粉体塗装と建材

日本で初めての内外装高耐候性ポリエステル粉体塗装仕上げアルミカーテンウォール

仙台一番町計画全景

仙台一番町計画全景

施主
三菱地所
設計
三菱地所設計
施工
鹿島東北支店
カーテンウォールメーカー

現リクシル(旧トステムタイ工場)
現昭和リーフ(旧昭和鋼機中国工場)
ガラス
大興物産海外事業統轄部
cont_1004

仙台一番町計画外装近景

cont_1005

ソニーセンター(ベルリン:1999)

cont_1006

ハンカチで拭いた状況

粉体塗装との出会い

私が初めて粉体塗装に出会ったのは、2005年10月、外資系粉体塗料メーカーのタイガードライラックジャパン社の野澤社長から「一度、ドイツ、オーストリーの粉体塗装した外装材を見に行きませんか?」と声をかけられた時である。
小生が1987年に強溶剤型熱可塑性フッ素樹脂(カイナー500系)焼付け塗装システムをアメリカから日本初に導入して以来、20年近く安定した伸びを示していたので、今更、新材料を導入しなくてもとの気分ではあった。 ところが野澤社長が「他のゼネコンさんでは興味を示していただけなかったんですよ。」という話をされた時から、持ち前の反骨精神が首を出し、一転してヨーロッパ行きを決めた。

粉体塗装した超高層ビルの外装に直面して

フランクフルトに入り、いきなり、粉体塗装をした超高層ビルの外装を見ることになる。朝日に映える白色のカーテンウォール。「きれいだ!」思わず声に出してしまう。以降、ベルリンやウィーンで数々の粉体塗装案件を見て回った。カイナー500系では再現できないカラーリングの豊富さ、色々なテクスチャー、これは施主や設計者が喜ぶだろうと直感した。

汚れを落とす魔法

日本と違って、欧米は外装材をクリーニングする習慣がない。ウィーンにあるBMW本社ビルは、1988年竣工以来、17年間メンテナンスしていない。白い壁面は当然薄汚れている。ハンカチで軽く拭いてみた。汚れが瞬時に落ちる。100%塗料である粉体の良さがここにある。「きれい好きの日本人は喜ぶだろうなぁ。」がその時の正直な感想である。

日本でどのように粉体塗装を普及させる?

まずは、日本での第一号を早期に実現させたい!中規模で著名な設計事務所がかかわっていただける案件がベストである。その頃、仙台一番町計画の外装支援を東北支店から要請された。でも現設計はシルバーアルマイト。設計者に対してシルバーメタリック系の粉体塗装見本を提示したが、何しろ日本は、カイナー500系が席捲していた。「塗装焼付け系ならカイナー500系のフッ素でしょ。」当然の設計者のリアクションである。「これは駄目か?」と落ち込む。ところが後日、「これでいきましょう。」とのレスポンス。品質に厳しい設計事務所さんですから耐候性についての検証や意匠性の良さを十分吟味された上でのご判断であったのでしょう。さすが大手設計事務所の慧眼である。

高耐候性ポリエステル粉体塗装の外装カーテンウォールの実現

こうしてライトグレーメタリック色とブラックソリッド色の2色の高耐候性ポリエステル粉体塗装の外装カーテンウォールが“森の都”仙台に誕生した。関わったカーテンウォールメーカー2社の真摯な品質管理により、5年経った今でも美しい外観を見せている。
この案件が、日本における高耐候性粉体塗装による外装カーテンウォールの発展に寄与したことは間違いない。

型材カーテンウォールへの粉体塗装仕上げ(超高層ビル丸の内一丁目計画)

丸の内一丁目計画全景

丸の内一丁目計画全景

施主
三井不動産
設計
日建設計
施工
鹿島東京建築支店
カーテンウォールメーカー

現リクシル(旧トステムタイ工場)
現リクシル)旧新日軽中国工場)
現三協立山アルミ)タイ工場)
ヒートラベルによる実体温度の確認

ヒートラベルによる実体温度の確認

塗膜厚さの測定

塗膜厚さの測定

型材の勘合の確認

型材の勘合の確認

粉体塗装、超高層ビルの外装へ

2010年7月、日本に初めて粉体塗装を導入してから4年、ついに、超高層ビルの外装カーテンウォールに、高耐候性ポリエステル粉体塗装を採用することができた。ヨーロッパの超高層ビルに採用されてからおよそ10年後のこととなる。小生の予想より5年は早いスピードである。

