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塗料 とりょうpaint

翻訳|paint

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

塗料
とりょう
paint

物体に錆止め防湿防食,耐薬,耐油の性質をもたせて保護するため,表面に塗って薄い皮膜固化するもの。このほか物体を美しく見せたり,標識に使ったりするために塗る場合もある。種類は非常に多く,大別すると,油性塗料,合成樹脂塗料ラッカーシンナー,アルコール塗料,水性塗料,電気絶縁塗料となる。このうち油性塗料はボイル油,堅練りペイント調合ペイント合成樹脂ペイント,錆止めペイント,パテ,油ワニス,油エナメル,油性下地,船底塗料,その他エナメルに分れる。合成樹脂塗料はフェノール系,アルキド系,メラミン系,尿素系,ビニル系,エマルジョン系,エポキシ系,ポリエステル系,ポリウレタン系,特殊樹脂系がある。一般に有色塗料をエナメル,透明塗料をワニスクリヤーともいう。

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百科事典マイペディアの解説

塗料【とりょう】

物体表面に塗布し,乾燥することによって耐候性・耐久性のある連続固体被膜を形成し,表面の保護および美化に役立つ流動性物質の総称。透明塗料は,不揮発成分の塗膜形成主要素(乾性油,樹脂,合成樹脂,セルロース誘導体,カゼインなど)および塗膜形成副要素(ドライヤー,分散剤,乳化剤可塑剤など)と,揮発成分の塗膜形成助要素(溶剤)からなり,着色塗料の場合にはこれ(展色剤という)に顔料を加える。

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世界大百科事典 第2版の解説

とりょう【塗料 paint】

流動性の物質で,物体の表面に塗り広げた後,所定の条件のもとで固化,硬化し,連続した皮膜となり,被塗物の美化および保護などの作用をするものをいう。広義にはペイントを塗料の意味に用いることもあるが,一般には顔料を含む塗料をペイントと総称する。塗料の硬化条件には,空気中に放置,所定の温度で所定の時間加熱,電子線の照射,紫外線の照射などがある。塗料の性能としては次のものがあげられる。(1)物体の保護 防湿,防食,耐油性,耐酸性,耐アルカリ性。

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大辞林 第三版の解説

とりょう【塗料】

物体の表面に塗って着色し、また保護するためのもの。漆・ペンキ・ワニスなどの類。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

塗料
とりょう
paint and varnishcoating (material)英語
Anstrichドイツ語

流動体物質を物体の表面に塗り広げて薄い層をつくり、のちに固化して物体の表面の保護、着色などのために用いられるものの総称。[垣内 弘]

塗料使用の目的

物体は大なり小なり外的な影響によって、なんらかの侵食作用を受ける。また、素材のみでは表面的な商品価値が低い場合が多い。そこで外界からの影響を受けないように保護し、次のような目的のために塗料で塗装する。(1)物体の保護、防食、耐油・耐薬品、防湿など。(2)光沢の付与、美化、平滑化、標識など。(3)生物の付着防止、殺菌、伝導性調節、反射など。[垣内 弘]

組成と分類

塗料の主成分は、塗膜形成成分のビヒクルvehicle(展色料)と、顔料成分からできている。ビヒクルというのは透明塗料に相当するもので、顔料などを分散させて塗料に流動性を与える成分であり、顔料は塗膜に色彩を付与する成分である。[垣内 弘]

