JISR1701-3-2008精细陶瓷(高级陶瓷、高级工业陶瓷).光催化材料的空气净化性能的试验方法.第3部分甲苯的脱除.pdf

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R1701-3：2008目次ページ序文···············································································································································································11適用範囲·································································································································································12引用規格·································································································································································13用語及び定義·························································································································································24試験装置·································································································································································25試験片·····································································································································································56試験方法·································································································································································56.1一般事項······························································································································································56.2試験片の前処理··················································································································································66.3トルエン除去試験··············································································································································67試験結果の計算·····················································································································································78除去量が小さい試験片の試験方法·····················································································································79報告·········································································································································································7（1） R1701-3：2008まえがきこの規格は，工業標準化法に基づき，日本工業標準調査会の審議を経て，経済産業大臣が制定した日本工業規格である。この規格は，著作権法で保護対象となっている著作物である。この規格の一部が，特許権，出願公開後の特許出願，実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は，このような特許権，出願公開後の特許出願，実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に係る確認について，責任はもたない。JISR1701の規格群には，次に示す部編成がある。JISR1701-1第1部：窒素酸化物の除去性能JISR1701-2第2部：アセトアルデヒドの除去性能JISR1701-3第3部：トルエンの除去性能（2） 日本工業規格JISR1701-3：2008ファインセラミックス－光触媒材料の空気浄化性能試験方法－第3部：トルエンの除去性能Fineceramics(advancedceramics,advancedtechnicalceramics)TestmethodforairpurificationperformanceofphotocatalyticmaterialsPart3:Removaloftoluene序文光触媒は，光照射下で防汚，防曇，抗菌，脱臭，汚染物質の分解・除去などの機能を示し，近年その応用が拡大している。