お施主様、設計者の環境配慮に対する意識の高揚

この建物は、皇居に隣接して立地する記念碑的建築物である。従って、施主、設計者より要望されたことは、“環境に優しい”というキーワードであった。VOCや二酸化炭素の発生の低減ができ、高耐候性のある粉体塗装の提案に対して、快く承諾していただけたのは、そうした背景があってのことである。
塗装面積、約106,000㎡に対し、VOCの低減が約34t(ドラム缶で185本分)、二酸化炭素の低減が約180t(杉12,900本が1年間に吸収する量)とかなりの環境配慮ができたことは、高い評価をいただくことに繋がった。焼付け塗装の今後の方向性をよく示したケースとなった。

採用の決め手となったタイガードライラック社の品質保証

いつの世の中でもそうであるが、実績ほど強いものはない。焼付け塗装の世界では、カイナー500系がまさに20年の実績を引っさげているのだから圧倒的に強い。新参者の粉体塗装には分が悪い。そんなところに、タイガードライラック社の認定塗装工場で塗装すれば、代表的な耐久性指標である光沢保持率について保証が出るという画期的な制度が存在した。塗膜性能、AAMA2604ベースのシリーズ58という粉体塗料は、施主、設計者から高評価をいただき採用に至った。

超高層ビルのカーテンウォールという大規模な粉体塗装に対する品質管理

幾ら品質保証されるといっても、100,000㎡を超える高耐候性ポリエステル粉体塗装であるから、品質的なトラブルは絶対に回避しなければならない。本生産に先立ち、実際に採用する予定の塗装工場で、擬似型材を使用して、実際に使用する塗材でライン塗装を実施し、①型材の実体温度の確認、②昇温カーブ、キープ時間の確認、③密着性試験、④膜厚測定、⑤鉛筆硬度、⑥耐溶剤試験、⑦耐衝撃試験、⑧沸騰水浸漬後の密着性試験、⑨型材の勘合試験等々考えるべき品質管理試験をすべて実施し、所定の性能が発揮できることを確認した。
本生産では、海外の3工場、国内の1工場で焼付け塗装を行ったが、いずれも素晴らしい焼付け塗装結果となった。

皇居お堀端に立地する超高層外装カーテンウォールの雄姿

薄茶の石に取り合う型材にベージュ系メタリック色を、ガラスを組み込む型材にダークグレー系メタリック色という2色の高耐候性ポリエステル粉体塗装の外装カーテンウォールが“皇居”お堀端に雄姿を見せている。
その神々しい佇まいは、建築業界紙や塗装業界紙にも取り上げられ、今後の粉体塗装の輝かしい動向を示唆しているようである。

パネル材カーテンウォールへの粉体塗装仕上げ(超高層ビルソニー新オフィスビル)

ソニー新オフィスビル全景

ソニー新オフィスビル全景

施主
ソニー
設計
日建設計
施工
鹿島東京建築支店
カーテンウォールメーカー

現リクシル(旧トステム品質管理)
昭和リーフ蘇州工場(製造)
大型パネル材面の全景

大型パネル材面の全景

大型パネルの状況

大型パネルの状況

超高層ビル外装の大型パネルを粉体塗装で

2011年2月、丸の内一丁目計画に続き、超高層ビルの外装カーテンウォールの大型パネル材に高耐候性ポリエステル粉体塗装が採用された。
フロアツーフロア、すなわち一階分を一枚の大型パネルで仕上げるという設計思想である。厚み3mm程度のアルミ板材にシルバーメタリックの塗装で仕上げたいとの要望である。

如何に大型パネルの
フラットネスを確保するか?

