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筐体を塗装したい ( 調達編 ) 


Special thanks!!!
この記事の一部は、にが HPのにが様、うみゅのゆうくん様のご指導、ご協力により完成しました。ご指導、ご協力してくださったお二人に、感謝の意を表します。

FM TOWNS SN の筐体の黄変を改善する作業を行った際、完全には漂白出来なかった事から表面を少し削って内部の様子を観察しました。

観察が終了した後、クリア塗料で筐体の表面を保護する為の塗装を行いましたが、綺麗に塗装したい場合、塗料は適切な製品を選定して、下地処理を確実に行う必要が有ります。この記事は塗装に関する忘備録です。

紙や木材から、コンクリートやガラス、金属、合成樹脂など、塗装したい部材に合わせて多種多様な塗料が有りますが、今回の記事では金属と合成樹脂に焦点を絞って記載します。木材やコンクリート、石膏のようなものを塗装する場合に必要な節止めや吸込止めについては触れませんので、ご了承ください。

作業時、有機溶剤による中毒に注意が必要です。厳密には SDS を確認する必要が有りますが、最低限度の対応として外気との換気は確実に行ってください。体質的に薬品に弱い場合、VOC 対策を考慮した塗料を選定すると良いでしょう。なお、エポキシ樹脂を使用する場合は、硬化する前の硬化剤による健康被害対策も考慮する必要が有ります。

また、火気の近くで使用してはいけません。有機溶剤に引火して火災になる危険性が有りますし、スプレー缶の塗料だと溶剤に加え、噴射ガスに引火性ガスを用いている事が多い為、爆発の危険性も有ります。

万が一火災が発生した時に初期消火できるか心配だ、という方は、「初期消火についての雑記」を参照してください。


塗装できるの ? できないの ? 

塗料は、塗装する部材や用途に合わせて選定します。製造メーカーのウェブサイトに対応可能な部材、周囲環境の一覧表が掲載されていたりするので、それを確認すると便利です。特に素材が異なる部材を完全に同一の塗料 ( 色味 ) で統一的に塗装する場合は、一覧表で確認したほうが判断しやすいでしょう。

周囲環境として考えられる要素は温度や湿度、塗装後の引っ掻きなどの応力です。この他、特殊環境では油分や薬品、紫外線なども影響を与える事が往々にして有ります。

素材の中には、各種金属、ポリエチレンやポリプロピレン、ナイロン、シリコン、レジン、ポリアセタール、フッ素樹脂など、塗装が難しい素材も有ります。これらを塗装したい場合は専用のプライマを用いることで、塗装する事が可能です。


色を選ぶとき

仕上げ色を色見本から選ぶ際、見本の面積と実際に塗装する部材の面積の違いに注意する必要が有ります。これは色見本で選んだ色をそのまま大きな面積へ塗った場合、想定以上に明るい仕上げになる事が多い為です。色を選んだらある程度の面積へ試し塗り、もしくは色を同じ面積で比較できるよう、四角く切り抜いた紙を活用するなどしましょう。

また、光源により演色性が異なる事にも注意を払う必要が有ります。出来るだけ演色性が良いか、使用環境と同等な光源の下で仕上げ色を選定しないと、竣工後に色がズレて見えてしまう事が有るので、注意しましょう。演色性の良い光源とは JIS Z 9110 の基準に沿うと、平均演色評価数 ( Ra ) の数値が 90 以上の光源を指します。

なお厳密には、平均演色評価数は色ズレが赤、緑、青のどの方向へ寄っているのかの評価が含まれていない為、光源の色温度や分光分布の違いなどを考慮した解析を行う必要性や、別の指標を基準にするべき等の議論も有ると思われますが、一般的な用途としては平均演色評価数のみ考慮すれば、十分に目的を果たせると思われます。

仕上げ色の規格はいくつか有りますが、一般社団法人日本塗料工業会に掲載されている色見本帳の案内や、近似色を検索できるサービスを紹介しておきます。なお色見本帳は、過去には「海軍航空機用塗料色別標準」や「国鉄車両関係色見本帳」のような物も存在していました。


