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塗膜の劣化の
始まりは何か?
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塗膜の劣化の仕組み

●塗膜の劣化はどうやって始まるか? 白亜化

塗膜の劣化の始まりは、「白亜化」(チョーキング)です。
経験があると思いますが、塗膜に手を触れた、塗料を塗ったばかりでも無いのに服に塗膜の色が付いてしまった。 ・ ・ ・ これは塗装した外壁、塗装面の表面が白亜化、チョーキング現象を示している証拠です。つまり塗装の表面に塗料の成分が剥離し、塗った対象物から剥がれ(極微量ですが)乖離しているものです。 これが塗膜(塗装)の劣化の始まりなのです。 このチョーキングは、塗料、環境にも依りますが、5年から7、8年で発生します。 すぐに塗装面が全部剥がれて、塗装の役割が全て失われるわけではありませんが、このあと、5年、10年と放置すれば、確実に塗膜はその機能を失います。
●ではチョーキングとは何なのか?
 これはどんな塗装の表面でも起こる現象で、上の写真のように、手で塗装面を擦ると、塗料が手に付着するものです。 新しい塗膜、1年、2年の塗装面では、こんなことは起こりませんが、塗膜の劣化とともに表面が劣化し、塗膜の一部が「剥がれて起きるものです」
 (ガルバリウム鋼板の外壁; 築8年、2008年5月にリフォームをした家の外壁、白亜化も発生、同時に苔と思われる、緑の細かいものが付着、洗い流すと水が緑色になったので、苔の一種と思います。 これも劣化のひとつです。 白亜化により、胞子が表面にとりつき易くなったのではと思います)

 塗膜を劣化させる原因の始めは、太陽の紫外線;
塗料には、主な成分として、樹脂、顔料、添加剤、溶剤(水性の場合は水)があります。 溶剤・水は塗ってから、乾燥すると、蒸発して塗膜には残りません。塗膜に残るのは主に樹脂成分と顔料になります。 白亜化で手につくのはこの成分です。 顔料は塗膜の色なので、白亜化と言っていますが、青い塗料を塗ったら、青い成分が手に付着します。 
 塗膜は塗った直後から劣化が始まり乾燥したころから、太陽光線の紫外線を受けて変化が始まりますそれは非常にゆっくりで、塗料が乾燥して壁にしっかり固着し、白亜化(粉状態ができる)まで、5年とか7年とかかかるわけです。 その化学変化はそのくらいゆっくりですが確実に進行します。 塗膜は目には綺麗に平らに塗ってあるように見えますが、ミクロ的には、上の図のように、塗料の粒子(数μの)がお互いにくっつきあって安定しています。紫外線やその他の化学物質で、このミクロンの顔料の粒子、樹脂の粒子の固着が緩み、少しづつ粒子同士の接着力が開放されて、樹脂の粒子、顔料の粒子がならばらになり、粒子との間に隙間ができるようになってきます。
 更に塗膜の劣化が進行すると、粒子の隙間が大きく、塗膜本体から剥離していきます。 上図では判り安いように、剥離している粒子、塗膜の成分は、白で書いてありますが、青い塗料では、青です。
 この段階での塗膜の劣化原因の第一のものは、紫外線と言われていて、紫外線が塗膜の特に夏の炎天下では高温になった塗膜の化学変化を促進させ、加えて酸性雨、その他の塵や埃に混ざった化学物質など、非常にゆっくりではありますが、着実に塗膜を変化させていきます。 これが白亜化に繋がり、表面の浅いところで塗膜は粉状になっていきます。塗膜同士の結合が離れると粒子との隙間ができ、ここにいろいろなものが入り込みます。水蒸気の粒子(分子と言っても良い)は、簡単に塗膜の間に入り込み、冬は氷となって縮まりますがまた水、水蒸気となって膨張します。これを繰り返すと塗膜の膨れができます。 または塗膜のクラック(ヘアークラック)へと成長し、塗膜を一層劣化させます。

●チョーキング・白亜化の次には何が起こるのか?

 チョーキングは、塗膜のミクロの粒子が塗膜から乖離して、粒子間に隙間ができることでした。
そのあとは、どのような現象になるのか?
 塗膜に何が入り込むかによって、現象が違ってきます。
塗装面が全体的に水蒸気などが入り込み、その水蒸気が冷えて体積が縮みます、しかし気温、塗装面の温度が上昇すると、体積は膨張し、塗膜の浅いところに亀裂、クラックが発生したりします。 これが表面クラックです。

 更に劣化が進むと、塗膜の一部が剥がれ落ちる現象が起こります。
 これらの塗膜の一部剥がれは、塗膜の劣化ですが、始まりはやはりチョーキングから、水蒸気、雨水が塗膜の中に入り込みその水分が膨張-収縮を繰り返すと、外壁の下地と塗膜との接着が弱くなってやがて塗膜だけ剥離する結果にもなります。

 チョーキングで塗膜が粉化すると、その隙間に苔の胞子、カビ菌が入り込み繁殖します。
チョーキング現象が起こっていないと、塗膜の表面に取り付いたカビ菌や苔の胞子は、雨などで流れて繁殖はしないですが、チョーキングが起こると粒子の間にカビ菌、苔の胞子が雨に流されずにとどまり繁殖を始めます。 下図のようになったら高圧洗浄です。普通のブラシなどでは取り除くのが困難になります
 また苔の胞子は空気中を浮遊して、その一部が塗膜に入り込み、塗膜は栄養源ですので、季節によっては一気に繁殖します。塗膜の色を変色させます。 カビも同様にカビ菌が爆発敵に繁殖しこれも塗膜の色を大きく変えてしまいます。 カビや苔の根っこは厄介なことに塗膜の奥まで入りこんだ場合は落とすのに苦労します。
 ・苔、カビが繁殖した外壁、空中を浮遊している苔の胞子、カビの菌は水、食料(塗膜は有機物)、空気のある適温のところに巣くい繁殖する。 外壁で言うと日当たりの良い箇所よりは、じめじめした北側や、雑木林に囲まれた側に多く繁殖します。 塗装仕立てのころは、塗膜は劣化していないので、見た目は平坦ですが、ミクロ的には凸凹していますが、粒子間は隙間がなく、水蒸気、汚れ、塵、カビ菌、苔の胞子などは、入り込みません。たとえ凸凹の表面に取り付いても雨などで流れてしまいます。 

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普段、塗装の時、塗料が壁に付着するのは当たり前と思っていましたが、きちんと理由があります。
塗膜のできる訳と塗料がきちんと接着する理由がわかります。塗装の専門家も知らないことお知らせです
塗装、外壁のメンテをするときに役立ててください。
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