今 回 実 施 し た 促 進 汚 染 実 験 の 結 果 を も と に 、 日 建 連 式 と し て 、 促 進 汚 染 試 験 方 法 を 提 案 す る 。 以 下 に そ の 内 容 を 示 す 。 1. 適 用 範 囲 建 築 物 の 外 装 に 用 い る 塗 装 材 料 の 汚 れ の 促 進 汚 染 試 験 方 法 に つ い て 規 定 す る 。 2. 塗 装 試 験 体 の 作 製 塗 装 試 験 体 の 作 製 は 、 以 下 の 手 順 で 行 う 。 1) 基材 は、表面 処理（ア ロジン処 理）した アルミニ ウム板ま たはフレ キシブル 板など を 用 い る 。 2) 基材 の寸法は 100 × 150mm 以下 、アルミ ニウム板 の場合の 厚さは 1 ～ 2mm 、 フレキ シ ブ ル 板 の 場 合 の 厚 さ は 4mm 程 度 と す る 。 3) 塗装 材料は平 滑な仕上 げとし、 色相は白 色でマン セル記号 Ｎ 9.0 以 上とする 。 4) 材料 の塗装方 法、塗付 量、乾燥 方法は製 造会社が 指定する 方法で行 う。また 、基材 と の 密 着 性 を 確 保 す る た め に 適 切 な 下 塗 を 用 い て も よ い 。 5) 塗装 後の乾燥 は製造会 社が指定 する方法 で行う。 乾燥後は 、試験片 表面が試 験結果 に 影 響 を 及 ぼ さ な い よ う に 保 管 す る 。 6) 試験 体の枚数 は 3 枚と し、すべ て試験に 供する。 3. 懸 濁 液 の 作 製 方 法 1) 懸濁 液の配合 は表 -1と する。カ ーボンブ ラックは カーボン ブラック FW-200 （粒 径 0.002 ～ 0.028 μ ｍ ） を 用 い る 。 2) 懸濁 液の作製 は、カー ボンブラ ックをイ オン交換 水に撹拌 機を用い て撹拌し ながら 混 合 す る 。 混 合 し た 液 に ガ ラ ス ビ ー ズ （ 粒 径 が 1.4 ～ 2.0mm 程 度 の も の が 望 ま し い ） を 全 容 積 の 約 1/3 加 え 、 撹 拌 機 を 用 い て 回 転 数 2500rpm で 分 散 す る 。 ガ ラ ス ビ ー ズ は 、 20 メ ッ シ ュ の 金 網 を 用 い て 分 離 す る 。 懸 濁 液 の 分 散 度 は 10 μ m 以 下 に す る 。 懸 濁 液 の 分 散 度 の 確 認 は 粒 ゲ ー ジ で 行 う 。
【WG報告】 日建連式 塗装材料促進汚染試験方法
技 術 研 究 部 会 材 料 施 工 専 門 部 会 外 装 材 の 汚 れ 評 価 に 関 す るWG表 -1 懸 濁 液 の 配 合 種 類 重 量 比 （ ％ ） カ ー ボ ン ブ ラ ッ ク （ カ ー ボ ン ブ ラ ッ クFW-200） 5.0 イ オ ン 交 換 水 95.0 4. 塗 装 試 験 体 の 前 処 理 方 法 塗 装 試 験 体 の 前 処 理 方 法 は 、 以 下 の 手 順 で 行 う 。 1) 塗装 試験体を 、温度 50 ± 1 ℃の 温水に 3 日間浸漬 する。（ 温度 50± 1 ℃の恒 温槽内 に 水 槽 を 設 置 し 、 試 験 体 全 面 が 浸 か る 状 態 と す る ） 2) 温水 より引き 上げた塗 装試験体 は直ちに 、温度 23 ± 2 ℃の 5 ％硫酸 水溶液に 3 時間 浸 漬 す る 。 