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日本建築学会大会学術講演梗概集（近畿） 2023 年 9 月

ISO 5659-2 スモークチャンバー試験とガス有害性試験の比較に関する研究-その１ スモークチャンバー試験における FTIR の結果について 正会員
ガス毒性FTIR
Ⅰ○福田

ガス有害性試験スモークチャンバー試験

泰孝*1

趙 玄素*2

吉岡 英樹*3

成瀬 友宏*4

早川哲哉*5

ガス成分分析
収率
種材料の燃焼性状について調べるため、加熱条件ははじめに現在、防火材料に関する国土交通大臣認定の性能評価

25kW/m2口火あり、50kW/m2口火なしとした。

においては、発熱性試験などの他にガス有害性試験が定試験体は75 mm角のものを用い、詳細を表1に示す。試められている。ガス有害性試験は、22cm 角の材料片を加験体はアクリルクロスA、B、赤ラワンA、B、スギ、ウレ熱して発生した燃焼ガスにマウスを曝露し、その行動停タンフォーム、塩化ビニル(PVC)の計7種を用いた。また、止時間を基準値 6.8 分と比較することによってその有害性チャンバー天井中央部に固定したプローブから生成ガスを評価している。

をサンプリングし、FTIRを用いて測定を行った。

ガス有害性試験は動物実験であるため、生成ガスの定量化ができないなど、様々な問題点が挙げられ、動物愛護の観点からも好ましいのもではない。従って、動物実験に代わる評価手法の提案が求められている。
欧州諸国では、ガス有害性を評価する方法として、燃焼ガス成分の定量分析法が使用されており(EN 17084、ISO/TS 190211))、これは ISO 5659-22)スモークチャンバー試
験（Smoke Density Chamber Test; 以下 SDC 試験）で発生し

図１ SDC 試験装置 2)た煙を採取し、フーリエ赤外分光光度計（以下 FTIR とす

図２ SDC 試験本体部分装置図 2)る）を用いて定量分析し、測定したガスの濃度から毒性指数 CITG 値を計算することにより、評価する手法となっている。
昨年度の報告 3)では、25kW/m2、50kW/m2 口火ありの条件で SDC 試験を実施し、ガス有害性試験の結果と比較し、それぞれの試験の特性について調べた。ガス有害性試験の代替手法について検討するために、昨年度に引き続きSDC 試験を行い、本報その 1 では SDC＋FTIR の実験概要および結果を示す。その 2 では FTIR によるガス成分分析
結果から収率および CITG 値を計算し、ガス有害性試験との相関性について示す。
Ⅱ

表１ 試験体および加熱条件の詳細
Ⅲ

実験の概要

実験結果

SDC試験装置の写真および主な部分の装置図を図１、２

FTIR の結果のうち、主な燃焼生成ガスの成分および濃に示す。SDC試験装置を用いて、規格ISO/TS 19021に従っ度を図３の（a）～（h）に示す。なお、FTIR による測定て加熱試験を行い、FTIRを用いて計測を行った。

結果はスペクトルおよび検量線を使って精査された濃度

SDC試験では、試験体をチャンバー内で水平に保持し、値を使用した。計測で得られたスペクトルは設定した検その上面を一定熱放射で曝露し、生成ガスをチャンバー

量線から濃度値を返すが、検量線で設定した波数域に異内に蓄積させる。一般的に、壁や天井のように広範囲になるガス成分の干渉による影響や、想定する最大生成濃加熱される材料は口火なし50kW/m2、火炎からより少ない度を超えるガス成分がないかについて確認した。また、2

放射熱を受ける床材は口火あり25kW/m で加熱させること

FITR の測定は SDC 試験を開始する 3 分前から行ったが、が多い 。本研究では、それぞれの加熱条件下における各

図３は SDC 試験開始時から１０分間の結果を示す。

A study on Comparison of ISO 5659-2 Smoke Density Chamber Test

Yasutaka FUKUDA, Xuansu ZHAO, Hideki YOSHIOKA, Tomohiro

and Toxicity Test of Japan -Focusing on the results measured by FTIR

NARUSE, and Tetsuya HAYAKAWA4)of SDC test-— 37 —

すべての試験体から一酸化炭素 CO が生成した。アクリ高い濃度の CO が生成したのに対して、スギは 25kW/m2 口ルクロス A、B から共に一酸化窒素 NO、シアン化水素火ありの条件が最終的により高い濃度の CO を生成した。

