2017-11-30

コーティングの寿命について

コーティングの寿命の目安として「撥水の変化を見ていただきたい」という主旨の記事※に関連して、下記のようなご質問をいただきました。
※.コーティングの上からコーティング
http://coating.th-angel.com/2015/12/blog-post.html

【ご質問内容】
硬化型コーティングおよび、非硬化型コーティングの撥水性変化にともなう、寿命(耐久性)の捉え方の違いはあるのですか?

ご質問にお答えする前に、弊社の硬化型と非硬化型コーティングの特質について、おさらいしたいと思います。



硬化型コーティングと非硬化型コーティングの特質

弊社が現在主力としているコーティング剤は、硬化型(業務用)と、非硬化型(一般用・業務用)ともに、ひとつの分子内にケイ素(Si)と酸素(O)のSi-O無機骨格と、有機官能基を結合した構造になっております。

このSi-O無機骨格の結合密度を変化させることで、カチカチに固まる硬化型としたり、固まらない非硬化型にしたりすることができます。
弊社では、硬化型の中でも鉛筆硬度がおよそ5H以上に固まるものを、「ガラスコーティング」と呼んでいます。

ご存知のように、Si-O無機骨格を基本構造とする身近なものとして「ガラス」があります。

ガラスコップや窓ガラスはとても硬いです。
このため、ガラスは固体であると思われていますが、ガラスは鉄やアルミのような金属などの固体の特徴である「結晶」ではなく※、少し緩い結合の「非晶質」となっています。

※.結晶化したガラスもありますが、結晶化ガラスは非常に特殊なものです。天然には水晶があり、人工的にガラスを結晶化するには、精密に制御された添加物と厳密に制御された高温高圧を与えることで作成することができます。現場施工するようなコーティングの場合は、結晶化したガラスを作ることはできません。
天然水晶は、不純物の割合や高温・高圧な環境等が、奇跡的に結晶化する条件と合致した際にできたものと考えられています。

ガラスコップや窓ガラスといった、身近な一般的なガラスは非晶質です。
結晶した固体ではない、非晶質であることがガラスの特徴です。

非晶質であるガラスの特徴として、あまり一般的ではありませんが、Si-O基本骨格の密度を変化させることで、ガラスは流れるような液体となったり、ゴム状の柔らかい半固体のようになったり、カチカチに固まったものになります。

このようなガラスの性質を応用して、弊社の硬化型および、非硬化型コーティング剤は、基本的な構造は同様であり、ガラスの性質を代表する無機骨格の密度を変化させることで、カチカチの固体(硬化型)にしたり、固体的な性質を持たせた液体(非硬化型)にしています。



コーティングの寿命について

撥水や光沢が弱くなったとか、汚れやすくなったとか、コーティング寿命の捉え方は様々です。

例えとして適切か分かりませんが、車のタイヤの寿命の捉え方には、どのようなものがあるでしょうか。

私個人的には、乗り心地が硬く感じられるようになったら、タイヤを交換しています。
タイヤを新しくすると、乗り心地が回復して、疲れにくく快適なドライブが楽しめます。

一方、タイヤメーカーは、タイヤの溝の残り具合や、ひび割れの発生といった安全性を重視した状態をみて、寿命を判断する目安が示されていることが多いようです。経験的には、このような状態になるよりも、ずっと前に乗り心地が硬くなるような気がします。

このように、人それぞれに何を求めているかによって、「寿命」の捉え方も異なってくるものと考えます。

コーティングの場合は、硬化型、非硬化型に期待することと、それに伴う寿命の捉え方も違うと考えます。それぞれに期待する効果と寿命について考えてみましょう。



<硬化型コーティングの寿命>

硬化型に求められる機能性は、ベースコートとして硬くて柔軟性のある被膜を形成し、長期にわたる、塗装の微細な傷つきや、塗装の酸化・劣化を防ぐことにあると考えます。硬化型は、塗装表面の平滑性を高めることで、主に有機物汚れの固着を防ぐ目的もあります。

つまり、硬化型コーティングは、代わりに受け止めることで塗装が傷つくことを防ぎ、塗装が酸化・劣化しにくいようにするため、大気や酸性雨などが直接触れることを防いでいます。

硬化型コーティングによる被膜を落とすには、研磨剤を使用する必要があります。一般的な使用環境においては、硬化型コーティングに求められる上記のような機能性が寿命を迎えることはあまりないでしょう。

ただし、ガラスコーティングのような高硬度のコーティングであっても、洗車時タオルの擦過等による微細な傷つきは発生します。比較的柔らかい塗装よりも、ガラスコーティングのほうが傷つきにくいということは言えますが。

例えると、同じように車を使い続けた場合、同様の傷つきとなるまで、塗装では1年かかったものが、ガラスコーティングの場合は2年かかったというような感じでしょうか。

硬化型コーティングの寿命の考え方として整理してみます。

傷つきや酸化・劣化からガードするという意味では、研磨して落とさない限りは、相当長期間保護し続けることができます。

とは言え、車を使いながら洗車を繰り返すうちに、微細な傷つきはありますので、光沢や撥水の様子も変わってきます。そうなりますと、表面を軽く磨くとか、追加でガラスコーティングを施工するとか、何らかの処置をしたほうが良い場合があります。

このように、何に着目するかによって、硬化型コーティングの寿命の捉え方が決まってくるのではないでしょうか。



<非硬化型コーティングの寿命>

非硬化型に要求される機能性は、硬化型のベースコートだけでは防ぎにくい、無機質汚れ(ウォータースポット・イオンデポジット)の固着を、トップコートとして防ぐことや、光沢感・艶感を補うことにあると考えます。非硬化型単体として、塗装に直接コーティングした場合も同様です。

従来の非硬化型でしたら、コーティングの被膜が酸化・劣化することによる黒ずみやくすみの原因となって、美観が損なわれることがありました。これもひとつの寿命として捉えることができると思います。

弊社の非硬化型コーティング剤は、冒頭に記載したように、固まるガラスと同様の無機骨格をもち、塗装との密着性を高め、無機汚れを着きにくくする有機表面と、撥水性を持たせたハイブリッド構造となっております。

このため、弊社の現行コーティングは、従来の非硬化型コーティングのように、被膜が紫外線、熱、大気、水分等によって分解(酸化・劣化)されることは、非常に少なくなっております。

現行の非硬化型コーティングの寿命は、上記のように被膜が酸化・劣化することよりも、被膜が持つ無機質汚れ(ウォータースポット・イオンデポジット)の固着を防ぐ能力低下が注目されると考えます。

被膜が持つ無機質汚れ(ウォータースポット・イオンデポジット)の固着を防ぐ能力は、言い換えると、無機骨格と結合した有機官能基によるものとなります。この有機官能基がしっかり働いている状態では、撥水性が高く、有機官能基の働きが弱まれば、撥水も弱まります。

つまり、現行の非硬化型コーティングによる汚れ固着を防ぐ能力の低下は、撥水の低下として現れますので、これもひとつの寿命として捉えることができると考えます。

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