3) 浸漬 後、塗装 試験体表 面に付着 している 硫酸を流 水で洗い 流し、温 度 23± 2 ℃、相 対 湿 度 50 ± 5 ％ の 条 件 で 1 日 以 上 乾 燥 す る 。 4) 前処 理を終了 した塗装 試験体は 1 週間以 内に汚染 試験を行 う。 5. 汚 染 試 験 方 法 5.1 試 験 前 の 色 差 測 定 1) 試験 前の塗装 試験体の 明度（Ｌ ０ ＊） を 色 彩 測 色 計 を 用 い て 測 定 す る 。 2) 測定 位置は、 色彩測色 計の測定 径に応じ て、図 -1 に示す塗 装試験体 の上部、 中央部 、 下 部 の 3 点 、 ま た は 、 5 点 と す る 。 3) 明度 Ｌ０ ＊は 、 3 点 （ 5 点 ） の 平 均 値 を JIS Z 8401 に よ り 、 小 数 点 以 下 １ け た に ま る め て 示 す 。 図 -1 測 定 箇 所 の 例 （ 左 ： 測 定 径 50 ㎜ 右 ： 測 定 径 ： 8 ㎜ ） 5.2 汚 染 処 理 1) 懸濁 液は均一 な状態に 撹拌混合 して、平 置きした 塗装試験 体の表面 にエアス プレー ま た は 刷 毛 で 、 塗 装 面 が 見 え な く な る ま で 、 均 一 に 塗 付 す る 。 2) 懸濁 液の塗布 前と塗布 後の重さ を測定し 、その差 を塗装試 験体に塗 布された 量を記
3) 懸濁 液を塗り 付けた塗 装試験体 は、室温 （温度 23 ± 2 ℃、 相対湿度 50 ± 5 ％ の条件 ） で 、 塗 布 面 の 光 沢 が な く な る ま で 乾 燥 す る （ 目 安 と し て 1 時 間 程 度 ）。 5.3 洗 浄 処 理 1) 塗装 試験体の 表面に固 着したカ ーボンブ ラックを 超音波洗 浄機で洗 浄処理を 行う。 超 音 波 洗 浄 機 は 、 試 験 体 全 体 が 洗 浄 槽 内 の 水 に 浸 漬 す る 大 き さ の 洗 浄 槽 を 持 ち 、 周 波 数 は 28 ～ 45 kHz を 発 生 さ せ る 出 力 を 持 つ も の と す る 。 2) 槽内 に試験体 の短辺が 浸漬する 深さまで 水道水を 入れ、超 音波洗浄 機を起動 させる。 3) 試験 体の長辺 をピンセ ット等で 挟み、水 面に対し て垂直に 入水させ る。洗浄 中、槽 の 内 面 に 触 れ な い よ う に す る 。 4) 洗浄 する時間 は 20秒と する。 5) 洗浄 後すぐに 引き上げ 、引き上 げの際に 塗装試験 体表面に 再付着し たカーボ ンブラ ッ ク を 300cc の 流 水 で 洗 い 、 除 去 す る 。 6) 一時 縦置きし て水切り を行い、 その後平 置きして 、塗装面 の水滴が なくなる まで、 室 温 で 乾 燥 さ せ る （ 目 安 と し て 1 時 間 程 度 ）。 5.4 試 験 後 の 色 差 測 定 1) 試験 後の塗装 試験体の 明度（Ｌ ＊） を 色 彩 測 色 計 を 用 い て 測 定 す る 。 2) 測定 位置は、 図 -1に示 す塗装試 験体の上 部、中央 部、下部 の 3 点ま たは 5 点 とする。 3) 明度 Ｌ＊は 、 3 点 （ 5 点 ） の 平 均 値 を JIS Z 8401 に よ り 、 小 数 点 以 下 １ け た に ま る め て 示 す 。 4) 明度 差⊿ L ＊は 、 下 式 に よ っ て 算 出 す る 。 明 度 差 ⊿ L ＊＝ 試 験 後 の 平 均 明 度 Ｌ ＊－ 試 験 前 の 平 均 明 度 Ｌ ０ ＊
