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絵具とは、着色された液体の混合物、または着色された液体の混合物であり、固体に塗布して乾燥させると、膜状の層を形成します。美術においては、これを用いて絵画と呼ばれる画像を作成します。絵具には様々な色や種類があります。ほとんどの絵具は油性か水性で、それぞれに特徴があります。
原始的な絵具は数万年前の洞窟壁画に使われていた。[ 1 ] [ 2 ]
水性塗料と油性塗料では、洗浄溶剤も異なります。[ 3 ]水性塗料と油性塗料は、塗装対象物（家など）の周囲の温度によって硬化の仕方が異なります。
塗料は、人類が最初に作った芸術作品のいくつかに使われていました。赤や黄色の黄土、赤鉄鉱、酸化マンガン、木炭で描かれた洞窟壁画の中には、4万年も前に初期のホモ・サピエンスによって作られたものもあるかもしれません。 [ 4 ]塗料はさらに古い可能性もあります。2003年と2004年に、南アフリカの考古学者は、ブロンボス洞窟で、塗料のように使われた可能性のある、10万年前の人類が作った黄土ベースの混合物を発見したと報告しました。 [ 5 ] [ 6 ]同じ洞窟でのさらなる発掘調査の結果、顔料をすりつぶして原始的な塗料のような物質を作るための完全な道具一式が2011年に報告されました。[ 6 ] [ 7 ] 塗料の初期の用途は、純粋に装飾目的でした。その結果、接着剤を含まない顔料（主に酸化鉄で構成されている）が、紀元前15,000年頃のアジアの一部の先史時代の洞窟壁画に使用された。[ 8 ]
5,000年前のネス・オブ・ブロドガーの内部の壁には、赤鉄鉱を動物性脂肪、牛乳、卵と混ぜた黄土顔料で黄色、赤、オレンジ色に塗られた石が組み込まれていることが発見されている。[ 9 ] [ 10 ]
エジプトのデンデラにある古代の彩色壁は、長年風雨にさらされてきたにもかかわらず、約2000年前に描かれた当時と変わらず鮮やかな色を保っています。エジプト人は、絵具を粘着性のある物質と混ぜ合わせ、混ぜたり混ぜたりすることなく、それぞれ別々に塗布しました。彼らは白、黒、青、赤、黄、緑の6色を使用したようです。まず、その領域全体を白で覆い、次に黒で模様をなぞり、地色の明るい部分を残しました。赤には、一般的に濃い色合いの鉛丹を使用しました。 [ 11 ]
現存する最古の油絵は、紀元650年頃に制作された仏教壁画である。これらの作品は、アフガニスタンのバーミヤン渓谷の崖をくり抜いて作られた洞窟のような部屋にあり、「クルミ油とケシの実油」を用いて描かれている。[ 12 ]プリニウスは、ローマ建国以前に作られたアルデアの町の天井画について言及している。何世紀もの時が経った後でも、その鮮やかさに驚きと感嘆の念を表している。
13 世紀には、油がテンペラ絵画の細部を描くために使用されました。14 世紀には、チェンニーノ・チェンニーニが、油の薄い層で覆われたテンペラ絵画を使用する絵画技法について説明しました。有機油の乾燥が遅い性質は、初期のヨーロッパの画家にはよく知られていました。しかし、材料の入手と加工が困難であったため、それらはめったに使用されませんでした (そして実際、乾燥が遅いことは欠点と見なされていました[ 13 ] )。絵具は卵黄で作られていたため、その物質は硬化し、塗布された表面に付着しました。顔料は植物、砂、さまざまな土壌から作られました。ほとんどの絵具は、ベース(顔料の希釈剤、溶剤、または媒体) として油または水を使用します。
ヴァザーリがイタリアに油絵具を導入した人物として誤って挙げたフランドルで訓練を受けた、あるいは影響を受けたアントネッロ・ダ・メッシーナ[ 14 ]は、リサージ、つまり酸化鉛(II)を加えることで配合を改良したようだ。17世紀の油絵の現存する例として、イングランドのサリーにあるハム・ハウスがある。そこでは、プライマーと数層の下塗り、そして精巧な装飾的な上塗りが用いられており、顔料と油の混合物は乳鉢と乳棒でペースト状にすりつぶされた。画家たちはこの工程を手作業で行ったため、鉛白粉による鉛中毒の危険にさらされた。
