臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要目的為觀察鋼材表面被覆材之耐久性及物理劣化行為，再依加速耐候試驗與現地曝曬試驗之研究成果，找出兩者間之相關性，建構時間對應關係，最後提出鋼材表面被覆材之塗裝系統耐用年限評估模式。試驗包含加速耐候試驗、加速腐蝕試驗及現地曝曬試驗，除鹽水噴霧加速腐蝕試驗使用鐵片作為鋼材表面被覆材之基材外，其餘皆為鋁片，而鋼材表面被覆材之面漆選用較為常用之聚氨酯樹脂及氟素樹脂，中塗漆為環氧樹脂，底漆則使用犧牲型無機鋅粉，各挑選三家廠牌之塗料進行試驗。面漆之加速耐候試驗採用氙弧燈及UVB-313燈，塗裝系統(含中塗漆與底漆)則採用鹽水噴霧加速腐蝕試驗。以膜厚、光澤度、色差等物理量，評估表面被覆材於自然環境下之性能劣化行為，並根據試驗結果，搭配區域氣候條件及文獻調查評估以鋼材為基材之塗裝系統，將耐用年限分為三種目的進行評估：耐候性能、美觀性能及防蝕性能，其分別評估指標為：面漆之光澤度、面漆之色差及塗裝系統之塗膜厚度消耗速率。

The main purpose of this research is to investigate the durability and physical deterioration behavior of coating materials of steel. Find out the correlation between the accelerated weathering test and outdoor exposure test to establish the time corresponding mode. Finally, propose a method to evaluate service life of coating system of steel. The tests of this research contain accelerated weathering test, accelerated corrosion test and outdoor exposure test. The substrates of specimens are aluminum except that they are iron in the salt spray test (accelerated corrosion test). The coating system of steel usually uses polyurethane resin and fluorine resin in surface coating, epoxy resin in middle coating and inorganic zinc rich prime. These coating materials are obtained from three companies. In the accelerated weathering test, evaluate the weathering resistance of the surface coating materials by the lights of Xenon arc and UVB-313. On the other hand, we use salt spray for testing the coating system (middle coating and primer). Furthermore, we measure gloss, the chromatic aberration and thickness for each specimen in the test. According to the testing data, regional climatic conditions and references included, we assess the durability by three types of performance which are weathering resistance, appearance and corrosion resistance. Their indexes are gloss, color difference and consumption rate of the coating film separately.

致謝 I
摘要 III
Abstract V
目錄 VII
表索引 XI
圖索引 XV
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2研究目的 2
1.3論文架構 2
第二章 文獻回顧 4
2.1國內相關研究介紹 4
2.2國外相關研究介紹 5
2.3國內外相關規範介紹 9
2.3.1現地曝曬試驗 9
2.3.2表面被覆材加速耐候與加速腐蝕試驗 11
2.3.3表面被覆材性能評定方法 19
第三章 鋼材表面被覆材耐候試驗與耐腐蝕試驗 32
3.1試驗規劃 32
3.2試片製作 34
3.2.1塗膜材料單層面漆 34
3.2.2塗裝系統與鋼材之複合試片(中塗漆及底漆) 36
3.3加速試驗設備介紹 38
3.3.1氙弧燈加速耐候試驗機 38
3.3.2 QUV加速耐候試驗機 41
3.3.3鹽水噴霧加速腐蝕試驗機 42
3.4現地曝曬試驗 44
3.5表面被覆材性能評定方法及量測儀器 45
3.5.1物理量量測 45
3.5.2目視評定 49
3.6加速耐候試驗與現地曝曬試驗量測結果 52
3.6.1單層面漆之光澤劣化 52
3.6.2單層面漆之色差劣化 56
3.6.3單層面漆之黃變劣化 60
3.6.4單層面漆之膜厚變化 62
3.7加速腐蝕試驗量測及評定結果 66
3.7.1複合試片之膜厚變化 69
3.7.2複合試片之目視評定 69
第四章 塗裝系統耐用年限評估模式 78
4.1耐久設計方法之架構 78
4.2外力劣化 81
4.3塗膜厚度消耗速率計算塗裝系統耐用年限 83
4.4建議表面被覆材之耐用年限評估方式 87
4.4.1面漆耐候性能之耐用年限 90
4.4.2面漆美觀性能之耐用年限 96
4.4.3塗裝系統防蝕性能之耐用年限 101
第五章 結論與建議 106
5.1結論 106
5.2建議 108
參考文獻 110

[1]楊仲家等人，「塗裝材料耐久性試驗研究-戶外曝曬與加速劣化試驗方法之探討」，內政部建築研究所委託研究, 2008年
[2]曹源暉、厲娓娓，「金屬及混凝土耐久耐候性評估之應用與探討－加速劣化試驗」，內政部建築研究所, 2009年
[3]David A. Cocuzzi, George R. Pilcher, “Ten-year Exterior Durability Test Results Compared to Various Accelerated Weathering Devices: Joint Study Between ASTM International and National Coil Coatings Association,” Progress in Organic Coatings, 76, 979-984, 2013.
[4]B.W. Johnson, R. McIntyre, “Analysis of Test Methods for UV Durability Predictions of Polymer Coatings,” Progress in Organic Coatings,27,95-106,1996.
[5]K.M. Wernstahl, B. Carlsson, “Durability Assessment of Automotive Coatings-Design and Evaluation of Accelerated Tests,” Journal of Coatings Technology, vol. 69, no. 865, Feb, 1997.
[6]長谷川拓哉、千歩修：屋外暴露環境下における仕上塗材・塗料の光沢保持率低下予測に関する検討、日本建築仕上学会大会学術講演会研究発表論文集、pp.55-58、2012.10.
[7]長谷川拓哉、千歩修、福山智子：文献調査に基づく建築用塗料・仕上塗材の促進耐候性試験による劣化進行予測に関する検討、日本建築仕上学会大会学術講演会研究発表論文集、pp.151-154、2014.1
 
[8]日本建築學會：建築物・部材・材料の耐久設計手法・同解說，2003
[9]塗装の耐用年数算定根拠http://mtaxis.biz/Paint%20Durability%20Reason.pdf
[10]日本塗料工業会：重防食塗料ガイドブック，第4版
[11]長谷川拓哉、朴宰弘、千歩修、濱崎仁：屋外暴露試験に基づく仕上塗材の劣化と鉄筋コンクリート造躯体保護効果の経年変化，日本建築学会構造系論文集、第686号、pp.679-686、2013.4
[12]色の許容差の事例
https://www.nippondenshoku.co.jp/web/japanese/colorstory/08_allowance_by_color.htm
[13]「色を測る」ということ
http://www.toyoink1050plus.com/color-solution/chromatics/basic/005.php