JPH0735680A - 汚れ促進試験方法及び汚れ促進試験用人工汚れ物質 - Google Patents

汚れ促進試験方法及び汚れ促進試験用人工汚れ物質

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JPH0735680A
JPH0735680A JP17703393A JP17703393A JPH0735680A JP H0735680 A JPH0735680 A JP H0735680A JP 17703393 A JP17703393 A JP 17703393A JP 17703393 A JP17703393 A JP 17703393A JP H0735680 A JPH0735680 A JP H0735680A
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JP
Japan
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carbon black
dirt
clay
test
artificial
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JP17703393A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Noritake
義幸 則武
Mamoru Sugiura
護 杉浦
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】自動車外板塗膜などの耐汚れ性などを評価する
ために用いられ、実際の暴露試験と相関性の高い汚れ促
進試験方法を確立する。 【構成】粒径が小さい第1カーボンブラックと第1カー
ボンブラックより粒径が大きな第2カーボンブラックと
粘土とからなり全カーボンブラックと粘土との重量比
(全カーボンブラック/粘土)が1/1〜1/200の
範囲にある人工汚れ物質とpHが4未満の酸性水を塗膜
表面に付着させ、水分を乾燥させた後に塗膜に紫外線を
含む光を照射する工程を1サイクルとし、これを複数サ
イクル繰り返すことを特徴とする。酸性水と紫外線で荒
れた塗膜に、色調と付着性が適切に調節された人工汚れ
物質が付着することで、実際の暴露試験による塗膜の汚
れを短期間で良く再現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車外板塗膜などに
付着する汚れを促進して試験するための試験方法と、そ
の促進試験に用いる人工汚れ物質に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば自動車など屋外で使用される物に
塗装された塗膜は、日光や雨にさらされるために次第に
劣化し、この劣化は長期にわたって徐々に進行する。し
かし塗膜の設計において長期にわたる暴露試験を実施し
ていたのでは、開発に要する期間が長大なものになるた
め、一般には促進耐候性試験によって実際の暴露の劣化
度合いを判断している。
【0003】この促進耐候性試験としては、サンシャイ
ンウェザオメータ、QUVなどの各種促進耐候性試験装
置が市販されている。そして、これらの装置を用いて得
られた劣化状態と実際の暴露における劣化状態とは、時
間的、定量的及び定性的な相関関係が明らかなものとな
り、充分信頼性のある促進試験方法として確立されてい
る。
【0004】ところで、屋外で雨や風にさらされる塗膜
には、工場や自動車から排出される汚れ物質、鳥の糞、
あるいは砂や花粉などの種々の汚れ物質が付着する。こ
の汚れは一般に水洗により除去できるが、その汚れ度合
いや水洗性などは塗膜の種類や塗膜の劣化度などにより
異なるため、塗膜設計に当たっては耐汚れ性あるいは汚
れ除去性なども評価項目とすることが望ましい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現時点
では汚れを促進して試験する汚れ促進試験方法は確立さ
れておらず、実際の暴露により試験するしか方法がな
い。そのため一つの評価を行うにも長期間必要となり、
試験期間が長大となるという問題がある。本発明はこの
ような事情に鑑みてなされたものであり、実際の暴露試
