(57)【要約】【課題】  近年、住環境の問題より建材等に塗料を塗装後の塗膜から放散する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の低減が求められており、揮発性有機化合物の主成分である有機溶剤成分の塗膜からの放散速度を簡便に測定できる方法を提供すること。【解決手段】  塗料を塗布した塗板を恒温恒湿室の直接空調用の風があたらない場所に置き、経時での塗膜中の残留有機溶剤量を有機溶剤成分毎にガスクロマトグラフィーにより測定して、乾燥日数と残存有機溶剤量の関係から各有機溶剤成分の塗膜からの放散速度を求めることを特徴とする塗膜からの有機溶剤放散速度の測定方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料を塗布した塗板を恒温恒湿室の直接空調用の風があたらない場所に置き、経時での塗膜中の残留有機溶剤量を有機溶剤成分毎にガスクロマトグラフィーにより測定して、乾燥日数と残存有機溶剤量の関係から各有機溶剤成分の塗膜からの放散速度を求めることを特徴とする塗膜からの有機溶剤放散速度の測定方法。
【請求項２】
乾燥日数と残存有機溶剤量の関係をグラフにプロットし、その散布図の近似曲線を求めて、該近似曲線の傾きから有機溶剤放散速度を求めてなる請求項１に記載の塗膜からの有機溶剤放散速度の測定方法。
【請求項３】
塗料を塗布後、１日目から７日目までの乾燥日数と残存有機溶剤量の関係をグラフにプロットし、その散布図の累乗近似曲線を求め、該近似曲線の累乗近似式の微分係数から有機溶剤放散速度を求めてなる請求項２に記載の塗膜からの有機溶剤放散速度の測定方法。
【請求項４】
塗料を塗布後、２日目から７日目までの乾燥日数と残存有機溶剤量の関係をグラフにプロットし、その散布図の線形近似直線を求めて、該近似直線の線形近似式の微分係数から有機溶剤放散速度を求めてなる請求項２に記載の塗膜からの有機溶剤放散速度の測定方法。
【請求項５】
放散速度を測定する有機溶剤成分がトルエン、エチルベンゼン及びキシレンからなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗膜からの有機溶剤放散速度の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗膜からの有機溶剤成分の放散速度を測定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、住環境の問題より建材等に塗料を塗装後の塗膜から放散するＶＯＣ（揮発性有機化合物）の低減が求められている。塗料の場合、塗装後の塗膜から放散するＶＯＣのほとんどは有機溶剤であるが、これらの有機溶剤成分の中でも特に第一種指定化学物質であるトルエン、エチルベンゼン及びキシレンを低減することが強く求められており、塗装後の塗膜から放散するこれら有機溶剤成分の放散速度がどの程度であるか確認するためにも、塗膜からの有機溶剤成分の放散速度を簡便に、且つ正確に測定できる方法の開発が必要であった。
【０００３】
現在、塗膜から放散する有機溶剤量の測定は、平成１５年に制定されたＪＩＳ  Ａ１９０１「建築材料の揮発性有機化合物(ＶＯＣ)、ホルムアルデヒド及び他のカルボニル化合物放散測定法−小形チャンバー法」を参考にしており、塗装した塗板を一定容積（例えば、２０リットル）の容器に入れ、一定温度及び一定湿度に保持した空気を７日間流通させて、塗板から放散してくる有機溶剤成分を経時で捕集し、ガスクロマトグラフ質量分析計を用いて各有機溶剤成分を定量することにより、有機溶剤成分の放散速度を求めるという方法がとられている。しかしながら、この方法は多大で高価な測定設備を必要とするだけでなく、特殊な測定技法を用いるうえ、１サンプルの測定に対して１つの装置が７日間占有されてしまうため、多くのサンプルを処理する上では、非常に効率の悪い方法であることから、もっと簡便な測定方法の開発が求められている。
【０００４】
測定装置を占有しない方法として、包装材からのＶＯＣ放散量の測定方法が開示されている（特許文献１等参照。）。しかしながら、この方法は、密閉系の包装材に対しては有効であるが、塗板に適用する場合、塗板を密閉した容器に保持する必要があるが、供給される空気の流量などによって結果が大きく変動するため、狭い容器では安定な値が得られず、容器を大きくすると測定効率が大幅に下がってしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０８９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、塗膜からの有機溶剤成分の放散速度を簡便に測定できる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行なった結果、塗膜から放散した有機溶剤成分を捕集して定量分析するのではなく、塗膜側の残留有機溶剤成分を経時で定量分析することにより、容易にかつ効率的に有機溶剤放散速度を求めることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
