コーティングの寿命

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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ウォータースポットの除去と対策

車の汚れの中でも最も厄介な「ウォータースポット（イオンデポジット）」の除去方法や、コーティングによるウォータースポットの予防とバリアなどの対策についてくわしく説明します。

ウォータースポットに関し、下記のような項目ごとに記載しております。なお、本ブログではイオンデポジット（別名：イオンデポジット）に関して下記のように定義しております。

イオンデポジット　Ion Deposit

ネット上などで見かける言葉ですが、英語では”Ion Deposit”とは言いませんので和製英語ではないかと思われます。

確かに、さまざまな無機物イオン（ion）が雨水や水道水などに溶け込み、ボディ塗装面や窓ガラスに付着した水が蒸発したのちに、残留した各種の無機物が堆積物（deposit）となるという意味だと思われます。

これはこれで言いえて妙ということでしょう。

このイオンデポジットについては、日本のコーティング業界独特の言葉と考えて、当ブログでは英語圏でも一般的な用語「ウォータースポット（Water Spot）」に統一しております。

●本記事の関連項目
【ウォータースポットの原因に記載】
１．ウォータースポットってなんだろう
２．ウォータースポットの原因物質
３．ウォータースポットの発生

【ウォータースポットの除去と対策（本記事）に記載】
４．ウォータースポットの除去
５．ウォータースポットの予防対策
６．ウォータースポットをバリアする
７．塗装を腐食させるウオータースポット（酸）をバリア
８．塗装につくウオータースポット（シリケート）をバリア
９．窓ガラスにつくウオータースポット（シリカ）をバリア
１０．ウオータースポットをがっちり！それともお手軽バリア？
１１．ウオータースポットを１００％バリアできるの？

【ウォータースポットに有効なのは酸性かアルカリ性か】

【フッ化水素酸にも負けないコーティング？（絶対に真似しないでください）】

４．ウォータースポットの除去

ウォータースポット除去方法を考えるために、汚れの原因と発生プロセスを整理してみましょう。

		ボディ塗装	窓ガラス
有機物汚れ	原因物質	① 酸性雨や空気中に含まれる酸性物質（NOx, SOx, 有機酸, 炭酸ガスなど）	酸性雨など有機物や酸による腐食や固着はほとんどない
	発生プロセス	太陽熱などで酸性雨が濃縮され、同じく太陽熱によって軟化した塗装が酸によって腐食する
無機物汚れ	原因物質	② 水道水や井戸水などに含まれ、シリケート化する物質（ケイ素イオン、金属イオン）	③ 水道水や井戸水などに含まれ、シリケート化する物質（ケイ素イオン、金属イオン）
	発生プロセス	水の蒸発に伴い発生したシリケートが堆積し、塗装との機械的結合により固着する	水の蒸発に伴い発生したシリカ（ガラス）が、窓ガラスと非常に強く化学結合する

ウォータースポットは、上記表のように塗装を腐食させたり、窓ガラスと化学結合したりする大変厄介な汚れです。

厄介であるその理由は、何れの場合も腐食や固着、あるいは化学的結合といった汚れが時間を経てしまうと、溶解や研磨による方法で汚れを除去する必要があるということなのです。

キレイな状態にする作業の手間と、高度な技術を要することを考えれば容易に想像できます。

それでは具体的に、部位・原因ごとのウォータースポット汚れ除去方法はどのようになるのでしょうか？

① 塗装の有機物（酸性雨）汚れの除去 

塗装が酸によって腐食し、クレーター状に荒らされたような状態ですので、洗浄してキレイになるものではありません。

お気づきの通り、荒れた塗装表面を削り取り、その後平滑にしながら研磨による除去が必要になります。

② 塗装の無機物汚れの除去 

塗装の上にシリケートが堆積して固着したスケールですので、スケールを溶かして除去しなければなりません。

酢酸、塩酸や硝酸を用いることで、カルシウムやマグネシウムのスケールを溶解し除去することができます。

しかしお気づきの通り、酸の使用は、塗装や金属などを腐食させる危険性をともないます。

酸を使用しない場合は、研磨による除去が必要になります。

③ 窓ガラスの無機物汚れの除去 

シリカが窓ガラスと強く化学結合して、溶け合ったような区別のつかない状態です。

シリカとガラスは同質のものです。

ご存知のようにガラスは濃硫酸・濃塩酸でも溶解できません。

シリカやガラスを溶解する酸としてあまり馴染みがないのですが、フッ酸（フッ化水素酸、フッ化アンモニウム）があります。

フッ酸を使ってシリカと窓ガラスの結合を切り取ろうとすると、同時に窓ガラスも影響を受けてしまいます。

フッ酸は法律上「毒物」に指定されています。非常に強力な酸であり、危険過ぎて大切なクルマに使用することもさることながら、人体保安上からも一般使用を避けるべきものです。

酸を使用しない場合は、研磨による除去が必要になります。

５．ウォータースポットの予防対策

塗装や窓ガラスに付着したウォータースポットをキレイに除去するには、酸を使って汚れを溶解させるか、削り落として磨く必要があることがわかりました。

溶解や研磨は、失敗しますと取り戻すことはおろか、より状況を悪化させる可能性が高くなってしまいます。

このため、ウォータースポットは発生してから対処するよりも、できるだけ発生させないようにすることが一番の対策になります。

つまり予防対策することが一番大切というなのです。

ウォータースポットは、発生部位や原因物質によらず、雨水や水道水などの水滴が付着し、水分が蒸発する際に発生します。

そうです！理想的には水滴が付着したままにしないことが重要なのです。

「水滴がつかないようにする。ついたらすぐに拭き取る」 う～ん、言うことは簡単なのですが・・・。

実際にはほとんど不可能なことですね。

しかし、日頃の心がけとしては良いかもしれません。

雨水の拭き取りは、日常のクルマ使用においては実施困難ですが、「洗車の水滴はすぐに拭き取る」これなら実施可能ですよね。

クルマ好きの皆さんなら、当たり前のことでした。

せっかくキレイに洗車したのに水玉が残っていた。厄介なウォータースポットを発生させる原因を自らがつくっていた。

これだけは避けましょうね。

さて、モグラたたきのような普段のお手入れのお話でしたが、「ボディケアを少しでもラクに、状態の悪化をできるだけ避ける」こんな考え方で、事前防御するための予防手段を考えていきたいと思います。

もったいぶってしまいましたが考え方はこうです。

「塗装や窓ガラスにウォータースポットを固着させない、予防対策する」

この掛け声はなかなか良いと思われませんか？

そうなのです。

巷にあふれるボディコーティングやウインドウコーティングは、正しく使うことによってこのためにも役に立つのです。

次項では具体的にウォータースポットの発生部位と原因ごとに予防（バリア）する方法を考えていきましょう。

６．ウォータースポットをバリアする

ここでもう一度、ウォータースポットの原因と一緒に、汚れを防ぐバリア（コーティング）を考えてみましょう。

		ボディ塗装	窓ガラス
有機物汚れ	原因	酸による塗装の腐食	ガラスは酸に強い
	バリア	酸に強い被膜による保護
無機物汚れ	原因	シリケートと塗装の機械的結合	シリカとガラスの化学結合
	バリア	シリケートが結合しにくい海面に改質	シリカとの化学結合を阻害する海面に改質

ウォータースポットは、発生する部位と原因がそれぞれに異なります。

このため、残念ながらすべてに万能なコーティングはありません。

それぞれの目的に合うコーティングを選択するか、複合的に適用することで、効果的にさまざまな原因によるウォータースポットを予防＝バリアすることが必要となります。

次項では、ウォータースポットの発生部位と原因ごとのバリアとして「塗装を腐食させる酸をバリア」について触れてみたいと思います。

７．塗装を腐食させるウオータースポット（酸）をバリア

（１）ガラスコーティングによるバリア

窓ガラス（SiO2、無機物）は酸性雨にもびくともしません。

もうお気づきですね。

塗装へのガラスコーティングは、硬くて微細なキズつきから塗装を守ってくれるだけではないのです。

ガラスコーティングは、ガラス（SiO2）状硬化被膜を形成し、塗装を酸による腐食から長期間にわたってガッチリと守ります。

しかし、ガラスコーティングは長寿命で高性能高機能なのですが、ガラス状硬化被膜となるため、失敗が許されない施工は、経験技術と設備が必要となります（施工失敗を取り戻すには研磨からやり直すことになります）。

このため、ガラスコーティングは専門の施工業者さんに委託する必要があり、手軽さや費用の面でやや敷居が高い面があるのはご存知のとおりです。

「ガラスコーティングまではちょっと」という場合は、被膜の寿命や性能の点ではやや劣るものの、誰が施工してもきれいに仕上がり、従来のワックスよりもカンタンで、洗車と一緒にラクな施工ができる、下記のシリコーンレジンコーティングをオススメいたします。

（２）シリコーンレジンコーティングによるバリア

シリコーンレジンは、オイルやワックスのような線状（直鎖状）の二次元的分子構造ではなく、ケイ素（Si）と酸素 （O）原子同士が、ガラス（SiO2）と同様にメッシュ状（網目状）の三次元的分子構造の主骨格（シロキサン結合）となるため、機械的・化学的に強いガラスとよく似 た物性を持っています。