空気浄化フィルター，建築材料などに担持させた光触媒を用いることで，屋内外の空気を省エネルギー的に浄化することが可能となることから，最近の室内環境問題への関心の高まりとともに，各種の光触媒材料の開発と普及が求められている。しかしながら，その効果を目視などによって直接的に確認することができず，また，適切に評価する方法がないために，光触媒応用製品の導入に当たって混乱が生じているのが現状である。このため，この規格群の第1部では，主要な大気汚染物質である窒素酸化物を用いる試験方法を制定した。大気汚染物質には多くの種類があることにかんがみ，特に室内空間の清浄化に関連して，いわゆる揮発性有機化合物(VOC)を用いる試験方法の制定が強く望まれていた。第3部は，第1部及び第2部の方法を基礎としつつ，芳香族VOCとして代表的なトルエンを用いる試験方法を提供することによって，光触媒材料の速やかな普及に資することを目的として制定された。1適用範囲この規格は，光触媒を建築材料及びその他の材料の表面に担持させた光触媒材料の空気浄化性能のうち，気体のトルエン(C7H8)の除去性能を試験する方法について規定する。なお，吸着時間が90分を超える試験片を試験することはできない。2引用規格次に掲げる規格は，この規格に引用されることによって，この規格の規定の一部を構成する。これらの引用規格は，その最新版（追補を含む。）を適用する。JISK0055ガス分析装置校正方法通則JISK0114ガスクロマトグラフ分析通則JISR1701-1ファインセラミックス－光触媒材料の空気浄化性能試験方法－第1部：窒素酸化物の除去性能JISR1709ファインセラミックス－紫外線励起形光触媒試験用光源JISZ8401数値の丸め方JISZ8806湿度－測定方法 2R1701-3：20083用語及び定義この規格で用いる主な用語及び定義は，次による。3.1光触媒光照射下で，酸化・還元作用によって，汚染物質の分解・除去，脱臭，抗菌，防汚などの諸機能を発現する物質。機能性ファインセラミックスの一種。3.2光触媒材料光触媒の諸機能を利用するため，塗布，含浸，練り込み及び種々の製膜方法によって光触媒を，建築材料及びその他の材料の表面に担持させたもの。3.3ゼロガス汚染物質を含まない空気（主要な汚染物質について0.01体積分率ppm以下。）。高圧容器入りの合成空気を用いるか，又は空気精製装置を用いて室内空気から調製する。3.4標準ガス濃度既知のガス又はJISK0055の規定に基づき調製された校正用ガス。3.5試験用ガス標準ガス又は標準ガスとゼロガスとを混合して調製した濃度既知の汚染物質を含む空気。光触媒材料の性能試験に用いる。3.6供給濃度試験を行うために光照射容器に導入する試験用ガスの濃度。3.7暗条件光源を点灯せず，外部の光も入射しない試験条件。通常は，試験用ガスを流し，光照射下の反応と対比させた測定を行う。4試験装置4.1装置の構成試験装置は，光触媒材料の試験片に機能発現に必要な光を照射しながら，試験用ガスを連続的に供給し，試験片によるトルエン除去能力を試験するもので，次に示す試験用ガス供給装置，光照射容器，光源及びトルエン濃度測定装置で構成する。試験装置は，低濃度のトルエンを含む空気を扱うことから，吸着などによる損失が最小となるように配慮したものでなければならない。試験装置の構成例を，図1に示す。4.2試験用ガス供給装置JISR1701-1に規定するもので，標準ガス及びゼロガスを用いて，規定の濃度・温度・湿度の試験用ガスを調製し，光照射容器に連続的に供給する。流量制御器，加湿器，ガス混合器などからなる。 3R1701-3：2008窓板試験片光源試験片長さP排出汚染物質汚染物質測定装置標準ガス測定装置減圧弁Pガス混合器空気精製装置空気精製装置流量制御器コンプレッサー加湿器図1－試験装置の構成例4.3光照射容器光照射容器を，図2に示す。a)は試験片が平板状の場合に，b)は試験片がフィルター状の場合に用いる。いずれも，試験片と平行に厚さ5.0±0.5mmの空間を隔てて光透過窓板を設けたものとする。容器はトルエンガスの吸着が少なく，近紫外線の照射に耐えることができる材料で製作する。試験用ガスは，a)では試験片と窓板との間の空間だけを通過し，b)では最初に試験片と窓板との間を通過して，フィルター状試験片を通過後，試験片の下部から出口に至る空間を通過する。窓板は，300nm以上の波長領域で光吸収の小さい石英ガラス又はほうけい（硼珪）酸ガラス板とする。ガスの流れを乱すとともに試験片上での流速分布を均一にするために，図2のように，ガス出入口は，容器内でのガス流に対して垂直になるようにすることが望ましい。そうでない場合には，出入口部にじゃま（邪魔）板を設置するなどの工夫をする。ガス流路部分の長さは試験片の長さより十分長くとり，入口部分における気流の乱れの直接の影響を避けるために，試験片の前にガス流路部分を10cm以上確保する。試験片の厚さに応じて，ガス流路部分の高さは変えられるようにする。また，試験片の前後のガス流路部分には，試験片との段差が1mm以下となるように，必要に応じて補助板を置く。 4R1701-3：2008単位mm窓板試験片空気層厚み試験用ガス5.0±0.5アダプター試験片長さ99.5±0.5a)平面状試験片の場合試験片（フィルター状）専用アダプターa－a'b－b'c－c'abc流路試験片試験片幅49.5±0.5a'b'c'専用アダプター試験片窓板（フィルター状）空気層厚み試験用ガス5.0±0.5アダプター試験片長さ99.5±0.5b)フィルター状試験片の場合図2－光照射容器4.4光源JISR1709に規定する光源のうち，紫外線蛍光ランプ（ブラックライト又はブラックライトブルー，波長域300～400nm）を用い，光照射容器の窓板を通して試験片が均一に照射されるようにする。2また，試験片面でのA領域紫外線の放射照度が10W/mになるように，光照射容器までの距離を調節する。放射照度の測定には，JISR1709に規定する校正済みの紫外線強度計を用いる。なお，光照射容器には，外部の光が入射しないようにする。 5R1701-3：20084.5トルエン濃度測定装置トルエン濃度の測定は，JISK0114に規定するガスクロマトグラフ装置を用いる。カラムは，炭化水素が分離できるものであれば，充てんカラム及びキャピラリーカラムのいずれのタイプでもよい。トルエンは，水素炎イオン化検出器(FID)を用いて検出する。サンプリングループを用いてガスクロマトグラフに試料ガスを注入する場合，図3のように6方バルブを配し，図1の流路切替えによって光照射容器入口側と出口側とのガスを採取できるようにする。サンプリングループの容量は，濃度測定装置の性能に応じて決める。