塗料の具体的な種類

塗料にも様々な種類が有りますが、この記事では一般的にプラモデルや鉄道模型で用いられる塗料を以下に示します。

塗料の種類
種類
※1
俗称 製品の一例

溶剤系アクリル合成樹脂塗料

アクリル系塗料

「GSI クレオス Mr. カラー」
「GSI クレオス Mr. カラースプレー」
「タミヤカラー」
「グリーンマックス GM 鉄道カラー」
「グリーンマックス GM 鉄道スプレー」
「ガイアノーツ ガイアカラー」
「フィニッシャーズカラー」

ニトロセルロースラッカー塗料

ラッカー系塗料

「タミヤカラースプレー」
「タミヤカラー ラッカー塗料」
「マッハ模型 鉄道調色塗料」
「日光モデル 特製調色塗料」

水溶性アクリル樹脂塗料

水性アクリル塗料

「GSI クレオス 水性ホビーカラー」
「タミヤカラー アクリル塗料ミニ」
「エアテックスカラー スマートシリーズ」

エナメル系塗料
※2

エナメル塗料

「タミヤカラー エナメル塗料」
「ハンブロール エナメルカラー」

  • ※1
    ここでは家庭用品品質表示法による表示を元に、溶剤の種類により分類している。
  • ※2
    ここでいうエナメル系塗料とは、アルキド変性アクリル樹脂を主成分にした塗料の事で、ニトロセルロースラッカー塗料によるラッカーエナメル ( かつて、国土交通省や日本建築学会の標準仕様書で規定されていた塗装略号 LE のもの ) とは別物。

塗料には主に、塗布された後に固まって塗膜の艶や耐久性などの性能を付与する合成樹脂、発色させる為の顔料、塗料や塗膜の性能向上を目的に混入する添加剤、それらを混ぜ合わせる為の溶剤で構成されています。

アクリル系塗料とラッカー系塗料、エナメル塗料については、製品名の表記や模型雑誌での説明が紛らわしくなりがちな事も影響して、勘違いしやすいのが実情です。慣れるまでは混乱しない様に、裏面などに記載されている家庭用品品質表示法による成分の表示を確認した方が、間違いないでしょう。

上記の一覧表に挙げた塗料のうち、水性アクリル塗料は他の塗料と比べて作業時の臭気が少ない、乾燥する前なら水に溶ける ( 塗装用品の洗浄が簡単 ) という特徴がある一方、発売当初と比較するとかなり改善されているとはいえ、乾燥時間が遅い、塗膜が弱いという傾向が有ります。

ラッカー系塗料は、塗膜が強い、伸びが良いので筆塗りでもムラが出にくい一方、溶剤が比較的強い為、作業時の臭気が強い、重ね塗りの際に下地の塗料が溶け出したり、酷い時には合成樹脂が変形したり割れてしまう事がある、という特徴を持ちます。

特にマッハ模型と日光モデルの塗料は金属用で、合成樹脂へそのまま使用すると問題が発生する可能性が高く、一般的に合成樹脂に使用する場合は薄めて使用する、下地にサーフェイサや別の塗料を重ね塗りするなどの対策が必要と言われています。

なお、ラッカー系以外の塗料、うすめ液でも下地の塗料や合成樹脂に影響が出る可能性が全く無い訳ではなく、ラッカー系塗料と似たような現象を起こす事が有ります。

以上の理由から、塗装する前に塗装したい合成樹脂の素材を把握し、仕様書を確認しましょう。また、どうしても分からなければ販売した店舗やメーカーへ問い合わせや、見えにくい場所や端材で試しに塗装するようにしましょう。

コラム - 100 円ショップの塗料はどうなのか

大手の 100 円ショップではプライベートブランドの塗料も販売していて、一般的に瓶入り塗料は水性アクリル塗料、スプレー缶塗料はラッカー系塗料の様です。

100 円ショップの塗料を使用する場合は大手メーカーの製品と比べて品質が気になると思われますが、基本的な部分の性能に大きな違い ( 致命傷レベルの欠点 ) はほぼ無い、と考えてよいでしょう。ただし、細かく見れば差が有ります。

