太陽光と塗料の関係性
太陽光と塗料の関係性 外壁塗装は、紫外線だけで劣化するのか？
外壁塗装は、雨や風だけで傷むわけではありません。
毎日、外壁に降り注いでいる太陽光も、塗膜の劣化に大きく関係しています。
一般的には「紫外線で塗料が傷む」と言われることが多いですが、外壁塗装の劣化は、紫外線だけで決まるものではありません。
太陽光には、主に次のような光が含まれています。
紫外線,可視光線,近赤外線
さらに実際の外壁では、太陽光だけでなく、雨、湿気、結露、気温、表面温度、方角、入射角、季節、海沿いや都市部などの地域環境も重なって、少しずつ劣化が進んでいきます。
つまり、外壁塗装の耐久性を考えるときは、単に「紫外線に強いかどうか」だけではなく、光・熱・水分・環境にどれだけ耐えられるかを総合的に見ることが大切です。（湿気や結露は微生物劣化に起因）
紫外線は、波長によって紫外線A：UV-A（315～400nm）、紫外線B：UV-B（280～315nm）、 紫外線C：UV-C（100～280nm）の3種類に分類される。一般的に、紫外線は波長が短いほど生 物に対する有害作用が大きいが、UV-C は大気圏上部の酸素分子及び成層圏のオゾンによって完 全に吸収されてしまうため、オゾン量が多少減少しても地表面には到達せず、生物に対して問題 にはならない。また、UV-Aの照射量はオゾン量の変化の影響をほとんど受けない。 UV-B については、成層圏オゾンが1%減少した場合、特定の太陽高度角（23度）において、(我々、KFワールドセラ認定施工店では宮古島暴露試験の太陽高角度は南面同等角度で実施）約 1.5%増加するという結果が得られている。UV-B は、核酸などの重要な生体物質に損傷をもたら し、皮膚の光老化（シミやしわ）や皮膚がん発症率の増加、さらに白内障発症率の増加、免疫抑 制など人の健康に影響を与えるほか、陸域、水圏生態系に悪影響を及ぼすことが懸念される000293592.pdf
外壁塗装は毎日、太陽光にさらされている
外壁は、家の中でも特に過酷な環境にさらされている部分です。
晴れた日は、朝から夕方まで太陽光を受け続けます。夏場は外壁表面の温度が高くなり（熱劣化）、冬場は朝晩の冷え込みや結露の影響を受けます。雨が降れば水分を受け（水分劣化）、風が吹けば砂ぼこり（摩耗劣化）や汚れも付着します。
その中でも、太陽光は塗膜にとって非常に重要な劣化要因です。
太陽光は一つの光に見えますが、実際にはさまざまな波長の光が集まっています。塗料の劣化を考えるときは、特に紫外線（紫外線劣化）・可視光線・近赤外線（熱劣化）に分けて考えると理解しやすくなります。
国際がん研究機関の資料を掲載しているNCBI Bookshelfでは、紫外線は100〜400nmの波長域で、UVAは315〜400nm、UVBは280〜315nm、UVCは100〜280nmに分類されると説明されています。また、地表に届く太陽紫外線は主にUVAで、UVCや多くのUVBは成層圏オゾンによって吸収されるとされています。SOLAR AND ULTRAVIOLET RADIATION - Radiation - NCBI Bookshelf
太陽光には紫外線・可視光線・近赤外線がある
太陽光を塗料の視点で見ると、主に次の3つが重要になります。
1. 紫外線
塗膜の樹脂や顔料を劣化させる光
紫外線は、波長が短く、エネルギーの高い光です。
塗膜に含まれる樹脂や顔料に影響し、化学結合の切断やラジカル反応などを通じて、塗膜表面の劣化を進める原因になります。
紫外線による劣化が進むと、外壁には次のような症状が出やすくなります。
・色あせ・艶引け・チョーキング・塗膜表面の劣化・微細なひび割れ・塗膜の粉化・樹脂の分解
外壁を手で触ったときに白い粉がつく「チョーキング」は、塗膜表面の樹脂が劣化し、顔料などが表面に出てくることで起こる代表的な症状です。
塗装後すぐはきれいに見えても、紫外線に弱い塗膜では、数年後に色あせや艶引けが目立ちやすくなる場合があります。https://www.env.go.jp/content/000293592.pdf
2. 可視光線
色の見え方と、一部の色材劣化に関係する光
可視光線は、人間の目に見える光です。
私たちが外壁の色を見ているのは、この可視光線の反射によるものです。白く見える外壁、黒く見える外壁、赤や青に見える外壁は、可視光線の吸収と反射の違いによって見え方が変わります。
可視光線は、紫外線ほど強い劣化要因として語られることは多くありません。しかし、色材や顔料の種類によっては、可視光線や長波長側のUVAの影響を受けることがあります。
つまり、外壁の色あせを考えるときは、単純に「紫外線だけ」が原因ではなく、色材の種類、顔料の安定性、塗膜の樹脂設計、さらに光全体への耐性も関係してくるということです。可視光線 - Wikipedia
3. 近赤外線
