PPGLカラーコーティング層の表面密着性試験方法

コイルコーティングラインでは、光沢や色調が注目されがちですが、5回のモンスーンを経ても屋根材の塗膜が美しく保たれるかどうかを決めるのは、実は密着性——すなわち亜鉛・アルミニウム合金基材、プライマー、上塗り塗膜の間の接着強度です。先春、当社の検査チームは、日常的なTベンド試験で2T曲げ時に塗膜に亀裂が生じたことを理由に、輸入された塗装済みコイル40トン分の全ロットを不合格と判定しました。サプライヤーが提出した証明書には『密着性：合格』と記載されていましたが、実際の試験片はその逆を示していました。こうした事例は、取引用コイル業界では決して珍しくありません。だからこそ、PPGL（亜鉛・アルミニウム合金鋼板）を真剣に調達するすべての買い手が、取引成立前に塗膜品質を確実に評価できる数種類の試験方法を理解しておくことが不可欠なのです。以下にご紹介するのは、当社検査員が実際に使用している試験ツールキットです。ご自身の倉庫でも、比較的簡易な機器を用いて各試験を再現できるよう、分かりやすく解説しています。

なぜ密着性試験が光沢よりも重要なのか

PPGL鋼帯は、色調が完璧であっても、塗装システムの焼き付け不足、過焼成、または前処理が不十分な鋼帯への塗布などにより、使用中に剥離などの不具合を起こすことがあります。密着性の不良は、数か月後にロール成形ローラー部でのチッピング、締結部沿いでの剥離、あるいは湿気が塗膜下に浸入した箇所でのブリスタリング（膨れ）として現れます。均一な塗膜を有するPPGI鋼帯およびそのPPGL相当品は、分速80メートルを超える連続式塗装ラインで製造されるため、前処理液の組成がわずか数分間ずれるだけで、複数の鋼帯コイルの品質が静かに損なわれてしまう可能性があります。試験は、こうした潜在的なリスクを「合格／不合格」という明確な判定結果へと変換します。経験豊富な国際的なバイヤーは、現在、Tベンド試験、逆衝撃試験、クロスカット試験という3つの主要な試験方法を、それぞれASTM D4145、ASTM D2794、ASTM D3359を参照して、直接購入契約書に記載しています。

試験1：Tベンド曲げ性（ASTM D4145）

Tベンド試験は、塗膜が亀裂を生じたり密着性を失ったりすることなく、きつい折り曲げにどれだけ耐えられるかを測定する試験です。この試験は、鋼板が製造ラインを出た後に実際に受けるロール成形、プロファイル成形、現場での曲げ加工といった変形を模擬します。

• 50 × 100 mmの試験片を切り出し、まず最初に圧延方向を明記します。
• 試料を180度内側に折り返し、内側曲率半径を材料厚さ（1T）にします。
• 徐々にきつさを増していきます。2Tでは折り曲げ部の下に厚さ1枚分のスペーサー（シム）を挿入し、3Tでは2枚、以降同様に増やしていきます。
• 各段階の折り曲げ後、外側の曲げ部に粘着テープ（3M 610または同等品）を25 mm分貼り、 firmly（しっかり）とこすったうえで、一気に素早く剥がします。
• 10倍拡大で観察します。1Tで亀裂が認められない場合は最上級品質、2T～3Tは一般的な建築用途に適しています。3T未満で亀裂が生じ、かつテープ剥離時に塗膜が一緒に剥がれる場合は、塗膜の硬化が不十分であることを示します。

試験2：逆衝撃試験（ASTM D2794）

Tベンド試験がコーティングをゆっくりと伸ばすのに対し、衝撃試験はそのコーティングに急激な力を加えます。直径15.9 mmの半球状ヘッドを備えた1 kgの重りを落下させ、塗装面に衝撃を与えます。その後、試験片の裏面（凹んだ側）を観察し、ひび割れやテープ剥離による塗膜の剥離を確認します。この試験は、雹、落下した工具、PPGLの施工時に生じる粗雑な取扱いなどの実際の使用環境を再現します。

• 塗装済みパネルを上向きに支持ダイに固定します。
• 落下高さを段階的に高めながら重りを落下させます。通常は1 kg·m刻みで高さを上げていきます。
• 各へこみ部分にテープを貼り、こすった後、素早く引き剥がします。
• ひび割れも塗膜剥離も認められない最高の衝撃エネルギー値を報告します。外装用PPGL向けの耐久性の高い建築用コーティングでは、6 kg·m以上が望ましいとされます。

試験3：クロスカット付着性試験（ASTM D3359）

クロスカット試験は、最も簡便で携帯性の高い試験であり、塗膜に対する「引っかきテスト」に相当します。塗装済みPPGLの購入者が倉庫内で行える唯一の評価方法で、必要なのはカッター、粘着テープ、および十分な照明だけです。

• 平らな場所で、塗膜厚が60マイクロメートル未満の場合（ASTM手順A）は、互いに直交する方向にそれぞれ6本の平行線を1 mm間隔で格子状に切り込みます。
• 金属基材まで確実に切断します。塗膜をわずかに傷つけるだけのためらいがちな切り込みでは、評価結果が無効となります。
• 剥がれやすい塗膜片をブラシで除去した後、テープを貼り、 firmly 圧着し、その後ほぼ180度の角度で素早く引き剥がします。
• ASTMの図示基準を用いて、5B（剥離なし）から0Bまで評価します。新規コイルにおいて4B未満の結果が出た場合は、当社の品質記録上、不合格と判定されます。

補助検査：鉛筆硬度試験およびMEK摩擦試験

2つの簡易補助試験を用いて、硬化不良の問題を両方向から特定します。鉛筆硬度試験（ASTM D3363）では、6Bから6Hまでのグラファイト鉛筆を塗膜表面に押し当てて引っ掻きます。建築用ポリエステル上塗り塗料では、2H～3Hの鉛筆で塗膜が削れたり傷ついたりしないことが求められます。また、MEKダブルラブ試験では、溶剤を含ませた布で100往復こすります。この試験で、未十分硬化の塗膜は柔らかくなったり剥離したりしますが、完全に架橋された上塗り塗膜ではわずかに光沢が低下するだけです。これら2つの試験と、3つの主要試験を組み合わせることで、ベンチ上で15分以内にコイルラインの品質ばらつきのほとんどを検出できます。そのため、当社ではPPGLおよび均一塗布型PPGI鋼帯ロットの出荷承認プロトコルに、この5つの試験すべてを含めています。

受入基準の概要

経験から得られた注意点：PPGL試験片は、試験前に23±2℃で少なくとも24時間の調湿を行うこと。輸送コンテナから直に出荷された冷たいコイルは、実際よりも脆く測定されがちである。また、湾岸港で正午の太陽光下で行うPPGL試験は、実際よりも柔らかく測定されがちである。いずれも理由なくサプライヤーとの関係を損なう誤った不合格判定を招く。