■ 日 建 連 式 塗 装 材 料 促 進 汚 染 試 験 方 法 （ 解 説 ） 日 建 連 式 塗 装 材 料 促 進 汚 染 試 験 方 法 の 解 説 を 以 下 に 示 す 。 Ⅰ ． ま え が き 環 境 問 題 が 注 目 さ れ 、 建 物 の 高 耐 久 化 が 要 求 さ れ る よ う に な っ た こ と で 、 外 装 仕 上 材 等 の 建 材 の 耐 久 性 能 が 向 上 す る と 推 測 さ れ る 。 そ の た め 性 能 評 価 に か か る 時 間 が よ り 長 く な り 、 比 較 的 短 時 間 で 評 価 を 行 う こ と の で き る 促 進 試 験 の 重 要 性 が よ り 高 ま っ て き た 。 こ こ で 、 汚 れ に 着 目 し て み る と 、 促 進 試 験 方 法 に 関 し て は 、 建 材 試 験 セ ン タ ー 法 、 土 木 研 究 所 法 な ど が 提 案 さ れ て い る 。 前 者 に つ い て は 、 汚 れ の メ カ ニ ズ ム を 忠 実 に 再 現 し て い る が 、 高 価 な 装 置 を 必 要 と す る こ と か ら 、 あ ま り 実 施 さ れ て い な い 。 ま た 後 者 に つ い て は 、 方 法 が 簡 便 で は あ る が 、 ト ン ネ ル や 透 光 板 等 、 土 木 構 造 物 お よ び そ の 付 帯 設 備 に 使 用 さ れ る 材 料 を 対 象 と し て い る た め 、 建 築 系 の 仕 上 げ 材 料 の 評 価 に は 適 し て い な い 。 そ の 結 果 、 メ ー カ ー 各 社 は 独 自 の 試 験 方 法 で 自 社 製 品 を 評 価 し て お り 、 ユ ー ザ ー と し て 同 じ 土 俵 で 適 切 な 評 価 を 行 う こ と が で き な い の が 実 状 で あ る 。 そ こ で 、 （ 一 社 ） 日 本 建 設 業 連 合 会 で は 、 適 切 な 試 験 方 法 を 提 案 す べ く 、 「 外 装 材 の 汚 れ 評 価 に 関 す る Ｗ Ｇ 」 に て 、 屋 外 暴 露 試 験 の 実 施 、 促 進 汚 染 試 験 方 法 の 検 討 等 様 々 な 活 動 を 行 っ た 結 果 、 暴 露 試 験 結 果 と 相 関 の 高 い 促 進 汚 染 試 験 方 法 を 確 立 す る こ と が で き た 。 こ こ に そ の 成 果 を 示 す 。 Ⅱ ． 本 文 解 説 1 ． 適 用 範 囲 本 試 験 方 法 は 、 建 築 物 の 外 装 に 用 い る 塗 装 材 料 の 汚 れ を 対 象 と し て お り 、 塗 装 材 料 の 劣 化 や 、 汚 れ の 対 象 は カ ビ 等 の 生 物 由 来 の も の や シ ー リ ン グ 材 に 起 因 す る 汚 れ の も の は 対 象 外 と し た 。 2 ． 塗 装 試 験 体 の 作 製 ・ 基 材 の 種 類 、 寸 法 に つ い て は 、 測 定 面 積 、 超 音 波 洗 浄 装 置 の 寸 法 な ど を 考 慮 し て 決 定 し た 。 ・ 色 相 に つ い て は 、 明 度 差 が 大 き く な る よ う に 、 ま た 、 塗 装 、 乾 燥 方 法 に つ い て は 、 塗 料 の 性 能 が 十 分 発 揮 さ れ る よ う に 、 製 造 会 社 の 推 奨 す る 方 法 で 行 う こ と と し た 。
