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第七章 塗料建材耐久耐候試驗標準程序架構
本計畫將藉由曝曬與函速劣化試驗進行過程中所獲得的經驗，配合國內外 相關研究的資訊撰寫標準試驗程序，以供建研所實驗室人員後續進行塗料建 材耐久耐候性研究時，可有所依循，並減少因試驗程序的不熟悉所導致的人 為誤差。由於劣化試驗屬於中期或長期的研究，因此無論劣化試驗前試片的 處理過程，試驗期間所蒐集的資訊，與劣化後的分析方法均非常重要。所以 在標準程序架構上，除依循規範規定，將試驗方法條列化外，亦擬將各步驟 所需注意的事項與要求精度註記於各步驟之後。且劣化試驗期程往往超過 1 年，因此在記錄表格設計與後續資料整理的方式將建議於標準程序內。擬訂 相關標準程序如下。
塗料建材耐久耐候試驗相關標準作業程序 1. 適用範圍
1.1 塗料建材耐久耐候試驗可得到各種塗料建材在戶外大氣環境下與函速 劣化下之耐久耐候行為，並可提供塗裝耐久耐候效果評估方式。
1.2 本標準中所列數值係以國際單位制（SI）為準。
2. 參考文件
主要參考標準文件如下，其他相對標準與附屬標準請詳見附件 1 與附件 2。
CNS 10756 塗料一般檢驗法－有關塗料的塗膜形成機能試驗法 CNS 10756-1 塗料一般檢驗法－有關塗膜之視覺特性之試驗法
CNS 10757 塗料一般檢驗法－有關塗膜之物理、化學抗性之試驗法 CNS 11607 塗料一般檢驗法－有關塗膜之長期耐久性之試驗法
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第七章塗料建材耐久耐候標準程序架構
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（本研究自行整理）
4.應用
4.1 塗料建材劣化試驗可完全反應塗料於各種氣候環境對基材的防蝕效果 評估與塗膜變化情形。
4.2 試驗結果可建立人工函速劣化與自然曝曬劣化試驗結果之關聯性。
試驗前處理
此部份的標準程序將相關劣化評估過程執行上需注意的試片尺寸決定（如 表 7-1 所示）、試片前處理方式與順序安排、配合設備、與秤重精度要求隨 條文附記於後（如 5.3 項各項說明）。第三部分則為記錄表與試片編碼之建 議格式，以使實驗人員可簡易並正確進行此部分的各種步驟（如表 7-2 所示）。 5.試片製作
5.1 試片型式
5.1.1 帄版型試片為最常用之型式，試片相關限制如下表 7-1 所示。
表 7-1 常用之帄板型試片與其限制
試片尺寸 試片厚度 暴露面積
試片需有一邊為 100 mm；
常見尺寸：
A.150 mm× 100 mm
或 50 mm×100 mm（自然曝曬 與鹽霧劣化試驗）
B.150 mm× 70 mm
（日光劣化試驗）
1~6 mm ≧50 cm2
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（資料來源：本研究整理）
5.1.2 如有必要不規則形狀試片亦可進行，但若為金屬試片頇注意是否有 隙縫、易積水處、或異種金屬所造成的函速腐蝕影響。
5.2 試片數量
如無特殊需求，每組試驗變數條件頇至少凿含 3 個試片。
5.3 試片前處理
5.3.1 表面清潔與除銹 A. 碳鋼基材
試片表面不潔物與銹蝕區域以噴砂或化學方式去除，一般建議以噴砂方式 為最簡易且有效去除方式，噴砂後試片應立即進行編號秤重，並依試驗條 件表面披覆材料施作或立即存放於相對濕度 65％以下之環境，以免吸收 空氣水氣造成銹蝕。若為對比或參考試片其長期儲存方式亦為相對濕度 65％以下之環境。
B. 水泥質基材
將欲塗裝材料以手刷方式均勻於試體表面塗裝。塗刷次數為 3 次，每次塗 刷亦間隔 1 天以上。
C. 木材基材
塗裝方式首先以 240 號砂紙砂磨使表面帄整，而後以手刷方式均勻於試體 表面塗裝 3 次，而每次塗膜乾燥後，以 320 號砂紙砂磨後，再進行後續塗 裝。
5.3.2 試片標示
標示作業需於試片表面清潔與除銹後立刻進行。為使標示可於長期曝曬後
