技術解説−2
窯業系外壁材における最近の耐久性塗装

窯業系外壁材における最近の耐久性塗装
Recent Developments in Durable Coatings for Ceramic Board of Building

工業塗料部門 建材塗料事業部
Industrial Coating Division
Building Materials Coating Division

松田 安廣

Yasuhiro MATSUDA

１． はじめに業界では政府が打ち出した100年住宅構想にもとづき、
ここ数年の間に耐久性向上化が推進されている。耐久

住宅建材の塗料需要に大きな影響を与える新設住宅着工戸数は、図１に示すように、2006年までは大きな伸びを示してきた。
しかし2007年は、建築基準法改正に伴う審査基準の変更、
米国のサブプライムローン問題及び原油価格の上昇に伴う建築資材の高騰の煽りで新性の向上には基材と塗膜の両面からのアプローチが必
要である。
本稿では、
窯業系外装材、
特に外壁材についての塗膜耐久性向上の手法として、
クリヤー塗装手法による塗膜耐久性レベルアップの取り組みについて報告する。

設住宅着工戸数が減少してきている。
140

2． 窯業系外壁材の遍歴

135130
戸数（万戸）

24

125

窯業系外壁材は、1980年代より本格的に生産が開始

120され、現在に到るまで、高意匠性や、エナメル塗膜での耐久性の向上を中心に商品開発が進められ、
新しい基

115

材や、
塗料樹脂、
高意匠塗装方法等を有効に組み合わ110せることにより商品のレベルアップが行われてきた。現在

105
100
1996

では、意匠性面で優れた多種多様な外壁材商品が各
1998

2000

2002
年度

2004

2006

2008

図１ 新設着工戸数推移

社より販売されるようになっている。
この意匠性外壁材を維持するために、耐久性や機能等に優れた塗膜の開発に注力する動きが見られる。同時に、環境負荷物質の低減を目的としたＶＯＣ削減にもこのような需要増大が見込めない状況において、住宅建材関連企業は生き残りをかけ、
収益確保のためにさまざまな戦略を実行している。
当社と関わりが強い窯業系外装材（外壁材・屋根材）

注力している。

25

2.1 外壁材耐久性の課題

2.3 新機能化

2000年に住宅品質確保促進法が施工されてから、
窯

外装材各社が商品の差別化を図るため、最近注力し業系外壁材では、塗膜10年保証商品が増加してきていている付加機能は「防汚性」であり、数社より防汚機能る。塗料はアクリル樹脂からアクリルシリコン樹脂または付きの外壁材が発売されている。

ふっ素樹脂等の高耐久性塗膜へ移行してきた。
しかし背景として、
住宅購買層が若年化し、ベージュ等の明

近年酸化チタン顔料を多く含むエナメル塗膜はチョーキ

るい淡彩色や塗り壁調のシンプル且つフラットに近い柄

ング、汚染等の欠陥が目立ち、耐久性の著しい向上とはが好まれるようになり、外壁の汚れが目立つようになった

言えないのが現状である。

ことが考えられる。

一方、基材面では、2008年2月にＪ
ＩＳ規格の改訂が公防汚機能の付与には、光触媒コーティングや親水性示され、各社とも2008年春以降は板厚１４ミリ以上の商

コーティング剤等の技術手法が採用されている。光触媒品に移行しつつあり、耐久性向上が図られている。

コーティングは紫外線を媒介として汚れを分解するのに各社が塗膜10年保証を打ち出し、対象商品が増加し対し、親水性コーティング剤は光を必要とせず、塗膜表差別化ができなくなってきている現状では、
さらにメンテ面の親水化により汚れを雨水で流れ落とすものである。

ナンス周期の延長として、
15〜20年保証への動きも見ら

当社でも耐汚染クリヤーとして親水性を外壁材に発現される。

せるコンセプトを掲げ、開発に着手した結果、外壁材用塗膜に必要な品質を有し且つ親水性を有する塗料の開発に成功し市場展開を行っている。詳細は次報に委

2.2 外壁材の意匠

ねさせていただく。
外壁材の意匠は、
1980年代モノカラー調に始まり、
そ各社とも、防汚機能付き外壁材を標準品よりも高価格の後、ツートンカラー調によるタイル、レンガ柄が活況を呈で販売しているため、需要の大幅な拡大には至っていなした。
さらに1990年以降は、スパッタ塗装、
グラビア印刷、い。
しかし一部の大手住宅メーカーでは、外壁に光触媒

フレキソ印刷、インクジェットプリンター等の部分異色塗をコーティングした外壁材や、タイルを採用していることか

装が出現して、意匠性は飛躍的に進歩を遂げた
（表1）。

ら今後、
一般的な標準装備になると考えられる。

表1 外壁材の意匠と塗装方法
意匠種類
モノカラー

基材全面に単一塗料を塗装し、均一な単一色に仕上げる方法。

基材柄の板厚の違いを利用し、２色に塗り分ける方法。凸部のみをロールコーターで塗装し、凹部とツートーンカラー
凸部を異なる色に仕上げる。
（タイル調、レンガ調に利用することが多い）

部分異色

2.4 環境改善

塗装方法

幾つかの異色塗料を塗り重ね、基材の部分を異色で塗り分ける方法。
①スパッタ塗装仕上げ
異色塗料を専用塗装機で斑点状に塗装し、多色模様を表現。
②グラビア印刷、
フレキソ印刷仕上げ
専用印刷機を用いて、多色模様を表現。
③インクジェットプリンター仕上げ
コンピューター制御でジェットインクを塗布し、多色模様を表現。