図 -1 塗 装 試 験 体 の 例 3. 懸 濁 液 の 作 製 方 法 ・ 促 進 汚 染 物 質 に つ い て は 、 カ ー ボ ン ブ ラ ッ ク 粉 体 の ま ま 使 用 す る こ と も 試 み た が 、 塗 材 別 の 差 が 生 じ る ほ ど は 汚 れ ず 、 ま た 、 汚 染 中 に 粉 が 舞 う な ど 、 試 験 場 所 そ の 他 を 汚 す 恐 れ が あ る た め 懸 濁 液 を 用 い る こ と と し た 。 図 -2 カ ー ボ ン ブ ラ ッ ク FW-200 と 懸 濁 液 の 状 態 4. 塗 装 試 験 体 の 前 処 理 方 法 ・ 前 処 理 方 法 は 、 塗 装 試 験 体 表 面 を 屋 外 暴 露 し た 状 態 （ 暴 露 3 ヶ月 時）を再 現するた めに 行 う も の で あ る 。 そ の 指 標 と し て 、 前 処 理 し た 試 験 体 の 水 接 触 角 が 、 暴 露 3 ヶ月時と 合 う よ う に 前 処 理 方 法 を 検 討 し 、 決 定 し た 。 ・ 前 処 理 （ 酸 ） に よ っ て 劣 化 す る 塗 装 材 料 の 場 合 は 、 他 の 種 類 の 塗 装 材 料 と の 比 較 に 本 方 法 を 用 い る こ と は 避 け る 。
5. 汚 染 試 験 方 法 5.1 試 験 前 の 測 色 ・ 色 彩 測 色 計 の 性 能 に つ い て は 、 本 実 験 で 使 用 し た 機 種 を 標 準 と す る 。 表 -1 標 準 と す る 色 彩 測 色 計 製 品 例 ① ② ③ 計 測 器 簡 易 型 分 光 色 差 計 色 彩 色 差 計 色 彩 色 差 計 受 光 素 子 フ ォ ト ダ イ オ ー ド シ リ コ ン フ ォ ト セ ル シ リ コ ン フ ォ ト セ ル 測 定 用 光 源 多 色LED パ ル ス キ セ ノ ン ラ ン プ パ ル ス キ セ ノ ン ラ ン プ 測 定 径 φ 8 ㎜ ( 標 準 ) ま た は φ 4 ㎜ φ50 ㎜ φ 8 ㎜ 測 定 再 現 性 ⊿E*＝ 0.02 以 下 ( φ 8 ㎜ ) ⊿E*＝ 0.05 以 下 ( φ 4 ㎜ ) ⊿E*ab ＝ 0.07 以 内 ⊿E*ab ＝ 0.07 以 内 5.2 汚 染 処 理 ・ 平 置 き し た 塗 装 試 験 体 の 表 面 に ス プ レ ー ま た は 刷 毛 で 、 塗 装 面 が 見 え な く な る ま で 、 均 一 に 塗 布 す る 。 ・ 刷 毛 で 塗 布 す る 場 合 は 、 懸 濁 液 が は じ か れ て 塗 装 面 が 見 え る 場 合 も あ る が 、 そ の 際 は 、 そ の 箇 所 に 懸 濁 液 を 載 せ る よ う に 塗 布 す る 。 図 -3 懸 濁 液 の 塗 布 状 況 （ 左 ： 刷 毛 塗 り 右 ： ス プ レ ー 塗 り ）
・ 懸 濁 液 を 塗 り 付 け た 直 後 の 試 験 体 を 洗 浄 す る と 洗 い 流 さ れ て き れ い に な り 、 差 が 出 な か っ た 。 ま た 、 乾 燥 温 度 を60℃ 以上 の高温 で乾燥し た場合、 カーボン ブラック の固着が 強 く な り す ぎ 、 実 暴 露 結 果 と の 相 関 が 得 ら れ な か っ た 。 