1718年、マーシャル・スミスはイギリスで「顔料粉砕機」を発明した。その正確な動作原理は不明だが、顔料粉砕の効率を劇的に向上させた装置であった。間もなく、エマートン・アンド・マンビー社が、省力化技術を用いて粉砕された非常に低価格の絵具を宣伝し始めた。
馬力式製粉機で挽いた1ポンドの絵具で12ヤードの布を塗ることができますが、他の方法で挽いた絵具ではその半分の量も塗れません。
18世紀半ば、産業革命が本格的に始まる頃には、塗料は蒸気機関で動く製粉機で粉砕されるようになり、鉛系顔料の代替として酸化亜鉛の白色誘導体が発見された。19世紀が進むにつれて、装飾的な理由と、塗料が湿気による壁の腐食を防ぐのに効果的であったことから、室内塗装がますます一般的になった。亜麻仁油も安価な結合剤として広く使われるようになった。
1866年、アメリカのシャーウィン・ウィリアムズ社は大手塗料メーカーとして創業し、缶から出してすぐに使える、下準備不要の塗料を発明した。
第二次世界大戦の刺激によって亜麻仁油が供給市場で不足した時になって初めて、合成樹脂、すなわちアルキド樹脂が発明された。安価で製造が容易な合成樹脂は、色持ちが良く、長持ちした。[ 15 ]
20世紀を通じて、絵具には顔料が用いられ、それは通常、液体に懸濁された状態で使われていた。
21世紀には、構造色を利用した「塗料」が開発されました。アルミニウムの薄片に小さなアルミニウムナノ粒子を散りばめることで、鉱物を選別したり混合したりするのではなく、ナノ粒子のサイズを調整することで任意の色を作り出すことができます。これらの塗料は従来の塗料のほんの一部しか重さがなく、航空機や道路車両にとって特に有利です。太陽光からの熱を反射し、屋外で劣化しません。予備実験では、従来の塗料と比較して温度を華氏20～30度下げることができると示唆されています。また、その構成成分は毒性が低いです。[ 16 ]
塗料の製造は、薄い両面鏡から始まります。研究者たちは、シートの両面に金属ナノ粒子を堆積させました。大きなシートを粉砕して小さなフレークを作りました。[ 16 ]
バインダーは塗料の皮膜形成成分であり、[ 17 ]ビヒクルはバインダーで構成されています。溶剤や水などの希釈剤で希釈する必要がある場合は、バインダーと希釈剤の組み合わせになります。[ 18 ] [ 19 ]この場合、塗料が乾燥または硬化すると、希釈剤のほぼすべてが蒸発し、コーティングされた表面にはバインダーだけが残ります。したがって、コーティングの配合において重要な量は、「ビヒクル固形分」、または配合の「樹脂固形分」と呼ばれるものです。これは、乾燥または硬化が完了した後に残るバインダー、つまりフィルムのポリマー骨格である湿潤コーティング重量の割合です。したがって、乾燥して固形分のみが残った後の塗料の体積は、固形分体積として表されます。
結合剤は、あらゆる種類の配合剤に必ず含まれる唯一の成分です。多くの結合剤は、塗布および希釈できるように十分な粘度が必要です。希釈剤が含まれる場合、その種類は結合剤によって異なります。
バインダーは、光沢、耐久性、柔軟性、靭性などの特性を付与します。[ 20 ]
バインダーには、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ビニルアクリル樹脂、酢酸ビニル／エチレン（VAE）樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シラン樹脂、シロキサン樹脂、または油などの合成樹脂または天然樹脂が含まれます。
バインダーは、フィルム形成のメカニズムによって分類できます。熱可塑性メカニズムには、乾燥と合体があります。乾燥とは、溶剤またはシンナーを蒸発させて、一体化したフィルムを残すことを指します。合体とは、乾燥に続いて、以前は分離していた粒子が実際に相互に浸透して融合するメカニズムを指します。熱可塑性フィルム形成メカニズムは、「熱可塑性硬化」と呼ばれることもありますが、フィルムを結合するために化学硬化反応は必要ないため、これは誤称です。一方、熱硬化メカニズムは、バインダーを構成するポリマー間の化学反応を伴う真の硬化メカニズムです。[ 21 ]
