工業塗装|焼付、粉体、溶剤、電着塗装の特徴をプロが解説
「焼付・粉体・溶剤・電着――結局どれが最適なのか?」工業塗装の方式選定は、要求性能(耐食・耐候・外観)と生産要件(タクト、色替え、設備制約)で結論が変わり、判断を誤ると不良や早期劣化、過剰投資につながりかねません。
本記事では、製造業の設計・生産技術担当者向けに、工業塗装の代表的な4方式を整理します。自社製品の仕様設計や工程設計、外注先選定の判断材料としてご活用ください。
工業塗装の比較
工業塗装は「塗膜の性能(耐食・耐候・耐薬品・外観)」と「生産要件(タクト、色替え、設備制約)」のトレードオフで決まります。
下表は、代表的な比較項目をまとめたものになります。
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項目 |
焼付塗装 |
粉体塗装 |
溶剤塗装 |
電着塗装 |
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適用基材 |
一般に、鉄、鋼板、アルミ、鋳物、ステンレスなど耐熱性のある金属 |
一般に、鉄、アルミ、鋳鉄、亜鉛メッキ鋼板などの金属 |
一般に、鉄、鋼板、アルミ、耐熱性のある樹脂 |
一般に、鉄、鋼板、鋳鉄など通電性のある金属 |
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推奨膜厚 |
10〜50µm程度 |
40〜150µm程度 |
10〜30µm程度 |
10〜30µm程度 |
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膜厚 (ばらつき) |
△ |
〇 |
△ |
◎ |
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耐食性 |
〇 下塗りとの組合せで10年程度 |
◎ 厚膜化により長期耐食性(〜20年程度) |
△ 屋外では劣化・退色が生じやすい |
〇 上塗りとの併用で長期耐食可 |
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密着性 |
〇 下地処理に依存 |
〇 密着力は高いが下地状態に依存 |
△ 塗料・素地の組み合わせで変動 |
◎ 高密着性 |
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量産性 |
◎ 量産に最適 |
◎ 量産に最適 |
△ 小ロット向け |
◎ 量産に最適 |
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設備 |
・焼付炉(連続炉/連室炉) ・塗装ブース(スプレーブース) ・塗料供給・循環系(ポンプ・希釈機) |
・粉体塗装ブース+回収システム ・焼付炉(粉体溶融・架橋用) ・粉体供給・塗布設備(ホッパー・ガン供給ユニット) |
・塗装ブース(換気・防爆設備) ・塗料供給・希釈設備(ポンプ・撹拌機) ・乾燥炉/乾燥ライン(温風・赤外線等 |
・電着槽(塗料浴槽・電極) ・電源装置(定電流/定電圧制御) ・前処理・水洗ライン(脱脂・化成・連続水洗) |
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代表的な 前処理 |
脱脂+化成 (代表:リン酸塩、他) |
脱脂+化成 +必要に応じブラスト |
脱脂+素地調整 +必要に応じ化成 |
脱脂+活性化+化成 (代表:リン酸亜鉛等) |
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想定不良 |
ピンホール、剥離、流れ 焼け、クラック |
付着不良、剥離 オレンジピール、粉離れ |
流れ、ブツ、剥離 色ムラ、膜厚不均一 |
膜ムラ、巻込み 剥離、付着不足 |
次章からはそれぞれの工業塗装に関する特徴をご紹介します。
焼付塗装
〈画像:焼付塗装〉
焼付塗装は、液体塗料を塗布した後に加熱して硬化させる方式です。一般に、熱で架橋反応を進めるため、常温乾燥に比べて塗膜の硬度・耐摩耗性・耐薬品性が得やすく、量産ラインに組み込みやすいのが特徴です。
焼付温度は塗料系(アクリル、メラミン、ポリエステル、フッ素、シリコーン等)で異なります。重要なのは「炉温」ではなく製品温度が規定温度に到達して、規定時間保持されていることです。
焼付塗装の主なメリットとデメリットは次のようになります。
メリット
- 強靭な塗膜を作り込みやすく、耐摩耗・耐薬品で安定させやすい
- 短時間硬化が可能で、量産タクトに乗せやすい
- 仕様が固まれば再現性が高く、工程標準化しやすい
デメリット