そ の た め 、 懸 濁 液 を 塗 り 付 け た 塗 装 試 験 体 は 、 室 温 （ 温 度20℃ 、相 対湿度50％程度 ）で、塗 布面の光 沢がなく なるまで 乾 燥 さ せ る （ 目 安 と し て 1 時間程度 ）こと とした。 図 -4 塗布 後の表面 の状況（ 左：塗布 直後 右 ： 1 時間 乾燥後） 5.3 洗 浄 処 理 ・ 洗 浄 時 の 洗 浄 状 態 の 個 人 差 を な く す た め に 、 本 試 験 方 法 で は 超 音 波 洗 浄 機 を 採 用 し た 。 超 音 波 洗 浄 機 の 仕 様 は 、 試 験 体 全 体 が 洗 浄 槽 内 の 水 に 浸 漬 す る 洗 浄 槽 の 大 き さ を 持 ち 、 周 波 数 は 28 ～ 45 kHz を 発 生 さ せ る 出 力 を 持 つ も の と し た 。 ・ 周 波 数 が 低 い ほ ど 洗 浄 能 力 が 高 く 、 高 い ほ ど 微 細 な 隙 間 な ど の 洗 浄 が 可 能 と な る が 、 本 試 験 体 で は 100 kHz に な る と 試 験 体 全 体 を 振 動 さ せ る こ と が で き ず 、 カ ー ボ ン ブ ラ ッ ク を 除 去 す る 能 力 が 極 端 に 低 下 し た た め 、 周 波 数 帯 を 28 ～ 45 kHz と し た 。 表 -2 超 音 波 洗 浄 機 の 例 製 品 例 ① ② ③ 定 格 出 力 (W) 100 100 100 公 称 発 振 周 波 数 (kHz) 38 28 、 45 、 (100) 28 、 45
電 源 入 力 AC100V 50/60Hz AC100V 50/60Hz AC100V 50/60Hz 槽 内 寸 法 ( ㎜ ) W=237 D=137 H=100 W=240 D=140 H=100 W=240 D=140 H=150 外 形 寸 法 ( ㎜ ) W=319 D=217 H=194 W=290 D=208 H=249 W=279 D=265 H=310 容 量 ( ℓ ) 2.6 3.0 5.0 質 量 ( ㎏ ) 3.7 4.4 7.0
図 -5 超 音 波 洗 浄 機 の 例 （ 左 か ら 、 表 -2 の ① ～ ③ ） ・ 超 音 波 洗 浄 す る 時 間 は20秒 とした。こ れ以下で は十分に カーボン ブラック を除去で きず、 ま た 、20秒 を超えて 洗浄して も、除去状 況に変化 はなかっ たため、 洗浄時間 を20秒と 定 め た 。 洗 浄前 洗浄中 洗浄後 図 -6 超 音 波 洗 浄 の 状 況 ・ 超 音 波 洗 浄 後 す ぐ に 、 塗 装 試 験 体 表 面 を 300cc の 流 水 で 洗 い 流 す 。 こ れ は 、 試 験 体 を 引 き 上 げ る と き に 再 度 付 着 す る カ ー ボ ン ブ ラ ッ ク を 洗 い 流 す こ と を 目 的 と し て お り 、 洗 い 流 す の に 必 要 十 分 な 水 量 を 定 め た 。 ・ 一 時 縦 置 き し て 水 切 り を 行 い 、 そ の 後 平 置 き し て 、 塗 装 面 の 水 滴 が な く な る ま で 、 室 温 で 乾 燥 す る （ 目 安 と し て 1 時 間 程 度 ）。 拭 き 取 り な ど の 個 人 差 を な く す た め に 、 室 内 で の 自 然 乾 燥 と し た 。 流水 洗浄 水切り 乾 燥 後
