塗料の機能性 詳細解説

塗料の機能性一覧

塗料は、色やツヤで見た目を美しくするだけでなく、様々な「機能」を付与することで、建物を保護し、住環境を快適にする役割を担っています。太陽光、雨風、熱、汚れ、カビ、錆など、建物を取り巻く様々な課題に対応するため、多種多様な機能性塗料が開発されています。ここでは、代表的な塗料の機能とその概要を紹介します。それぞれの機能について、さらに詳しい解説を後続のセクションでご覧いただけます。

耐候性

耐候性とは、塗料が屋外の厳しい環境要因、特に太陽光（紫外線）、雨、風、温度変化などに対して、どれだけ長期間性能を維持できるかを示す能力です。塗膜の劣化は、色あせ、光沢低下、チョーキング（表面が粉状になる現象）、ひび割れ、剥がれといった形で現れます。

メカニズムと向上技術

塗膜の劣化は、主に紫外線エネルギーによって塗料の主成分である樹脂の結合が切断され、そこに酸素や水が作用することで進行します。耐候性を高めるためには、結合エネルギーの強い樹脂（シリコン樹脂、フッ素樹脂など）を使用したり、紫外線吸収剤（UVA）や光安定剤（HALS）を配合したりします。近年では、劣化因子であるラジカルの発生を抑制する「ラジカル制御技術」も主流となっています。

利点と用途

• 建物の美観を長期間維持できる。
• 塗り替え周期を延長でき、ライフサイクルコストを削減できる。
• 建物の保護性能を長く保ち、躯体の劣化を防ぐ。

外壁、屋根、エクステリア、橋梁など、屋外で使用されるあらゆる塗装において最も基本的な性能です。耐候性のレベルは、使用される樹脂の種類（アクリル < ウレタン < シリコン < フッ素）によって大きく異なります。

遮熱性

遮熱性とは、太陽光に含まれる熱エネルギー（特に近赤外線）を効率よく反射することで、塗膜表面やその下の部材の温度上昇を抑制する機能です。これにより、建物内部への熱の侵入を減らすことができます。

メカニズム

遮熱塗料には、太陽光を反射しやすい特殊な顔料（遮熱顔料）が配合されています。色の濃い塗料は一般的に太陽光を吸収しやすく温度が上がりやすいですが、遮熱顔料を使用することで、濃い色でも高い日射反射率を実現できます。日射反射率が高いほど、遮熱効果は高くなります。

利点と用途

• 夏季の室内温度上昇を抑制し、冷房負荷を軽減できる（省エネ効果）。
• 屋根材や壁材の熱による伸縮や劣化を抑制できる。
• ヒートアイランド現象の緩和に貢献する。

主に建物の屋根や外壁に用いられます。特に金属屋根や、日射の影響が大きい南・西向きの外壁に効果的です。工場や倉庫、住宅、公共施設などで広く採用されています。

注意点

遮熱効果は日射を反射することで得られるため、曇りの日や夜間、冬季には効果が限定的です。また、塗膜の汚れは反射率を低下させるため、低汚染性と組み合わせることが効果を持続させる上で重要です。

断熱性

断熱性とは、熱の伝わりを抑制する機能です。塗料においては、熱伝導率の低い特殊な材料（中空セラミックバルーンなど）を塗料中に配合することで、塗膜自体が断熱層として機能し、外部からの熱（熱気・冷気）の侵入や、内部の熱の流出を抑えます。

メカニズム

塗料に含まれる中空バルーンは、内部に空気やガスを含んでおり、これが熱の伝わりを妨げる役割を果たします。これにより、塗膜の熱伝導率が低くなり、断熱効果を発揮します。塗膜の厚みが厚いほど、また中空バルーンの含有量が多いほど効果は高くなる傾向があります。

利点と用途

• 冷暖房効率を向上させ、省エネルギーに貢献する。
• 結露の発生を抑制する効果が期待できる。
• 外気温の影響を緩和し、室内の温度変化を穏やかにする。

外壁や内壁、屋根、タンク、配管などに使用されます。遮熱塗料と組み合わせて、夏は遮熱、冬は断熱といった効果を狙う場合もあります。

注意点

断熱塗料の効果は、一般的な断熱材（グラスウールなど）に比べると限定的です。塗料だけで十分な断熱性能を得ることは難しく、あくまで補助的な役割と考えるのが適切です。また、効果を実感するには一定以上の塗膜厚が必要となる場合があります。