外壁表面の温度上昇に関係する光
近赤外線は、主に熱に関係する光です。
外壁が太陽光を受けると、表面温度が上がります。特に濃色の外壁は光を吸収しやすいため、淡色の外壁に比べて表面温度が高くなりやすい傾向があります。
表面温度が高くなると、塗膜や下地は膨張します。夜になって温度が下がると収縮します。
この膨張と収縮が毎日繰り返されることで、塗膜や下地には少しずつ負担がかかります。
その結果、
・塗膜のひび割れ・シーリング部分の動き・下地との密着への影響・熱による劣化反応の進行・膨れや剥がれのリスク
などにつながる場合があります。
紫外線は「化学的な劣化」に関係しやすく、近赤外線は「熱による物理的な負担」に関係しやすいと考えると、一般のお客様にも理解しやすいと思います。気象庁｜日射・赤外放射
太陽光の割合の目安
地表に届く太陽光の割合は、天候、季節、緯度、標高、大気の状態などによって変わります。
一般的な目安として、太陽光のうち、紫外線は数％、可視光線は約4割、赤外線は約5割程度と説明されることがあります。NCBI Bookshelfの資料では、地表に届く太陽紫外線は大部分がUVAで、UVBは少量、UVCは基本的に地表に届きにくいとされています。
ここで大切なのは、紫外線の割合は太陽光全体の中では大きくなくても、塗膜の劣化に与える影響は非常に重要だということです。
量が多いか少ないかだけではなく、その光が持つエネルギーや、塗膜材料に与える影響を見る必要があります。太陽光および紫外線 - 放射線 - NCBIブックシェルフ
塗料の劣化は太陽光だけで決まらない
外壁塗装の劣化は、太陽光だけで決まるものではありません。
実際の外壁では、次のような要因が複雑に関係します。(太陽光と塗料の関係性)
湿気・雨・結露
塗膜は、雨や湿気、結露の影響も受けます。
特に北面や日当たりの悪い面では、太陽光による乾燥が遅く、湿気が残りやすい場合があります。
湿気が残ると、
・カビ・藻・汚れの付着・塗膜表面の劣化・下地への水分影響
につながることがあります。
南面は太陽光による色あせが進みやすく、北面は湿気によるカビや藻が出やすい。同じ家でも、方角によって劣化の出方が違うのはこのためです。
熱・表面温度・膨張収縮
外壁は、日中に太陽光を受けて温まり、夜になると冷えます。
この温度変化によって、塗膜や下地は膨張と収縮を繰り返します。
特に夏場の西面は、午後の強い日差しを受けやすく、表面温度が上がりやすい場所です。
外壁塗装では、塗料そのものの耐候性だけでなく、下地の動き、シーリングの柔軟性、施工方法も重要になります。
どれだけ高性能な塗料を使っても、下地処理や施工が不十分であれば、本来の性能を発揮できないことがあります。
入射角・方角・季節
太陽光は、いつも同じ角度で外壁に当たっているわけではありません。
季節によって太陽の高さは変わります。朝、昼、夕方でも太陽の角度は変わります。南面、西面、東面、北面でも受ける光の量は異なります。
そのため、同じ建物でも、
・南面は日射量が多く、色あせや艶引けが進みやすい・西面は午後の強い日差しで温度が上がりやすい・北面は湿気が残りやすく、カビや藻が出やすい・軒の出がある場所とない場所で劣化が変わる・ベランダ裏や庇の下では水分や汚れが残りやすい
といった違いが出ます。
外壁塗装の診断では、建物全体を同じように見るのではなく、方角や環境ごとに状態を確認することが大切です。
海沿い・都市部・山間部などの地域環境
地域環境も、塗膜の劣化に関係します。
海沿いでは、塩分を含んだ風が外壁や金属部分に影響することがあります。都市部では、排気ガスや大気中の汚れが外壁に付着しやすい場合があります。山間部や湿気の多い地域では、カビや藻が発生しやすいことがあります。
つまり、塗料選びでは、カタログ上の性能だけでなく、その地域、その家、その方角でどう劣化しやすいのかを考えることが大切です。
キセノンランプ促進耐候性試験とは
塗料の耐候性を評価する方法の一つに、キセノンランプ促進耐候性試験があります。
キセノンランプ試験とは、人工光源であるキセノンアーク灯を使い、太陽光に近い光を再現しながら、塗膜の劣化を短期間で確認する試験です。
日本塗料検査協会では、耐候性について、自然環境のうち主として日光・雨水・温度・湿度などによる劣化への抵抗性と説明しています。そしてキセノンランプ法は、人工光源のキセノンアーク灯を使用し、降雨や結露を模した水や水蒸気の作用も含め、屋外暴露試験よりさらに劣化を促進する試験とされています。促進耐候性（キセノンランプ法） | 一般財団法人 日本塗料検査協会
また、JIS K 5600-7-7では、光源としてキセノンアークランプを用いた促進試験装置内で、水および水蒸気の作用を含めて、促進耐候性試験または促進耐光性試験によって塗膜を暴露する方法が規定されています。JISK5600-7-7:2008 塗料一般試験方法－第７部：塗膜の長期耐久性－第７節：促進耐候性及び促進耐光性（キセノンランプ法）
