汚れに強い建築用コーティング技術:2つの防汚戦略(親Water-Based(光触媒TiO₂/セルフクリーニング/雨水洗い流し)と疎Water-Based(フッ素系カーボン/シロキサン/低Surfaceエネルギー<20mN/m))のメカニズムの比較と、5年以上にわたる屋外実地試験による検証。

2026-06-14 · 分類: Technical Knowledge

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序論:なぜ「きれいな白い壁」は数年で「灰色」になってしまうのか?

建築外装塗料の“汚れ付着抵抗性”(Dirt Pick-up Resistance/DPUR)
――これはオーナーが“最も直感的に感じ取る”
塗膜Performanceである――白い外壁――>1~2年後に“流れ跡/斑点/くすみ”
――が現れるのが汚れ付着である。建築外壁の汚れの由来――(1)大気中の粒子状物質(PM10/PM2.5/ほこり/すす)
――が塗膜Surfaceに沈着し――塗膜との付着力(ファンデルワールス力/静電気力)により粒子が壁に”吸着する”;(2)雨水――雨水の塗膜上の流れ方“収縮する水滴の流れ”(撥水――水滴が不均一――ほこりが水滴の縁に集中――”黒い流れ跡”を形成)――対”広がる水膜の流れ”(親水――ほこりが水膜に均一に運ばれ――きれい)
――これが建築塗料の耐汚れ性において最も重要かつ最も直感に反する
”撥水だからといって必ずしもきれいとは限らない――親水だからといって必ずしも汚れるとは限らない”という点である。

一、親水型と疎水型の2つの防汚戦略の比較

戦略 メカニズム 水接触角(°) メリット デメリット 適用気候
親水(光触媒TiO₂/超親水) TiO₂光触媒が汚れを分解+雨水が均一に広がって洗い流す <10(超親水) 長期的な自己洗浄/雨水による洗い流し効果が高い/有機汚れを分解 雨水が必要(>1000mm/年)——乾燥地域では無効;TiO₂触媒の耐久性(>5年) 多雨/高Humidity(華南/日本/東南アジア——推奨)
疎水(フッ素炭素/シロキサン/低Surfaceエネルギー) 低Surfaceエネルギー(<20mN/m)——ほこりが付着しにくい——水滴が転がり落ちてほこりを運ぶ >110(強疎水) “ロータス効果”/ほこりが付着しにくい/外観が良い 水滴の不均一な流れ——”黒い流れ痕”が発生;定期的な清掃が必要 少雨/風砂の多い(華北/中東/オーストラリア——推奨)

よくある質問(FAQ)

Q1:なぜ撥水コーティングの「水玉が転がり落ちる」ことで「黒い流れ跡」が生じ、かえって汚くなるのか?
撥水(水接触角>110°)Surfaceの水玉――(1)水玉がSurfaceで不均一に分布
(大きさがまちまち/位置がランダム)――(2)水玉が重力で転がり落ちる
(均一な広がりではない)――水玉の縁(水/空気/コーティングの3界面)
――ほこりや溶存物が水玉の縁で濃縮される(毛細管現象)
――水分が蒸発した後――「環状」または「条状」の黒い堆積物が残る
――これが「黒い流れ跡」であり、撥水コーティングが「間欠的な雨」(小雨/不連続――全面を洗い流すには不十分)
の中で最も典型的に見られる汚れの形態である。超親水(<5°)――水は完全に広がって水膜になる
――「水玉の縁」がなく、ほこりは水膜に均一に分布――水膜とともに流れ去り「流れ跡」は一切なし
――きれい。

Q2:光触媒TiO₂を建築外装塗料に用いた場合の「寿命」>5年でも「自己洗浄」効果は持続するか?
TiO₂の光触媒活性は——>2〜3年後にTiO₂粒子Surfaceへの汚れの蓄積により
——汚染物質がTiO₂Surfaceを覆う——UVがTiO₂に届かない——光触媒が「停止」する。しかし雨水による洗い流しにより
——汚れ層を部分的に洗い落とすことができ
——TiO₂の光触媒が回復する——そのためTiO₂の自己洗浄効果は「湿潤で多雨+UVが強い」(広州/シンガポールなど)気候では——>5〜8年持続する
——「乾燥で雨が少ない」(北京/ドバイ)では——汚れ層が蓄積——光触媒は>1〜2年で停止——疎水戦略の方が優位となる。

Q3:GB/T 9780-2013の「調製灰」はなぜ実際の汚れ付着を代表できないのか?
GB/T 9780は「調製灰」(フライアッシュ+石炭灰――成分既知/粒径45μm未満)を使用
――試験――塗膜Surfaceに灰を撒く――「洗い流し試験機」(水流)
洗い流す――「反射率低下率」(ΔR=R元-R洗い流し後)を測定
――ΔR<15%=優――15~25%=良――>25%=劣。しかし実際の汚れ付着は――(1)Oil-Based有機物(自動車排ガス/食用油の煙)を含む
――「水による洗い流し」では除去できない――光触媒TiO₂による化学分解が必要――(2)汚れ付着は「蓄積性」で数ヶ月/数年
――実験室の「一度に灰を撒いて洗い流す」ではない。GB/T 9780はQC(品質管理)である――「実際の耐汚れ付着」の予測ではない――実際の耐汚れ付着には――2年以上の屋外暴露が必要である。

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要約

建築塗料の汚れ付着Prevents――親Water-Based(光触媒TiO₂/自己洗浄/多雨)と疎Water-Based(フッ素樹脂/シロキサン/ロータス効果/少雨)――にはそれぞれ最適な気候帯がある。超親水Surfaceは、水膜が均一に広がり、「黒い流れ痕」が生じないため、多雨地域における最適な選択である。GB/T 9780は品質管理基準であり、実際の屋外暴露試験に代わるものではない。KeXin New Materialは、親水/疎水耐汚染建築塗料製品一式と汚れ付着Preventsの技術サポートを顧客にProvidesしている。

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