環境負荷削減型防汚塗料の開発と自動車外装市場での利用

防汚塗料とは何か

防汚塗料とは塗装面に汚れが付着しにくく、付着しても簡単に除去できる機能を備えた塗料を指します。
従来は船底や建築物外装での利用が中心でしたが、自動車外装でも需要が高まっています。
自動車は走行中に泥、排ガス粒子、花粉、虫など多様な汚染物に曝されるため、塗膜に防汚性があれば洗車回数が減りメンテナンスコストを抑えられます。

環境負荷削減型防汚塗料開発の背景

従来の防汚塗料には有機スズ化合物やフッ素系溶剤など環境負荷の大きい成分が含まれるケースがありました。
自動車業界では2050年カーボンニュートラル達成を掲げ、塗装工程でもCO₂排出量低減が求められています。
またEUのREACH規則、国内化審法改正など化学物質規制が厳格化し、低VOC・有害物質フリーがグローバルスタンダードとなりました。
この流れを受け、環境負荷削減型防汚塗料の開発が加速しています。

開発の技術的ポイント

バイオベース樹脂の採用

植物由来のポリオールやヒマシ油変性樹脂を用いることで石油資源依存を低減できます。
バイオベース樹脂は柔軟性が高く、汚染物と塗膜の間に微小な弾性層を形成して付着力を弱める効果を発揮します。
さらに生産段階でのCO₂排出量を最大30％削減できる試算も報告されています。

固形分高含有化とVOC削減

近年主流となるハイソリッド塗料や水性塗料は、有機溶剤比率を大幅に下げられます。
固形分を70％以上に高めると、一度の塗布で所要膜厚を確保でき、乾燥炉の稼働時間も短縮され電力消費を抑えられます。
結果として製造ライン全体のCO₂排出が低減し、VOC排出量規制にも適合します。

ハイブリッド無機有機技術

シリカやポリシラザンを樹脂骨格に導入し、無機ガラス様ネットワークを形成すると表面エネルギーが低下します。
これにより疎水性と疎油性が両立し、油性汚れ・水性汚れを同時に防ぎます。
加えて無機成分は紫外線に強く、クリアコート層が黄変しにくくなるため長期にわたり外観品質を維持できます。

自動車外装市場での利用状況とメリット

塗膜性能向上による洗車頻度削減

実車走行試験では防汚塗料採用車両の汚染付着量が従来車比で40％減少しました。
平均的なユーザーは年間洗車回数を12回から7回に減らせ、節水効果も期待できます。

耐候性・耐擦傷性の強化

ハイブリッド技術により鉛筆硬度9H相当の耐傷性を持ちながら柔軟性も保持し、飛び石やブラシ洗車でもクラックが発生しにくくなります。
耐UV試験2000時間後でも光沢保持率90％以上を達成し、再塗装サイクルを延ばせる点で環境負荷低減に貢献します。

コストとライフサイクルアセスメント

初期材料費は従来クリアコート比で10〜15％高価ですが、洗車コスト・再塗装コストの削減を含めたライフサイクルコストでは5年で10％のトータルセービングが見込めます。
LCA評価では車両一台あたりCO₂排出を約25kg削減できると報告されています。

採用事例

国内大手自動車メーカーA社は2023年発売のSUVに水性ハイブリッド防汚クリアを採用しました。
量産前の塗装ラインでは乾燥炉温度を15℃下げることに成功し、年間で工場電力量を120万kWh削減しています。
欧州メーカーB社は高級EVブランドでバイオベース高固形分塗料を導入し、カスタマーアンケートで外装メンテナンス満足度が20ポイント向上しました。

今後の課題と展望

防汚性能は評価方法が統一されておらず、各社が独自指標を用いるため比較が難しい現状があります。
ISOやJISでの国際標準化が進めば市場参入障壁が下がり普及加速が期待されます。
またバイオベース原料の価格変動リスク、原料由来のにおい対策、リサイクル工程での分離技術確立など課題も残ります。
一方、センサー用透明電極膜と防汚クリアを一体化する技術が研究段階にあり、自動運転車のLiDAR性能を確保しつつ汚れを防ぐソリューションとして注目されています。

まとめ

環境負荷削減型防汚塗料はバイオベース樹脂、VOC削減処方、無機有機ハイブリッド技術を組み合わせることで高い防汚性と耐候性を実現しています。
自動車外装に適用すれば洗車回数の削減、塗装ラインの省エネ、CO₂排出量の低減という三重のメリットが得られます。
規制強化と消費者の環境意識の高まりを背景に、今後は量産車への採用がさらに拡大する見込みです。
技術標準化と原料サプライチェーンの強化が進めば、持続可能なモビリティ実現に向けた重要なキーソリューションとなるでしょう。