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ポリウレアコーティングの測定

DeFelsko Corporation は、コンクリート、金属、その他の素材に塗布されるポリウレアコーティングの実用化と定量測定を正しく行うために最適な機器を数多く提供しています。

表面処理

技術的にはadvanced の通りですが、汚染された、あるいは不適切に準備された基材にポリウレア塗料を塗布したり、適切な接着に不利な条件で塗布したり、望ましい保護レベルに対して指定されていない厚さで塗布すると、ポリウレア塗料が期待通りのコストと性能を発揮できない原因となることがあります。最近のstandard 、SSPC-PA 14"Application of Thick Film Polyurea and Polyurethane Coatings to Concrete and Steel Using Plural-Component Equipment" は、コンクリートやスチール基材にポリウレアコーティングを施す際に望ましい性能を得るための総合ガイダンスを提供しています。

コンクリート

コンクリート下地の適切な品質管理手順が有効であり、塗装される表面が健全で清潔であると見なされると仮定すると、コンクリートの物理的な表面形状(アンカーまたは表面の「プロファイル」としても知られています)に注意を払う必要があります。SSPC-PA 14では、表面の粗さをICRI(国際コンクリート補修協会)のCSP(コンクリート表面形状)クーポンと目視で比較し、特に指定がない限り2~6のCSP範囲に入ることが要求されています。

スチール

鋼鉄に塗布するポリウレア系塗料は、SSPC-PA 14に準じた表面処理が必要です。塗装に先立ち、鋼材の表面はプロジェクト要件または塗装メーカーの指定に従って、目に見える汚染物質と目に見えない汚染物質の両方を除去する必要があります。さらに、鋼材はASTM D 4417Method Bに従って測定した表面粗さが最低76μm(3ミル)でなければなりません。 PosiTector SPG (写真)は、コーティングする鋼材の表面形状を素早く測定するのに最適です。

環境への配慮

ポリウレアコーティングシステムのさまざまなデモンストレーションでは、氷や水の上にコーティング剤を吹き付けても、成分の反応性に影響がないことが確認されています。技術的な観点からは素晴らしいことですが、このような条件が実際の用途で遭遇することはまずありません(SSPC-PA 14では、ポリウレアコーティングを曇った表面や氷で覆われた表面に塗布することを明確に禁止しています)。

環境温度や基材温度はポリウレア樹脂の反応や硬化にほとんど影響しませんが、過度に湿った基材や低温の基材に塗布すると、接着に悪影響が出る場合があります。ポリウレア塗料を適切に塗布するには、SSPC-PA 14に規定されているように、業界standard に従い、基材温度が露点から3°C(5°F)以上であることが必要です。

塗膜の劣化を防ぐためには、最適な環境条件下で表面処理と塗装を行う必要があります。コンクリートや鉄鋼のポリウレア塗料の長期性能に影響を与える主な要因は、前処理と塗装の際の気候条件です。塗装業者や検査官、所有者は、携帯型の電子機器を使って環境条件を測定し、記録することができます。

PosiTector DPM 露点計(写真)は、相対湿度、気温、表面温度、表面温度と露点温度の差などの気象条件を監視し、記録します。

膜厚の測定

塗膜の厚さを測定する主な目的は、適切な保護範囲を確保しながら塗膜コストを管理することです。商業的な契約では、多くの場合、完成時に独立した検査が要求されます。ポリウレア塗料とライニングは格納容器に広く使用されているため、適切な膜厚を確保することが重要です。

コンクリートや鉄のような基材上の塗膜厚を測定するために、破壊試験法を用いることがある。しかし、厚いポリウレア被膜は弾力性やエラストマー性があるため、きれいに切断することが難しく、測定値にばらつきが生じることがある。この方法は、構造物を使用できるように戻す前に試験箇所を補修する必要があるため、さらに不利である。

ASTM D6132およびD7091は、非破壊検査方法を詳述しており、検査後に塗膜を補修する必要がなく、検査官と請負業者の双方にとって時間と経費の節約になります。非破壊検査法には、金属基材用の磁気ゲージや渦電流原理ゲージ、コンクリートなどの非金属用の超音波ゲージなどがあります。

金属基板上のポリウレアの厚みを非破壊で測定することは、想定される厚みに適した測定範囲を持つ機器を使用すれば、簡単なプロセスです。ポリウレアコーティングは、複数の層を重ねることで期待される総厚を得ることができるため(速硬化特性を利用した技術)、個々の層の厚みを監視する必要がある場合があります。ポリウレア塗料をSSPC-PA2 およびPA9の要件に従って測定する場合、コンクリートまたは金属の下地に塗布するかにかかわらず、各層の厚さはプロジェクトの仕様に適合していなければなりません。

金属

PosiTector 6000 シリーズの膜厚計は、シンプルな操作で、鉄や非鉄金属基材に塗布されたポリウレアの厚さを測定するのに適しています。

  • 6000 FT/FTS - 最大6 mm (250ミル)までの鋼鉄へのポリウレア塗布
  • 6000 FNTS- 最大 6 mm (250ミル)までの鉄および非鉄金属へのポリウレア。
  • 6000 FKS- 最大500 mil (13 mm)までの鋼鉄へのポリウレアの塗布
  • 6000 NKS- 最大500 mil (13 mm)までの非鉄金属へのポリウレア。
  • 6000 FLS-38 mmまでの鋼鉄にポリウレアを塗布
  • 6000 FNGS-63.5 mmまでの鉄および非鉄金属へのポリウレア