- 耐熱が前提のため、熱に弱い樹脂・ゴムや熱影響の懸念がある部材は制約が大きい
- 焼付炉サイズが上限制約となり、大型製品は困難
- 炉・搬送を含む設備投資が必要で、ライン設計の自由度は落ちる
焼付塗装の詳細は、こちら からも確認できます。
粉体塗装
〈画像:粉体塗装〉
粉体塗装は、粉末塗料を静電気で付着させた後、焼付で溶融・硬化させる方式です。溶剤を使わないためVOC面で有利で、さらに一回で厚膜を得やすいことから、耐食・耐候を厚膜バリアで担保したい製品に適合します。
一方で粉体特有の注意点として、凹部や箱形状ではファラデーケージ効果で付き回り不足が起きやすく、エッジや奥まった部位の膜厚が落ちがちです。
ガン角度・出力(kV/µA)・アース・治具設計・場合によってはプリヒートや複数ガンなど、形状に合わせた工程設計が品質を左右します。
以下に、粉体塗装の主要なメリットとデメリットをまとめます。
メリット
- VOCを抑えやすく、塗料回収・再利用でロスを減らしやすい
- 厚膜が得意で、防食を膜厚で作り込みやすい
- 垂れが出にくく、外観の再現性が取りやすい
デメリット
- 薄膜・高平滑の意匠は難易度が上がる(肌・オレンジピール等)
- 色替えや部分補修が手間になりやすく、多品種少量には不利
- 焼付が前提のため、耐熱性のない基材は適用不可
粉体塗装の詳細は、こちら からも確認できます。
溶剤塗装
〈画像:溶剤塗装〉
溶剤塗装は液体塗料をスプレーや刷毛で塗布し、溶剤揮発(+反応硬化型であれば化学反応)で塗膜を形成します。設備制約が比較的小さく、色・艶・質感の自由度も高い一方で、品質は施工条件に依存しやすい方式です。
特に工業用途で問題になりやすいのは、膜厚ばらつき、塵埃由来のブツ、はじき、白化、そして「乾いたように見えるが硬化していない」ことによる層間不具合です。対策として、希釈率、吐出量、ガン距離、オーバーラップ、フラッシュオフ、乾燥条件を標準作業として数値化し、環境(温湿度・露点・風量)を含めて管理する運用が前提になります。
溶剤塗装の主なメリットとデメリットには次のようなものがあげられます。
メリット
- 小ロット・部分補修・現場対応に強く、工程の自由度が高い
- 塗料体系が豊富で、色・外観要求に合わせやすい
- 設備投資が比較的抑えやすい(ただし換気・防爆は必須)
デメリット
- 乾燥・硬化が環境に依存し、工程が“待ち時間”に支配されやすい
- 作業者や条件の差異で膜厚や外観がばらつきやすい
- VOC、安全(換気・防爆・有機則対応)といった管理負荷が大きい
溶剤塗装の詳細は、こちら からも確認できます。
電着塗装
〈画像:電着塗装〉
電着塗装は、水系塗料浴に被塗物を浸漬し、直流電流で樹脂粒子を析出・沈着させる方式です。複雑形状の内面や狭隙部まで付き回りやすく、膜厚が自己制御的に揃うため、下塗りとしての防錆を安定させるのに非常に強い工法です。
現在は、カチオン電着が主流で、化成処理を含む前処理と、浴管理(pH、導電率、固形分、樹脂/顔料比、金属コンタミ、UFリンス等)をセットで設計・運用します。この管理が崩れるとピンホールや膜ムラ、密着不良が顕在化しやすいため、設備投資だけでなく運用能力が品質を左右します。
以下に、電着塗装の主要なメリットとデメリットをまとめます。
メリット
- 均一膜厚を得やすく、形状が複雑でも塗り残しを減らしやすい
- 防錆下塗りとして安定性が高く、量産ラインに適合しやすい
- 水系で塗着効率が高く、工程を設計すればロス低減に寄与
デメリット
- 専用設備・前処理・水洗・焼付まで含めたラインが必要で投資負担が大きい
- 通電性のある金属が前提(非導電材は基本不可)
- 意匠・耐候は単層では完結しにくく、上塗り併用が前提になりやすい
電着塗装の詳細は、こちら からも確認できます。
まとめ|製品に適した方法を
工業塗装は、焼付・粉体・溶剤・電着の4方式が中心です。重要なのは「どれが優れているか」ではなく、製品の要求性能と生産要件を整理して、最適な方法を検討することです。
本記事の要点を整理すると、次の通りです。
- 焼付:量産で物性を作り込みやすい。鍵は炉温ではなく製品温度で管理すること。
- 粉体:VOC低減と厚膜が強み。
- 溶剤:現場・小ロットに強い一方、環境条件や作業者の腕で品質が決まる。
- 電着:下塗り防錆と均一膜厚に強い。前処理+浴管理+電気条件の標準化が必須。
どの方式も前処理から検査基準まで含めて標準化することで品質が安定します。
当社では、用途・生産要件を踏まえた方式選定、塗装設計、施工管理基準の整備まで一貫してご相談いただけます。塗装方式の選定や不良・早期劣化でお困りの際は、お気軽にご連絡ください。
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