第四章 試驗結果與討論
第一節 塗料劣化前檢測
為比較塗料特性於劣化前後之差異性,依前述之試驗方法,執行試片劣化前 之各項檢測,包括:膜厚、色座標、光澤度、水接觸角、隔熱、粘著性、鉛筆硬 度、透水性等,檢測結果說明如后。
一、膜厚量測
本研究使用超音波膜厚計進行塗料乾膜厚度量測,量測前依儀器廠商提供之 標準片進行校正,每次使用前並執行歸零動作,每片試片量測上、中、下3 處膜 厚(如圖4-1),每處膜厚量取 9 點取其平均值,量測結果如表 4-1 所示,塗料 A 之玻璃試片膜厚為134~149 µm、鍍鋅鋼板試片膜厚為 142~168 µm、水泥纖維試 片膜厚為190~271 µm,塗料 B 之玻璃試片膜厚為 142~162 µm、鍍鋅鋼板試片膜 厚為155~167 µm、水泥纖維試片膜厚為 150~247 µm。
(a)儀器校正與歸零 (b)膜厚量測 (c)試片量測位置
圖 4-1 試片膜厚量測 (資料來源:本研究整理)
表 4-1(a) 玻璃試片劣化前之膜厚
表 4-1(b) 鍍鋅鋼板試片劣化前之膜厚
表 4-1(c) 水泥纖維板試片劣化前之膜厚
二、色座標值量測
本研究使用第三章第二節所述之色差計進行塗料色座標值量測,量測條件依 CNS 10756-1 之規定,選用 C2 光、8/d(8°照明、擴散受光)、φ30,測定塗膜三 刺激值 X、Y、Z 及 CIE 之 L*、a*、b*座標值,用以比較色彩差異度,總色差
∆E=[(∆L*)2+(∆a*)2+(∆b*)2]1/2,其中 L*為顏色亮度,L*=0 代表純黑色,L*=100 代表純白色,a*代表顏色於紅色和綠色之間所佔的位置,負值表示偏綠,正值表 示偏紅,b*代表顏色於黃色和藍色之間所佔的位置,負值表示偏藍,正值表示偏 黃。量測前依儀器廠商提供之標準片進行校正與歸零,量測玻璃試片時以黑絨布 覆蓋,每片試片量測試片中央處之色座標值(如圖4-2),量測結果如表4-2 所示。
(a)儀器校正與歸零 (b)色座標值量測 (c)試片量測位置
圖 4-2 試片色座標值量測 (資料來源:本研究整理)
表 4-2(a) 玻璃試片劣化前之色座標值
註:(1)表列數值所採用之量測條件為 8/d、φ30、C2 光(CNS 10756-1)。
(2)表列數值為試片中心所量測之色座標值。
(3)量測玻璃基材之試片時,於試片覆以黑絨布。
(資料來源:本研究整理)
表 4-2(b) 鍍鋅鋼板試片劣化前之色座標值
註:(1)表列數值所採用之量測條件為 8/d、φ30、C2 光(CNS 10756-1)。
(2)表列數值為試片中心所量測之色座標值。
(資料來源:本研究整理)
表 4-2(c) 水泥纖維板試片劣化前之色座標值
註:(1)表列數值所採用之量測條件為 8/d、φ30、C2 光(CNS 10756-1)。
(2)表列數值為試片中心所量測之色座標值。
(資料來源:本研究整理)
三、光澤度量測
本研究使用幾何條件60°之光澤度計進行塗料光澤度量測,量測前依儀器廠 商提供之標準片進行校正,每片試片量測上、中、下、左、右5 處光澤度(如圖 4-3),量測結果如表 4-3 所示,塗料 A 之光澤度介於 4.1~4.3 之間,塗料 B 之光 澤度介於2.4~3.1 之間,二者光澤度皆低於 10°,依 CNS 15200-4-6 之規定,應 使用幾何條件85°之光澤度計量測,惟本所僅有幾何條件 60°之光澤度計,爰暫 以此量測值為依據。
(a)儀器校正 (b)光澤度量測 (c)試片量測位置
圖 4-3 試片光澤度量測 (資料來源:本研究整理)
表 4-3 各試片劣化前之光澤度
四、接觸角量測
本研究使用第三章第二節所述之接觸角計進行塗料表面接觸角量測,量測前 依儀器廠商提供之標準片進行校正,每片試片量測上、中、下3 處之接觸角(如 圖4-4),量測結果如表 4-4 所示,塗料 A 之水接觸角介於 69.5°~75.7°之間,塗 料B 之接觸角介於 76.7°~83.0°之間,兩種塗料之接觸角皆低於 100°,未能滿足 國內奈米驗證規範針對抗污、撥水性之標準(參考表2-8)。
(a)儀器校正 (b)接觸角量測
(c)試片量測位置 (d)接觸角量測影像
圖 4-4 試片接觸角量測 (資料來源:本研究整理)
表 4-4 各試片劣化前之水接觸角
五、隔熱性能量測
本研究依照第三章第二節所述,使用自製保利龍試驗箱(內部尺寸 30×30×
30cm,厚 5cm),以 500W 鹵素燈照射塗料表面,於箱體內部、試片內面(無塗 料面)、試片外面(塗料面)及箱體外部(鹵素燈與試片間)安置熱電耦線(型號 GG-K-24),熱電耦線之一端則連接資料擷取器(型號 YOKOGAWA MX-100)(如 圖4-5),量測時間至少 30 分鐘,記錄與了解箱體內、外及試片內、外面因燈光 照射引發溫度之變化,藉此評估塗料之隔熱性能。正式量測前以溫度計比對資料 擷取器所測得之溫度值,量測結果如表4-5 所示,並彙整如表 4-6。塗料 A 產品 宣稱具隔熱性能,經實驗結果顯示,箱體內、外溫度與裸片相比較之下,玻璃試 片改善約3°C,水泥纖維板試片改善約 1°C,而鍍鋅鋼板試片則無改善,另外,
須強調膜厚會影響隔熱效果。
(a)保利龍試驗箱 (b)試驗配置 (c)熱電耦線配置
(d)資料擷取器 (e)溫度量測紀錄
圖 4-5 試片隔熱性能量測 (資料來源:本研究整理)
熱電耦線
(接至資料擷取器)
保麗龍箱 試片
光源
表 4-5(a) 玻璃試片劣化前之隔熱特性
表 4-5(c) 水泥纖維板試片劣化前之隔熱特性
六、附著性量測
本研究依照 CNS 15200-5-6 之規定,於水平及垂直向以單刃刀片切割間距 2mm (膜厚 61~120 µm)或 3mm (膜厚 121~250 µm)之切痕各 6 條,形成方格狀,
切痕需深及試片基材,並以感壓性膠帶(型號3M 610)黏貼於方格上,黏妥後將 膠帶撕開,藉以評估塗料之附著性,每片試片量測3 處(如圖 4-6),評估標準如 圖 4-7,量測結果如表 4-7 所示。本研究所採用之塗料宣稱可不必使用底漆,惟 水泥纖維板試片之評估等級皆為5 級(嚴重剝離),顯示塗料仍應視所用基材選擇 適當底漆,增加塗料附著性。
(a)感壓性膠帶 (b)附著性試驗過程
圖 4-6 試片附著性量測 (資料來源:本研究整理)
0 級 1 級 2 級 3 級 4 級 5 級
圖 4-7 附著性評估標準 (資料來源:本研究整理)