キセノンランプ試験でわかること
キセノンランプ試験では、塗膜に人工的な光、水分、温度などの負荷を与え、一定時間後に塗膜がどのように変化するかを確認します。
確認される項目としては、たとえば次のようなものがあります。
・色差・光沢保持率・チョーキング・割れ・剥がれ・膨れ・塗膜表面の変化・外観の変化
このような試験によって、塗料ごとの耐候性を比較しやすくなります。
塗料を選ぶときに、促進耐候性試験の結果を見ることは非常に重要です。
なぜなら、単に「長持ちします」という言葉だけではなく、一定条件下でどのような変化があったのかを確認できるからです。
キセノンランプ試験と自然光は同じではない
ただし、キセノンランプ試験はとても重要な試験ですが、自然環境そのものを完全に再現するものではありません。
自然環境では、
・地域ごとの紫外線量・雨量・湿度・気温差・昼夜の温度差・結露・台風や強風・海塩粒子・大気汚染物質・カビや藻・方角・入射角・下地の種類・施工条件
など、非常に多くの要因が関係します。
ASTM G155の説明でも、キセノンアークランプと水を用いる装置は、材料が実使用環境で太陽光と雨や露などの湿気にさらされるときの劣化作用を再現することを目的とした試験方法とされています。ただし、これは暴露条件を得る、測定する、制御するための手順であることも示されています。
つまり、キセノンランプ試験は、耐候性を確認するための重要な物差しです。しかし、実際の外壁では、自然光、雨、湿気、熱、方角、施工状態が重なって劣化が進みます。
そのため、塗料の本当の実力を考えるなら、キセノンランプ試験の結果と、自然暴露試験、さらに実物件での経過を合わせて見ることが大切です。G155 非金属材料の露出用キセノンアーク光装置の運用標準手順
自然暴露試験と実物件の経過も重要
自然暴露試験とは、実際の屋外環境に試験板などをさらし、時間の経過とともに塗膜がどのように変化するかを確認する試験です。
キセノンランプ試験は短期間で劣化傾向を確認しやすい試験ですが、自然暴露試験では、実際の太陽光、雨、湿度、風、温度変化の中でどのように変化するかを見ることができます。
さらに重要なのが、実物件での経過です。
外壁塗装は、試験板だけで完結するものではありません。
実際の建物では、
・下地の状態・既存塗膜の種類・施工時の気温や湿度・塗布量・乾燥時間・職人の施工精度・建物の形状・周辺環境・方角ごとの日当たり
なども関係します。
だからこそ、塗料選びでは、試験結果だけでなく、実際の建物で何年経過してどのような状態なのかを見ることが大切です。
塗った直後は、どの塗料もきれいに見えます。しかし、本当に大切なのは、5年後、10年後、15年後にどうなっているかです。
「紫外線に強い」だけでは不十分
外壁塗装の提案で、「この塗料は紫外線に強いです」と説明されることがあります。
もちろん、紫外線への強さはとても重要です。
しかし、外壁塗装ではそれだけでは不十分です。
実際には、
・紫外線に対する強さ・熱による劣化への強さ・雨や湿気への強さ・塗膜の密着性・下地との相性・シーリングとの相性・汚れにくさ・カビや藻への抵抗性・長期的な光沢保持・色あせしにくさ・実物件での経過
まで総合的に見る必要があります。
つまり、塗料の耐久性は、カタログの一言だけで判断するものではありません。
どんな試験をしているのか。どんな自然暴露データがあるのか。実際の建物で何年経過しているのか。その結果、外壁がどのような状態を保っているのか。
ここまで確認して、初めて「根拠ある塗料選び」に近づきます。
太陽光に強い塗料を選ぶときの確認ポイント
塗料を選ぶときは、次のような点を確認するとよいでしょう。
1. 促進耐候性試験の結果があるか（当たり前）
キセノンランプ試験などの促進耐候性試験は、塗料の耐候性を見るうえで重要な資料です。
試験時間だけでなく、試験後の色差、光沢保持率、チョーキング、割れ、剥がれなども確認できると、より判断しやすくなります。
2. 自然暴露試験の結果があるか（大事）
促進試験だけでなく、屋外での自然暴露試験があるかどうかも重要です。
実際の太陽光、雨、湿気、温度変化の中で、どのような経過をたどっているのかを見ることができます。
3. 実物件での経過があるか（一番大事）
一番わかりやすいのは、実際に施工された建物の経過です。
10年前に施工した外壁が、現在どうなっているのか。色あせはどの程度か。艶は残っているのか。チョーキングは出ているのか。剥がれや膨れはないのか。
実物件の写真や動画があると、一般のお客様にも非常にわかりやすい判断材料になります。
4. 方角ごとの劣化を確認しているか
外壁は、南面、北面、西面、東面で劣化の出方が変わります。
良い診断では、建物全体を一括りにせず、方角ごとに状態を確認します。