バインダーを冷却するだけでフィルムが形成されるものもあります。例えば、エンカウスティック塗料やワックス塗料は、温かいときは液体状ですが、冷えると硬化します。多くの場合、再び加熱すると軟化または液状化します。
溶剤の蒸発によって乾燥し、溶剤に溶解した固体バインダーを含む塗料はラッカーと呼ばれます。溶剤が蒸発すると固体の皮膜が形成されます。化学的な架橋反応が起こらないため、皮膜は溶剤に再溶解します。そのため、ラッカーは耐薬品性が重要な用途には適していません。古典的なニトロセルロースラッカーや、溶剤に染料を溶解させた非木目立ち上がりタイプのステインなどがこのカテゴリーに属します。性能は配合によって異なりますが、ラッカーは一般的に、重合や凝集によって硬化する同等のシステムに比べて、紫外線耐性が高く、耐腐食性が低い傾向があります。
英国ではエマルジョン、米国ではラテックスと呼ばれる塗料は、サブマイクロメートルサイズのポリマー粒子の水性分散液です。それぞれの国では、これらの用語は、アクリル、ビニルアクリル（PVA）、スチレンアクリルなどの合成ポリマーをバインダーとして使用するすべての塗料を指します。[ 22 ]米国の塗料の文脈における「ラテックス」という用語は、単に水性分散液を意味し、ゴムの木から採取されるラテックスゴムは成分ではありません。これらの分散液は、乳化重合によって製造されます。このような塗料は、凝集と呼ばれるプロセスによって硬化します。このプロセスでは、まず水、次に微量の、または凝集する溶媒が蒸発し、バインダー粒子を引き寄せて軟化させ、不可逆的に結合したネットワーク構造に融合させるため、塗料は元の溶剤/水に再溶解しません。塗料中の残留界面活性剤、および一部のポリマーの加水分解効果により、塗料は軟化し、時間の経過とともに水によって劣化する傾向があります。米国では一般的にラテックス塗料という用語が使われるが、英国では同じ製品に対してエマルジョン塗料という用語が使われ、ラテックス塗料という用語は全く使われない。
重合によって硬化する塗料は、一般的に化学反応によって重合し、架橋膜に硬化する1液型または2液型のコーティング剤です。組成によっては、溶剤の蒸発によって最初に乾燥させる必要がある場合があります。古典的な2液型エポキシまたはポリウレタン[ 23 ]はこのカテゴリーに分類されます。[ 24 ]
直感に反して、「乾燥油」は、オーブンサイクルを経ずに空気中で乾燥するように見えても、架橋反応によって硬化します。最も単純な例の皮膜形成メカニズムには、まず溶剤が蒸発し、その後、数日、数週間、あるいは数ヶ月かけて環境中の酸素と反応して架橋ネットワークを形成することが含まれます。[ 18 ]古典的なアルキドエナメルはこのカテゴリーに分類されます。酸化硬化コーティングは、ナフテン酸コバルトなどの金属錯体乾燥剤によって触媒されますが、オクタン酸コバルトの方が一般的です。
近年の環境規制により揮発性有機化合物（VOC）の使用が制限され、代替の硬化方法が開発されてきましたが、これは主に工業用途向けです。例えば、 UV硬化塗料は、溶剤を極めて少量、あるいは全く含まない配合が可能です。これは、塗料に使用されるモノマーやオリゴマーの分子量が比較的低く、粘度も十分に低いため、追加のシンナーを必要とせずに良好な流動性を確保できるためです。溶剤が多量に存在する場合、通常はまず溶剤の大部分が蒸発し、その後紫外線によって架橋反応が開始されます。同様に、粉体塗料には溶剤は含まれていません。乾燥粉末を静電的に塗布した後、基材を加熱することで流動性と硬化が実現されます。[ 25 ]
いわゆる「触媒入り」ラッカーや「架橋ラテックス」塗料は、従来の乾燥方法と触媒の働きを利用した硬化反応を組み合わせることで塗膜を形成するように設計されています。また、PVC顆粒と可塑剤を混合して作られるプラスチゾル／オルガノゾルと呼ばれる塗料もあります。これらは加熱処理され、混合物が凝集します。
