ホワイトコランダム(白色溶融アルミナ)は、その極めて高い硬度、優れた耐摩耗性、化学的不活性、そして耐高温性により、超耐摩耗性ポリウレタンコーティングにおいて非常に重要な機能性フィラーです。ホワイトコランダムを添加する主な目的は、コーティングの耐摩耗性を大幅に向上させることです。
超耐摩耗性ポリウレタンコーティングにおけるホワイトコランダムの応用の重要なポイントは次のとおりです。
主な目的: 耐摩耗性の向上
メカニズム:ホワイトコランダムのモース硬度は9(ダイヤモンドと炭化ケイ素に次ぐ)と高く、ほとんどの摩擦材(砂利、金属、ゴム、プラスチックなど)よりもはるかに高いです。コーティング表面が摩擦や衝撃を受けると、これらの硬質粒子が「鎧」のように機能し、外力を吸収・分散することで、比較的柔らかいポリウレタン樹脂マトリックスを急激な摩耗や傷から効果的に保護します。
効果:コーティングの耐摩耗性が大幅に向上し(テーバー摩耗試験、落砂摩耗試験などの結果が大幅に改善されます)、コーティングの耐用年数が延長されます。
その他のパフォーマンスの改善:
硬度の向上: ホワイトコランダムを追加すると、コーティングの表面硬度と全体的な剛性が向上し、圧力や傷に対する耐性が向上します。
傷に対する耐性の向上: 硬い粒子は鋭利な物体による傷に効果的に抵抗します。
耐高温性の向上: ホワイトコランダム自体は融点が非常に高く (>2000°C)、高温環境におけるコーティングの安定性と耐熱軟化性が向上します。
一定の滑り止め特性:適切な粒子サイズと添加量により、コーティング表面の粗さをミクロレベルで増加させ、一定の滑り止め効果をもたらします(ただし、粒子サイズの選択には注意してください。粗すぎると外観と洗浄に影響を与える可能性があります)。
化学的安定性: ホワイトコランダムは、ほとんどの酸、アルカリ、溶剤に対して優れた耐性があり、コーティング全体の化学的耐腐食性を向上させるのに役立ちます。
応募にあたっての重要な要素:
粒子サイズの選択:
粗い粒子サイズ(80メッシュ~320メッシュなど):主にマクロ耐摩耗性と滑り止め特性を提供し、重工業の床、採掘設備、コンベアベルトなど、耐摩耗性が極めて高い場面でよく使用されます。コーティング表面には明らかな粒度と質感が現れます。
微粒子(400メッシュ~3000メッシュなど):より繊細な表面と微細な耐摩耗性を提供します。電子工場、製薬工場、高級ガレージの床、高級木工塗装の上塗りなど、高い耐摩耗性に加え、優れた表面平滑性と外観も求められる用途に適しています。超微粒子(ミクロンレベル)は、極限の表面平滑性を追求しつつ、高い耐摩耗性も求められる箇所に使用されます。
混合粒子サイズ: 性能と外観のバランスをとるために、異なる粒子サイズが使用される場合があります。
追加金額:
添加量は耐摩耗性の向上度に直接影響します。通常、配合中の固形分含有量の5%~40%を占めますが、以下の要因によって異なります。
要求される耐摩耗レベル(耐摩耗性要求が高いほど添加量が多くなります)。
粒子サイズ(通常、粗い粒子の添加量はより多くすることができます)。
コーティングのその他の特性(柔軟性、光沢、レベリング、コストなど)に関する要件。
充填剤に対する樹脂システムの収容能力。
添加量が多すぎると粘度が急激に上昇し、レベリング性が悪くなり、柔軟性が低下し、ひび割れが発生しやすくなり、コストが増加するなどの問題が発生する可能性があるため、最適なバランスを見つける必要があります。
分散性:
これは非常に重要です!ホワイトコランダムはポリウレタン樹脂マトリックス中に完全に均一に分散している必要があります。凝集した粒子は弱点となり、耐摩耗性が低下し、コーティングの外観と機械的特性に影響を与える可能性があります。
適切な高せん断分散装置(高速分散機、サンドミル、三本ローラーミルなど)を選択する必要があります。
通常、白色コランダム粒子を湿潤させ、凝集を防ぎ、安定した分散を確保するために、効果的な分散剤を添加する必要があります。
表面処理:
ホワイトコランダム粒子と有機ポリウレタン樹脂との相溶性を向上させ、界面結合を強化し、分散安定性と最終的な耐摩耗性をさらに向上させるために、ホワイトコランダムは表面処理されることがよくあります。
一般的に使用される処理剤としては、シランカップリング剤(KH-550、KH-560など)やチタン酸カップリング剤などが挙げられます。これらのカップリング剤は、ホワイトコランダムの表面に有機膜を形成し、樹脂と化学的に結合したり、物理的に絡み合ったりします。
樹脂とのマッチング:
ベース材料として、優れた靭性、接着性、充填剤担持能を備えたポリウレタン樹脂(通常は無溶剤型またはハイソリッド型)を選択してください。樹脂は硬質粒子をしっかりと「包み込み」、結合させる必要があります。
ホワイトコランダムの添加により、樹脂本来の優れた特性(柔軟性、耐衝撃性など)が過度に損なわれないように注意してください。
代表的な応用分野:
超高性能産業用床材:工場作業場、倉庫、物流センター、駐車場(特に重量物のある場所)、メンテナンス作業場など。
耐摩耗性トップコート: 追加の摩耗保護が必要なコンクリート、金属、木材の表面に適しています。
スポーツ会場: テニスコート、バスケットボールコート、ランニングトラックなど(表面層または滑り止め層)。
コンベアベルトとローラーラギング: 極めて高い耐摩耗性が求められる搬送システム。
鉱山設備の保護:鉱山車、シュート、振動スクリーンなど。
高級木材塗料: 高級家具、カウンタートップ、楽器の表面などに使用され、傷がつきにくい保護を提供します。
まとめ:
ホワイトコランダムは、ポリウレタンコーティングに優れた耐摩耗性を付与する上で中心的な役割を果たします。粒子径の適切な選択、添加量の制御、良好な分散性(分散剤と適切な装置の使用)、効果的な表面処理、そして性能が一致するポリウレタン樹脂系との組み合わせにより、様々な過酷な作業条件のニーズを満たす超耐摩耗性保護コーティングを実現できます。ホワイトコランダムの適用により、激しい摩擦や摩耗が激しい環境下におけるポリウレタンコーティングの耐用年数と信頼性が大幅に向上します。