外壁材に使用されている建材用塗料は、水系塗料、溶剤系塗料があり、外壁材メーカーの使用状況は様々である。現在、溶剤系を単独で使用するメーカーはなく、水系塗料のみを使用するメーカーと、水系塗料と溶剤系塗料を併用しているメーカーがある。
しかし、近年は環境保護のために、
ＶＯＣ規制が定着してきており、溶剤系塗料の水系塗料への転換がスピードアップされている。
水系塗料の品質向上により、溶剤系塗料と同等以上の耐久性を有するようになり、長年の市場実績も得られている。
環境保護に対応するために水系塗料への転換は必26

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須条件であり、数年後には溶剤系塗料は大幅に減少しエナメル仕様エナメル +クリヤー仕様

水系塗料が大半を凌駕すると考えられる。
暴露テスト板初期

暴露テスト板初期

3． 当社の高耐久性塗料開発動向
当社では、上述の外壁材市場動向に対応して、
高耐
久性化、
新機能化、
環境改善等の観点から業界のパイオニアとして塗料開発に精力的に取り組んでいる。
光沢・色差が変化

3.1 高耐久性水系塗料の開発

初期板と大差無し

図2 ＤＮＴ岡山暴露場 ８年経過
外装材の耐久性向上と環境負荷低減を狙って他社
4

ル・クリヤー塗料仕様である。

3

この水系エナメル・クリヤー塗料仕様は、耐水性を有する水系アクリルエマルション樹脂をベースに、長年市場で実績のある高耐候性着色顔料を使用したエナメル

色差（ΔＬ）に先駆け1997年に開発したのが、外壁材用水系エナメ

塗膜を下層とし、高耐水性を有する水系アクリルエマル

エナメル仕様2
10

エナメル+クリヤー仕様−1

ション樹脂クリヤー塗膜を上層に塗装し複合させたもの−2である。以下に高耐久性を向上させる水系塗料の樹脂

10（1）樹脂選択② 耐水性（特に吸水率）② 成膜助剤の種類と量の選定③ 紫外線吸収剤、酸化防止剤の種類と量の選定④ 粘性調整剤の選定⑤ 意匠材料の選定
以上のポイントを網羅したクリヤー塗膜の暴露テスト
結果を図2、
図3に示す。
本塗料は長期の屋外暴露テスト結果から、
高耐久性を有するトップクリヤーとして採用されており、長年の市場実績から耐久性に優れた点が評価されつつある。

100
光沢保持率(GR%)① 塗料ＭＦＴ（最低造膜温度）
の設定

4

120

③ 作業特性（2）塗料設計3

図３-1 クリヤー有無による色差（ΔＬ）
〔沖縄暴露試験結果〕① 長期耐候性（耐チェッキング性、耐ブロッキング性、
乾燥性）

2
暴露年数

の選択及び塗料設計におけるポイントを記述した。

エナメル+クリヤー仕様

80
60
40

エナメル仕様

20
0

0

1

2

3

暴露年数

図３-2 クリヤー有無による光沢保持率（GR%）
〔沖縄暴露試験結果〕

427

3.2 耐久性を維持するための必要塗膜厚6

耐久性を長期間維持していくためには、
塗膜が機能

5

上するが、
また一方で以下の課題が生じる。
（1）
ラインでの乾燥効率が低下する。
①水系のため乾燥するのに多くのエネルギー（熱量）

透過率（％）を発揮する膜厚が必要である。多く塗れば耐久性は向
4
近似曲線
3
2

を要する。
②多くのエネルギーが必要となり乾燥炉長が増大する。

1③ ＣＯ2 排出量が多くなり環境への負荷が増大する。
0（2）
ライン塗装時に塗膜欠陥を生じ易い。

0

10

20

30

40

50

膜厚（μm）①乾燥ブリスター（塗膜フクレ）②塗膜乾燥クラック、
塗膜チェッキング
これらの問題を解決し、耐久性を有する塗膜を形成

図５ クリヤー膜厚と紫外線透過率の関係（波長300nmで測定）するためには、ラインに適した最適な塗装仕様を提供すると共に要求年数に応じた塗膜厚を塗布する必要がある。
近年の外壁材の高意匠、深堀化により要求対応年数

4． おわりにに適した塗膜厚を如何に均一に塗布するかが耐久性向上へのキーポイントになる。
図4には材料の一つとして用いている意匠材料周辺

新設住宅着工戸数の減少傾向にある状況下で、窯の断面を示す。またクリヤー膜厚と紫外線透過率の関業系外装材メーカー各社の競争はさらに激化し、業界係を図5に示す。

再編の動きはまだ続くものと思われる。

図4の膜厚を均一にする手法として塗料粘性を調整

外装材メーカー各社は販売拡大、収益確保のため、低コスト化、
商品差別化等に積極的に取り組むと同時にすることで改善できる。
現在では、均一な膜厚に塗布されたクリヤー仕様の環境改善を進めている。当社では、これらの動向に合わ

長期耐久性が認められ、これまでのエナメル塗膜にクリ

せて、
高耐久性、
高意匠性、
新機能性塗料及び環境対

ヤー塗膜をプラスする仕様が標準になりつつある。

応塗料の開発をさらに進め、ハウスメーカー及び外装材メーカーに提案を行っていく所存である。

中塗層エナメル

クリヤー塗膜

図４ 骨材仕上げ塗膜断面