これにより酸による腐食にも強く、柔軟性があり取扱いが容易な被膜を形成します。

シリコーンレジンは上記のとおり、ガラスと近似した無機物のような性質を持ち、酸に対しても強い耐力をもつため、塗装を酸による腐食から保護します。

「レジン＝樹脂」という言葉からは、硬い固形の被膜を形成するようなイメージを抱かれるかもしれませんが、シリコーンレジンコーティングは、従来のワックスよりも簡単に施工することができ、ガラスコーティングのように被膜が固形化しないため、施工の失敗がない柔軟性のある被膜を形成します。

次項では、ウォータースポットの発生部位と原因ごとのバリアとして「塗装につくシリケートをバリア」について触れてみたいと思います。

（参考）洗車・コーティングと酸（参考）虫の死骸と鳥の糞　洗車・コーティング
（参考）ウォータースポット除去にサンポール（参考） ガラスコーティングを補うコーティング剤　～メンテナンス剤として～

８．塗装につくウオータースポット（シリケート）をバリア 

塗装へのシリケート固着を防ぐために、表面自由エネルギーが小さいシリコーンレジンコーティングを施します。

表面自由エネルギーが小さいと、他の物質と接する表面積がミクロな分子レベルで小さくなり、シリケートなどの汚れが付着しにくくなるというわけです。

たとえとして、「表面張力が大きい水」と「表面張力が小さい油」の話があります（液体の場合、表面自由エネルギーのことを「表面張力」とも呼びます）。

油を塗った平滑な板の上に水滴を落とすと、水分子の表面張力の方が油分子の表面張力より大きいため、水はそのまま丸い固まりの状態を保ち、油と最小限の接点しかもたないような撥水性表面になり、お互いが混じり合う（汚れる）ことを防ぎます。

小難しい話ですが、塗装にシリコーンレジンコーティングを施すことによって、シリケートなどの汚れが接する表面積が分子レベルで小さくなります。

この結果、シリコーンレジンコーティングがシリケートなどの汚れをくっつきにくくし、時間経過とともに進行する固着を防ぐわけです。

このほかにも、シリコーンレジンコーティングは、塗装表面の細かなキズなどの凸凹の合間に入り込み、表面を滑らかにする（塗装の凹凸部にシリケートが食い込みにくくする）役割も果たしています。

このような複合的な要因により、塗装とシリケートの機械的接合を防ぎ、スケール汚れの固着を低減します。


補足：

「シリコーンレジンの表面自由エネルギーが小さい」というのは、被膜の強さとは別の話です。

シリコーンレジンは、原子間結合が「シロキサン結合」した主骨格を持ちます。

シロキサン結合はケイ素原子（Si）と酸素原子（O）が三次元的なメッシュネット ワークによって結合するガラス（SiO2、無機物）に近似した強い結合力により、機械的・化学的に強い被膜を形成します。

ケイ素上に多種類の有機置換基 （官能基）を備えているため、さまざまな機能性（界面特性）を発揮するものです。

くわしくは別の機会にご説明いたします。

次項では、ウォータースポットの発生部位と原因ごとのバリアとして「窓ガラスにつくシリカをバリア」について触れてみたいと思います。


９．窓ガラスにつくウオータースポット（シリカ）をバリア

窓ガラスとシリカの化学結合を阻害するためには、上記のようにシリケート付着を防止するシリコーンレジンコーティングの使用も、選択肢として考えられます。

しかし、ピュアなシリコーンレジンだけでは滑り性があまり良くないため、窓ガラスのワイパー動作がビビリやすくなることがあります。

このため、シリコーンレジンと同じく表面自由エネルギーが非常に小さいフッ素レジンコーティングを施します。

フッ素レジンがシリカを阻害する理由は、前記シリコーンレジンと同じく、他の物質を引き寄せる力が小さくなることと、フッ素レジンが、窓ガラスの細かな凹凸に入り込み表面を滑らかにすることによるものです。

フッ素レジンコーティングは、機械的・化学的に強いシロキサン結合した三次元のガラス状主骨格分子構造をベースに、水滴がつく表面側に炭素を結合させた有機フッ素を配向させることで、強い被膜を形成しながら無機物シリカが窓ガラスと化学結合しないように、有機フッ素がブロックする役割を担っています。

フッ素レジンコーティングは、優れた滑り性を持っているため、ワイパーのビビリが起きにくく、撥水性も優れているため、雨天走行時の視界確保にも有利です。

１０．ウオータースポットをがっちり！それともお手軽バリア？

窓ガラスは、元来有機物汚れに強いので、無機物汚れに対するバリア：フッ素レジンコーティングを施すことで、ウォータースポットを予防できます。

一方、塗装については、有機物汚れと無機物汚れの両方に対する予防バリアが施すことが理想的です。

その際にはガラスの硬い被膜を長期間形成するガラスコーティングを施し、その上にシリコーンレジンをコーティングする案と、ガラスコーティングのみの案、シリコーンレジンコーティングのみの案の３パターンが考えられます。

さて、どれが一番皆さまのクルマ、カーライフに適しているのでしょうか？悩ましいですね。

キラサクが考える選択の目安をまとめてみます。

塗装のウォータースポット予防策		ガラスコーティングのみ	シリコーンレジンコーティングのみ	ガラスコーティング＋ シリコーンレジンコーティング
有機物汚れ・酸性雨による腐食予防		★★★	★★☆	★★★
無機物汚れ・シリケート固着予防		★★☆	★★★	★★★
有効期間	ガラスコーティング	数年	ー	数年
	シリコーンレジンコーティング	ー	3～6カ月程度	3～6カ月程度
施工性	ガラスコーティング	プロの経験と技術が必要	ー	プロの経験と技術が必要
	シリコーンレジンコーティング	ー	簡単施工	簡単施工、 ガラスコーティングのメンテナンスとしても最適

上記のようなバリアとして各種のコーティングが有効なのですが、それで万全なのでしょうか？


１１．ウオータースポットを１００％バリアできるの？ 

すみません。

最初から謝ってしまうのはなんじゃー。

ですよね。

最強のガッチリコーティングをした。

それならばウォータースポットを１００％防げるのか？ここまで能書きを垂れていながら、弊社がオススメするコーティング剤を使用していただいても、残念ながら１００％バリアはできません。

いきなりのたとえ話で恐縮ですが、海水浴や女性が日常的使う「日焼け止め」を思い出してください。

海水浴に出かける際、必需品のひとつに日焼け止めがありますね。

オゾン層破壊が進行している現在は、なおさら強烈な紫外線から肌の露出を防御しなければなりません。

そうしないと、あとでとんでもないことになりますでしょう。

んーまぁ、仮にその時のヒリヒリは、なんとか我慢したとしましょう。

それよりも本当に恐ろしいのは、数年の期間を経ての、シミやソバカス、黒ズミといったトラブルの定着に加えて、最悪は皮膚ガンを誘発する可能性も大きくなります。

ＵＶに対して１００％の防御はできないけれども、皮膚が元来持っている紫外線に対する耐力を上手に補助してあげる。

そうすることで健康で美しい肌をできるだけ長く維持し続けることができる。

日焼け止めにも、ＵＶカット能力の違いや、皮膚に留まる能力の違い、それぞれに使いやすさなどの使い心地が異なります。

さまざまな日焼け止めの中から、目的や条件に合ったものを上手に選択し使用することで、健康維持に役立てることが求められます。

このほかにも、アフターケアとして日焼け後に肌の様子をみながら、ローションを塗ったりして紫外線による炎症を早めに沈静化し手当てをしてあげる。

そういう日常的な意識をもって、肌のケアをしてあげることが、最も大切なことではないでしょうか。

おっと、どこかの美容部員みたいになってしましました。

塗装や窓ガラスのコーティングは、お肌の日焼け止めと似ているなぁ、と思うのですがいかがでしょうか？ クルマの使い方や、ライフスタイルなど自分に合ったコーティングを上手に選んで上手に使う。

コーティングをしていて、もうひとつ良いことがあります。

ウォータースポットが固着する前ならラクにウロコが落せることです。

厄介なウォータースポットから１００％防御はできないかもしれないけれど、ときどきは気にして、ウロコ状の模様がついたら早めに洗車をしてあげて、クルマのアンチエイジングにどうぞお役立てください。

ここまで長文になりましたが、最後までお読みいただきありがとうございました。


（参考）
親水性コーティング　～親水のメリットとデメリット～ http://coating.th-angel.com/2013/11/blog-post_13.html

ウォータースポット（イオンデポジット）除去にサンポール（塩酸）？ http://coating.th-angel.com/2014/05/blog-post_2.html


●本記事の関連項目
【ウォータースポットの原因に記載】
１．ウォータースポットってなんだろう
２．ウォータースポットの原因物質
３．ウォータースポットの発生

【ウォータースポットの除去と対策（本記事）に記載】
４．ウォータースポットの除去
５．ウォータースポットの予防対策
６．ウォータースポットをバリアする
７．塗装を腐食させるウオータースポット（酸）をバリア
８．塗装につくウオータースポット（シリケート）をバリア
９．窓ガラスにつくウオータースポット（シリカ）をバリア
１０．ウオータースポットをがっちり！それともお手軽バリア？
１１．ウオータースポットを１００％バリアできるの？