験と相関性のある汚れ促進試験方法を確立することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の汚れ促進試験方法は、粒径が小さい第1カーボンブ
ラックと第1カーボンブラックより粒径が大きな第2カ
ーボンブラックと粘土とからなり全カーボンブラックと
粘土との重量比(全カーボンブラック/粘土)が1/1
〜1/200の範囲にある人工汚れ物質を塗膜表面に付
着させるA工程と、pHが4未満の酸性水を塗膜表面に
付着させ次いで水分を乾燥させるB工程と、塗膜に紫外
線を含む光を照射するC工程と、からなり、A工程−B
工程−C工程、B工程−A工程−C工程、(A工程+B
工程)−C工程及びA工程−C工程−B工程から選ばれ
る一つの順に実施する試験を1サイクルとし、これを複
数サイクル繰り返すことを特徴とする。
【0007】また第2の発明である上記汚れ促進試験方
法に用いられる人工汚れ物質は、粒径が小さい第1カー
ボンブラックと、第1カーボンブラックより粒径が大き
な第2カーボンブラックと、粘土と、からなり、全カー
ボンブラックと粘土との重量比(全カーボンブラック/
粘土)が1/1〜1/200の範囲にあることを特徴と
する。
【0008】本発明の人工汚れ物質の一つの特色は、2
種類の粒径のカーボンブラック(以下、CBという)を
用いたところにある。ここで第1CBの粒径は0.03
μm未満とし、第2CBの粒径は0.03μm以上とす
るのが望ましい。粒径が小さ過ぎると汚れが目立ちにく
く、粒径が大きくなると汚れが付着しにくくなり、その
境界が0.03μm付近にあるからである。なお、粒径
が小さくなり過ぎると汚れがほとんど目立たなくなるの
で、第1CBは0.01μm以上とすることが望まし
い。また粒径が大きくなりすぎると全く付着しなくなる
ので、第2CBは0.5μm以下とするのが望ましい。
【0009】そして本発明では、第1CBと第2CBを
混合して用いる。もちろん1種類のCBであっても、粒
径の分布がほぼ上記のようであれば用いることができ
る。もし粒径の小さな第1CBのみでは、後述する1サ
イクルの試験だけでも汚れ過ぎてしまい、暴露試験との
相関性が得られない。また粒径の大きな第2CBのみで
は、汚れが付着せず促進試験にならない。
【0010】粒径の小さな第1CBと粒径の大きな第2
CBは、重量比で第1CB:第2CB=1:1〜1:1
0の範囲に混合されているのが好ましい。第1CB/第
2CB<1/10となると、塗膜に汚れが付着しにくく
なり試験に長期間要する。また1/1≦第1CB/第2
CBとなると、汚れ過ぎてしまい暴露試験との相関性が
低くなる。
【0011】本発明の人工汚れ物質のもう一つの特色
は、CBに加えて粘土を用いているところにある。この
粘土は、人工汚れ物質の粘性を増大させて付着しやすく
するばかりか、汚れの色調を実際の暴露試験によるそれ
と近似させる機能をもつ。そして全カーボンブラックと
粘土との重量比(全カーボンブラック/粘土)が1/1
〜1/200の範囲にあるように混合されている。全カ
ーボンブラック/粘土が1/1より大きいと、汚れ過ぎ
てしまい暴露試験との相関性が低くなる。また1/20
0より小さいと汚れが付着しにくくなり、試験に長期間
要するため促進試験にならない。
【0012】この人工汚れ物質を用いた本発明の汚れ促
進試験方法は、塗膜に人工汚れ物質が付着されるA工程
と、塗膜に酸性水が付着・乾燥されるB工程と、塗膜に
紫外線を含む光が照射されるC工程とが行われて1サイ
クルの試験が終了する。それぞれの工程の順序は、次の
4通りの順序から選ばれた一つの順序で行われる。 (1)A工程−B工程−C工程 (2)B工程−A工程−C工程 (3)(A工程+B工程)−C工程 (4)A工程−C工程−B工程 すなわちA工程とB工程は、連続して行う場合はどちら
を先に行ってもよいし、(3)のように同時に、つまり
人工汚れ物質と酸性水を混合した分散液を塗膜に付着さ
せて行うこともできる。このようにすれば湿式となるの
でCBが飛散することがなく、(1),(2)に比べて
作業性に優れている。なおA工程とC工程では、A工程
の方を先に行う必要がある。
【0013】ここで酸性水のpHが4以上となると、汚
れが付着しにくくなり試験に長期間要するため促進試験
にならない。望ましくは3.5以下である。なおpHの
下限は特に規定されないが、あまり低過ぎると塗膜の分
解などの悪影響が大きくなるので、2.5以上のpHと
するのが望ましい。またC工程で照射される光として