希釈剤の主な目的は、ポリマーを溶解し、塗料の粘度を調整することです。希釈剤は揮発性であり、塗膜の一部にはなりません。また、流動性や塗布特性を制御し、場合によっては液体状態の塗料の安定性に影響を与えることもあります。希釈剤の主な機能は、不揮発性成分のキャリアーとしての役割です。油性室内塗料のように、より粘度の高い油（例えば亜麻仁油）を塗布するには、より粘度の低い油が必要です。これらの揮発性物質は一時的にその特性を付与します。溶剤が蒸発すると、残った塗料が表面に定着します。
この成分はオプションです。一部の塗料には希釈剤が含まれていません。
水は水性塗料、たとえ共溶剤タイプのものであっても、主な希釈剤である。
溶剤系塗料（油性塗料とも呼ばれる）は、希釈剤として様々な有機溶剤（塗料シンナーとも呼ばれる）を組み合わせて使用することができ、これには脂肪族溶剤、芳香族溶剤、アルコール、ケトン、ホワイトスピリットなどが含まれる。具体的な例としては、石油留出物、エステル、グリコールエーテルなどの有機溶剤が挙げられる。揮発性の低分子量合成樹脂が希釈剤として使用される場合もある。
顔料は、塗料に混ぜ込まれる固体の粒子または薄片で、通常は塗膜に色を与えるために用いられます。顔料は、特定の波長の光を選択的に吸収したり、光を散乱または反射したりすることによって色を与えます。顔料の粒子サイズは、光散乱のメカニズムにとって重要です。このような粒子のサイズは、ヘグマンゲージで測定できます。一方、染料は塗料に溶解され、選択的吸収メカニズムによってのみ色を与えます。[ 26 ]塗料は、顔料のみ、染料のみ、両方、またはどちらも含まない配合で作ることができます。
顔料は、色を与えるのではなく、塗料に特別な物理的または光学的特性を与えるためにも使用でき、その場合は機能性顔料と呼ばれます。[ 27 ]充填剤または増量剤は、機能性顔料の重要なクラスです。これらは通常、塗膜の厚さを増やしたり、塗料のコストを削減したりするために使用され、塗膜に強靭性と質感を与えることもできます。[ 28 ]充填剤は通常、珪藻土、タルク、石灰、重晶石、粘土などの安価で不活性な材料です。耐摩耗性を必要とする床用塗料には、充填剤として細かい石英砂が含まれている場合があります。
場合によっては、単一の顔料が装飾的な目的と機能的な目的の両方を果たすことがあります。例えば、一部の装飾顔料は、塗料を紫外線に対して不透明にすることで、つまり選択的に紫外線を吸収することで、基材を紫外線の有害な影響から保護します。こうした隠蔽顔料には、二酸化チタン、フタロシアニンブルー、酸化鉄（赤）など、多くの種類があります。
鉛塗料に使用されている鉛顔料など、一部の顔料は有毒です。米国消費者製品安全委員会が1978年に住宅用塗料への鉛の使用を禁止する以前から、塗料メーカーは鉛顔料をチタンホワイト（二酸化チタン）に置き換え始めていました。現在、ほとんどの塗料に使用されている二酸化チタンは、屋外での耐久性の向上や、塗膜内のより最適な間隔によって促進される隠蔽性能（不透明度）の向上など、さまざまな理由でシリカ/アルミナ/ジルコニウムでコーティングされていることがよくあります。[ 29 ]
雲母状酸化鉄（MIO）は、鋼の保護に鉛の代替として用いられるもので、ほとんどの塗料よりも水や光による損傷に対する保護効果が高い。MIO顔料を微粒子に粉砕すると、ほとんどが光沢のある層に割れ、光を反射するため、紫外線による劣化を最小限に抑え、樹脂バインダーを保護する。塗料に使用される顔料のほとんどは球形であるが、ガラスフレークやMIOなどの層状顔料は、水分子の経路を妨げる重なり合った板状構造を持つ。[ 30 ]最適な性能を得るには、MIOは雲母に似た薄いフレーク状の粒子を多く含む必要がある。ISO 10601では、MIO含有量の2つのレベルが定められている。[ 31 ] MIOは、しばしば赤鉄鉱の一種から得られる。