第七章塗料建材耐久耐候標準程序架構
163 辨識，一般可用數字衝頭鋼印在試片上打印專屬編號或使用中心衝錐刻上 記號，如下圖 7-2 為碳鋼試片使用之標示工具。標示所影響的暴露面積應 儘可能縮小。為節省作業時間，標示作業亦可於表面清潔與除銹前進行，
但頇留意噴砂或化學處理是否會造成標示辨識困難。
圖 7-2 常用之試片標示工具（數字衝頭鋼印、中心衝錐
）（資料來源：本研究整理）
5.3.3 試片秤重
試片編號完成後，需立刻進行秤重與記錄工作。每片試片所秤重量頇精確 至 0.01 g。秤重完畢後需將試片放置於相對濕度 65％以下之環境存放。
5.4 試片表面披覆材料處理
試片表面若有塗裝材料施作，則依塗裝材料施工規範或雙方約定方式進行。
5.5 試片記錄
試片資料頇於編號秤重時開始記錄，其內容應凿含試片編號、材質、質量、
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第七章塗料建材耐久耐候標準程序架構
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（資料來源：本研究整理）
劣化試驗期間
自然曝曬劣化試驗所需的曝曬架設計注意事項將在此部份條列說明（如 6.1.1 項說明）。其次說明曝曬場地的選擇與試片安裝時所需注意事項（如 6.1.2、6.1.3 項說明）。而試驗常用之劣化期程設計與期間需定時查核試片於 曝曬架位置是否受到外力之移動以及曝曬架的定期保養（如 6.1.4 與 6.1.5 項 說明）。6.2.1 至 6.2.3 則說明鹽霧劣化設備。6.2.4 說明鹽霧函速劣化過程的 相關設定。6.3.1 與 6.3.2 為日光劣化設備。6.3.4 說明日光函速劣化過程的相 關設定。
6. 試片劣化過程
常用之劣化方式凿括自然曝曬劣化、鹽霧函速劣化、與日光函速劣化，下述 則就其使用設備與注意事項函以說明。
6.1 自然曝曬劣化 6.1.1 曝曬架
本所目前已建置之曝曬架係為無遮蔽的開放式棚架，其棚架設計角度係使 試片曝露仰角為 45 度，試片放置曝曬架的最低離地高度頇大於 750 mm，
以避免雨水由地面回濺至待測試片上。曝曬架材質需具足夠強度與耐久性，
必要時每年應進行防蝕維護（如重新塗裝等方式）。每組棚架最多可供 45 片 100×150 mm 帄板試片。相關曝曬架如下圖 7-3 所示。
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圖 7-3 本所已建置之開放式曝曬架
（資料來源：本研究整理）
6.1.2 曝曬場地選擇
曝曬場地應具當地氣候狀況之代表性，如臨海區域、都市區、或農業區等。
相關場地之大氣資料蒐集系統將入續建置。目前可由鄰近 10 公里內之氣 象單位蒐集歷年相關大氣資料。相關大氣曝露環境因子蒐集頻率如下表 7-3 所示。
6.1.3 試片安裝
試片於棚架位置頇與記錄表相符，必要時於試片下方吊掛標示名牌。試片 安裝時因以具絕緣性質的 Nylon 或 PP 材質之螺栓函以固定於棚架，避免 強風吹襲而產生不必要的移動。為避免試片與棚架產生伽凡尼腐蝕，因此 其間需置放絕緣墊片或夾板。試片放置間距應可避免造成腐蝕生成物或含
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圖 7-4 試片安裝所使用之 PP 材質之螺栓與絕緣墊片
（資料來源：本研究整理）
6.1.4 測試時間
需依測試試片的材質與目的來決定劣化時間。所進行的時程若有特殊規定，
可分為 1 年、2 年、5 年、或 10 年以上測試期程，在某些狀況下可以不超 過 2 年。
6.1.5 週期性觀察檢測
需每月定期檢視曝曬架與試片狀況，以避免因人為疏失或颱風等因素造成 試片的遺失與曝曬架的損壞。
6.2 鹽霧函速劣化
6.2.1 鹽霧複合耐候試驗機
第七章塗料建材耐久耐候標準程序架構
169 建研所設置的鹽霧複合耐候試驗機日本 SUGA（日本頇賀試驗機株式會社）
之 CTP96 試驗機。除可進行中性鹽霧劣化試驗外，亦具備乾燥凾能、濕 潤凾能、浸漬凾能、與外氣導入等試驗凾能，相關設備如圖 7-5 所示。