コンクリート

非金属基板に塗布されたポリウレア膜は、磁気や渦電流原理の測定器では測定できないため、超音波ゲージが必要です。超音波測定試験機 PosiTector 200 Dのような超音波測定器は、表面に当てられたカプラントの助けを借りて、プローブ(=トランスデューサ)を使って高周波の超音波パルスを塗膜に送ることで動作します。簡単に言うと、超音波信号が塗膜を通過して基材から跳ね返ってくるまでの時間から、塗膜の厚さを計算するのである。

PosiTector 200 Dシリーズ膜厚計は、ポリウレアを含む非常に厚く、柔軟で音響減衰性の高い塗膜を測定するために特別に設計されました。PosiTector 200 DAdvanced モデルでは、1回の読み取りでポリウレアコーティングシステムの3層まで測定することが可能です。コンクリートの基材は、金属よりも表面積が大きい傾向があり、さまざまな程度の多孔性を示すことがあるため、プローブを設置する場所によって膜厚測定値が大きく異なることがあります。このような場合は、平均化する方法を用いて全体の膜厚を測定する必要があります。

PosiTector 200 Dシリーズ膜厚計は、実績のある超音波技術を使用して、コンクリート、木材、その他の非金属基材に塗布されたポリウレア膜の厚さを50~5000μm(2~200mil)測定します。

  • PosiTector 200 D1(Standard モデル) は、ポリウレアコーティングシステムの総厚みを測定します。
  • PosiTector 200 D3(Advanced モデル) は、多層ポリウレアコーティングシステム内の合計厚さまたは最大3つの個別層厚さ*を測定し、コーティングシステムの詳細な分析のためのグラフィック読み出しを特徴とします。*ポリウレア層の最小厚み 500 μm(20 mils)。

マルチパスで塗布されたポリウレアコーティングシステムの測定には困難が伴うため、当社では通常、PosiTector 200 D3Advanced を推奨しています。PosiTector 200 プローブと組み合わせた場合、Advanced モデルにはグラフィック モードがあり、超音波パルスが塗装システム内を通過する様子を視覚的に表示することができます。この視覚的な表示により、ゲージの調整(必要な場合)が非常に簡単になり、表示された厚み測定値に対するオペレータの信頼性が向上します。

粘着力の測定

付着力試験は品質管理のために実施されることもありますが、より一般的には業界標準や顧客仕様に準拠するために実施されます。特に指定がない限り、SSPC-PA 14では、ポリウレアコーティングについて、構造物そのもの、またはコーティングされる基材を代表するサンプルのいずれかについて試験を行うことが義務付けられています。この試験の目的は、「塗布の品質を確認し、本格的な表面処理と表面塗布のための操作パラメータを確立すること」です。

ポリウレアコーティングの生来の接着力と引張強度の特性を考えれば、SSPC-PA 14が他の厚い、あるいは柔軟なコーティングと比較して比較的高い接着力を要求するのは当然である。ASTM D4541Method D & Eに準拠した鋼鉄基材への付着力試験において、SSPC-PA 14は特に指定がない限り、3つの引張強度それぞれについて少なくとも6.8メガパスカル(1,000ポンド/平方インチ[psi])の付着力を規定しています。

さらに、SSPC-PA 14では、コンクリートへの付着性を試験する場合(ASTM D7234に記載)、3回の引っ張りのそれぞれがコンクリート下地内で凝集破壊を引き起こし、ポリウレア塗膜が付着したままでなければならないと定めています。これらの要件を考慮し、ポリウレア塗膜の大半の試験には、基材の組成にかかわらず、最大引き剥がし強度が20 MPa(3,000psi)の20 mmドリーを使用することを推奨します。

PosiTest AT プルオフ式付着性試験機(手動式と自動式があります)は、あらゆる硬質基材に塗布されたポリウレア塗料の付着強度を正確に測定することができます。

ポリ尿素の背景

一般に「ポリウレア」は特定のコーティングタイプとして言及されますが、より正確には、触媒を使用せずにイソシアネート成分と樹脂ブレンド成分との間で反応が起こるエラストマー技術として説明されます。この説明は非常に単純化しすぎていますが、それでもポリウレアシステムの基本的な特性を網羅しています。即効性のある複数成分のシステムで、周囲の湿気にほとんど影響されず、非常に広い温度範囲で迅速かつ一貫した乾燥時間を実証します。

1980年代後半に登場したポリウレアは、これまで述べた「密着性が高い」「表面の流れがスムーズ」「引張強度や柔軟性に優れている」「衝撃や熱、火に強い」「耐摩耗性が高い」「長期安定性がある」といった特徴に加え、独自の技術を持っている。

ポリウレアコーティングは、その汎用性、強度、耐久性から、主にコンクリートやセメント系基材の保護や構造強化に使用されています。その他の代表的な用途としては、建設車両(ベッドライナー)、ATV、屋根塗装、パイプ、一次および二次格納システム、駐車場の床、軍用車両(爆風軽減)などがあります。

硬化速度が速いことは重要な利点であり、すぐに使用可能な状態に戻すことができます。しかし、どのような場合でも、期待されるコーティング性能を達成するためには、表面処理と物理的な蒸着に関して良い習慣を守ることが必要です。

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