カラーコートシートの塗膜厚に及ぼすUVエージング試験の影響

PESMPHDPとPVDFの塗料を使用したカラーコートパネルについて、光老化時間がカラーコートパネルの厚みに及ぼす影響を調査し、その影響の程度を分析し、影響の理由を探るために、加速耐老化試験を実施した。試験結果から、UVエージング時間が長くなるにつれて、カラーコートパネルの塗膜厚の減少が大きくなることがわかる。紫外線老化試験において、カラーコート板の塗膜厚さの損失はその色にも影響される。

カラー塗装パネルの塗装厚さは、カラー塗装パネルの検査において非常に重要な指標である。加工性能,耐老化性,耐食性など,カラー塗装パネルの性能に直接影響する。この問題については、国内外で多くの報告があるが、塗膜の経年変化がカラー塗装板の板厚に与える影響についての報告は少ない。建築用カラー塗装板の実際の使用過程において、太陽光や雨の下で、塗膜の厚みが経年変化するのか、どのような変化がどの程度起こるのか、この問題の議論は一定の実用的意義を持つ。

 

塗膜の老化の主な原因は、通常、日射、周囲温度、環境湿度であり、副次的な原因は、大気汚染、酸性雨、生物現象、風や砂などである。光劣化、酸化劣化、熱劣化など、主にポリマー鎖の劣化を指す。常温環境で使用されるカラー塗装パネルの主な経年劣化は光酸化劣化である。

太陽光は通常、紫外線(波長200~400nm)、可視光線(波長400~720nm)、赤外線(720~2500nm)の3つの波長域に分けられる。このうち紫外線は、波長の長さによって短波長紫外線(200~290nm)、中波長紫外線UVB(290~320nm)、長波長紫外線UVA(320~400nm)に分けられる。太陽光線が宇宙空間や高高度の大気を通過した後、波長290nm以下の紫外線はほとんどカットされるため、地上に届く紫外線は中波UVBと長波UVAのみとなる。中波のUVBは長波のUVAよりもカラーコートボードの塗膜にダメージを与える。

 

この記事で使用した促進紫外線老化試験方法は、GB/T13448-2006「カラー塗装鋼板および鋼帯試験方法」の紫外線老化試験方法に準拠しており、具体的な試験条件は「8時間を1サイクルとする:4時間紫外線、黒板温度(60±3)℃、4時間結露、黒板温度(50+3)℃」波長310nm、光強度0.63W/(m2-nm)。試験条件には、建築用カラーコートボード塗膜の経年劣化に影響する3大要因、すなわち光、湿度、温度が含まれる。サンプルには、普通ポリエステル(PE)、シリコン変性ポリエステル(SMP)、高耐候性ポリエステル(HDP)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)の4種類のカラーコート板を各3枚、合計12枚使用した。4種類のカラーコートプレートのうち、サンプル1、5、7、11は青色、サンプル2、4、9、10は白色である。サンプル3、6、812はグレーのカラーコート板である。加速エージング試験は規格に従って実施する。加速エージング時間がそれぞれ200、400、600、1000、1500、2000、3000hの場合、同じ渦電流計を使用し、同じ校正条件で行う。カラーコート板の塗膜厚をそれぞれ試験する。カラーコートボードの塗膜厚を試験する場合、同じサンプルを12回試験し、その平均値を試験結果とする。米国0-ab社製UUV/SPRAY UVエージング試験機を使用した。渦電流計はドイツのフィッシャー社製を使用した。

 

12サンプルの試験時間による膜厚減少を棒グラフに示す。このうち、あるUVB試験時間での膜厚減少=試験前の膜厚-UVB試験時間後の膜厚である。

試験結果からわかるように、UVエージング時間が長くなるにつれて、カラーコート板の塗膜厚の損失が大きくなる。しかし、コーティングタイプの異なるカラーコーティング板は、その影響の度合いが異なる。PEとSMPカラーコート板は塗膜厚の損失が大きく、HDPカラーコート板は塗膜厚の損失が小さく、PVDFカラーコート板は塗膜厚の損失が小さい。最も小さい。PE、SMP、HDP、PVDFの青と白のカラーコート板では、塗膜厚の損失は紫外線の加速エージング時間と直線的に正の相関がある。相関係数:

0.91であり,直線相関は比較的強く,白色カラー塗装板の回帰式の傾きは青色カラー塗装板のそれよりも小さい。カラー塗装板の使用中、塗膜厚は時間とともに徐々に減少し、保護性能は徐々に劣化する。カラー塗装板の使用者は,使用目的や使用環境に応じて,適切な色や塗料の種類のカラー塗装板を選択することが推奨される。