【ウォータースポットに有効なのは酸性かアルカリ性か】

【フッ化水素酸にも負けないコーティング？（絶対に真似しないでください）】

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ハイブリッドコーティング ～トップコートとして～

前回のブログ記事では「ハイブリッドコーティング」をキーワードとして、ベースコートにおけるハイブリッドコートについて考えてみました。

（前回記事）ハイブリッドコーティング　～ベースコートとして～
http://coating.th-angel.com/2015/05/blog-post_12.html

前回記事の中では、下記のような無機ガラスコーティングに関する課題を提示させていただきました。

旧来からの無機ガラスコーティングは、「ウォータースポット（水シミ、イオンデポジット）」が固着しやすいという弱点を持っている。

ウォータースポットは、水道水や雨に含まれる無機物（シリカやカルシウム・塩素など）が、無機コーティングの表面と結合しやすいことにより、被膜であるガラスと、汚れであるガラスが強く結びつくわけです。

 

トップコートの現状と役割

このような「無機ガラスコーティングが持つ無機汚れの着きやすさ」を対策するために、有機物によって構成されるコーティング剤をトップコートとして上塗りし、そのことを「ハイブリッドコーティング」と呼ぶものがあるようです。

さて、無機ガラスコーティングをされているユーザーさまには、もう少しスマートな解決方法として、ベースコートである無機有機ガラスコーティングと同じ技術を採用したトップコートをご提案いたします。

ベースコートとして、次回は無機有機ガラスコーティングをおこなうとしても、次のベースコートをおこなうまでの間、トップコートを無機有機ハイブリッド化をおこなうことで対策をされてみてはいかがでしょうか。

なーんだ、無機コーティングのベースコートの上に、トップコートとして有機コーティングを施すのであれば、これまでと同じじゃないの！何が違うの？

そうですね「トップコートとして単なる有機物コーティング※をおこなう」ということであれば、違いがわかりにくいかもしれません。

※．有機物コーティングの例として、古くからあるカルナバロウを原料としたワックスがあります。カルナバロウワックスは、ウォータースポットなどの、無機系の汚れには強いのですが、カルナバロウ自体が酸化・劣化しやすく、紫外線や熱による分解されやすい欠点がありますので、有機物汚れに弱い特徴があります。

もうひとつ、有機物コーティングの例として、シリコーンなどを含有した合成オイルを主成分としたものがあります。これらは「ガラス系」「ガラス繊維系」などと言い換えられているようです。カルナバロウなどに比べると酸化しにくく、紫外線や熱にも分解されにくくなっています。

合成オイルを主成分としているタイプの中には、若干のシリコーンレジンを添加しているものがありますが、シリコーンレジン原料は高価なため配合量は限られているようです。

弊社のシリコーンレジンコーティングであるキラサクＧＰコーティングは、シリコーンオイルなどの合成オイルは一切含まれておりません。ＧＰコーティングがリーズナブルな価格でご提供できる理由は、源流に近いシリコーンレジン原料を基にして、弊社工場内で独自にコーティング剤として一貫製造していることによります。

トップコートにおけるハイブリッドコーティングとは

しかし、弊社がご提案するトップコートは、無機有機ハイブリッドによるトップコートです。この有機無機ハイブリッドによるトップコートとはどのようなものでしょうか？

実は、有機無機ハイブリッドによるトップコートと、前回記事でご紹介したベースコートである無機有機ハイブリッドガラスコーティングとは基本的な組成が似たものとなっております。

ハイブリッドコーティングの基本的な組成は、Si-Oによる無機骨格構造の周囲に有機官能基が配置（配向）されています。組成は同じですが無機骨格の密度が異なります。

単純化して申し上げますと、同じ組成でも無機骨格の密度が高い場合は硬いガラスになり、密度が低くなるとゴム状になったり、もっと密度が低くなると液体になるわけです。

特に弊社のトップコートの主成分は、液体のなかでも粘弾性の高いシリコーンレジンを高純度かつ高濃度に配合しています。概念的には液体～ゴム状の中間的なものとイメージされるものです。

弊社のシリコーンレジンによるトップコートにおける「ハイブリッドコーティング」は、以下のふたつの意味を持っています。

 

ふたつのハイブリッドコーティング

１．無機と有機のハイブリッドコーティング

●無機的な性質：
Si-O無機骨格がメッシュ状（網状）に構成されているため、紫外線や熱に分解されにくく、酸化しにくい。化学物質（有機化合物）にも侵されにくい。

●有機的な性質：
強靭な無機骨格を中心とし、首位に機能性をもつ有機官能基が配向されているため、塗装やベースコートとの密着性が高く、有機汚れをはじく撥水性・撥油性や、ウォータースポットといった無機汚れの固着を遅らせることができる。

２．液体と固体のハイブリッドコーティング

液体的な粘性と、固体的な弾性の両方を合わせもつ「粘弾性」により、液体でありながらしなやかに密着し続け、従来の液体コーティングでは実現できなかった持続性を高めることができます。

（参考）シリコーンレジンコーティングの粘弾性と滑り止め
http://coating.th-angel.com/2014/02/blog-post_23.html

液体～ゴム状の中間的な粘弾性を持たせることにより、液体のまま表面に留まる力が強くなります。

しかし、あくまでも液体ですから、硬化型コーティングのように、固着することはありませんので、仮に拭きムラがあってそのままになっていても、一週間後でも一か月後であっても、洗車して汚れを落としてから、拭き上げていただければキレイにムラを修正可能です。

つまり、液体であるが故の取扱のしやすさと、固体的性質を持つが故の耐久性・持続性・保護性の高さを両立することを、ハイブリッドにバランスさせることができるのです。

違いのわかる最高のトップコート

このような「ふたつのハイブリッド」を実現し無機物汚れと有機物汚れの両方に強く、高耐久で持続性のあるハイブリッドコーティングを手軽におこなうことができるのです。

ベースコートであるガラスコーティングの特徴を損なうことがないため、トップコートとして最適なわけです。「ふたつのハイブリッド」による違いを一番に感じていただけるものに、キラサクＧＰコーティング　Kirasaku GrandPrix coating　http://shop-th-angel.com/shopdetail/002000000002/　があります。

一度お試しいただければ、これまでのモノとの違いを実感していただけるものとなっております。


事業者さま専用の業務用タイプもご用意しておりますので、お気軽にお問い合わせくださいませ。


（参考）
コーティング剤の選び方　～トップコートとして～
http://coating.th-angel.com/2015/03/blog-post_31.html

ハイブリッドコーティング　～トップコートとして～http://coating.th-angel.com/2015/06/blog-post.html

ハイブリッドコーティング　～ベースコートとして～http://coating.th-angel.com/2015/05/blog-post_12.html

新しい無機有機ハイブリッドコーティングhttp://coating.th-angel.com/2014/12/blog-post.html

新しいガラスコーティング剤についてhttp://coating.th-angel.com/2014/05/blog-post.html

ガラスコーティングの比較http://coating.th-angel.com/2014/03/blog-post_12.html

 

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無機ガラスコーティングは温度変化に弱い

わたしはメガネが必需品です。メガネがないと生活そのものに支障があるのです。
そんなわけで、メガネが良く見えて傷つきにくいことは非常に重要です。

先日、メガネなどのレンズメーカーさんとお話をする機会がありました。そこでとても興味深い話題になりました。

メガネレンズコーティングの話です。
近年、メガネレンズの基材そのものが、プラスチックでできているものが主流となっていることは、みなさんよくご存じのとおりです。

メガネのプラスチックレンズはそれほど硬くないので、傷つきに対する保護を強化するため、プラスチックレンズの表面に、ごく薄いハードコート（コーティング）を施しています。

このメガネレンズのハードコートには、「無機有機ハイブリッドタイプ」のコーティングを採用しているそうです。

プラスチックレンズには、無機コーティングは使い物にならないという話を聞いて、車ボディ用と全く同じですねー！という話になり盛り上がったわけです。

 

レンズが無機コーティングを採用していない理由

プラスチックレンズの基材は、言うまでもなく合成樹脂ですから有機物です。同じく車のボディ塗装も合成樹脂なので有機物です。

かつてレンズメーカーさんでも、プラスチックレンズへのハードコートとして、無機コーティングを試験したことがあるそうですが、結論としては温度変化の影響を受けてクラックが発生し、それがハードコートの剥がれとなり、レンズの濁りや視界不良となってしまうことと、有機樹脂への密着が不充分であることもあり、無機コーティングは採用していないということです。

無機コーティングが熱ストレスに弱いその原因は、無機コーティングの熱膨張率と、プラスチックの熱膨張率の差が大きすぎることなのだそうです。

無機コーティングのような単純な無機ガラス（SiO2）の場合の熱膨張率と、プラスチック：有機樹脂の熱膨張率は、一桁から二桁もの大きな差があります。

●熱膨張係数　[単位：10-6/℃]
プラスチック＝有機樹脂 ： 70～150程度
無機ガラス ： 9

このように熱膨張率が異なるため、寒い冬の屋外から暖房の効いた室内に入ったときや、冷房の効いた室内から、炎天下に駐車した車室内に入ると、メガネのプラスチックレンズは、無機ハードコートともに大きな熱ストレスにさらされて、単純に硬く脆い無機コーティングした被膜に、細かなひび割れが発生してしまうのです。