分かりやすい例として、スプレー缶塗料を比較してみます。比較するのは次のスプレー缶です。

塗料メーカーの製品と 100 円ショップの製品で販売価格に違いが出る大きな要因として考えられるのは、次の二点です。

  • そもそも塗装できる面積が少ない
  • 塗料に含まれる合成樹脂の違い

スプレー缶塗料一本あたりの塗装面積を比較すると、100 円ショップのスプレー缶は塗料メーカーのスプレー缶と比べて、大よそ三割程度の面積しか塗装出来ません。

次に塗料に含まれる合成樹脂ですが、使用する合成樹脂の違いで塗膜の性能に違いが有ります。同じラッカー系塗料でも 100 円ショップのスプレー缶はアルキド樹脂、それに対し塗料メーカー若しくは OEM を受けている模型メーカーのスプレー缶は、アクリル樹脂を使用しています。

ここでいう所のアルキド樹脂について、変性アルキド樹脂と呼ばれているものの一つで木部や鉄部用の塗料 ( 国土交通省や日本建築学会の標準仕様書で規定する塗装略号 SOP のもの ) でよく用いられる、長油性フタル酸樹脂を指しているのか、別のアルキド樹脂を指しているのかまでは不明です。

添加剤なども考慮すると一概には言えませんが、ラッカー系塗料でアクリル樹脂を使用している場合は乾燥が早く、塗膜が硬くて耐久性に優れている一方、アルキド樹脂を使用している場合は比較的安価で作業性が良い代わりに、耐薬品性や塗膜の強度が劣る傾向が有る、と言われています。

余談として、アルキド変性アクリルと呼ばれている樹脂も有りますが、これについてはアルキド樹脂にアクリル系モノマーを重合させてアルキド樹脂の欠点を改善した物です。

以上から、「ある程度大きな面積を一気に塗装」、「塗膜強度を重視」なら塗料メーカーのスプレー缶、「数か月に一回の頻度で小さな面積を塗装するが、塗料の劣化やノズルの詰まりを考慮して常に新品のスプレー缶で塗装」、「とりあえず塗装できれば良い」なら 100 円ショップのスプレー缶、などの様に使い分けると経済的です。


プライマの具体的な種類

塗装が難しい素材の場合、塗装を行う前に適切なプライマを塗布してから塗装を行います。なお、めっき面の塗装はプライマを用いただけでは難しい場合が有り、可能であれば、めっきを剥がした方が良いでしょう。

プラモデルや鉄道模型で、一般的に用いられるプライマを次に示します。

プライマの種類
種類 製品の一例

汎用

「マッハ模型 ミッチャクプライマー」
「染めQテクノロジィ ミッチャクロン」シリーズ

金属、
レジン用

「GSI クレオス Mr.メタルプライマー改」
「タミヤ メタルプライマー」
「ガイアノーツ ガイアマルチプライマー」

合成樹脂用

「タミヤ ナイロン・PP用プライマー」
「アサヒペン プラスチック用プライマー」

金属用

「マッハ模型 メタル用シールプライマー」
「アサヒペン メタルプライマー」

詳細不明

「いさみやロコワークス カラープライマー」

プライマを使用する際の注意点として、素材とプライマの組み合わせ、下地の状態に制限が多く存在する事が挙げられます。

例えば同一製品シリーズ内で複数の種類を販売している場合、仕様書をよく見ると適用できる素材や塗料を細かく分けている、金属用プライマは製品により合成樹脂への適用可否 ( 適合不可の製品を合成樹脂へ付着させると、溶かしたり割ったりしてしまう ) が異なる、という点は注意すべき事項として有名です。