かくして本発明は、塗料を塗布した塗板を恒温恒湿室の直接空調用の風があたらない場所に置き、経時での塗膜中の残留有機溶剤量を有機溶剤成分毎にガスクロマトグラフィーにより測定して、乾燥日数と残存有機溶剤量の関係から各有機溶剤成分の塗膜からの放散速度を求めることを特徴とする塗膜からの有機溶剤放散速度の測定方法に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の塗膜からの有機溶剤放散速度の測定方法を用いることにより、従来から用いられていた方法よりも極めて容易に、且つ効率的に有機溶剤成分の放散速度を求めることができ、極めて有用なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の塗膜からの有機溶剤放散速度の測定方法は、塗料を塗布した塗板を恒温恒湿室の直接空調用の風があたらない場所に置き、経時での塗膜中の残留有機溶剤量を有機溶剤成分毎にガスクロマトグラフィーにより測定して、乾燥日数と残存有機溶剤量の関係から各有機溶剤成分の塗膜からの放散速度を求めるものである。
【００１１】
塗料を塗布する素材としては容易にカットすることができ、且つ素材から有機化学物質が排出されないような、例えばアルミニウム板等が適している。
【００１２】
塗料をアルミニウム板等に、実際に使用される膜厚になるように塗装した後、一定の温度及び一定の湿度（例えば、温度２８℃及び湿度５０％ＲＨ）の条件に保たれた恒温恒湿室に入れて乾燥させる。塗板の大きさ、塗板を置く角度等は一定条件に決めておくことが好ましい。また、恒温恒湿室の空気の流れ方や他の塗板による影響をできるだけ受けないように恒温恒湿室の大きさ、隣接塗板との距離などに配慮することが必要である。また、空調用の風が直接塗板にあたるのは好ましくなく、塗板を置く場所を選んだり、空調空気の吹き出し口周辺や塗板の上などに風除けの覆いなどを置くのが好ましい。
【００１３】
上記恒温恒湿の条件に所定の日数放置した後に塗板を取り出し、塗板の一部分を切り出して、その面積を測定する。次に、その切り出した塗板を瓶（例えば、容量約２５ｍｌのガラス瓶など）に入れて、そこへ適切な抽出用溶剤（例えば、二硫化炭素など）を加えて密封し、２日間程度室温で放置して塗膜に含まれる有機溶剤成分を抽出用溶剤に抽出した後、該抽出用溶剤に含まれる有機溶剤成分をガスクロマトグラフィーにより定量するか、または、塗板を入れた瓶に抽出溶剤を添加するのではなく、塗板を入れた瓶をそのまま加熱（例えば、２００℃程度）し、気化した有機溶剤成分を直接ガスクロマトグラフィーにより定量する。
【００１４】
得られた結果を、横軸に乾燥日数を取り、縦軸に溶剤残留量を取ってプロットする。プロットして得られた散布図に対して、回帰分析により累乗近似式または線形近似式を求め、累乗近似式又は線形近似式の微分係数より、それぞれの溶剤の放散速度（ｍｇ／ｍ２・ｈ）を求めることができる。
【００１５】
すなわち、近似式が、下記累乗近似式の場合、
ｙ＝ａｘｂ
（ｙ：塗膜中の溶剤残留量（ｍｇ／ｍ２）、ｘ：乾燥日数（ｄａｙｓ））
微分式は、
ｙ’＝ａｂｘｂ−１
となる。
【００１６】
従って、例えば、１日目の時間当たりの放散速度は、
−（ａｂ／２４）  ｍｇ／ｍ２・ｈ
となり、３日目の放散速度は、
−（ａｂ３ｂ−１／２４）  ｍｇ／ｍ２・ｈ
となる。
【００１７】
また、近似式が、下記線形近似式の場合、
ｙ＝ａｘ＋ｂ
微分式は
ｙ’＝ａ
となり、時間当たりの放散速度は、
−（ａ／２４）  ｍｇ／ｍ２・ｈ
となる。
【００１８】
通常、塗膜からの溶剤放散速度は、塗装直後が大きく、その後順次小さくなっていく。従って、累乗近似式を用いる方が実際に即しており、現在、建築材料に用いられているＪＩＳ  Ａ１９０１「建築材料の揮発性有機化合物(ＶＯＣ)、ホルムアルデヒド及び他のカルボニル化合物放散測定法−小形チャンバー法」の方法を用いて得られる塗膜からの溶剤放散速度の値と比較的近い結果が得られる。
【００１９】
しかしながら、塗膜からの溶剤放散速度は、塗装後２日目位から７日目位までを見るとそれほど大きくは変化しないため、簡易的に、塗装後２日目位から７日目位までの測定結果をもとに線形近似式から求めた放散速度を塗膜からの溶剤放散速度として規定することも考えられる。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、以下、「部」及び「％」はいずれも重量基準によるものとする。ただし、実施例は、本発明を制限するものではない。