顔料は天然顔料と合成顔料に分類できます。天然顔料は土壌や植物から採取され、金属酸化物やカーボンブラックなどの着色剤、または様々な粘土、炭酸カルシウム、雲母、シリカ、タルクなどが含まれます。合成顔料には、実験室で作られた多数の着色剤、人工分子、焼成粘土、ブランフィックス、沈降炭酸カルシウム、合成熱分解シリカなどが含まれます。着色剤として使用される顔料や染料は、商業的に重要なカラーインデックスシステムを使用して化学タイプ別に分類されます。[ 32 ]
塗料には、主要な3つの成分（バインダー、希釈剤、顔料）の他に、多種多様な添加剤が含まれることがあります。これらの添加剤は通常少量添加されますが、製品に大きな影響を与えます。例えば、質感や表面張力の調整、流動性の向上、仕上がりの外観の改善、濡れ性の向上、顔料の安定性の向上、不凍性の付与、発泡の抑制、皮膜形成の抑制、アクリル系ポーリングセルの形成などを行う添加剤があります。その他の添加剤としては、触媒、増粘剤、安定剤、乳化剤、テクスチャリング剤、接着促進剤、紫外線安定剤、艶消し剤、細菌の増殖を抑制する殺生物剤などがあります。
添加剤は通常、配合物中の個々の成分の割合を大きく変化させない。[ 33 ]
色が変わる塗料を作るための技術は様々存在する。感温性インクや塗料には、熱を加えたり取り除いたりすると構造が変化する材料が含まれており、それによって色が変わる。液晶は、水槽用温度計ストリップやテープ、販促用の保温カップやストローなど、こうした塗料に用いられている。
フォトクロミック材料は、眼鏡などの製品の製造に用いられています。サーモクロミック分子と同様に、フォトクロミック分子は光エネルギーの照射または除去によって立体構造が変化し、それによって色が変わります。
変色塗料は、ハロクロミック化合物やその他の有機顔料を添加することによっても作ることができます。ある特許[ 34 ] では、淡色塗料の壁面コーティング用途にこれらの指示薬を使用することが挙げられています。塗料が濡れているときはピンク色ですが、乾燥すると元の白色に戻ります。特許に記載されているように、この塗料の特性により、壁に2回以上塗り重ねて適切かつ均一に塗布することが可能になります。前の塗りが乾燥すると白色になりますが、新しい濡れた塗りは明らかにピンク色になります。Ashland Inc.は、2005年に鋳造工場で使用するために、同様の原理を用いた鋳造用耐火コーティングを発表しました[ 35 ] [ 36 ]。
エレクトロクロミック塗料は、印加された電流に応じて色が変わります。自動車メーカーの日産は、常磁性酸化鉄の粒子をベースにしたエレクトロクロミック塗料の開発に取り組んでいると報じられています。電磁場にさらされると、常磁性粒子の間隔が変化し、色と反射特性が変化します。電磁場は、車体の導電性金属を使用して形成されます。[ 37 ]エレクトロクロミック塗料は、異なるコーティング化学を使用してプラスチック基材にも塗布できます。この技術では、フィルム自体に電流が流れると構造が変化する特殊な染料を使用します。この新しい技術は、旅客機の窓でボタン一つでグレア防止を実現するために使用されています。
色は、例えばChromaFlairのように虹色効果を用いることで、見る角度によって変化することもあります。
ルネサンス以来、主に亜麻仁油をベースとした乾燥性油絵具が美術において最も一般的に使用されてきた絵具であり、油絵具は今日でも広く使われています。しかし、20世紀には、アクリル絵具などの水性絵具がアクリル絵具やその他のラテックス絵具の開発とともに市場に登場しました。ミルクペイント（カゼインとも呼ばれる）は、乳液である天然乳化物から作られており、19世紀に一般的で、現在でも使用されています。初期の西洋の画家が使用した卵テンペラ（生卵黄と油を混ぜた乳化物をベースとする絵具）も、エンカウスティックワックス絵具と同様に、現在でも使用されています。グアッシュは水彩絵具の不透明版で、透明度の違いが特徴です。どちらの絵具も、結合剤としてアラビアゴム、希釈剤として水を使用しています。グアッシュは「デザイナーカラー」または「ボディカラー」とも呼ばれています。