防水性

防水性は、塗膜が水の浸入を防ぎ、建物の躯体（コンクリート、木材など）を保護する非常に重要な機能です。水の浸入は、漏水だけでなく、鉄筋の錆び、木材の腐朽、コンクリートの中性化など、建物の耐久性を著しく低下させる原因となります。

メカニズムと種類

塗料が硬化して形成される塗膜が、水の浸入を物理的に遮断します。特に、下地のひび割れ（クラック）が懸念される箇所には、塗膜自体がゴムのように伸び縮みする「弾性塗料」が用いられます。弾性塗料は、下地の動きに追従することで、ひび割れが発生しても塗膜が切れにくく、防水性能を維持します。塗膜の性能により、防水形複層塗材（JIS A 6909）などの規格があります。

利点と用途

• 雨漏りを防止し、快適な住環境を維持する。
• 建物の躯体を水による劣化から守り、耐久性を向上させる。
• カビの発生原因となる湿気を抑制する。

屋根（陸屋根、勾配屋根）、外壁、ベランダ・バルコニーの床、浴室、地下室など、水の影響を受けるあらゆる箇所で使用されます。

注意点

弾性塗料は、その柔軟性ゆえに汚れが付着しやすい傾向があります。また、透湿性の低い塗料を湿気の多い下地に塗ると、内部の湿気が抜けずに塗膜の膨れを引き起こす可能性があるため、下地の状態や環境に応じた塗料選定が重要です。

低汚染性

低汚染性は、塗膜の表面に汚れが付着しにくく、また付着した汚れが雨水などによって洗い流されやすい（セルフクリーニング）機能です。建物の美観を長期間維持するために重要な性能です。

メカニズム

低汚染性を実現するメカニズムにはいくつかあります。

• 親水性制御: 塗膜表面を非常に水に馴染みやすい状態（親水性）にすることで、雨が降った際に汚れの下に水が入り込み、汚れを浮き上がらせて洗い流します。
• 硬い塗膜: 緻密で硬い塗膜を形成し、汚れが固着しにくくします。
• 静電気防止: 塗膜の帯電を抑え、静電気による汚れ（排気ガスなど）の吸着を防ぎます。（関連: 帯電防止）
• 光触媒: 光触媒機能を持つ塗料は、光（紫外線）によって汚れを分解し、雨水で洗い流します。

利点と用途

• 建物の美観を長期間維持できる。
• 汚れによる塗膜の劣化を抑制できる。
• 外壁洗浄などのメンテナンス頻度を減らすことができる。

交通量の多い道路沿いの建物、工業地帯、雨掛かりの少ない軒下など、汚れやすい環境の外壁に特に有効です。白や淡彩色など、汚れが目立ちやすい色の外壁にも推奨されます。

防カビ・防藻性

防カビ・防藻性は、塗膜表面でのカビや藻の発生・繁殖を抑制する機能です。これらは美観を損ねるだけでなく、アレルギーの原因になったり、塗膜を劣化させたりする可能性があります。

メカニズム

防カビ・防藻塗料には、カビや藻に対して効果のある安全性の高い薬剤（防カビ剤・防藻剤）が配合されています。これらの薬剤が塗膜表面で効果を発揮し、微生物の繁殖を防ぎます。効果の持続性は、薬剤の種類や量、塗料の種類によって異なります。

利点と用途

• カビや藻による美観の悪化を防ぐ。
• 衛生的な環境を維持し、健康への影響を低減する。
• カビや藻による塗膜の劣化（変色、脆弱化）を防ぐ。

日当たりの悪い北側の外壁、湿気のこもりやすい浴室、洗面所、キッチン、地下室、結露しやすい窓周り、軒天、食品工場や倉庫などに使用されます。

注意点

防カビ・防藻剤の効果は永続的ではありません。環境条件（湿度、日照、汚れなど）によっては、効果が低下することもあります。塗装前の下地処理（カビや藻の除去・殺菌）が非常に重要です。

防錆性

防錆性は、金属材料（主に鉄）の表面で発生する錆（さび）を防止する機能です。錆は金属の強度を低下させ、美観を損ねるため、金属構造物の維持管理において非常に重要です。

メカニズム

防錆塗料は、いくつかのメカニズムで錆を防ぎます。

• 遮断効果: 塗膜が金属表面を覆い、錆の原因となる酸素や水分の接触を物理的に遮断します。
• 防食顔料: 塗料に含まれる特殊な顔料（防錆顔料）が化学的・電気化学的に作用し、金属の腐食反応を抑制します。
• 錆転換機能: 発生してしまった赤錆を、化学反応によって安定した黒錆（マグネタイト）に転換し、錆の進行を抑える機能を持つ塗料もあります。