歴史

塗料の歴史は、ビヒクルと顔料を用いた絵画に始まる。それは2万年前の石器時代にまでさかのぼり、スペインのアルタミラなどの洞窟(どうくつ)画がみられる。当時の着色料すなわち顔料は、黄土のような粘土、ビヒクルには水、アラビアゴム、卵やゼラチンなどが用いられた。ギリシアやローマ時代にも同じような絵画が残っている。紀元前1000年ごろには、エジプトにワニスが現れた。乳香やサンダラックのような軟質の天然樹脂を植物油とよく練り合わせ、これを指やナイフを使って塗り付けた。この塗装を施した当時のミイラの棺は、現在でも損なわれることなく保存されている。
 乾性油ワニスの製造は、1670年ごろから家内工業的に始まり、1800年代にフランス、ドイツにワニス工場が設立された。19世紀後半に、経済活動が活発になるとともに塗料の需要が増大して、1890年にはロジン変性グリセリンエステルのワニスが、1927年に油変性アルキド樹脂のような合成樹脂塗料が登場してきた。1940年にエマルジョン塗料が開発され、第二次世界大戦後、プラスチック(合成樹脂)が発展するのに伴い、これを原料とする合成樹脂塗料が多く登場した。[垣内 弘]
日本
日本の塗料の歴史も古く、縄文時代、弥生(やよい)時代に、漆や着色粘土、金属酸化物を油やデンプン、にかわ(膠)などと練り上げてつくった絵の具や漆が塗装や彩色に用いられた。日本の塗料は、代表的な漆のほかに柿渋(かきしぶ)、桐油(きりゆ)などを主とし、庶民の日用品、さまざまな木材などに防水、防腐の目的で施された。
 長い間の鎖国政策ののち、初めてヨーロッパから油塗料のペンキが輸入された。軍事的な面からも塗料の国産化が要望されて、1881年(明治14)東京に光明(こうみょう)社(後の日本ペイント株式会社)が設立され、亜鉛華、ボイル油、堅練りペイントなどの製造に着手した。海軍が国防上の必要から国産塗料の保護育成を図り、海軍の拡張につれて船底塗料関係の研究・開発が行われた。1914年(大正3)に第一次世界大戦が始まって、欧米から日本への塗料の供給が途絶えた。これを契機として国産塗料の製造が飛躍的に増大し、国内需要にこたえたばかりでなく、アジア市場への供給も独占した。塗料工場も明治末の28工場から、大正末には101工場へと発展している。
 第二次世界大戦後は、ユリア樹脂(尿素樹脂)やメラミン樹脂塗料、エマルジョン塗料の生産、続いてエポキシ樹脂塗料など、次々と新しい塗料が開発され、合成樹脂塗料時代に入っている。[垣内 弘]

塗料の原料

塗料の原料は多種類にわたり、塗膜構成主要素と副要素、顔料と溶剤とに大別される。塗膜構成主要素として乾性または半乾性油脂は現在でもおもな原料ではあるが、1980年ごろから各種合成樹脂塗料に置き換わってきた。天然樹脂の使用も減少したが、天然ゴムや繊維素からの誘導体はいまでもよく使われている。これに対して合成樹脂は品質が一定で、かつ供給も安定化しているので今日の塗料の主流となっている。とくに要求される塗膜の性質にマッチするような変性が可能という特色ももっている。副要素的なものは先に述べた乾燥剤や可塑剤的なものである。
 顔料は一般に水や溶剤に不溶の有色の粉末で、溶剤に可溶の染料と区別される。塗料に対する顔料添加の効果は、着色、隠蔽(いんぺい)、粘性の付与、塗膜の補強、防食などである。塗料状態でも顔料はビヒクル中に十分に分散しており、塗膜として乾燥したあとでも分散した状態を保っている。
 溶剤は、一般に塗料を流動状態に保つために加える。有機系の溶剤が多いが、20世紀後半以降、その蒸発による大気汚染を警戒して使用が大幅に制限されるようになった。水溶性塗料は水で希釈するが、この場合は水を溶剤とはいわない。環境に与える影響が小さく、引火性の少ないものを使うのが望ましい。[垣内 弘]

塗料の製造法

塗料は分類法によりさまざまな名称でよばれるが、以下、油性塗料に属するものについて記す。
 油性塗料はおもに天然の油脂などから製造されるビヒクルを用いる塗料であり、漆、カシュー系塗料、油ペイント(油性ペイント)、油性エナメルなどがある。[垣内 弘]
漆、カシュー系塗料
漆に似たものにカシュー系塗料がある。インド産カシュー実の殻から抽出したカシュー核油はウルシオールによく似た成分、カルドールやアナカルド酸を含有している。油溶性フェノール樹脂といっしょに加熱し反応させたビヒクルは、漆の代用として使われている。[垣内 弘]
油ペイント
ボイル油をビヒクルとした塗料で、ボイル油は大豆油、あまに油、桐油、魚油などの乾性油に乾燥剤を加えて、120℃以下の温度で空気を吹き込みながら適当な粘度になるまで酸化重合させたもので、これにさらに乾燥剤を加えてビヒクルとする。単にペイントあるいはペンキともいう。顔料とボイル油の配合比によって堅練りペイント(顔料85~90%)と調合ペイント(顔料60~65%)がある。油ペイントは乾きが遅く、堅さ、耐水性、耐アルカリ性に乏しい。[垣内 弘]
油性エナメル
油性ワニスは天然樹脂あるいは合成樹脂と乾性油の重合体を主原料とするワニスをいう。油性ワニスに顔料を分散させたものが油性エナメルで、単にエナメルあるいはエナメルペイントともいう。常温乾燥用や焼付け塗料として、安価で優れた光沢の塗膜を与える。油ペイントはビヒクルとして乾性油またはボイル油を使うのに対して、エナメルペイントは樹脂(天然樹脂やロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂などの合成樹脂)と乾性油を加熱重合し、それに溶剤、乾燥剤を添加した粘度の低い油性ワニスをビヒクルとしている。
 ワニスは一般には透明な液体で、物体の表面に塗布すると溶剤の揮発または含有成分の酸化によって乾燥し、滑らかな光沢のある塗膜を形成する塗料をいう。[垣内 弘]

