸カルシウムを加えた場合。弱アルカリ性を示す。
  • 石灰を加えた場合は強いアルカリ性を示す。
  • 塗装はしやすい素材であるが、表面が劣化してくると塗料の付着力が問題になってくる。

ドロマイトブラスター

  • 酸化カルシウム、酸化マグネシウム、それに天然鉱石を粉砕したものを混練して造られる。
  • 収縮率が大きく、割れができる欠点がある。アルカリ性を示し、塗装素材としては注意が必要。

漆喰

  • 消石灰(水酸化カルシウム)が主成分で、これにふのり、すさ(麻の繊維)、川砂などを加え、混練りして塗り壁材としたもの。
  • 日本古来から使用されている塗り壁材で、アルカリ性が長期に渡って残り、塗装素材としては厄介である。
  • 表面は滑らかで、その点では塗装素材としてはよい。
   

その他の塗装素材

プラスチック類

熱可塑性プラスチック
  • 溶剤によって素材が軟化したり、溶解するものがあるので考慮しなければならない。
  • 焼付け塗装の素材としては適さない。
熱硬化性プラスチック

溶剤に対して不溶性の硬質プラスチックは、塗料の接着力が弱いものも多く、接着性のよい塗料を選び、十分な目粗し作業が欠かせない。

紙類

紙製品に塗装するものとして、玩具、日用品、雑貨などがある。塗装素材としては強度、耐水性の問題はあるが、塗料の付着性など特に問題はない。

革製品

現在、ほとんどの革製品は塗装されている。前処理として、素材のにかわ質分を除去してから塗装される。塗料の吸収性があるのでそれによって革質が変わらないよう注意が必要。

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