ポスターカラーは、主に学生の作品制作や子供たちの絵画制作に使われる水性絵具です。ポスターカラーには様々なブランドがあり、ブランドによって品質が異なります。安価なブランドのものは、ポスターに長時間塗ったままにしておくと、ひび割れたり色褪せたりすることがよくあります。
塗料は、固体、気体、気体懸濁液（エアロゾル）、または液体として塗布することができる。技法は、求められる実用的または芸術的な結果に応じて異なる。
固体（通常は工業用および自動車用）として使用される塗料は、非常に細かい粉末状で塗布され、高温で焼成されます。これにより粉末が溶融し、表面に付着します。この方法を採用する理由は、塗料の化学組成、表面自体の化学組成、そして場合によっては基材（塗装対象物）の化学組成にも関係しています。これを「粉体塗装」と呼びます。
気相アプリケーションでは、コーティング組成物が導入され（気体の場合）、蒸発し（液体の場合）、または昇華し（固体の場合）されて、多くの場合真空下で遠くの基板上に堆積されます。これらのアプリケーションは、固体または液体の出発物質が蒸気を生成し、それが基板上に凝縮するスパッタリングや真空蒸着などの物理蒸着法と、気体の出発物質が基板と化学反応してコーティングを形成する化学蒸着法に大別されます。これらの技術は、特に電子機器および光学産業で重要です。[ 38 ]
気体懸濁液として、液体塗料は圧縮空気の力、または塗料自体の高圧圧縮作用によってエアロゾル化され、塗装対象物に向かって飛散する微細な液滴になります。代替方法としては、エアレススプレー、ホットスプレー、ホットエアレススプレー、およびこれらのいずれかに静電スプレーを加えたものがあります。静電スプレー方式は数多く存在します。これを行う理由としては、以下のようなものがあります。
液体塗料の場合、刷毛、ローラー、刃物、スクレーパー、その他の道具、または指や親指などの身体部位を用いて直接塗布することができる。
ローラーには通常、長さの異なるポールを取り付けられるハンドルが付いており、様々な高さでの塗装が可能です。ローラー塗装では、均一な色に仕上げるためには、一般的に2回塗りが必要です。毛足の長いローラーは、凹凸のある表面に塗料を塗布するのに適しています。縁の部分は、角度のついたブラシで仕上げることが多いです。
液体塗料を塗布した後、塗料が濡れた部分（「ウェットエッジ」）と混色できる時間があり、これを「オープンタイム」と呼びます。油性またはアルキド系エマルジョン塗料のオープンタイムは、ホワイトスピリット、ダウアノール（プロピレングリコールエーテル）などの類似のグリコール、またはオープンタイム延長剤を添加することで延長できます。これにより、異なる濡れた塗料層を混ぜ合わせて美的効果を高めることもできます。ラテックスおよびアクリルエマルジョンには、水性塗料に適した乾燥遅延剤を使用する必要があります。使用する液体塗料の品質と種類によって、オープンタイムは異なります。たとえば、油性塗料はオープンタイムが長いことで知られており、油性塗料では、延長剤を添加することなく、長時間色を混ぜ合わせることができます。
ファイルキャビネットなどの塗装には、かつては浸漬塗装が一般的でしたが、現在では高速エアタービン駆動のベルと静電スプレーが主流となっています。自動車のボディ塗装には、陰極電着プライマーが用いられます。これは、ボディに帯電させてプライマー層を堆積させることで行われます。未反応の残留物は洗い流され、プライマーは焼却されます。
多くの塗料は保管中に分離しやすく、重い成分が底に沈殿するため、使用前に混ぜる必要があります。塗料販売店によっては、缶を数分間激しく振ることで塗料を混ぜる機械を設置しているところもあります。
塗料の不透明度と膜厚は、ドローダウンカードを使用して測定できます。
水性塗料は使用後の片付けが最も簡単な傾向があり、ブラシやローラーは石鹸と水で洗うことができます。