このことは車のボディも全く同じ事が言えるのではないでしょうか。

夏の炎天下に駐車した車の表面温度と、突然の夕立による雨降りによって急激に冷えたボディのことを思い浮かべてください。このような温度変動によって、有機樹脂で構成されるボディ塗装と無機コーティングは大きなストレスにさらされて、無機コーティングにクラックが発生することが、容易に想像されます。

熱ストレスを受けやすい無機ガラスコーティングが、耐久性・寿命が短いことの一つの要因と考えられる訳です。

余談ですが、ボディの無機金属と塗装の有機樹脂の熱膨張率差については、塗装が柔軟性をもつことにより、熱ストレスを吸収するようにしているので、塗装が剥離することはないのです。

 

レンズは無機有機ハイブリッドコーティングを採用している

そこで、レンズメーカーさんでは硬いだけではない、適度な柔軟性をもち、熱膨張率差を考慮した「無機有機ハイブリッドタイプコーティング」を採用することにより、熱ストレスに影響されずに、耐久性・寿命に満足のいく、プラスチックレンズのハードコートができているのだそうです。

レンズのハードコートは車のコーティングと同じく、透明度や耐久性や寿命を維持するためには、硬さだけではなく柔軟性の両立と、塗装（有機樹脂）との密着性が重要であるとということで、合点がいったというお話でした。

（参考）

• アルコキシシロキサンとアルコキシシラン http://coating.th-angel.com/2016/11/blog-post.html
• ガラスコーティング種類と特質　～特性・機能比較～http://coating.th-angel.com/2014/03/blog-post_12.html
• ガラスコーティング剤の密着性http://coating.th-angel.com/2014/05/blog-post.html

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新しい無機有機ハイブリッドコーティング

ガラスコーティングの基本的な成り立ちとして、大きく分類しますと下記の２種類があります。
 

1. 無機コーティング
   代表例として、高分子タイプのポリシラザン:Perhydropolysilazaneを原料としたものがある。
2. 無機有機ハイブリッドコーティング
   代表例として、オルガノポリシロキサン／ポリオルガノシロキサン:Polyorganosiloxanを原料としたものがある。
   古くは高分子タイプがあったが、現在は溶剤を必要としない低分子タイプの２種類がある。

　お客さまとさまざまな会話をする中で、無機や有機の構造的な話のほかに、特徴や機能性や用途の違いはどのようになっているのか？ということを問われることがあります。

以前、構造的なことについてまとめましたので、下記記事を合わせてご覧ください。

ガラスコーティングの比較http://coating.th-angel.com/2014/03/blog-post_12.html

無機ガラスコーティングとは

＜無機ガラスは、単純な二酸化ケイ素（SiO2）化合物を意味することが多い＞

• 高分子化合物である
  クロロシランを出発原料とし、脱アンモニア架橋により非晶質（アモルファス＝結晶構造を持たない）ガラス被膜を形成する高分子化合物である。
  
  無機ガラス被膜を形成するガラスコーティングの例としてポリシラザン:Perhydropolysilazane）を原料としたものがある。
  
  無機ポリシラザンを改良した無機・有機ハイブリッド化は、技術的には可能であるが、反応性が急激であるなどの理由から、実用的な意味で無機・有機ハイブリッド化を目指すものは事実上見当たらない。
  
  （無機有機ポリシラザン／オルガノポリシラザン：Organopolysilazanes）

• 有機物（塗装など）への密着性が劣る
  単純な無機ガラス被膜を形成するこのタイプは、元来おもに半導体製造においてシリコンウェハ（無機物）への一時的な表面改質剤として使用されているものを、車塗装用コーティング剤として二十年以上前に流用したものである。
  
  無機ガラス被膜は本来の用途である無機物への密着性は高いが、塗装などの有機物への密着性が不十分であることから耐久性（密着性）に劣る欠点がある。

• 有害な有機溶剤が不可欠である
  高分子化合物であるため、ガラスコーティング剤として使用するには、大量のキシレン・トルエン・ターベンなどの芳香族有機溶剤（通称シンナー）に溶かし込んで使用する必要がある。
  
  このためガラス化成分量がごくわずかであり膜厚が極端に薄くなる。
  
  使用する芳香族有機溶剤：シンナーは、塗装を溶解し塗装に悪影響を及ぼす恐れや、人体および地球環境に対しても毒性・有害性がある。

• 施工性や機能性に劣る
  →　品質の維持・コストダウンが困難である。

1. 硬化時の脱アンモニア反応が急激に進行し、硬化反応を制御できないため施工性が悪い。
2. 被膜硬度や柔軟性を制御できないため、膜厚が極端に薄くなり耐久性・耐傷性が劣る。
3. 被膜が単純な分子構造であるため、撥水や防汚など機能性を付与することができない。
4. 単純な無機物被膜であるため、シリカスケール（無機物汚れ）などのウォータースポットが固着しやすく除去が困難になりやすい。
5. 塗装など有機物への密着性を高めるためには、下地処理としてシリコーンカップリング剤によってコーティングを行う必要がある。
6. 撥水性を付与したり、無機汚れ（ウォータースポット）固着を抑制する機能を付与するためには、無機・有機ハイブリッドによるトップコートを行う必要がある。
7. 上記のように反応が急激で作業難易度が高いこと、下地処理→無機ガラスコーティング→トップコートと、多層化による作業が複雑であることから、作業失敗リスクが高く、高品質を維持することが難しく、作業コストアップにつながる。

（参考）
無機ガラスコーティングは温度変化に弱いhttp://coating.th-angel.com/2015/02/blog-post_22.html

 

無機有機ハイブリッドコーティングとは

＜無機有機ハイブリッドガラスは、二酸化ケイ素（SiO2）と有機官能基を結合（クロスカップリング）した化合物の総称＞

• 高分子タイプと低分子タイプがある
  クロロシランを出発原料とし、脱アルコール架橋により非晶質（アモルファス＝結晶構造を持たない）ガラス被膜を形成する高分子化合物がある。
  
  最近になって保存性や安定性を高め、多官能性（多機能性）を付与することができる低分子タイプ（低分子シラン）が実用化されている。低分子タイプはガラスコーティング剤として、溶剤を一切添加しない高濃度ガラス化成分を含有する無溶剤化ができる。
  
  特に低分子シラン原料は、日本独自※の研究開発などにより、日本の世界的なシェアが高い。
  
  ※．低分子シランの基本技術であるクロスカップリング分野では、根岸英一（米パデュー大 特別教授）、鈴木章 （北海道大学 名誉教授）による2010年ノーベル化学賞のように、日本が伝統的に強い分野となっている。

• 有機物（塗装）への密着性が高い
  無機ガラス（SiO2）基本骨格と、有機官能基による無機・有機ハイブリッド構造であるため、一液のみで塗装への密着性を高め、結合密度の高いガラス被膜を形成できる。

• 機能性・耐久性・作業性を高めることができる
  無機・有機ハイブリッド構造であり、有機官能基の配向を制御することができるため、上記のような有機物（塗装）への密着性を高めたり、ガラスコーティング表面の撥水性や防汚性などを付与することができる。
  
  同時に反応性・硬度や柔軟性を制御することができるため、硬化時間・作業時間の最適化、膜厚や被膜硬度や柔軟性の最適化ができるため、作業性や被膜耐久性を向上させることができる。

• 溶剤を一切使用しない無溶剤化ができる
  旧来からある高分子タイプの無機有機ハイブリッドガラスコーティングは、ガラスコーティング剤として芳香族の有機溶剤に溶解して使用する必要があった。
  
  これに対して新しい低分子タイプは、溶剤を一切使用せずに高品質のガラスコーティング剤を提供することができる。
  
  無溶剤化によって、リッチ（厚膜化・高光沢・高耐久）なガラスコーティングができるだけでなく、塗装や人体・地球環境に対して安全でかつ、容易な作業にて行うことができるようになり、施工コストダウンと機能や性能向上ができるようになる。
  
  低分子タイプは、無溶剤だけでなく、アルコール系溶剤を使用することができるため、安全性や環境性を保ったままで液剤コストダウンやレベリング性向上が可能である。

• 施工性や機能性が高まる
  →　高品質・低コスト化ができる。

1. 脱アルコール・脱水反応による硬化であるため、硬化速度がマイルドであり添加剤によって硬化時間を制御できるため施工性が高い。
2. ・被膜の硬度や柔軟性を制御でき、膜厚が最適化できるため耐傷性を向上することができる。このため硬いだけではなく、粘り気も兼ね備えた強靭な被膜を形成できる。
3. 表面に有機官能基を配向することにより、シリカスケール（無機物汚れ）などのウォータースポットが固着を遅らせることができ、早めの除去により無機汚れの定着を防ぐことができる。
4. 塗装など有機物との密着を高める有機官能基と、強くて劣化しにくい無機ガラス骨格によって、撥水性や防汚性を高める有機官能基のハイブリッド構造であるため、一液で万能性の高い高品質な被膜が簡単にできる。
5. 液剤価格の適正化や施工性を高めることにより、総合的なコストダウンと作業の高品質化が両立可能となる。