【００２１】
実施例１
重量と面積が既知である幅４ｃｍ×長さ１５ｃｍのアルミニウム板（厚さ０．２６ｍｍ）に塩化ビニル樹脂系塗料（関西ペイント社製）を固形分量として５０〜６０ｇ／ｍ２になるようにして塗装し、温度２３℃及び湿度５０％の恒温恒温室に直接風があたらないように設置し、乾燥を行った。１日乾燥後、この塗板を幅約１ｃｍ×長さ約３．７ｃｍの大きさに切り出し、その面積を正確に測定した後、瓶に切り出した塗板を３枚入れて、二硫化炭素２ｍｌを加えて密封し、瓶を倒して試料塗板が完全に二硫化炭素に浸るようにし室温で１日間放置した。その後、検出器として水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）を、分離カラムにキャピラリーカラム（Ｊ＆Ｗ社製ＤＢ−ＷＡＸ）を用いてガスクロマトグラフィーにより塗膜中に残留している各溶剤の量を測定した。
【００２２】
同様にして所定の乾燥日数経過後、逐次塗板を切り出し、同様に面積および残留している各溶剤量を求めた。表１に測定結果を示す。
【００２３】
【表１】
2006010456.tif 000002
【００２４】
図１には乾燥日数１日目〜８日目における各溶剤の残留溶剤量を乾燥日数に対してプロットし、最小二乗法によって累乗近似式を求めて、図中に書き込んだものである。一方、図２は２日目〜８日目における各溶剤の残留溶剤量を乾燥日数に対してプロットし、最小二乗法によって線形近似式を求めて、図中に書き込んだものである。
【００２５】
累乗近似式の微分係数より各溶剤の放散速度を計算すると以下のようになる。
【００２６】
【表２】
2006010456.tif 000003
【００２７】
また、累乗近似式から求めた各溶剤の放散速度式は、
トルエン        ｚ＝１８．８×ｘ−１．５４１１
エチルベンゼン  ｚ＝１．７３×ｘ−１．２２６４
キシレン        ｚ＝６．５７×ｘ−１．１５８３
（ｚ：放散速度（ｍｇ／ｍ２・ｈ）、ｘ：乾燥日数（ｄａｙｓ））
のようになる。
【００２８】
一方、線形近似式から求めた各溶剤の放散速度は表３のようになる。
【００２９】
【表３】
2006010456.tif 000004
【００３０】
実施例２
重量と面積が既知である幅４ｃｍ×長さ１５ｃｍのアルミニウム板（厚さ０．２６ｍｍ）に塩化ビニル樹脂系塗料（関西ペイント社製）を固形分量として５０〜６０ｇ／ｍ２になるようにして塗装し、温度２３℃及び湿度５０％の恒温恒温室に直接風があたらないように設置し、乾燥を行った。１日乾燥後、この塗板を幅約１ｃｍ×長さ約３．７ｃｍの大きさに切り出し、その面積を正確に測定した後、ヘッドスペース瓶に切り出した塗板を２枚入れ、密封した後、１９０℃に加熱し、気化した溶剤をガスクロマトグラフィーにより測定した。塗膜中の溶剤を気化させる装置としてヒューレットパッカード社製ヘッドスペース測定装置ＨＰ−７６９４を使用した。加熱してガスクロマトグラフィーにより測定した以外は、測定方法は実施例１と同様に行った。得られた結果を表４に示す。
【００３１】
【表４】
2006010456.tif 000005
【００３２】
実施例１と同様にして上記結果を図にプロットし、累乗近似式を求めて、その微分係数より各溶剤の放散速度を計算すると下記表５のようになる。
【００３３】
【表５】
2006010456.tif 000006
【００３４】
また、累乗近似式から求めた各溶剤の放散速度式は、
トルエン        ｚ＝１８．６×ｘ−１．５４７８
エチルベンゼン  ｚ＝２．４３×ｘ−１．２９９３
キシレン        ｚ＝７．６４×ｘ−１．１７５３
（ｚ：放散速度（ｍｇ／ｍ２・ｈ）、ｘ：乾燥日数（ｄａｙｓ））
のようになる。
【００３５】
一方、線形近似式から求めた各溶剤の放散速度は表３のようになる。
【００３６】
【表６】
2006010456.tif 000007
【００３７】
比較例１
実施例１と同様に塗装した塗板を２０Ｌチャンバーに入れてＪＩＳ  Ａ１９０１に基づいて、３日目および７日目の溶剤放散速度を測定した。
【００３８】
【表７】
2006010456.tif 000008
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】乾燥日数１日目〜８日目における各溶剤の溶剤抽出法により求めた残留溶剤量を乾燥日数に対してプロットし、最小二乗法によって累乗近似式を求めて、図中に書き込んだもの。
【図２】乾燥日数２日目〜８日目における各溶剤の溶剤抽出法により求めた残留溶剤量を乾燥日数に対してプロットし、最小二乗法によって線形近似式を求めて、図中に書き込んだもの。
【図１】
2006010456.tif 000009
【図２】
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