耐候性の高いといわれているカイナー500系の熱可塑性フッ素樹脂焼付け塗装では、メタリック感を出すためにアルミフレークが塗料の中に分散されている。このフレークは光の当たり方に対する方向性があるので、太陽の高度や向きによってパネル材に当たる光の角度が変わっていくので、色味や質感が時々刻々変わってしまうという問題点があった。
「それでも大型パネルにはしたい!」この強い設計要求を実現できるものはないか?辿り着いたのが、タイガードライラック社の開発した技術、ボンディングメタリックであった。これだとメタリック成分がおよそ球形に近いので光の方向性は発生しない。結果、色むらや色味の違いの発生を回避できた。高耐候性ポリエステル粉体塗装の優れた利点が大いに生かされたのである。

パネル材のエッジの塗装

幾ら耐候性のある塗料を使ってもエッジ回りの塗料の付き周りが悪いとそこから発錆する。
粉体塗装はカイナー500系より付き周りがいいので防錆力が向上する利点がある。今回のディテールには非常に適した選択となった。
パネル材エッジ塗装図解

難しい大型パネルの粉体塗装

色むらの発生しにくい粉体塗料は用意できた。次は4mを超える大きなパネルをどうやって粉体塗装するかである。自動ガンのストロークには限りがある。といって安易に手吹きにしたのでは膜厚等の仕上がり精度に影響がでてきてしまう。
なんとコーターがストロークを延ばせるよう塗装機械を改良してくれたのだ。海外の塗装工場は、ともすると、「日本は色々うるさい製造基準を押し付けてくるので嫌だ!」といったネガティブな発言をするところも少なくない。が、反対に、「日本の仕事をすることで、自分たちの技量が向上する。むしろチャンスである。」という反応が出てくるところもある。
今回はまさに後者のケースであった。ラッキーであった。こうして今大崎駅前に35,000㎡もの巨大な高耐候性ポリエステル粉体塗装の外壁が凛として聳え立っている。

鋼製カーテンウォールへの粉体塗装仕上げ(SIA秋葉原ビル)

SIA秋葉原ビル全景

SIA秋葉原ビル全景

施主
シンプレックス・インベストメント・アドバイザーズ
設計
鹿島建築設計本部
施工
鹿島東京建築支店
カーテンウォールメーカー

ヤマキ工業
カーテンウォールのアップ

カーテンウォールのアップ

オーナーの要望 [フロアツーフロア]

このビルのオーナーの外装に対する要望が、「窓面全面をショーウィンドウにしたい!」とのものであった。それは、AOKIのスーツ等の商品を窓際に陳列することでカーテンウォールを大きな広告塔に見立てるということであった。

立ちはだかる法律の壁

ところが、丁度その頃、国交省からはカーテンウォールの構造方法について技術的助言がでていて個別対応が必要となった。このビルは延焼の恐れのある部位があり、防火設備対応が不可欠であった。アルミカーテンウォールでは、防火設備認定品のアルミサッシを組み込まざるを得ず、どうしても無目材という横材を流す必要が出てきた。勢いフロアツーフロアのデザインを断念せざるを得ない。
そこで、そのような適用を受けない鋼製カーテンウォールの採用へとシフトしたのである。当然防錆力を有する焼付け塗装が必要となった。

フロアツーフロアのカーテンウォール

昔はアルミでも実現できた。しかし今は法律の壁がある。と言って、施主、設計者の窓面積を出来るだけ大きく取り開放的にしたいという要求は減少することはないであろう。こんな葛藤が生ずる昨今、鋼製カーテンウォールと高耐候性ポリエステル粉体塗装とのコラボレーションは益々増えていくものと思われる。そんな折、タイガー社の防錆用粉体、ドライプロテクトの存在も大変意義が大きい。

高耐候性ポリエステル粉体塗装 | 防火設備対応時のアルミカーテンウォールの場合の納まり

GRC打ち込みアルミカットパネルへの粉体塗装仕上げ(ボッシュ横浜ビル)