 
弊社では、無機有機ハイブリッドコーティングの中でも、新しい低分子タイプを中心に開発製造をおこなっております。カーディテイリング事業者さまや、コーティング剤の卸売・小売事業者さまはお気軽にご相談ください。

ガラスコーティング剤は、下記の理由により一般のお客さまには販売しておりません。大変申し訳ありませんがご理解いただきたく、よろしくお願い申し上げます。

ガラスコーティング剤の一般販売についてhttp://coating.th-angel.com/2014/03/blog-post_27.html

（参考）
コーティング剤の選び方　～トップコートとして～
http://coating.th-angel.com/2015/03/blog-post_31.html

ハイブリッドコーティング　～トップコートとして～http://coating.th-angel.com/2015/06/blog-post.html

ハイブリッドコーティング　～ベースコートとして～http://coating.th-angel.com/2015/05/blog-post_12.html

新しい無機有機ハイブリッドコーティングhttp://coating.th-angel.com/2014/12/blog-post.html

新しいガラスコーティング剤についてhttp://coating.th-angel.com/2014/05/blog-post.html

ガラスコーティングの比較http://coating.th-angel.com/2014/03/blog-post_12.html

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ガラスコーティングを補うコーティング剤 ～メンテナンス剤として～

カーディテイリングショップやカーディーラーなどで、ガラスコーティングを施工されたお客さまより、普段のお手入れに使えるコーティング剤はありませんか？との問い合わせをいただくことがあります。

弊社では下記のような理由により、シリコーンレジンによるコーティングをオススメしております。そのポイントは、下記の３項目を挙げさせていただきます。

１．ガラスコーティングの無機汚れ固着を防ぐ
２．ガラスコーティングの防汚性（撥水性）を補う
３．ガラスコーティングの美観を補う

【シリコーンレジンコーティングとは】

一般ユーザーさま向けに市販されているものや、業務用・プロ用として流通しているほとんどのコーティング剤にはシリコーンが主原料として使用されています。これらは「シリコーンオイル」を使用しています。このシリコーンオイルは、原料価格がこなれていることや、製造が比較的容易なこと、機能性や性能面のバランスがとれている理由から広く使われています。

一方、弊社がオススメしている「シリコーンレジン」を原料としたコーティング剤は、シリコーンオイルよりも、ガラス質の基本構造の結合密度が高いものとなっております。この高い結合密度が、被膜の耐久性や持続性を維持するために重要となります。

シリコーンレジンはシリコーンオイルよりも、コーティング剤原料として機能性や性能面で優れている点が多いのですが課題もあります。その課題とは、コーティング剤としての製造技術や、原料や製造コストの面でハードルが高いものとなってしまうことです。

弊社では、シリコーンレジンを高濃度配合できるようにするため、品質を安定化させる製造プロセスの最適化を図ることで、車用としてこれまで難しかったシリコーンレジンを主原料するコーティング剤を、リーズナブルな価格で製品化することができました。

それでは、このシリコーンレジンコーティングがガラスコーティングのメンテナンス剤としてどのような作り込みをしていて、どのような特徴があるのかを見ていきたいと思います。

（参考）シリコーンレジンって何ですか？

１．ガラスコーティングの無機汚れ固着を防ぐ

ガラスコーティングの主な特徴・役割としては、持続性・耐傷性・防汚性が挙げられます。冠となる名前が「ガラス」ですから、ガラス質のハードコーティングをおこなうことであり、長期間にわたり塗装表面を守り続けることが求められます。

現在のガラスコーティングは、持続性や耐傷性については高いレベルにありますが、「無機汚れの固着を防ぐ」という機能性については、依然として課題が残っています。

ガラスコーティングの被膜がガラス質であるが故に、ガラスコーティングの表面は、ウォータースポットとか、イオンデポジットや水シミなどと呼ばれている「ガラス質の無機汚れ」が固着しやすいことです。

「無機物同士といった同じ性質の物質はくっつきやすい」と一般的に言われているように、水道水や雨水に含まれる無機物：カルシウム・マグネシウムやケイ素（Si）は、ガラス（Si-O）やガラスコーティングの硬化した被膜とは結合しやすいのです。

このため、古いタイプの無機物主体のガラスコーティングが、ウォータースポット（イオンデポジット、水シミ）の固着に悩まされていたことは、言わば当然のことなのです。

最近のガラスコーティングは、有機物である塗装との密着を高める目的のほかに、無機汚れの固着を遅らせることを目的とした「無機有機ハイブリッドタイプのガラスコーティング」に世代交代してきています。

無機有機ハイブリッドタイプは、無機のガラス骨格（基本構造）に加えて、表面に官能基（有機物を含む原子団）が表出するようにすることで、無機物同士が結合し難いようにしているものです。

しかし、無機有機ハイブリッド・ガラスコーティングが硬化した表面は、官能基によってバリアしているため、従来の無機主体ガラスコーティングと比較して、無機物の汚れの結合を遅らせる効果がありますが、どうしても基本構造がガラス質の無機物であるため、放置しますと同体化して取れにくくなるわけです。

【無機汚れ固着を防ぐシリコーンレジンコーティング】

上記のような無機汚れのウォータースポットを防ぐためには、主に有機物で構成されるコーティング剤や良いのかと問われますと、単純に「そうですね」と言うわけにはいきません。

主に有機物で構成されるコーティング剤というのは、古くから使われているカルナバロウなどの天然パラフィンなどを原料とするワックスがあります。これらは基本構造そのものが有機物で構成されているため、紫外線や高温によって比較的容易に分解されるため、耐久性が高いとは言えません。年単位～という長期間にわたる被膜耐久性を有するガラスコーティングとのバランスが悪い理由です。

せっかく、メンテナンスをラクにする意味でガラスコーティングしたのに、毎月のようにワックスがけしていたのでは、本末転倒というのか？ガラスコーティングの価値が半減してしまいます。

余談となりますが、時々、ガラスコーティングの上にワックスを塗るとガラスコーティングに悪影響があるのではないか？と聞かれることがあります。
「そんなに軟弱なガラスコーティングであってはならないでしょう」とお答えしています。

ガラスコーティングの本来の目的である「塗装を長期間保護すること」とバランスが良く、かつ無機汚れの固着を出来るだけ遅らせるには、ガラスコーティングと似た構造であるガラス状の無機骨格をもち、密着性と無機汚れを疎外する働きをもつ官能基を周囲に配向したシリコーンレジンコーティングによる補完をオススメいたします。

ここで疑問を待たれた方がいらっしゃるのではないでしょうか。

基本構造が無機骨格ならば、ガラスコーティングと同様に無機汚れがくっつきやすいのではないのか？と言う疑問です。
確かにシリコーンレジンコーティングは、ガラスコーティングと似た組成・構造なのですが、骨格の結合密度が異なることに大きな違いがあります。

基本構造の結合密度が高い場合は、硬化した被膜を形成します。これが、硬化するガラスコーティングであり、結合密度がガラスコーティングほどには高くない場合は、液体のままで、しなやかな被膜を形成することができます。

弊社のシリコーンレジンコーティングは、基本構造の結合密度をできるだけ高めていますので、施工後も液体のままでありながら、粘弾性をもった耐久性・持続力の高い液体被膜を形成することができます。

（参考）シリコーンレジンコーティングの粘弾性と滑り止め

無機汚れが固着するメカニズムは、硬化した被膜の無機物と「共有結合≒同体化」するために、まさに「固着」するわけです。

これに対して、被膜が粘弾性を持った液体である場合は、被膜自体が流動性を持っている、しなやかな液体コーティングが間に存在して、硬いガラスコーティングと無機汚れが塊として固着する前に、無機汚れを拭き取ってしまえば、ウォータースポットなどの固着を防ぐことができるというわけです。

２．ガラスコーティングの防汚性（撥水性）を補う

（１）親水性を維持することは非現実的

水や油をはじく表面にすることによって汚れの密着を防ぐわけですから、撥水性や撥油性が高いことが、コーティングの基本的な機能性として求められるわけです。

しかし、よくある話に、親水性表面はウォータースポット（イオンデポジット）ができにくい。ということが聞かれます。それは実験室などにおいて、理想的な環境が維持されているような、きわめて限定的な条件での話です。

せいぜいショーカーなどの屋外に持ち出さず常に磨きあげているような車を除き、道路を走り、汚れた雨に打たれ、排気ガスなどに常にさらされている使用環境においては、親水性コーティングの実用性には問題があります。

Si-Oの一般的なガラスの表面は水を弾かない親水性です。特殊な加工をしていない家の窓ガラスや、洗面台の鏡もクリームクレンザーなどで磨いてみてください。直後は水をかけると水は平たく拡がり、見事な親水表面になっていることがわかります。

しかし、屋外に面しているガラス表面の親水性は、ほんの数時間から長くても数日程度で撥水性に変化していきます。撥水性に変化する理由は、油分など様々な物質を含んだ空気や雨、ちりやほこりなどがガラス表面に付着するからなのです。

恒久的に親水性を維持できる表面を実現するには、「光触媒によるセルフクリーニング機能を持った表面処理」と、「雨水などによる洗浄」といった特別な仕組みが必要なのですが、塗装などの有機物への密着を維持できる光触媒コーティングは、未だに実用化されていません。