そのほか、プライマ塗布時の湿度と気温の条件や、プライマ塗布後に塗料による塗装を行うまでの時間に制限が有ったりしますから、この点も注意が必要でしょう。


パテの具体的な種類

素材にキズやヒケ ( 射出成形などで製造された合成樹脂製の成形品に出来る、窪み ) などが有って美観上の問題が有る場合、塗料による塗装やプライマの塗布を行う前にパテを用いて不陸調整を行う必要が有ります。

プラモデルや鉄道模型で、一般的に用いられるパテやを次に示します。

パテの種類
種類 製品の一例

ラッカーパテ

「GSI クレオス Mr. ホワイトパテ、Mr. 溶きパテ」
「タミヤパテ」
「フィニッシャーズ ラッカーパテ」
「ロックペイント ロックラッカー グレージングパテ」

エポキシパテ

「GSI クレオス Mr. 造型用エポキシパテ」
「タミヤエポキシ造形パテ」
「ウェーブ エポキシパテ」

ポリエステルパテ

「タミヤポリエステルパテ」
「フィニッシャーズ ポリパテ」
「ウェーブ パテ革命 モリモリ 低収縮タイプ」

その他

「タミヤ 光硬化パテ」
「GSI クレオス Mr.SSP 瞬間接着パテ」
「武藤商事 プラリペア」
そのほか、瞬間接着剤やエポキシ樹脂系接着剤


パテごとの解説

  • ラッカーパテ

顔料にラッカー系の溶剤を混合したパテです。一般的にペースト状に加工した物をチューブへ入れて販売されていますが、液状に加工されている「溶きパテ」や「サーフェイサ」もラッカーパテの仲間と言える存在です。

流動性が高くて薄く塗りやすいので、主に比較的浅いキズやヒケを埋めるのに使われます。

硬化後も合成樹脂より柔らかくて切削加工は行いやすいのですが、硬化前はペースト状や液状なので造形には不向きである事、溶剤が揮発する過程で収縮して乾燥後は肉痩せによるヒケが生じやすい事、乾燥時間が長い事 ( 夏季は三日、冬季は一週間程度 ) が特徴です。

肉痩せが生じやすい関係上、一度に厚く盛る事は避けましょう。厚く盛ると、おそらく収縮の過程でパテを盛った部分が割れてしまうと思われます。一度に盛る事が出来る目安は 1mm 未満、出来れば 0.5 mm 程度までに留めましょう。

  • エポキシパテ

その名の通り、エポキシ樹脂をベースにしたパテで、主剤と硬化剤を混ぜ合わせる事で硬化します。一般的に、主剤と硬化剤は同量を混ぜ合わせます。

このパテは粘土状で、主に大きな穴や割れを補修、造形するのに使われます。浅いキズを埋める様な目的には適しません。

製品により多少は異なるものの、一般的に硬化後の肉痩せによるヒケは殆ど発生しない代わりにかなり硬くなります。硬化後に大きく削り込むよりは、表面を僅かに仕上げる程度、または少なめに盛ってから、硬化後に足りない部分を付け足すように使用した方が良いでしょう。

パテ同士が接着しては困る部分については、ベビーパウダーなどの粉末を振り掛けると良いでしょう。作業時に用いるヘラは、木製のヘラや爪楊枝、竹串などへ水を付けながら作業すると、パテがヘラに付着しづらくて作業性が良い、と言われています。

  • ポリエステルパテ

その名の通り、不飽和ポリエステル樹脂をベースにしたパテで、主剤と硬化剤を混ぜ合わせる事で硬化する点はエポキシパテと同様です。一般的に、主剤に対して少量の硬化剤を混ぜ合わせます。

一般的にペースト状で比較的流動性が高い点はラッカーパテと同様ですが、ラッカーパテよりは肉痩せによるヒケが少ない傾向にあるので、主に若干大きめのキズやヒケを埋めるのに使われます。