余った塗料の適切な処分は難しい課題です。しかし、リサイクルできる場合もあります。古い塗料は下塗りや中間塗りとして再利用できる場合があり、化学組成が似ている塗料同士を混ぜ合わせることで、均一な色の塗料を大量に作ることができます。
塗料を処分するには、乾燥させて家庭ごみとして処分できますが、禁止物質が含まれていないことが条件です（容器を参照）。液体塗料の処分には通常特別な取り扱いが必要であり、有害廃棄物として扱い、地域の規制に従って処分する必要があります。[ 40 ] [ 41 ]
塗装後の塗膜剥離の主な原因は、塗装作業者と塗装面の不適切な処理である。
欠陥や劣化の原因としては、以下のものが考えられます。
塗料に含まれる揮発性有機化合物（VOC）は、環境、特に日常的にそれらを扱う人々にとって有害であると考えられています。これらの蒸気に長時間さらされることは、有機溶剤症候群と強く関連付けられてきましたが、決定的な関係はまだ完全に確立されていません。[ 52 ] 論争の的となっている溶剤である2-ブトキシエタノールも塗料の製造に使用されています。[ 53 ]カナダ、中国、EU、インド、米国、韓国などの管轄区域では、VOCの定義が定められており、塗料などの消費者製品におけるVOCの使用を制限する規制も設けられています。[ 54 ] [ 55 ]
米国では、環境規制、消費者の需要、技術の進歩により、低VOCおよびゼロVOC塗料と仕上げ材が開発されました。これらの新しい塗料は広く入手可能で、性能と費用対効果において従来の高VOC製品と同等またはそれ以上であり、人体と環境の健康への影響は大幅に軽減されています。[ 56 ]
世界的に見て、塗料中のVOC（揮発性有機化合物）の許容レベルに関する最も広く受け入れられている基準は、米国グリーンシール社のGS-11規格であり、用途や性能要件に基づいて、さまざまな種類の塗料に対して許容されるVOCレベルを定めている。
ポリ塩化ビフェニル（PCB）は、シカゴ、フィラデルフィア、北極、五大湖周辺のいくつかの場所で採取された空気サンプルから報告されています（2009年に発表）。PCBは世界的な汚染物質であり、塗料製造からの廃水排出物で測定されています。PCBの広範な分布は、表面、屋根などからのこの化合物の揮発を示唆しています。PCBは、通常着色顔料を含む新聞、雑誌、段ボール箱などの消費財に存在します。したがって、PCB同族体が現在の市販顔料の副産物として存在するという仮説があります。[ 57 ]
塗料の配合から重金属を完全に除去するための研究が進行中である。[ 58 ]
塗料製造におけるプラスチックの環境影響に対する継続的な精査は、かつて行われた塗料への鉛使用に関する調査を彷彿とさせる。この評価は、塗料がマイクロプラスチック汚染の大きな原因となっていることを示す証拠の蓄積に基づいている。2019年には、世界で生産された4,440万トンの塗料のうち、95%がプラスチックを原料としていた。さらに、環境保護団体Environmental Actionが2022年に実施した調査では、海洋や水路で発見されたマイクロプラスチックの約58%が塗料に由来することが明らかになった。
この環境問題の緩和に向けた取り組みにより、亜麻仁、クルミ、牛乳、石灰水などから得られるプラスチック系塗料の代替品の開発と研究が促進されています。しかし、これらの環境に優しい代替品の普及には、コストが大きな障害となっています。2023年現在、プラスチック系塗料1ガロンの価格は20ドルから30ドル程度ですが、グラフェンや石灰などの特殊塗料の価格は1ガロンあたり34ドルから114ドルに及び、プラスチック系塗料からの移行に伴う経済的課題を浮き彫りにしています。[ 59 ]
2001年に発表された論文では、南アフリカのブロンボス洞窟で発見された、およそ7万年前のものと推定される28個の骨製道具と数千個の黄土片（身体装飾や洞窟壁画の塗料を作るのに使われた鉱物）について記述されている。黄土片のうち2つには、芸術的表現と見なせる抽象的な線が描かれているように見える。
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