ですから、ガラスコーティングも含めて、セルクフクリーニング機能を有する親水性表面を維持することはできなのです。

さらに一般的な誤解として、光触媒による親水性表面は、セルフクリーニング機能によって、汚れが雨水と一緒に流れ落ちるというのは、有機物汚れを分解する機能によるものであるのに、あたかもウォータースポットのような、無機汚れまでも洗い流すようなことが言われています。

さすがに、いかに光触媒であっても無機物は分解できませんので、無機汚れの付着や固着を防止することはできません。

（参考）親水防汚：光触媒コーティングの現状と課題　その１

親水性コーティングの課題まとめ

①ガラスコーティングによる親水性表面は、数日程度しか持続性がなく、その後は撥水性表面に変化する。

②光触媒コーティングによる親水性表面は、有機物分解により塗装上に留まる事ができず持続性がない。光触媒が効いていると塗装表面を分解し傷める。

（２）撥水性の表面は防汚性である

前置きが大変長くなりました。汚れの固着を防止する防汚性の観点から上記のような親水性表面は現実的ではありません。自然界をみても防汚性を維持する表面は、撥水性となっております。その理由を探ってみたいと思います。

本来汚れの付着を防ぐには、撥水性（疎水性）・撥油性である必要があります。汚れの成分の多くは、水や油に溶け込んだり混ざったりしたものが、表面に付着して、その後の水分の乾燥や化学的変化によって、塗装表面に密着するわけですから。

植物や動物の表面は、汚れの付着を防ぐために、非常に優れた撥水機能を有効利用しています。例をいくつか挙げてみましょう。

植物の葉は、総じて撥水性です。植物が養分を得て生きていくのに必要な光合成は、葉っぱに日の光が充分に当たることが大切です。植物の呼吸は葉っぱの裏側にある、小さな穴「気孔」を通して二酸化炭素を取り入れて光合成をおこなう原料としています。

泥水や雨水に含まれている汚れが付着して、日が経つごとに汚れが堆積すると、十分な光が届かなくなったり、気孔が塞がれたりして生きていくことができなくなってしまいます。

蝶の羽根や胴体は、撥水性をもっています。因みにセミやカブトムシなども撥水性です。
モンシロチョウに、赤や青で着色した水を、ジョウロや霧吹きを使って蝶にふりかけても、着色した水はキレイに弾かれすぐに流れ落ちてしまい、モンシロチョウの白さに影響はありません。

軽く小さな蝶々にとっては、水の付着（水による濡れ）もそうですが、大気中の様々な汚れ物質が、羽根や胴体にある呼吸をするための小さな穴に固着すると、生命が危うくなってしまいます。

同じことは、カラスやスズメなどの鳥類なども、汚れを含んだ雨水が降りかかっても飛翔に影響することはありませんね。汚れない理由には、羽根を含め全身が素晴らしい撥水性をもっていることが大きく貢献しています。

いかがでしょうか、このように生物界における汚れが固着しにくい表面には、水を良く弾く撥水性が求められるわけです。

それでは、ガラスコーティングの撥水性はどのようになっているのでしょうか。

前述しましたように、ガラスコーティングの基本構造である無機のガラス質骨格は、基本的にSi-Oとなっていますので、表面自由エネルギー（表面張力）が水よりも大きいため、水となじみやすい親水傾向となります。

これに対して、新しいタイプの無機有機ハイブリッドのガラスコーティング剤は、前記の「１．ガラスコーティングの保護性能を補う」のように、無機ガラス基本構造の周囲に撥水性※をもつ官能基（有機物を含む原子団）が配置され、単純な無機ガラス表面と比較して、撥水性を帯びるようになります。

※.表面自由エネルギー（表面張力）の小さい官能基を配向（配置）することで疎水性＝撥水性表面となる。

無機有機ハイブリッドタイプであっても、基本構造がガラス質であるため、親水性と撥水性の両方の性質をもっているため、撥水性を高めるにしても限界があります。

【防汚性（撥水性）を補うシリコーンレジンコーティング】

単純に撥水性を高めることで、さまざまな有機物汚れや無機物汚れの付着を防ぐという意味では、表面自由エネルギー（表面張力）を最小にしてあげれば良いのです。表面自由エネルギーが最小となるコーティング剤の原料として、理屈の上ではフッ素樹脂がチャンピオンとなるわけです。

しかし、車のボディ塗装用のコーティング剤となりますと、フッ素樹脂には課題があります。

フッ素樹脂の定着の問題です。フッ素樹脂は様々な汚れを寄せ付けないのですが、それは同時に、自らが塗装表面やガラスコーティング表面と密着しにくい性質をもつことが挙げられます。これは被膜の耐久性や持続性に課題があるということになります。

そこで、フッ素樹脂に次いで撥水性が高く、耐久性や持続性の高い物質となりますと、ガラスコーティングと同じようにケイ素（Si）を原材料とした「シリコーン」となるわけです。

パラフィン系（カルナバロウなど）の天然素材を採用したワックスを除き、液体コーティング剤のほぼ１００％は、シリコーンを主な原料としています。

シリコーンによる液体コーティング剤は、ガラスコーティング剤と似た組成でできているため、ガラスコーティングへの密着や、屈折率差のない透明感のある光沢が得られるものとして、良好な相性となる特徴があります。

現在市場に流通している液体コーティング剤やメンテナンス剤は、シリコーンオイルを主原料（一部シリコーンレジンを添加しているものもあるようです）としています。シリコーンオイル原料のコーティング剤やメンテナンス剤も、フッ素樹脂原料品に次ぐ優れた撥水性が得られるのですが、耐久性や持続性に関しガラスコーティングとのバランスが不充分と考えます。

ガラスコーティングをおこなう目的のひとつとして、洗車をはじめとした「メンテナンス作業の間隔が長くなった場合でも汚れの固着を防ぐ」ということを考えると、メンテナンス剤に求められることも、ガラスコーティングの防汚性＝撥水性を補い、かつ長期間の持続性・耐久性が要求されるということが言えるのではないでしょうか。

従来のシリコーンオイル原料によるメンテナンス剤の防汚性・撥水性を持ちながらもっと長く、その機能性を維持することができるメンテナンス剤が、シリコーンレジンコーティング剤なのです。弊社がオススメする理由がここにあります。

３．ガラスコーティングの美観を補う

コーティング仕上がりの美観を表すのに、「輝き」や「艶」があると呼びます。
その輝きや艶の中でもガラスコーティングの光沢は、「ソリッドあるいは硬質」になると表現されることがあります。

光沢とは、鏡面などの表面に反射した光の散乱の仕方によって、感じ取られる見え方ですが、光沢の感じ方については、最近も科学的な評価方法についての発表：生理学研究所　http://www.nips.ac.jp/contents/release/entry/2014/09/post-277.html　がありますように、未だに研究対象となっているようです。

どのような表面になると「硬質とかソリッドな艶」になるのかは別にして、私たちは普段の生活の中で「濡れたような艶」を体験したことはないでしょうか。「雨に濡れた石造りの歩道」や、「洗髪し乾燥させる前の髪の毛」の艶が、身近な例として挙げられます。

これはまさに水によって表面がまんべんなく濡れた状態です。この濡れたときの独特の光沢は、水の被膜が表面を覆い、水の膜を通して反射した光の具合がこの独特の美しさを醸し出すのではないでしょうか。

ただ残念なことに、石や髪の濡れたような光沢が良いなー、と思っていてもやがて乾いてしまいますので、濡れたような光沢を維持させることは難しいのです。

おそらく、石の表面や髪の毛の表面には細かな凸凹があるため、乾燥した状態ではその凸凹に光が反射することで、艶や光沢が弱く感じるのではないでしょうか。

石や髪が水に濡れますと、石や髪の表面に薄い水の膜ができ、細かな凹凸も水が覆いますので、光の反射の仕方に微妙な違いが生じて、濡れたような独特の光沢が生まれるものと考えられます。

ガラスコーティングの光沢は「ソリッドや硬質」という風に表現され、「濡れたような」輝きや艶とは少し趣の異なる光沢となるようです。

車のボディを濡れたような光沢にしたい場合は、従来ですとカルナバロウのようなパラフィン系の天然材料を用いたワックスを塗布することがありました。

しかし前述のように、メンテナンスなど手入れを楽にするために、せっかくガラスコーティングを施工しているのにもかかわらず、古く酸化したワックスを剥離したり、まめな塗り直しが必要になるので、あまり相性が良いとは言えません。

近年は天然ワックスのわずらわしさを改善する意味で、ガラスコーティングとの親和性が高いシリコーンを応用したコーティング剤が使用されています。

ワックスやシリコーンオイルを原料としたコーティング剤を塗りますと、まさしく油っぽく少しぎらつくような、光沢になりますね。これはワックスやシリコーンオイルコーティング剤が、液体のままの状態で、ガラスコーティング表面に、油っぽい被膜をつくるからだと考えられます。

【濡れたような光沢を補うシリコーンレジンコーティング】

弊社がオススメするシリコーンレジンコーティング剤は、シリコーンオイルよりもガラス質の結合密度が高く、耐久性や持続性が高いので、液体の状態でより長期間にわたり被膜を形成するため、濡れたような光沢をより長く維持することができます。