合成樹脂塗料

1950年ごろから急速に開発され、その優れた性質のため用途がますます拡大している。そのおもなものについて記述する。多くの合成樹脂がビヒクルとして使用されている。
(1)アルキド樹脂塗料 無水フタル酸とグリセリンまたはペンタエリスリットとから得られたポリエステルを乾性油またはその脂肪酸で変性したものである。脂肪酸と無水フタル酸と多価アルコールの三者を混合して不活性ガス中で220~250℃でポリ縮合させてポリエステルをつくる。油脂を使うときも原理は同じである。このような樹脂をアルキド樹脂といい、変性に用いた乾性油またはその脂肪酸の二重結合の数や、アルキド樹脂中の脂肪酸部分の割合(これを油長という)によって変化する。
 塗料用アルキド樹脂の平均分子量は2000~3000であるが、塗装後脂肪酸の二重結合が空気酸化架橋反応をおこし、高分子量のじょうぶな網目構造をもった塗膜を形成する。この反応の触媒としてナフテン酸コバルトなどの金属塩が用いられる。これがいわゆる乾燥剤である。アルキド樹脂は構造中にヒドロキシ基や有機酸基を多くもっているので密着性に富んではいるが、エステル結合が主体なので耐水性、耐アルカリ性は低い。
(2)アミノアルキド樹脂塗料 メラミンあるいは尿素とホルムアルデヒドとをアルカリ性で反応させたのち、ブタノールなどで変性したものをアルキド樹脂と混合してビヒクルとしたもので、低温焼付けが可能である。無色透明、良好な保色性、耐候性、耐薬品性をもち、かつ堅牢(けんろう)で難燃性でもある。
(3)アクリル樹脂塗料 合成樹脂塗料の代表的なもので、アクリル酸、メタクリル酸のエステル類の共重合体をビヒクルとしたもので、メチルエステルは硬質の塗膜となり、ブチルあるいは2-エチルヘキシルエステルでは軟質となる。透明性、無変色性、光沢、耐候性などに優れ、建造物、家電製品、自動車などの上塗り塗料として広く用いられている。
(4)フェノール樹脂塗料 油溶性フェノール樹脂と油との反応物をビヒクルとするので油性塗料として分類されている。用いるフェノール樹脂はノボラック樹脂といわれるもので、フェノールとホルムアルデヒド水溶液とを酸性で反応してつくられる。下地塗り塗料や耐薬品塗料として多く用いられている。
(5)エポキシ樹脂塗料 エポキシ樹脂は反応性に富んだエポキシドとヒドロキシ基をもった樹脂であり、これが架橋反応の中心となって三次元の網目高分子の塗膜をつくりあげる。密着性と耐衝撃性や光沢が優れ、下塗り用として自動車工業に広く用いられている。
(6)不飽和ポリエステル樹脂塗料 無水マレイン酸などの不飽和二塩基性酸(有機酸基を二つ分子内にもっているもの)とエチレングリコールまたはプロピレングリコールとのポリエステル型で、塗料はスチレンやその他の不飽和モノマーに溶解して用いる。木製品仕上げ塗料として多く使用されている。
(7)ポリウレタン樹脂塗料 ポリエステル‐ポリイソシアネート系のもので、ポリオールとジイソシアナートとを反応させたウレタンの形で塗膜を形成している。床面塗料として重用されている。[垣内 弘]

塗装方法

塗装に先だって、塗布面の前処理が行われる。付着している汚れは、サンドペーパーや研摩布で研摩し、あとトリクロロエチレン(トリクレン)やアセトンなどで洗浄して塗膜の密着性能をあげるようにする。一般にはそれほど表面の前処理は必要としない。
 塗装方法は塗料の種類や塗装される物体によって非常に多くの方法がある。刷毛(はけ)塗り、ローラー塗り、吹付け塗装、静電スプレー塗装、静電粉体塗装、金属電着塗装などがあり、場合によって使い分けられている。塗装は1種類の塗料を1回塗装したのみで終わる場合は少なく、ほとんどの場合は2回以上塗り重ねる。塗り重ねる前に塗膜を研摩して平面性をあげる作業をとる場合が多い。1980年代以降、下塗りの電着塗装にエポキシ樹脂系カチオン電着塗料を使い、前処理を簡略化する方式が各国で採用されるようになった。仕上げ塗りはアクリル系を用いることが多い。[垣内 弘]

