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最近の塗装プロジェクトでは、ASTM D4541に準拠した付着力試験を実施することになっていました。指定された要件は、最低でも塗装面積1,000平方フィートにつき1回、塗装補修面積100平方フィートにつき1回の試験を実施することでした。コーティングの仕様自体は、最低1,000psiの粘着力を要求していました。しかし、コーティングの仕様書は特定の固形分100%のポリウレタンに合わせたもので、製品のデータシートには2,000 psiの接着力が宣伝されていました。作業を開始する前に、コーティングは最低1,900psiでテストする必要があると判断されました。塗膜の付着力は、公称値の少なくとも95％（2,000 psiの95％＝1,900 psi）であることが妥当であると思われました。多くのテストが2,000psiまたはそれ以上まで実施されましたが、接着不良は見られませんでした。請負業者にとって残念なことに、多くのテストが1,900psiの最低要件を満たしていませんでした。総面積が非常に小さい試験で不合格になったため、請負業者は広い面積に再ブラストと再塗装を行わなければなりませんでした。困ったものです。
塗料が基材によく密着していることは必須であり、密着性試験は簡単な作業のように思われます。しかし、塗膜の付着は非常に複雑で、十分に理解されていません。パテナイフやポケットナイフで塗膜を探ったり持ち上げたりするような単純な付着性試験は、主観的なものです。引張接着力試験は、概念的に単純であり、破壊を引き起こすのに必要な力という単一の離散的な量を得ることができます。塗膜の破壊が接着破壊か凝集破壊かという性質は、相対的な面積と同様に注目されるべきですし、時にはそうなることもありますが、人々が切望するのはその個別の定量的な値なのです。
試験結果は1つの数値ですが、このような試験は相対的な性能を示すものに過ぎません。塗膜の付着性試験には、合格/不合格の基準として使用できる数値結果を得るための道具を使う以上のものがあります。ASTM D4541という試験方法が指定されていますが、このプロジェクトでは完全に無視された情報を提供しています。
この試験には、材料と装置の両方のパラメータが反映されます。工具や接着剤が異なると、異なる値が得られる。温度、湿度、その他の要因の違いは、問題を複雑にする。基材の剛性も試験結果に影響します。例えば、他の条件がすべて同じであれば、一般的に1/4インチ厚のスチールと1/8インチ厚のスチールを比較すると、テスト値はより高くなります。
主な問題は、この試験方法が再現性の欠如に悩まされていることです。ASTM D4541のセクション6.1.1によると、試験エリアを統計的に分類するためには、通常少なくとも3回の再現が必要です（1,000平方フィートあたり1回の試験という業務要件と比較すると）。SSPC-PA 2と同様、目的はエリアを統計的に分類することであり、低い値を探して見つけることではありません。
ASTM D4541-02には精度に関する項目があり、実験室での試験結果（実験室内-同じ実験室で行われたもの、実験室間-異なる実験室間の比較）の予想変動幅を示した表があります。変動は3つの異なる形式で表示されます。1つ目は変動係数で、サンプルのstandard の偏差を平均値（アベレージ）で割った小数値またはパーセンテージで表されます。2つ目は自由度で、これは標本のt分布に関係する。(統計学者が大好きな用語です。ありがたいことに、3つ目のアプローチはより簡単で、コーティングの専門家にも受け入れられやすいものです-最大許容差率。
この表から、測定器の種類によって、2つの値の許容差が約25％から58％であることがわかります。これは、この試験がかなり変動しやすいことを明確に示していますが、例を挙げると分かりやすいでしょう。同じ実験室で使用されるIV型測定器の場合、ASTM D4541-02の表1は変動係数を8.5%、自由度を48、最大許容差は29%としています。2つの試験結果に対するパーセントの差は、以下の簡単な式で求められます。
ここで、2,100psiと1,600psiという2つの試験値について考えてみましょう。これを式に代入すると、結果は27%となり、ASTMの表で示される最大許容差の29%より少なくなります。この試験方法の精度は非常に低く、2,100 psiと1,600 psiのどちらの値も正しいとは言い切れません。わずか数回の測定という非常に小さなサンプリングで、この2つの値は当然、ほとんど同じ結果とみなされるはずです。それは常識では考えられないことですが、それがあなたにとっての精度、あるいはその欠如なのです。
精度と正確さは、多かれ少なかれ同じものだと思われることがありますが、実際には全く異なるものです。正確さとは、的を射ているかどうかの問題です。精度は、再現性・再現性の問題です。例えば、ダーツを投げて「牛の目」を狙うとき、「牛の目」の中心から1インチ離れた正三角形の角に3本ずつダーツを投げると、精度は良いが、精度が悪いという。ダーツはすべて目標に近づいているが、互いに近づいてはいない。実は、ターゲットの四方にあるのだ。一方、3本のダーツがすべてダブル20の枠に入れば、精度は悪いが、精度は抜群に良くなる。精度を上げるには、3本のダーツをすべて的の近くに、かつ互いに近づける必要があります。
各種引張引張試験機の校正は精度よく行うことができる。しかし、この試験法の欠点は、精度があまり良くないことです。実験室内ではあまり精度が良くありません。現場の条件下ではもっと良くなると思ってはいけません。
このプロジェクトで、使用する塗膜の公称付着量2,000psiの5%以内に収めるために、最小引張付着量1,900psiを指定することは、材料としての塗膜、試験装置、ASTM D4541standard 試験方法について何も知らなければ、合理的であるように思われます。コーティングの密着性は、鋼鉄の引張強度やコンクリートの圧縮強度とはまったく異なります。2,000psiの付着力を持つ塗料は、1,000psiの付着力を持つ塗料の2倍の性能を持っているわけではありません。むしろ、付着力の数値が低い塗膜の方が優れた性能を発揮することもあります。PSIは便利で馴染みのある単位です。コーティング剤は平方フィート単位で塗布されるかもしれませんが、平方メートル単位で性能を発揮したり、失敗したりするわけではありません。魔法のような数字を追い求めることに囚われないでください。