また、シリコーンレジンコーティングの表面は、ワックスやシリコーンオイルコーティングのようなベタつきがない（油っぽくない）こともあり、濡れたような光沢でありながら、ガラスコーティングの「ソリッドや硬質」な光沢との違和感が少ないことも特徴です。

 
（参考）最高のトップコート　～ハイブリッドコーティング～
http://coating.th-angel.com/2015/06/blog-post.html

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コーティングの耐久性と光沢 ～膜厚と多層化リスク～

光沢・艶を出す。
コーティングに期待する重要な機能性です。

最近お客様より「光沢を出したいので膜厚をアップしたい、複数回ガラスコーティングを重ねることで、もっと光沢を出したい」と言うようなお声をいただくことが増えているように感じます。

光沢については、工業的な基準としてはJIS Z8105,Z8741,K5600-4-7（日本工業規格）などや、ISO 2813（国際標準化機構）などで用語・測定方法などが定義されています。
工業における定義や測定方法などは上記のようなものがあります。

実際のところ、あくまでも人がどのように感じるのか、というところが最終的な目標であるような気がします。しかし感性については、人それぞれによるところがありますので、「光沢」について脳科学などの生理学などでは、未だに興味の尽きない分野でもあるようです。

自動車ボディなどの光沢や艶と言った場合、光や表面に映る像が、鏡のようにハッキリ・クッキリと見えてかつ、その映り方に深みが感じられるのかといったことが求められるのではないでしょうか。

ハッキリ・クッキリを映り込むというのは、表面の平滑性が高く・乱反射が少ない表面であることが必要ですし、映り方の深みと言う点では膜厚や平滑性なども関連してくるのではないのでしょうか。もちろん被膜の透明度や屈折率が均一であることも重要です。

ガラスコーティングでは透明度が高く屈折率が均一であることは、概ねどのようなコーティングであっても第一条件だと思います。更なる光沢や艶の深みを追及する場合は、膜厚をアップさせることが考えられます。


今回は、ガラスコーティングの光沢と厚膜化・多層化について、耐久性とのトレードオフ関係を考えてみたいと思います。

塗装とガラスコーティングの現状

自動車の塗装技術は、言うまでもなく年々進化しております。

ご存知のようにメタリック塗装や、パール塗装のようなキラキラと輝く、金属粉やマイカ粉を混入した塗料を使用しますと、金属やマイカの腐食・酸化や飛散・ハガレなどを防ぎつつ、美しい光沢を出すために、クリア塗装を上塗りをする必要があります。

かつてはメタリックやパール紛体を含まずに、顔料などによる「色」を出すソリッド塗装は、クリア塗装を上塗りしない場合がありましたが、近年はソリッドカラー塗装でもクリアを上塗りしている新車が多くなっております。

ソリッドカラーを含めて新車塗装におけるクリア塗装は、概ね３０μm以上の膜厚があるようです。

（参考）クルマの塗料・塗装方法の進化　日本自動車工業会

http://www.jama.or.jp/lib/jamagazine/jamagazine_pdf/201503.pdf

正直に申し上げますと、３０μｍ以上のクリア塗装劣化がない新車においては、数μｍ程度のガラスコーティングをかけても、美観上のその違いを感じにくくなっていることは事実です。

塗装がフレッシュで美しい光沢をもつ新車に対するガラスコーティングは、光沢や艶の追及というよりも、今後車を使用していく中での微細な傷つきからの保護や、汚れの付着や酸化防止し、できるだけその美しさを維持させる意味合いが大きくなります。

塗装表面がフレッシュな新車の分厚いクリア塗装の上においては、ガラスコーティング施工部と未施工部を比較するような見方であれば、その違いが解ると思います。しかし、ガラスコーティングの膜厚を多少アップしたからと言って、その違いを際立たせることは難しいのではないでしょうか。

むしろ、むやみにガラスコーティングのように硬度が硬い皮膜を厚くしたり、多層化したりしますと、クラックやハガレを起こしやすくする原因となるため、本来の保護性に支障をきたし、光沢などの美観にも逆効果となるリスク要因となる可能性が高まります。



膜厚アップや多層化させる弊害

最近巷で、ガラスコーティングを塗り重ねて多層化することで、見かけの膜厚をアップするようなものが聞かれます。ガラスコーティングの膜厚を上げ過ぎたり、多層塗りする弊害の要因を考えてみましょう。


１．多層間の密着不良による剥離リスク

ガラスコーティングを何度も塗り重ねすることで、見かけの膜厚をアップさせることにより、光沢や艶を出すという発想があり、ガラスコーティングなどの硬化被膜を多層化するものがあるようです。

この多層化による弊害として間違いなく言えることは、塗り重ねるほど層間の界面が増えることによって、コーティング層間の密着部に「剥離リスク」を抱えた箇所がどんどん増えていきますので、コーティングが剥がれる確率が高まるというなのことです。

厄介なことに、施工直後は綺麗に密着しているように見える場合でも、コーティング施工後、日時が経過するにしたがって、様々な化学的物理的刺激や変化を受け、各層ごとの状態がわずかに変化や刺激が加わることで、剥離・ハガレが発生する可能性が高まることが考えられるのです。

【多層コーティングのイメージ】
----------------------------------
　　コーティング　ｎ層
----------------------------------　←剥離リスク
　　　　　　・
----------------------------------　←剥離リスク
　　　　　　・
----------------------------------　←剥離リスク
　　　　　　・
----------------------------------　←剥離リスク
　　コーティング　３層
----------------------------------　←剥離リスク
　　コーティング　２層
----------------------------------　←剥離リスク
　　コーティング　１層
----------------------------------

　　　　　塗装面

----------------------------------



２．膜厚アップによるクラック発生リスク

コーティングを塗り重ね多層化したガラスコーティングの界面の密着が、非常に強力で、完全な理想的なものであったとしましょう。その場合は、塗り重ねた回数が多いほど、分厚いガラスコーティングができる訳です。

このように、ガラスコーティングの厚みが増していきますと、ガラスは硬くて脆いために「応力＝ストレス」の影響を受けやすくなっていきます。

例として、同じガラス材で作られた厚みの異なる「ガラス板」をみてみましょう。
　
同じ材質のガラス板でも厚みが薄い場合は、曲げ半径が小さくても割れにくいですが、分厚い場合は、同じ曲げ半径であっても割れてしまうことがあります。

身近な木材の例で言い替えてみます。薄い杉板（厚さ1mm）と、厚い杉板（10mm）に対して、曲げ半径50mmに曲げてみましょう。厚さ1mmの杉板は割れないかもしれませんが、10mmの杉板は割れてしまうかもしれません。

ガラスは硬くて脆く（脆性が高く）、粘りが少ない（靱性が低い）ものなので、少しの厚さの違いで割れやすさが大きく影響します。

ある板ガラスメーカーさんによる、同一材質の薄板ガラスの破壊が起きる曲げ半径データがあります。一部のデータを下記のようにご紹介します。

【破壊の起こる曲げ半径】

• ガラス板厚0.50mmの場合：曲げ半径350mm
• ガラス板厚0.10mmの場合：曲げ半径 70mm
• ガラス板厚0.05mmの場合：曲げ半径 40mm

ガラスコーティングは、上記ガラス板に近い物性を持っていますのでコーティングの膜厚が増すほど破壊＝クラックが起きやすくなります。

以前のブログ記事コーティングの硬度でも触れましたが、同じ膜厚の場合、ガラスコーティングの硬さが増すほどクラックが発生しやすくなります。このため弊社のガラスコーティング剤では、多少の柔軟性を持たせて、あえて鉛筆硬度9Hとはせずに7H前後に調整して、クラックの発生を防いでいます。

参考にガラスが割れるメカニズムと、厚さと応力の関係について解りやすく解説したページをご紹介いたします。
旭硝子株式会社【ガラスの豆知識VOL.21 ガラスの強さ】
https://www.asahiglassplaza.net/gp-pro/knowledge/vol21.html

余談になりますが、車の塗装のクリア塗装膜厚は３０μm前後とガラスコーティングの数μｍ以下よりも一桁程度の膜厚があっても、クラックや剥離が生じない理由の一つには、鉛筆硬度3H前後とそれほど硬くせず、柔軟性を持たせていることが挙げられます。

膜厚を上げ過ぎたり、多層コーティングをした後、時間経過が少ない場合は被膜の経年変化がほとんどないため問題になりにくいのですが、時間が経ちますと車の振動・形状のひずみ、紫外線・酸素・熱・水分・化学物質などによってストレスが加わり、少しずつ化学的物理的変化が進行します。

このような応力＝ストレスの蓄積は、眼には見えにくい細かなクラック（ひび割れ）や、多層塗り各層間の密着不具合が発生しやすくなり、美観上の濁りや部分的なハガレの原因となります。



ガラスコーティングとトリートメントの役割

前述のようにガラスコーティング目的は、塗装の微細な傷つきの防止、汚れの付着防止、塗装表面の劣化や酸化を防止することで、塗装本来の光沢や艶、鮮やかな色合いといった美しさを長く保つことであると考えます。