塗料工業

1881年(明治14)に始まった日本の塗料工業は、その後の日本での工業の発展とともにその生産量を急速に増加させたが、製造業者の数も著しく増加し競争が激しくなった。
 初期の塗料はニトロセルロースを溶剤に溶かしたラッカーという、速乾性があり、美しい色合いと光沢、堅い皮膜をもつものが重要視されたが、1929年(昭和4)ごろから油溶性フェノール樹脂のような合成樹脂系塗料が生産されてきた。この系統のものは塗膜硬度が著しく高く、耐酸・耐アルカリ性に優れ、速乾性のワニスであり、漆の代用として利用された。1931年に無水フタル酸、植物油脂肪酸とグリセリンとから速乾性と耐久性に優れたアルキド樹脂系塗料が登場し、第二次世界大戦前の塗料生産の中心となった。戦後は水性エマルジョン塗料、ユリア系水溶性塗料、メラミン系焼付け塗料などの実用化で始まった。その後の石油化学の発展とともに新しい溶剤であるイソプロピルアルコール、メチルイソブチルケトンやセルソロブなどが輸入され、続いて国産化された。これらを用いると一度に厚膜を形成できる固形分の多い塗料が実現した。また合成樹脂塗料自体の原料も石油化学製品となり、安価な品質の安定したものが供給されるようになってきた。さらに1950年代に、塗布してから化学反応をおこすエポキシ樹脂系塗料が開発された。これはいままでの塗膜の空気乾燥と固化という従来の油性塗料と異なり、密着性と塗膜の耐久性のよいものである。これらの反応型硬化塗料には不飽和ポリエステルやウレタン塗料などがある。[垣内 弘]
塗料の将来
今後の塗料は塗料中に40%以上も含まれている光化学スモッグの原因の一つである有機溶剤の使用を低下させるために、粉体塗料や紫外線硬化、電子線硬化型ないし水溶媒型の塗料が伸びていくものと考えられている。また、従来の塗料のように物体の表面の保護、着色という観点のみに限定されず、〔塗料使用の目的〕の(3)のような特別の働きをするいわゆる「機能性塗料」の発展が期待され、電波吸収塗料や電導性塗料など、すでに開発、使用されているものも少なくない。1990年代以降になると、高層建築物や海上橋梁の塗装替えが長期化するために、耐候性のよいフッ素系の樹脂塗料が採用されるようになった。[垣内 弘]
『垣内弘著『塗料樹脂の化学』(1972・昭晃堂) ▽神津治雄編著『塗料の実際知識』第2版(1981・東洋経済新報社) ▽日本化学会編、為広重雄・植木憲治著『新版 塗料と塗装』(1984・大日本図書) ▽高機能塗料編集委員会編『新素材活用シリーズ 高機能塗料』(1988・工業調査会) ▽里川孝臣編『ふっ素樹脂ハンドブック』(1990・日刊工業新聞社) ▽鳥羽山満著『驚異の新塗料――見えない爆撃機から太陽電池まで』(1990・講談社) ▽色材協会編『塗料用語辞典』(1993・技報堂出版) ▽児玉正雄ほか著『塗料と塗装』(1994・パワー社) ▽石塚末豊ほか編『塗装ハンドブック』(1996・朝倉書店) ▽東レリサーチセンター編・刊『機能性塗料の新展開』(1998) ▽桐生春雄監修『水性コーティングの最新技術と市場』(1998・シーエムシー) ▽武田進著『粉体塗料の開発と応用』(1999・シーエムシー) ▽長谷川謙三著『早わかり 塗料と塗装技術』(2001・日本理工出版会) ▽シーエムシー編・刊『特殊機能塗料の開発』(2001) ▽塗料報知新聞社編・刊『塗料年鑑』2003年版(2002) ▽植木憲二編『塗料の選び方・使い方』改訂3版(2002・日本規格協会) ▽日本規格協会編・刊『JISハンドブック 塗料』2003年版(2003) ▽桐生春雄ほか編著『高機能塗料の基礎と物性』(2003・シーエムシー) ▽松田権六著『うるしの話』(岩波文庫)』

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世界大百科事典内の塗料の言及

【ペイント】より

…広義には塗料全般に対して使用される語であるが,通常は空気乾燥する防食用および美観用の汎用塗料を指す。俗にペンキともいわれるが,これはオランダ語のpekのなまり。特定条件のもとで,特殊な方法で塗装される工業用塗料(たとえば焼付け用)にはコーティングcoatingの語のほうが多く使用されるが,はっきりした区別はない。光沢のあるペイントはエナメルあるいはエナメルペイントともいわれる。狭義には顔料をボイル油で練り合わせた油性塗料をいい,一般にペンキという場合にはこれを指すことが多い。…

※「塗料」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

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