ボッシュ横浜ビルの全景

ボッシュ横浜ビルの全景

施主
ボッシュ(株)
設計
(株)山下設計
施工
鹿島横浜支店
カーテンウォールメーカー

旭ビルウォール
GRC版取り

GRC版取り

GRC版取り付け下地

GRC版取り付け下地

2期工事の宿命

既に建設されていた1期工事が電解2次着色のシルバーアルマイトのアルミパネルであったため金属的質感で2期工事も仕上げることが要求されていた。
従って、このビルにおいては、耐火性能については、コストが安く、かつ軽量なALCパネルやアスロックパネルを採用することで対処し、その上に金属下地を設置し、軽微なアルミパネルを取り付けてアルミカーテンウォール風に見せるという設計手法がとられていた。しかし本工法では、技術、施工的に煩雑で、止水性の確保に難点があること、コスト的にも決して安価にすまないこと等の問題があった。

粉体塗装仕上げアルミカットパネル打込みGRCの提案

アルミ量を究極に減らすために3mm厚のアルミカットパネルにアンカーをつけてGRC(ガラス繊維補強コンクリート)に打ち込むことでコスト縮減し、メタリック系粉体塗装を施すことで金属光沢を演出することにした。

下部に、高耐候性ポリエステル粉体塗装後のアルミカットパネルを、高耐候性ポリエステル粉体塗装アルミカットパネル打込みGRCカーテンウォールのモックアップの状況を示す。
こうして事前に意匠性の確認を行い、本施工に入った。下部はアルミカットパネル取付け詳細写真であるが見事な金属的質感を粉体塗装で再現している。

高耐候性ポリエステル粉体塗装 | 防火設備対応時のアルミカーテンウォールの場合の納まり

在来型スチールドアへの粉体塗装仕上げの適用 (ボッシュ横浜ビル)

ボッシュ横浜ビルの全景

ボッシュ横浜ビルの全景

施主
ボッシュ(株)
設計
(株)山下設計
施工
鹿島横浜支店
カーテンウォールメーカー

旭ビルウォール
SOP仕上げのスチールドアの塗膜剥離

SOP仕上げのスチールドアの塗膜剥離

ステンレスのもらい錆

ステンレスのもらい錆

外装カーテンウォールとのマッチング

当該建物の外装カーテンウォールは、メタリック系粉体塗装を施すことで金属光沢を演出することにしたわけであるが、そのテクスチャーをいたく気に入られた設計者から「開口部のドアも同一の仕上げで出来ないか?」との要請が出された。現設計は外部仕様ということでステンレス建具が考えられていたが、質感の違いを何とか払拭したいとの要望であった。

ドライプロテクト+粉体塗装仕上げの提案

ドライプロテクト+高耐候性ポリエステル粉体塗装によるスチールドアの全景

ドライプロテクト+高耐候性ポリエステル粉体塗装 によるスチールドアの全景

外部仕様なので、防錆力は不可欠である。しかし、ステンレスに粉体塗装では、付着力も悪いし、コスト的にも現設計より高いものについてしまう。
そんな時、タイガーコーティング社でドライプロテクトという防錆用粉体塗装60μ+仕上げ用高耐候性ポリエステル粉体塗装60μをスチールに対して施工する仕様を有することに辿り着いた。
これならば、設計者の要求するイメージを実現できるし、現設計よりコストダウンも図れる。すぐに採用が決まった。

従来のスチールドアの塗装仕様

通常のスチールドアといえば、合成樹脂調合ペイントで現場塗装するというものであった。常温での塗装であり、決して塗膜硬度も高くないことから、取っ手回りなど手がよく触れる部分では塗膜の剥離がよく見られ、意匠的に見苦しいだけでなく、メンテナンスもバカにならなかった。

ステンレス製ドアの仕様

外部といえばステンレスのヘアライン仕上げや鏡面仕上げが多用されてきたが、SoxやNoxといった酸化物や海塩粒子がたくさん浮遊する地域では、ステンレスといえどももらい錆という現象がかなり見られ、近年、耐食性に疑問がもたれるようになってきている。

粉体塗装仕上げのスチールドアの今後

密着性試験(クロスカット試験) | 耐溶剤性試験

外部に粉体塗装仕上げのスチールドアを採用するには、密着性試験、鉛筆硬度試験、耐溶剤性試験等を実施し、塗膜の健全性を確認する必要はあるが、その意匠性の良さやテクスチャーのバリエーションの豊富さから、今後益々採用が増えていくものと考えている。