利点と用途

• 金属部材の腐食を防ぎ、強度や耐久性を維持する。
• 金属製品の寿命を延ばし、交換コストを削減する。
• 美観を維持する。

鉄骨の柱や梁、階段、手すり、シャッター、門扉、フェンス、金属製の屋根や外壁、橋梁、プラント設備、船舶など、あらゆる鉄部・金属部の保護に使用されます。通常、下塗りとして使用され、その上に中塗り・上塗り塗料が塗装されます。

抗菌・抗ウイルス性

抗菌・抗ウイルス性は、塗膜表面に付着した細菌やウイルスの増殖を抑制したり、数を減少させたり、不活化させたりする機能です。衛生的な環境が求められる場所で注目されています。

メカニズム

抗菌・抗ウイルス効果を発揮するメカニズムは、主に以下の技術に基づいています。

• 銀イオン(Ag+): 銀イオンが細菌の細胞膜や酵素に作用し、その活動を阻害します。
• 光触媒: 酸化チタンなどの光触媒が光（紫外線）を受けると活性酸素を生成し、これが有機物（細菌、ウイルス、臭いなど）を分解します。
• 銅化合物: 銅イオンにも抗菌・抗ウイルス効果があることが知られており、これを応用した塗料もあります。
• 特殊な薬剤: 安全性の高い抗菌・抗ウイルス剤が配合されているものもあります。

利点と用途

• 接触感染のリスクを低減する。
• 清潔で衛生的な環境を維持する。
• 臭いの原因菌の繁殖を抑える効果も期待できる場合がある。

病院、クリニック、介護施設、学校、保育園、食品工場、レストランの厨房、公共施設のトイレ、住宅内の壁やドア、手すりなど、多くの人が触れる場所や衛生管理が重要な箇所に使用されます。SIAA（抗菌製品技術協議会）マークなどが、性能の目安となる場合があります。

耐火性・難燃性

耐火性・難燃性塗料は、火災発生時に建材の燃焼を抑制したり、構造体の温度上昇を遅らせたりすることで、火災の延焼を防ぎ、避難時間の確保や建物の倒壊防止に貢献する機能を持つ塗料です。

メカニズムと種類

• 難燃塗料: 塗料自体が燃えにくい性質を持っています。火に接しても燃え広がりにくく、自己消火性を持つものもあります。主に木材などに使用されます。
• 耐火塗料（発泡性）: 火災時の熱を受けると塗膜が数十倍に発泡・炭化し、断熱層（発泡層）を形成します。この断熱層が、下地である鉄骨などの構造体の温度上昇を抑え、急激な強度低下を防ぎます。主に鉄骨構造に使用されます。

利点と用途

• 火災時の延焼拡大を抑制する。
• 鉄骨などの構造体の倒壊までの時間を延長し、避難時間を確保する。
• 建築基準法で定められた耐火性能・防火性能を満たすために使用される。

木造建築の柱や梁、壁、天井、鉄骨造建築の柱や梁、デッキプレートなどに使用されます。建築基準法に基づき、建物の用途や規模に応じて使用が義務付けられている場合があります。国土交通大臣認定品などが用いられます。

帯電防止（静電気防止）

帯電防止機能は、塗膜表面に静電気が溜まるのを防ぐ機能です。静電気は、ホコリの付着、電子部品の故障、引火性の雰囲気下での火花放電（爆発の原因）などを引き起こすため、特定の環境下では重要な機能となります。

メカニズム

帯電防止塗料は、塗膜の電気抵抗値を下げることで静電気を溜まりにくくし、発生した静電気を速やかに逃がす（アースするなど）ことを可能にします。これを実現するために、塗料には導電性のフィラー（カーボンブラック、金属粉、導電性ポリマーなど）が配合されています。

利点と用途

• ホコリやゴミの付着を抑制し、クリーンな環境を維持する（低汚染性にも寄与）。
• 静電気放電（ESD）による電子部品やデバイスの破壊を防ぐ。
• 静電気の火花による引火・爆発のリスクを低減する。

電子部品工場、半導体工場、クリーンルーム、データセンター、サーバー室、手術室、印刷工場、化学工場、粉体や溶剤を扱う場所の床や壁、作業台などに使用されます。

光触媒

光触媒塗料は、主成分である酸化チタンなどが光（主に紫外線）を受けることで触媒作用を発揮し、塗膜表面で様々な化学反応を促進する機能を持つ塗料です。この作用により、汚れの分解、空気浄化、抗菌・抗ウイルス、消臭などの効果が期待されます。