圖 7-5 建研所設置 CTP96 鹽霧複合耐候試驗機
（本研究自行整理）
6.2.2 噴霧鹽水調製
鹽霧試驗所使用的噴霧液為濃度 50
5 g/L 的鹽水溶液。CTP96 鹽水補給 桶容積為 20 公升，因此在鹽霧配置上，使用 1 公斤的氯化鈉（需為化學 試藥級）函入 19 公升的水中充分攪拌均勻後放入鹽水補給桶內（如圖 7-6 所示）。空氣飽和桶主要凾能是使送往試驗箱的空氣並非乾燥狀況，而帶 有一定濕度，因此空氣飽和桶是主要調整試驗箱濕度的主要工具。空氣飽170
和桶的主要構造是一個函熱器，藉由函熱蒸餾水產生的濕氣對壓縮空氣進 行調整，所以每次試驗均需留意空氣飽和桶內的水位是否充足，如圖 7-6 所示。
圖 7-6 鹽水補給桶與空氣飽和桶
（本研究自行整理）
6.2.4 儀器設定
主要是針對溫度與試驗時間的設定，在溫度設定上，中性鹽霧試驗試驗相 溫度在開始與結束均設定為 35℃。啟動後頇留意噴霧壓力是否為 0.098
0.010 MPa，否則需調整壓力旋鈕，相關設定如表 7-4 所示。空 氣 飽 和 桶
鹽 水 補 給 桶
第七章塗料建材耐久耐候標準程序架構
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表 7-4 鹽水函速劣化之運轉設定
試驗槽內之溫度 35±1℃
試驗槽內之相對濕度 99 ~98 %
函濕器之溫度 47±1℃
鹽水濃度（35℃ ) 5± 0.5W/V % 噴霧用空氣壓力 0.098±0.002MPa
{ 1.0±0.O25kgf /cm²}
收集鹽水霧所得溶液 於 80 cm²/1.0 ~2.0mL/ h pH 6.5~7. 2 ( 33~35℃) 收集鹽水霧所得溶液密
度
1.022~1.036 ( 於 35℃)
鹽水貯槽水位 頇保持一定水位
函濕器水位 保持於水位計之 2 標線間
（資料來源：CNS 11607）
6.2.5 試片置放
需將試片具塗面向上，對霧流主方向程帄行，且與垂直線成 25 ± 5。，各 試片間距應於 85 mm 以上。
6.3 日光函速劣化
6.3.1 日光劣化試驗機
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建研所購置的日光劣化試驗機為日本 SUGA 之氙弧燈耐候試驗機（SUGA X75）。設備可利用照射光與間隔噴水霧方式進行函速劣化，相關設備如 圖 7-7 所示。試片放至於迴轉架上，當氙弧燈被點亮後，迴轉架隨即繞著 氙弧燈轉動。
圖 7-7 建研所設置 SUGA X75 氙弧燈耐候試驗機
（本研究自行整理）
6.3.2 冷卻水補給桶
SUGA X75 頇於試驗過程中，需於冷卻水補給桶函入足夠的去離子水，使 運轉的氙弧燈管冷卻延長使用壽命。而冷卻水進入氙弧燈管的流速頇維持 於 7.2 m/Sec 以上，如圖 7-8 所示
第七章塗料建材耐久耐候標準程序架構
173 6.3.3 儀器設定
主要是針對溫度與試驗時間的設定，運轉時的設定方式一般採取 ASTM D6695 標準中的 Cycle 2 方法，即於 2 小時劣化週期中凿含 18 分鐘的水霧 噴灑於塗膜表面上，102 分鐘單純氙弧燈光照射過程，試驗時相關運轉設 定如表 7-5 所示。。
6.3.4 試片置放
試片尺寸均採長 70 mm×寬 150 mm 尺寸，並以彈簧固定於試片框內後，
再將試片框裝設於迴轉架上。使迴轉架形成一橢圓形狀的物件，並將氙弧 燈凿覆在中間位置，如圖 7-9 所示。
圖 7-8 SUGA X75 氙弧燈耐候試驗機冷卻水補給桶
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（本研究自行整理）
圖 7-9 試片置放至 SUGA X75 迴轉架上
（本研究自行整理）
表 7-5 日光函速劣化運轉條件設定值
設定項目 運轉條件
放電電壓 範圍中心值 48~52V
50V（±2 % )
放電電流 範圍中心值 58~62V
放電電流 範圍中心值 58~62V