南面は日射、北面は湿気、西面は熱、東面は朝日や周辺環境など、それぞれ見るべきポイントがあります。
5. 下地処理や施工管理まで説明してくれるか
どれだけ良い塗料でも、下地処理や施工管理が不十分では、本来の性能を発揮できません。
外壁塗装では、
・高圧洗浄・ひび割れ補修・シーリング工事・下塗り材の選定・塗布量・乾燥時間・施工時の気温や湿度・塗り重ね間隔
なども重要です。
太陽光に強い塗料を選ぶだけでなく、その塗料を正しく施工することが大切です。
外壁塗装は、太陽光と環境に耐えるための工事
外壁塗装は、ただ色を塗り替える工事ではありません。
住まいを太陽光から守り、雨から守り、湿気から守り、将来のメンテナンス費用にも関わる大切な工事です。
太陽光には、紫外線、可視光線、近赤外線があります。紫外線は塗膜の化学的劣化に関係し、可視光線は色の見え方や一部の色材に関係し、近赤外線は外壁表面の温度上昇に関係します。
さらに、実際の外壁では、湿気、雨、結露、入射角、季節、方角、地域環境が重なります。
だからこそ、外壁塗装では、価格だけでなく、根拠を見て判断することが大切です。
まとめ
太陽光に強い塗料は、試験と実物件の両方で判断する
太陽光と塗料の関係を考えると、外壁塗装の劣化は紫外線だけで決まるものではないことがわかります。
紫外線、可視光線、近赤外線。雨、湿気、結露。熱、表面温度、膨張収縮。入射角、方角、季節。地域環境、下地、施工条件。
これらが複雑に関係して、外壁の劣化は進んでいきます。
そのため、塗料を選ぶときは、
促進耐候性試験自然暴露試験実物件の経過施工実績写真や動画による確認
を合わせて見ることが大切です。
塗った直後のきれいさだけでは、本当の耐久性はわかりません。
本当に大切なのは、10年後、15年後にどうなっているかです。
これからの外壁塗装は、価格やイメージだけで選ぶ時代ではありません。
太陽光と塗料の関係を理解し、試験データと実物件の経過を確認しながら、根拠で選ぶ外壁塗装が大切になっていきます。
参考資料
・NCBI Bookshelf / Solar and Ultraviolet Radiation紫外線の波長分類、UVA・UVB・UVC、地表に届く紫外線について。
・NCBI Bookshelf / Sunlight and Ultraviolet Radiation地表に届く紫外線の構成、UVAとUVBについて。
・日本塗料検査協会促進耐候性試験、キセノンランプ法の概要について。
・JIS K 5600-7-7キセノンアークランプを用いた塗膜の促進耐候性および促進耐光性試験について。
・ASTM G155キセノンアークランプと水を用いた材料の耐候性試験について。
The Relationship Between Sunlight and Paint Durability
Exterior paint does not deteriorate only because of rain and wind. Sunlight is also one of the most important factors affecting the durability of exterior coatings.
Although people often say that paint deteriorates because of ultraviolet rays, UV light is not the only cause. Sunlight includes ultraviolet rays, visible light, and near-infrared rays. In addition, actual exterior walls are affected by rain, humidity, condensation, temperature, surface heat, direction, angle of sunlight, seasons, and local environmental conditions such as coastal areas or urban pollution.
Ultraviolet rays have high energy and can damage the resin and pigments in paint films. This may lead to fading, loss of gloss, chalking, surface degradation, fine cracks, and resin breakdown. Chalking, where white powder appears on the surface, is one common sign of paint film deterioration.