HCN および二酸化硫黄 SO2 が両加熱条件下で生成した。

その他のガス成分の濃度にそれほど大きな違いは見られ

赤ラワン A からは 50kW/m で加熱した時のみホルムアルなかった。

2デヒドと NO が生成し、赤ラワン B はそれに加え塩化水素

表２ 各試験体の着火時間および消火時間

HCl と二酸化窒素 NO2 が両加熱条件下で生成した。スギからは赤ラワン A と同じホルムアルデヒドと NO が両加熱条件下で生成した。ウレタンフォームからは塩化水素 HCl、フッ化水素 HF、HCN、NO が両加熱条件下で生成した。
塩化ビニルからは、NO、HCN が両加熱条件下で生成し、ホルムアルデヒドが 50kW/m2 で加熱した時のみ生成し、さらに高い濃度の HCl が両加熱条件下で生成した。

着火時間 25kW/m22(sec)50kW/m
消火時間 25kW/m22(sec)50kW/mⅣ

アクリル
クロスA
13217570

時間を示す。表 2 から、アクリルクロス（A,B）とウレタンフォームは 25kW/m 口火ありの条件が最も早く着火し2た が 、 赤 ラ ワ ン （A,B） と ス ギ お よ び 塩 化 ビ ニ ル は50kW/m2 口火なしの条件が最も早く着火した。また、スギ以外の試験体においては、50kW/m2 口火なしの条件がより終わりにた。
参考文献
1) ISO/TS 19021:2018, Test method for determination of gas concentrations in ISO5659-2 using Fourier transform infrared spectroscopy
2) ISO 5659-2:2017, Plastics -- Smoke generation -- Part 2: Determination of opticaldensity by a single-chamber test3) 趙玄素ら：燃焼時生成ガスがマウスの行動停止時間に与える影響に関する研究, 2020 年度日本火災学会研究発表会概要集, pp.127-1284) A. Stec, R. Hull, Fire toxicity, Woodhead Publishing in Materials, 2010

250

250

250

200
150
100

100
500

Concentra�on (μl/l)

300

Concentration (μl/l)

300

Concentration (μl/l)

300

150

5003579Time (min)113135（a）アクリルクロスＡ

79Time (min)

11200
150
100
50013600

600

500

79Time (min)11（d）赤ラワン B

300

579Time (min)1113（e）スギ03579Time (min)（f）ウレタンフォーム

Concentration (μl/l)

Concentration (μl/l)

35000

250

4000

200

3000

150

2000

100

1000

50010001313200

100511300

200

313400300

5011500

400

100

79Time (min)Concentration (μl/l)

Concentration (μl/l)

250Concentration (μl/l)

7001505（c）赤ラワンＡ

70003（b）アクリルクロスＢ

300
200

ウレタン
PVC
フォーム
0361010106
390-

本報その1ではSDC＋FTIRの実験概要および結果を示し

表２に加熱時における各試験体の着火時間および消火

200

アクリル 赤ラ 赤ラスギ
クロ ワンA ワンB
スB
123431202021221778
89-

3579Time (min)11013（g） 塩化ビニル(HCl, CO 以外)
図３3579Time (min)1113（h） 塩化ビニル (HCl, CO)
主な燃焼生成ガスの成分および濃度*1 国土技術政策総合研究所, *2 ベターリビング*3 東京大学大学院, *4 建築研究所*5 東京システムバック

図３（a）～（ｈ）の凡例*1 National Institute for Land and Infrastructure Management*2 Center for Better Living, *3 The University of Tokyo*4Building Research Institute, *5Tokyo System Vac.

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