在来型スチールドアへの粉体塗装仕上げの適用 (ボッシュ横浜ビル)

yagドア
ドア製造・施工

三和シャッター工業
ドア粉体塗装

カドワキカラーワークス

スチールドアと粉体塗装のコラボレーション

粉体塗装とスチールドア、この組合せを早くから模索していたわけであるが、ネックを抱えていた。それは扉の重量がかなり重いことである。粉体塗装の焼付けにおいては160~200℃位まで扉の表面温度を上げないといけないが、重量があると熱容量が大きくなり、十分に温度が上がりきらずアンダーべークとなってしまう。
ラインスピードを落とせば何とかなることもあるが、生産性が大幅に落ちる。頭が痛い問題であった。

YAGドアのとの出会い

三和シャッター工業が開発したYAGドア。鉄板厚みが従来品の1.6mmと比べ1.0mmと薄い。中 骨との接合にはVHBテープを使っているため、従来必要とされる扉表面の穴部溶接とサンダー掛けの手間がかからないばかりかフラットネスが確保できる。
粉体塗装にとっては、扉の重量が軽くなるので容易に昇温ができ、アンダーべークが起こりにくい。サンダー掛けがないので、鉄パテ処理等が不必要になる。
この軽さ、平滑度は、まさに粉体塗装のために生まれてきたと言ってもいいようなスチールドアである。
ベストカップルの誕生である。

従来品のスチールドアの断面

従来品のスチールドアの断面

YAGドアの断面

YAGドアの断面

YAGドアと歩む粉体塗装

グラデーション鏡面仕上げ

バックヤードに使われるスチールドアだけでなく、グラデーション+鏡面仕上げ、錆調、エージング、スパークル・ホワイトリンクルといったカスタム塗装の分野との組合せで、建物の顔となるエントランスやロビーホールでYAG ドアとは出会いたいものである。

在来型スチールドアへの粉体塗装仕上げの適用 (ボッシュ横浜ビル)

yagドア
ドア製造・施工

三和シャッター工業
ドア粉体塗装

カドワキカラーワークス

外装カーテンウォールとのマッチング

当該建物の外装カーテンウォールは、ダークグレーとライトブラウン系の2色メタリック系粉体塗装を施すことで、石及びLow-Eガラスとのコントラストを表現した形となっているその中で、当初、外装カーテンウォールに取り合う床グレーチングは、スチールに現場塗装塗りの仕様であった。実大モックアップ製作のおり、お立会い頂いた施主・設計の方から「床グレーチングも何とか同じ粉体塗装でお願いできないか?」との要望が出された。

粉体塗装仕上げの採用

スチール+現場SOP塗装から粉体塗装への切り替え。幾ら内部で汎用の粉体塗装でいけるとしても、コストアップに繋がってしまう。グレーチングの製造・施工のサブコンも、粉体焼付け塗装を行うコーターも知恵を絞る。グレーチングのアルミ型材を中国で押し出し、カドワキカラーワークスへ納品して、粉体塗装後、ダイレクト納品することでコストダウンを図った。予定価格に近づくことができ採用が決まった。
いずれは、カーテンウォールの周辺部材にも粉体塗装は使用されると思っていたが、こうして適用の第1号となった。

大量生産における製造管理

グラデーション鏡面仕上げ

カーテンウォールの周辺部材とはいえ、超高層ビル案件であるから、その製造個数は膨大なものとなる。 ラインにおいて大量生産をしていかなければならない場合に一番注意しないといけないことは、各種の生産設定条件をミスしてしまうと、生産した全品は不良品となってしまう。
そこで、グレーチングのラッキングの仕方や塗装の方法(自動ガンによる塗装と手吹きによる補正塗装)、ラインスピードの設定、昇温速度・キープ時間の管理などについて事前に十分検討を行った。