は、例えばサンシャインウェザオメータやQUVなどの
促進耐候性試験装置の光源を利用できる。
【0014】
【作用】本発明の汚れ促進試験方法では、酸性水により
塗膜に加水分解が生じ、そこに人工汚れ物質が付着しさ
らに紫外線で塗膜が劣化する。そして次のサイクルで劣
化した塗膜がさらに酸性水で劣化され、そこに人工汚れ
物質が付着する。このような機構が繰り返し行われるこ
とで汚れが進行すると考えられる。
【0015】また本発明の人工汚れ物質では、粒径の異
なる2種類のCBを用い、かつ粘土を混合することで、
汚れの付着程度を調節するとともに実際の汚れと同様の
色調となるように構成し、これにより短期間で長期間の
暴露と同程度の汚れ具合となる。そして汚れ促進試験が
所定サイクル繰り返された後は塗膜を水洗し、例えば促
進試験前の塗膜との色差を測定することで評価すること
ができる。
【0016】
【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。先ず
第1CB及び第2CBとして、表1に示す特性値をもつ
ものを用意した。
【0017】
【表1】
【0018】また粘土としては、JIS Z 8901試験用ダス
ト8種(関東ローム粉)を用意し、試験板として、電着
塗装及び中塗り塗装が施された鋼板に、ポリエステル−
メラミン樹脂からなる白色塗膜を形成し、さらにアクリ
ル−メラミン樹脂からなるクリア塗膜を形成したものを
用意した。 〔第1実施例〕 (実施例1) (1)人工汚れ物質の調製 重量比で、第1CB:第2CB:粘土=1:4:5とな
るように混合し、粉末状の人工汚れ物質を調製した。 (2)A工程 上記の試験板をこの人工汚れ物質中に浸漬し、引き上げ
て余分な汚れ物質を叩き落とした。 (3)C工程 人工汚れ物質が付着した試験板を、ブラック塗板温度8
3℃、水無しのサンシャインウエザオメータ中で6時間
光を照射した。 (4)B工程 光照射後の試験板に、脱イオン水に硫酸を加えてpH
2.8に調整された酸性水を噴霧し、25℃、湿度75
%の雰囲気下で17時間乾燥した。 (5)サイクル試験 上記(2)〜(4)の工程を1サイクルとし、これを4
サイクル連続して行った。 (6)評価 試験板の塗膜表面をスポンジを用いて水洗し、人工汚れ
物質を付着する前の塗膜との色差を測定した。その結果
表2にも示すように色差ΔE=2.90であり、屋外で
1か月暴露された塗膜の色差ΔE=2.80とほぼ同等
であった。
【0019】すなわち本実施例の汚れ促進試験方法によ
れば、約4日間の試験で1か月の暴露に相当する汚れを
形成することができ、実際の暴露試験を良く再現してい
る。 (他の実施例及び比較例)表2に示すように、人工汚れ
物質の組成と酸性水のpHを種々変化させ、実施例1と
同様にA工程−C工程−B工程を1サイクルとして4サ
イクルの促進試験を行った。そして同様に色差を測定
し、結果を表2に示す。なお評価は、ΔEが2.80±
5%以内であれば「良く再現」、2.80+5%以上で
あれば「汚れ過ぎ」、2.80−5%未満であれば「汚
れ付かず」とした。
【0020】
【表2】
【0021】〔第2実施例〕 (実施例6) (1)人工汚れ物質の調製 重量比で、第1CB:第2CB:粘土=1:4:5とな
るように混合し、粉末状の人工汚れ物質を調製した。 (2)A工程+B工程 上記の人工汚れ物質を脱イオン水に0.25重量%とな
るように分散させ、硫酸でpH2.8に調整した。そし
てこの分散液を実施例1と同様の試験板表面に均一に噴
霧し、25℃、湿度75%の雰囲気下で17時間乾燥し
た。 (3)C工程 そして実施例1と同様にサンシャインウエザオメータ中
で6時間光照射を行った。 (4)サイクル試験 上記(2)〜(3)の工程を1サイクルとし、これを4
サイクル連続して行った。 (6)評価 得られた試験板を実施例1と同様に水洗し、色差を測定
した結果を表3に示す。 (他の実施例及び比較例)表3に示すように、人工汚れ
物質の濃度と酸性水のpHを種々変化させ、実施例6と
同様に(A工程+B工程)−C工程を1サイクルとして
4サイクルの促進試験を行った。そして同様に色差を測
定し、結果を表3に示す。なお評価は、ΔEが2.80
±5%以内であれば「良く再現」、2.80+5%以上
であれば「汚れ過ぎ」、2.80−5%未満であれば
「汚れ付かず」とした。
【0022】
【表3】
【0023】〔評価〕表2及び表3より、人工汚れ物質