とはいえ、残念ながらガラスコーティングは万能ではありません。

ガラスコーティングは無機物汚れ（ウォータースポット・イオンデポジット）が固着しやすく、膜厚を上げることによる上記のような弊害を避ける意味で、光沢の深みが感じられにくいといった特性を持つため、弊社では下記のようなガラスコーティングを補うトリートメントの併用をオススメしております。

弊社トリートメントは硬化するタイプではなく、液体のまま表面に付着し続けるものです。トリートメントを塗りますと「濡れ」によって、表面の微細な凹凸を埋め、光の乱反射を抑える効果があります。これによりガラスコーティングの硬質な輝きを補い、文字通り濡れたような深みを与えることができます。

例えると、ピアノのような黒いツルツルの表面に水を垂らしますと、表面が濡れている間は、一層の深い滑らかな光沢になりますが、そのような濡れた状態を長期間維持できるようにしたものと考えてください。

このトリートメントは、基本的な分子骨格がガラスと近似した３次元ガラス骨格シリコーンレジンを使用しておりますので、このような濡れ効果が長期間持続し、時間経過とともに表面が多少荒れた場合も洗車をして拭き上げることによって、再び濡れたような美しい表面を回復することができます。

弊社のガラスコーティングとトリートメント（シリコーンレジン）は、原材料としては同じ材料を用いておりますので、上塗り界面の屈折率変化にともなう光沢の濁りも極小に抑え、ふたつの相乗効果によって最高のパフォーマンスが得られるようにしております。

（参考）フッ素コーティングとは（その４）　～透明度・光沢と屈折率について～
http://coating.th-angel.com/2014/08/blog-post.html

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コーティング硬度について

ガラスコーティングなどコーティングの硬度に意味があるのか？というご質問をいただくことがあります。

その際にお客さまから、下記の「例１．豆腐に貼った金箔ＶＳ箸」のようなたとえ話をお聞きしました。

例１．豆腐に貼った金箔 ＶＳ お箸

比較的柔らかい塗装の上に、比較的硬いコーティングをしても柔らかい塗装の硬度が支配的になるのではないのか？
「例えば、柔らかい豆腐に貼り付けた硬い金箔は簡単にお箸で窪みや傷が付けられるではないのか」

一見すると確かにこの例では、そういうこともあるなー？！と考えさせられます。しかし、人間が操作するお箸のパワーに対する豆腐や金箔の例が適正なのでしょうか？


スケールが滅茶苦茶にかけ離れているような気がします。その他の例でその考え方の極端さを考えてみましょう。

例２．土壌に舗装したアスファルト ＶＳ スコップまたはパワーショベル

例えば、舗装道路を見てください。柔らかい土の上に舗装した硬いアスファルト舗装に対してスコップを使って人力で掘り返す場合、アスファルト表面に多少の傷は付けられるでしょうが、掘り返すのはものすごい労力が必要ですね。
スコップの代わりに、強力なパワーショベルを使うとどうでしょうか？
土に対するアスファルトによるコーティング（舗装）は、スコップにはすごい強さを発揮しますし、大型のパワーショベルにはひとたまりもありません。

このように、スケール感が違い過ぎて果たして、豆腐と金箔のたとえ話が適当なのかさっぱりわかりません。
というのが正直な感想です。

そこで、ボディコーティングに対してもう少しスケール感が近くて、身近な例題を考えてみたいと思います。

アルミ鍋のアルマイト処理

アルミニウムは手に入りやすく安価な材料で加工がしやすいので、台所にある鍋ややかんの材料として一般的ですね。

このアルミはそのままの状態で鍋として使用しますと、アルミは柔らかいので傷つきやすく、細かい傷がつくとその隙間に入った食材が洗い流しにくくなり、雑菌が発生しやすくなるとか、アルカリや塩による腐食の進行が早いなど、鍋の機能性として不都合な場合があります。

そのようなアルミ鍋の機能性を改善する表面処理方法として、アルマイト処理があります。アルミの表面に数μｍ程度以上の酸化被膜をコーティング状に処理するわけですが、この薄い被膜により地金のアルミ鍋よりも格段に使いやすくなるのです。

その理由は、柔らかいアルミの表面に硬く滑らかなアルマイト表面処理をすることで傷がつきにくくなります。同時に食品に含まれるアルカリや塩、酸による腐食から守ります。

このような効果により、アルミ鍋は美しく、洗浄が楽で清潔な状態を保ち続けることができるのです。

自動車ボディの場合

自動車ボディは金属を使用するのが一般的ですので、地金のままですと腐食（錆）が発生し、見た目も金属色のままでいぶした感じになり、それがが良いと言う方は限られるでしょう。

自動車ボディは、一部の競技自動車などにはアルミボディもあるようですが、ほとんどの場合は「鉄」でできていますね。ですから上記のようなアルマイト処理は自動車ボディにはできません。

鉄の場合は金属メッキ処理も可能性としては考えられますが、美しく滑らかに仕上げるにはコストがとても高くなりますし、ピッカピカ金属色になるのでこれも好みが別れるところです。金属メッキだけでは結局腐食の問題があるので、透明のクリア塗装などの上塗りが必要になると思われます。

塗装による保護

そこでコストパフォーマンスが良くて、色合いなどさまざまな趣味嗜好に対応できる塗装が施されているわけです。塗装はそのままでも美しさを保持しながら、擦過や摩耗による傷つきや、金属（鉄）の腐食を防いでくれます。

自動車は新車であれば、言うまでもなく百万円以上もする高価な買いものですし、そのユーザーのライフスタイルを強く反映したデザイン性や趣味性をもち、しっかりとした中古車市場もあるため、再販価値も重要なものであります。

そのため、屋外で使用することによる日光・風雨や大気汚染、泥はね海水被りなどに加えて洗車などの、様々な外的な傷つきや腐食・劣化から守ることが重要なわけです。自動車の使用形態やライフサイクルと製造コストや商品価値などを考慮して、各自動車メーカーはそれぞれの考え方を反映した塗装を施しています。

そういった意味では塗装が防護の役割を担っているわけですが、一旦腐食劣化したり細かい傷がつきますと、塗装を部分的に補修することは色合わせなど大変厄介です。

全体的な劣化に至っては、全塗装という大がかりで高コストな改修が必要になりますし、全塗装の場合は、自動車工場から出荷されたような塗装品質に仕上げることは大変に困難です。

高硬度ガラスコーティングの意味

このように、塗装の状態は使用中の自動車の価値を左右するものであるため、美観を維持しながら保護をすることを、維持コストを抑えつつ守って行く必要性が高いわけです。

塗装の部分補修や全塗装をできるだけ回避しつつ、比較的柔らかい塗装（鉛筆硬度2H～4H程度）をガラスコーティングなどの比較的硬い被膜（5H～9H程度）で、摩耗や微細な傷から守ることは、メンテナンス性やコストパフォーマンスの点からバランスの良い選択であると言えるのではないでしょうか。

コーティング剤を開発製造する立場からは、高硬度コーティングを選択する際には、下記の点をご注意いただきたく存じます。

（参考）ガラスコーティング【モース硬度7】の不思議　http://coating.th-angel.com/2014/02/blog-post_17.html

（参考） ガラスコーティング剤におけるクリスタル/クオーツやダイヤモンドとは　http://coating.th-angel.com/2014/03/blog-post_29.html

硬度とクラック

硬度が硬いほど良いと言われるガラスコーティング商品やサービスがありますが、ガラスコーティングは化学合成品であるため、被膜の硬さが増すほどに脆く壊れやすくなり、「クラック」と呼ばれる微細なひび割れ損傷が発生しやすくなります。

クラックは硬化の過程や使用中の物理的化学的刺激などより発生し、見た目の「クスミ・濁り」になったり、「被膜が剥がれ落ちやすくなる」ことの弊害の原因になります。

施工店さんの現場で作ることができるガラスコーティング（非晶質ガラス）は、鉛筆硬度9H程度が最高硬度となりますが、コップや窓ガラスなどの厚みのあるものと比べて、ミクロン（μm）単位の被膜では硬さゆえの脆さの影響が大きくなります。

クラック発生を回避するためには、少し粘り気を持たせる必要があり、6H～8H程度の硬度が最適であると考えます。

膜厚と硬度

膜厚はある程度厚い方が良いと思います。しかし硬度が同じ場合被膜が厚くなるほどクラックが発生しやすくなりますので、上記のような若干の粘り気のある6H～8H程度のガラスコーティングでは2～4μm前後の膜厚が、微細な傷からの保護という意味でもバランスが良いのではないかと考えます。

硬度が同じ場合は、膜厚が厚くなるほどクラックが発生しやすくなるため、硬度9H程度のガラスコーティングでは0.5μm～1μm程度の薄い膜にしないと、クラックの発生が問題になります。

このように余りにも薄い被膜では、摩耗や微細傷も塗装まで達してしまう可能性が高まります。

（参考）ガラスコーティングの耐久性と光沢　～膜厚と多層化リスク～http://coating.th-angel.com/2014/09/blog-post_14.html


（参考）自動車工業会ウェブ http://www.jama.or.jp/lib/jamagazine/jamagazine_pdf/201503.pdf　によりますと、自動車ボディ塗装のもっとも外側の塗装被膜（上塗り）の膜厚はおおむね30μm～40μmとなっています。

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