大量生産における品質管理

製造のプロセス管理も重要であるが、できた品物の製品チェックも大切である。塗膜の密着性を調べるクロスカット試験、塗膜の硬さが十分かを確認する鉛筆硬度試験、アンダーべークが起きていないかをチェックする耐溶剤性試験等、各種の品質管理項目について実施した。
結果、大量生産であったにもかかわらず、良い品質のグレーチング部材を納品することができた。

感謝の声が聞こえる

グレーチングが現地に納まり、カーテンウォールと一体にになって、やはり同一仕様で仕上げて良かったとの賞賛の声が聞かれた。周辺部材とはいえ、施主・設計のニーズに応える事ほど意義深いものはない。

壁パンチング部材への粉体塗装仕上げの適用 (北新宿プロジェクト)

フッ素粉体塗装

 

施主
鹿島開発事業部
設計
鹿島中部支店
施工
鹿島中部支店
カーテンウォールメーカー

昭和リーフ(中国昆山工場)
ガラス
大興物産海外事業統轄部
シリーズ75 密着性試験

シリーズ75 密着性試験

シリーズ75 耐溶剤性試験

シリーズ75 耐溶剤性試験

 

粉体塗装との巡りあわせ

私が初めて粉体塗装に出会ったのは、2005年10月であるから、今年でもう6年弱となる。
小生が初めて、いわゆる高寿命の焼付け塗装材、強溶剤型熱可塑性フッ素樹脂焼付け塗装システムにであったのが、1987年35歳の時で、しかもアルミの表面処理・焼付け塗装の大家、Tチーフにおんぶに抱っこ状態であったから、どちらかというと楽な立場であった。一方、粉体塗装を紹介された時点では、後にも先にも、私以外、粉体塗装を支持する者はいなかった。粉体塗装に初めて出会った時の『これはいける!』との自分の内面からの声を信じて行動するしかなかった。

粉体塗装した仙台一番町ビル、そして・・・

日本で初の粉体塗装によるカーテンウォールが仙台に誕生した時、そう大きなビルではないが、感動は人一倍大きかった。ところが、「何で粉体なの? カイナー500でいいじゃない。」という声があちらこちらから聞こえてきた。『なせばなる。』、『信念、岩をも通す。』とはいうが、幾ら図々しい私でも一時はへこんだ。しかし、『これからは環境を配慮した生産方式を取り入れるのが技術者の責務である。』を座右の銘にして、“戦う技術者”として粉体塗 装に取り組み、いつの間にか10物件を越えるに至ってる。

高耐候性ポリエステル粉体塗装と共に

日本は、何かというと、『実績、実績!』という人が多い。実績で勝負する限り、チャレンジ精神は芽生えてこない。長期安定性を望むなら、実績にこだわることもよかろう。しかし時代はいつも変化し、ニーズは変わっていくものである。ここに実績主義の限界がある。いつかジリ貧となる時が来る。
「高耐候性ポリエステル粉体塗装なんて、カイナー500に比べたら性能が落ちるでしょ。」、よく聴く言葉である。しかし、カーテンウォール部材として、ヨーロッパで、アメリカで、そして東南アジアで数多くの物件が粉体塗装で仕上げられている。
日本だけが例外であるはずがない!私はその信念で6年弱を過ごしてきた。数々の物件を様々な仲間達と実践してきた。その喜びは計り知れない。きっと今 後も発展させ続けていくであろう。
その事に悔いはない!

日本で100年建築を目指す!

最近、日本でもメンテナンスフリーであるとか、“100年建築“といった、高寿命建築物が要求されるようになってきている。当然外装材にも高耐久性が今以上に要求されるようになるであろう。“フッ素粉体塗料”の出番も近いものと思われる。現在、軽金属製品協会の粉体塗装調査研究委員会で知り合った仲間何人かと外資系のフッ素粉体塗料の性能評価に入っている。密着性試験、耐溶剤性試験等、いずれも初期値では高性能を示している。いずれ、促進劣化試験結果も交えて成果を公にしたいと考えている。
また、内部環境に対しては、カスタム塗装の積極的採用を行い、建築の見せ場であるメインホール、ロビー等でその雄姿をお見せしたいものである。
“夢見る還暦おやじ”である。