粘度が高めの製品だと、エポキシパテほどでは有りませんが多少ならば造形も不可能では有りません。硬化時間が比較的短い製品が多いので、出来るだけ素早く作業しましょう。

ポリエステルパテは完全に硬化してしまうとエポキシパテ同様にかなり硬くなりますが、半硬化状態ならばナイフで荒削りする事が出来ますから、先に荒削りしておいて完全硬化後にヤスリで表面を仕上げる様にすると良いでしょう。

ラッカーパテよりは厚めに盛り付ける事が出来るとはいえ、一度に盛るのは 1 mm 程度までにした方が無難だと思われます。

  • そのほか

株式会社タミヤの光硬化パテは、可視光線の照射により硬化するパテです。このパテは加工性の良さや完全硬化するまでの時間が短いなどの利点が有る一方、ラッカーパテとは違い下地と溶着せず食いつきが弱いので目荒らしが必要、一度に厚く盛ると硬化しない、表面にベタつきが残るのでこれの処理が必要、などの欠点が有ります。

株式会社 GSI クレオスの Mr.SSP 瞬間接着パテは液体と粉末を混合して使用するパテで、数分で硬化します。一般的に瞬間接着剤のように食いつきが良いとされ、塗装が難しい素材へ使用した場合でも作業中にパテが丸ごと脱落するような事故が起きにくいようです。

ABS 樹脂の接着や穴埋めは、武藤商事のプラリペアを使用すると良いでしょう。

プラリペアをパテとして使用する場合、硬化後の切削性が良くて研ぎ出して艶出し加工まで行える事が特徴で、多めに盛って削れば境界が分からないレベルまで仕上げる事が可能な様です。

しかし強度的に劣っている訳ではなく、なめてしまったプラのネジ穴をプラリペアで修復する事も可能だと言います。詳細は公式ウェブサイトに掲載されている解説を参照すると良いでしょう。

なおプラリペアの解説は、にが HP の「にが様」よりご教示頂きました。


その他に用意する物

塗装する方法には、筆塗りとスプレー缶による塗装が有ります。 ( ここでスプレーガンを思い付く人は、そもそもこの記事を読まなくても大丈夫でしょう。 ) 

塗料のほかに、持ち手、養生する為の新聞紙が必要ですし、筆塗りの場合はさらに、筆、塗料皿、溶剤、スポイト、調色棒なども必要です。

筆は穂先の形状や素材で価格が異なりますが、最低限として平筆と面相筆が有れば何とかなります。新品の筆は穂先をしごいて、余分な毛を落とすようにした方が良いでしょう。

持ち手は必須では有りませんが、手で持つには小さい物、箱状で一面だけ空いている物を塗装する時は有った方が便利です。皿は専用のもの ( いわゆる万年皿や梅皿など ) も有りますが、使わなくなった陶器の皿で十分です。

塗装する時の服装ですが、作業着として使っている物を着用しましょう。筆塗りの時はうっかり塗料を落としてしまう事も有りますし、スプレー缶による塗装の時は、ノズルをうっかり逆方向 ( つまり、自分へ向けて ) へ噴射する事故をたまに聞きます。


具体的な使用方法は「実施編」に記載していますので、そちらをご覧ください。


参考文献
パナソニック株式会社 光とあかりの基礎知識 分光分布
パナソニック株式会社 照明設計資料 光源の光色と演色性
パナソニック株式会社 肌の色を好ましく見せる LED 光源の波長特性
公益社団法人 応用物理学会 新しい演色性評価方法開発の最新動向
株式会社ユニワールド 照明用光源の新時代へ
低 VOC 塗料の現状と今後
建築塗料用弱溶剤1液架橋型アクリル樹脂の開発
株式会社タミヤ 缶スプレーを使ったプラモデル塗装のコツ
独立行政法人 製品評価技術基盤機構 スプレー缶で思わぬ事故が発生しています
一般社団法人 日本塗料工業会 塗料の自然発火事故について
日本ペイント株式会社 塗料の自然発火にご注意ください
公益財団法人 水道技術研究センター
ポンプ急停止時のサージタンクの種類と役割について教えてください

兵神装備株式会社 ウォーターハンマー


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