の組成が本発明の範囲にあり、かつ酸性水のpHが4未
満の場合に限り「良く再現」と評価されていることが明
らかである。なお第2実施例における実施例15では、
A工程+B工程で用いられる分散液中の人工汚れ物質濃
度が低過ぎるために、汚れが付いていない。また実施例
16では、その濃度が高過ぎるために汚れ過ぎている。
したがって、(A工程+B工程)−C工程の順に行われ
る促進試験方法では、分散液中の人工汚れ物質濃度は
0.1〜0.5重量%の範囲とするのが望ましい。
【0024】また実施例17では、人工汚れ物質の組成
が本発明の範囲にあり、かつ酸性水のpHが4未満であ
るが、「汚れ過ぎ」と評価されている。これは4サイク
ルでは多過ぎたためであり、試験サイクル数を少なくす
ることで「良く再現」と評価されるものである。またこ
れから、4サイクルで適切な評価を得るためには、酸性
水のpHを1.00より高くする必要があり、他の実施
例から2.5以上が望ましいこともわかる。
【0025】
【発明の効果】すなわち本発明の汚れ促進試験方法によ
れば、実際の暴露試験による塗膜の汚れを短期間で良く
再現でき、塗膜の耐汚れ性や汚れ除去性などの評価を敏
速に得ることができるので、塗膜設計に必要な試験期間
を大幅に短縮することができる。
【0026】また本発明の人工汚れ物質によれば、上記
汚れ促進試験に用いることで実際の暴露による汚れ程度
と相関性の高い汚れを短期間で再現性良く付けることが
できる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒径が小さい第1カーボンブラックと該
    第1カーボンブラックより粒径が大きな第2カーボンブ
    ラックと粘土とからなり全カーボンブラックと該粘土と
    の重量比(全カーボンブラック/粘土)が1/1〜1/
    200の範囲にある人工汚れ物質を塗膜表面に付着させ
    るA工程と、 pHが4未満の酸性水を塗膜表面に付着させ次いで水分
    を乾燥させるB工程と、 塗膜に紫外線を含む光を照射するC工程と、からなり、 A工程−B工程−C工程、B工程−A工程−C工程、
    (A工程+B工程)−C工程及びA工程−C工程−B工
    程から選ばれる一つの順に実施する試験を1サイクルと
    し、これを複数サイクル繰り返すことを特徴とする汚れ
    促進試験方法。
  2. 【請求項2】 粒径が小さい第1カーボンブラックと、
    該第1カーボンブラックより粒径が大きな第2カーボン
    ブラックと、粘土と、からなり、全カーボンブラックと
    該粘土との重量比(全カーボンブラック/粘土)が1/
    1〜1/200の範囲にあることを特徴とする汚れ促進
    試験用人工汚れ物質。
JP17703393A 1993-07-16 1993-07-16 汚れ促進試験方法及び汚れ促進試験用人工汚れ物質 Pending JPH0735680A (ja)

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JPH0735680A true JPH0735680A (ja) 1995-02-07

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6606491B1 (en) 1998-06-26 2003-08-12 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Subscriber validation method in cellular communication system
US7001773B2 (en) 2001-06-15 2006-02-21 S.C. Johnson & Son, Inc. Artificial testing soil and method of testing
JP2008185502A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Sekisui House Ltd 塗装鋼板の複合劣化試験方法
CN103197037A (zh) * 2013-04-28 2013-07-10 北京绿伞化学股份有限公司 一种人工污垢和试片及其制备方法

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