メカニズム

光触媒（酸化チタンなど）に光が当たると、その表面で強い酸化力を持つ活性酸素（OHラジカルなど）が生成されます。この活性酸素が、表面に付着した有機物（排気ガス由来の油汚れ、タバコのヤニ、細菌、ウイルス、臭いの元など）を分解します。また、光触媒作用により塗膜表面が超親水性（非常に水に馴染みやすい状態）になるため、分解された汚れや付着したホコリなどが雨水によって洗い流されやすくなります（セルフクリーニング効果）。

利点と用途

• セルフクリーニング: 外壁などの汚れを分解し、雨で洗い流すことで美観を維持する（低汚染性の一種）。
• 空気浄化: 大気中の窒素酸化物（NOx）や硫黄酸化物（SOx）などの有害物質を分解する。
• 抗菌・抗ウイルス: 表面に付着した菌やウイルスを分解・不活化する。
• 消臭: 生活臭やペット臭、タバコ臭などを分解する。

建物の外壁（美観維持、環境浄化）、内壁（抗菌、消臭）、窓ガラス、テント膜材、道路関連施設（トンネル内壁、ガードレール）などに利用されています。

注意点

光触媒効果は、十分な光（特に紫外線）が当たることで発揮されます。日陰や屋内では効果が低下する場合があります。また、無機系の汚れ（土砂など）は分解できません。下地の色によっては、光触媒作用で色が褪せる可能性も考慮する必要があります。

高弾性

高弾性塗料は、塗膜が硬化後もゴムのように優れた伸縮性（伸び）を持つ機能です。この性質により、下地（主にコンクリートやモルタル）にひび割れ（クラック）が発生したり、下地が動いたりしても、塗膜がそれに追従して切れにくく、防水性能を維持することができます。

メカニズムと指標

塗料の主成分である樹脂に、柔軟性の高いものを使用したり、可塑剤などを配合したりすることで、高い伸長率（伸び率）を実現しています。JIS規格（JIS A 6909 防水形複層塗材など）では、伸び率や低温での可とう性（柔軟性）などが規定されています。伸び率が600%以上など、非常に高い性能を持つものもあります。

利点と用途

• 下地のひび割れに対する追従性が高く、塗膜の破断を防ぐ。
• ひび割れからの水の浸入を防ぎ、防水性を高める。
• 建物の動き（振動、熱伸縮など）に対する耐久性が高い。

ひび割れが発生しやすいコンクリートやモルタルの外壁、ALCパネルの壁、ベランダ・バルコニーの防水層保護などに用いられます。特に、既存のひび割れが多い建物の改修に適しています。

注意点

弾性塗料は、塗膜が柔らかいため、汚れが付着しやすい傾向があります。低汚染機能を併せ持つ製品を選ぶなどの対策が有効です。また、塗膜が湿気を通しにくい場合があり、壁内部の湿気が溜まると塗膜の膨れの原因になることがあるため、透湿性も考慮する必要があります。

透湿性

透湿性とは、水蒸気（湿気）は通すが、水滴（雨水など）は通さないという、塗膜の性質です。壁の内部に湿気がこもるのを防ぎ、建物の耐久性維持や結露防止に役立ちます。

メカニズム

塗膜中に微細な孔（あな）があり、これが水蒸気分子は通過できるが、それより大きな水滴は通過できないフィルターのような役割を果たします。ゴアテックス®などの防水透湿素材と同じ原理です。塗料の樹脂の種類や顔料の配合によって、透湿性の度合いは異なります。

利点と用途

• 壁内部の湿気を外部に放出し、内部結露のリスクを低減する。
• 内部結露による断熱材の性能低下や、構造材の腐食を防ぐ。
• 湿気によるカビの発生を抑制する。
• 塗膜の膨れを防止する。

外壁塗装全般、特に窯業系サイディングやALCパネルなど、内部に湿気が溜まりやすい構造の外壁に適しています。また、湿気の多い部屋の内壁にも有効です。防水性と透湿性を両立させることが、建物の保護において重要です。

注意点

透湿性が高い塗料は、一般的に塗膜の緻密性が低い傾向があり、耐汚染性が劣る場合があります。また、外壁通気工法が採用されている建物では、壁内部の湿気は通気層から排出されるため、塗膜の透湿性の重要度は相対的に低くなります。