Visible light is the light humans can see, and it affects how exterior colors appear. While it is usually not considered as aggressive as UV light, some pigments and color materials may also be influenced by visible light or long-wavelength UVA.
Near-infrared rays are closely related to heat. When exterior walls absorb sunlight, the surface temperature rises. Dark-colored walls tend to absorb more light and become hotter than light-colored walls. This heat causes expansion during the day and contraction at night, which can place stress on the paint film, sealants, and substrate.
Paint deterioration is also affected by moisture, rain, condensation, surface temperature, expansion and contraction, sunlight angle, wall direction, season, and regional environment. For example, south-facing walls may fade faster due to sunlight, while north-facing walls may be more prone to algae, mold, and moisture-related problems.
The article also explains the importance of xenon lamp accelerated weathering tests. These tests use artificial light similar to sunlight, along with moisture and temperature conditions, to evaluate paint durability in a shorter time. However, such tests cannot fully reproduce real outdoor environments. Therefore, it is important to consider not only accelerated weathering test data, but also natural exposure tests and the actual performance of paint on real buildings over time.
A reliable evaluation of exterior paint should include accelerated weathering tests, natural exposure data, real project performance, photos, videos, and long-term observation. Paint may look beautiful immediately after application, but the real question is how it performs after 5, 10, or 15 years.
In conclusion, choosing exterior paint should not be based only on price, image, or the phrase “UV resistant.” It is important to understand the relationship between sunlight and paint, and to choose coatings based on clear evidence, test data, actual exposure results, and real building performance.
Prepared by: Tadanori Kurita, JEPA
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