5.4 試 験 後 の 色 差 測 定 ・ 測 定 箇 所 の 汚 れ 具 合 に つ い て は 、 本 文 に 定 め た 測 定 位 置 で 行 う こ と が 基 本 で あ る が 、 塗 装 材 料 の 表 面 状 態 に よ っ て は 一 部 に カ ー ボ ン ブ ラ ッ ク の ム ラ が あ る こ と も 考 え ら れ る た め 、 そ の 場 合 は 、 位 置 を ず ら す な ど の 配 慮 も 必 要 と な る 。 色 彩 測 色 計 ① 測 定 状 況 色彩 測色計② 測定状 況 図 -8 色 差 測 定 の 例 6.試 験 結 果 の 評 価 ・ 複 数 の 製 品 を ス ク リ ー ニ ン グ す る 場 合 、 明 度 あ る い は 明 度 差 の 大 小 に よ り 性 能 を 比 較 す る こ と が で き る 。 ・ 例 え ば 、 図-9 に 示 す よう に 、 促進 汚染 試 験 と屋 外 暴 露試 験 と のデ ー タ の関 係 式 を求 め て お く こ と で 、 促 進 試 験 の 結 果 か ら 実 環 境 に お け る 汚 れ 具 合 （ ⊿L*） を推 定 す る こ と が で き る 。 図-9 促 進汚 染 試 験と 屋 外暴 露 試 験 との 明 度 差（ ⊿ L*） の関 係 （ 例） y -10 -8 -6 -4 -2 0 -60 -40 -20 0 屋外暴露試験後の 明度差 本促進試験後の明度差 ある試験結果 推定さ れ る 汚れ 具合
促進汚染試験
Δ
L
*
屋
外
暴露試
験
Δ
L
*
y = 0.1517x - 0.2169 R2= 0.6439・ 前 処 理 に よ る 塗 膜 劣 化 へ の 影 響 に 関 し て は 、 以 下 の 前 処 理 方 法 と 塗 装 材 料 ・ 方 法 に て 、 塗 膜 劣 化 の 可 能 性 が あ り 、 詳 細 の 検 討 が 必 要 で あ る 。 ① 温 水 処 理(50℃ ) に 対す る 熱可 塑 性 材料 ② 酸 処 理 (5％硫 酸 )に 対 する １ 液 形 塗料 、 加 熱硬 化 形 塗装 ・ 本 試 験 方 法 の 前 処 理 を 行 っ た 後 と 、 屋 外 暴 露 試 験 ３ ヶ 月 時 と の 水 接 触 角 の 関 係 に お い て 、 低 汚 染 品 に つ い て は 、 水 系 に 比 べ て 溶 剤 系 で デ ー タ の ば ら つ き が 見 ら れ る 。 こ れ は 、 親 水 化 メ カ ニ ズ ム の 違 い に よ る と 推 察 さ れ る 。 さ ら に 、 低 汚 染 品 の 溶 剤 系 お よ び 汎 用 品 の 一 部 に つ い て 、 前 処 理 に よ る 水 接 触 角 の 低 下 が 不 十 分 で あ り 、 よ り 適 切 な 前 処 理 方 法 の 余 地 が あ る 。 図-10 促 進 試験 前 処 理と 屋 外 暴露 と の水 接 触 角の 関 係 （低 汚 染 品・ 汎 用 品別 ） ・ 本 試 験 方 法 に よ る 測 定 結 果(⊿L*)の 値は 、 屋 外 暴 露試 験 と 比 べ て大 き い （約 ７ 倍 ）。 汚 れ 物 質 に 関 し て 、 た と え ば カ ー ボ ン 量 を 制 御 す る こ と で 、 こ の 差 を 縮 め る 余 地 が あ る 。 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 汎用品 低汚染品・水系 低汚染品・溶剤系 45 ° 傾 斜面 ３ヶ月 後水接 触角 ( 清瀬市 ) 50℃温水・3日 ⇒ 5%硫酸浸漬３時間 の水接触角