ガスは，比較的小さい流量の吸引ポンプを図3の位置に取り付け，採取する。分析時にはポンプを止める。サンプリングループを用いない場合には，再現性よくガスを採取できるガスタイトシリンジなどを用意する。光照射容器試験用排出ガス入口６方バルブキャリヤーガスサンプリングループサンプリングポンプ排出FID排出ガスクロマトグラフ図3－ガスのサンプリング方法5試験片試験片は，平板状又はフィルター状の光触媒材料で，幅49.5±0.5mm，長さ99.5±0.5mmとする。平板状の場合には，試験用ガスが光触媒コーティングされた上面以外の所に吸着するのを抑えるため，厚さを1)5mm以下とする。しかし，これを超えた厚さの材料でも，同じ試験条件が保たれるならば試験できる。フィルター状の場合には，厚さを20mm以内にする。1)注光照射容器の深さが十分にあれば，厚さが5mm以上の試験片を用いることも可能であるが，厚い試験片の場合には，側面での吸着が予想されるので，あらかじめ側面をシールしておく。6試験方法6.1一般事項トルエン除去試験は，6.2及び6.3に示す手順で実施し，光照射時の除去量及び除去率を調べる。この過程におけるトルエン濃度の測定例を，図4に示す。なお，試験片が吸着剤を多く含んでいる場合には，吸着平衡にならず試験できない場合がある。また，トルエン除去量が非常に小さく，正確な測定が困難な場合は，箇条8によって試験条件を変更することができる。 6R1701-3：20081.0光照射開始）ppm0.5光照射終了トルエン濃度（体積分率03090150210270時間(min)図4－試験の記録チャート例6.2試験片の前処理付着又は吸着している有機物を完全に除去するため，紫外線蛍光ランプを用い，試験片表面での放射照2度が15W/m以上になるような条件下で，16時間以上照射する。この操作の直後に試験を開始しない場合には，密閉容器に入れて保管する。次の操作に用いる試験片は，必ずこの前処理を行ったものでなければならない。6.3トルエン除去試験トルエン除去試験は，次による。a)トルエン濃度1.0±0.05体積分率ppm，水蒸気濃度1.56体積分率%，温度25.0±2.5℃の試験用ガスを安定して発生できるように試験用ガス供給装置をあらかじめ調整しておく。光照射容器入口で流量が0.5L/min（0℃，101.3kPa，乾きガス基準）となるように流量制御器を設定する。このときの水蒸気濃度は，25℃における相対湿度50%に相当する。湿度の測定は，JISZ8806によって行う。また，試験片の上面における光源からの放射照度を測定し記録する。b)光照射容器［図2のa)］で試験を行う場合には，容器内のガス流路部分の中央に試験片を設置し，窓板までの空間の厚さを5.0±0.5mmに調整するとともに，試験片と前後のガス流路との段差が1mm以内となるように，必要に応じて補助板を置く。光照射容器［図2のb)］の場合にも，試験片までのガス流路について，専用アダプターを用いて段差を小さくする。その後，窓板を取り付け，密閉されていることを確認する。c)試験片は，最初の30分間は紫外線の照射を行わず，暗条件でのトルエン濃度の変化を記録する。これは試験片の吸着過程をみるために行う操作で，吸着飽和になってトルエン濃度が供給濃度に戻ることを確認する。ただし，出口におけるトルエン濃度が30分間以内に供給濃度に一致したことを確認できる場合には，その時点で光照射を開始してもよい。30分間後もトルエン濃度が供給濃度の90%を下回る場合には，これを超えるまで継続する。90分間経過しても超えない場合には，この試験方法を適 7R1701-3：2008用することができないため，ガスの供給を停止して試験を中止する。d)光源を点灯し（安定な点灯に時間を要する光源については，紫外光が試験片に当たらないようにするための遮へい物を設置した上であらかじめ点灯しておき，安定した後，遮へい物を取り除く。），光照射下でのトルエン濃度を3時間記録する。トルエンの光触媒分解が起こると，図4のように濃度が低下して，やがて一定になる。計算に用いるトルエン濃度は，最後の1時間中に測定した濃度（3点以上）の平均値とする。e)光照射を停止し，トルエン濃度が供給濃度に戻ることを確認する。確認が済んだら，容器への試験用ガスの供給を停止し，試料片を容器から取り出す。7試験結果の計算光触媒によるトルエン除去率Rを式(1)によって計算する。計算値の処理は，JISZ8401によって小数点以下1けたに丸める。Rが5%未満又は95%以上となる場合は，それぞれ“5%未満”又は“95%以上”とし，これを除去率とする。次に，1時間当たりのトルエン除去量Qを式(2)を用いて計算する。計算値の処理は，JISZ8401によって小数点以下2けたに丸める。なお，計算に使用するトルエン濃度は，水分補正を行わない実測値とする。また，試験ガス流量fとしては0℃，101.3kPa，乾きガス基準の0.5(L/min)を用い，水分補正を行うためにファクター1.016を乗じる。除去率が5%未満又は95%以上の場合は，Rに5又は95を代入し，得られた値に“未満”又は，“以上”を付け，これを除去量とする。なお，除去率が5%未満の試料については，箇条8によって試験条件を変更することができる。[T]0−[T]R=×100····························································································(1)[T]0[T]0×f×1.016×60Q=R×·············································································(2)100×22.4ここに，R：試験片によるトルエンの除去率(%)Q：試験片による1時間当たりのトルエンの除去量(µmol/h)[T]0：トルエンの供給濃度（体積分率ppm）[T]：試験容器出口におけるトルエン濃度（体積分率ppm）f：試験用ガス流量0.5(L/min)8除去量が小さい試験片の試験方法平板状の試験片の測定において，得られた除去率が5%未満で，除去量を正確に測定できない場合は，試験片の枚数を表1のとおり変更して測定することができる。この場合，試験片は入口から10cm以上後方に設置する。また，報告書に記載するトルエン除去量は，式(2)から求められる値の1/2とする。表1－試験条件の変更変更できる試験条件変更後の値試験片の枚数2枚9報告試験の結果は，次の項目について報告する。なお，d)及びe)については，試験片の個々の試験ごとに報告する。 8R1701-3：2008a)この規格の規格番号，試験年月日，試験担当者名及び気温・湿度b)試験片の種類，材質，形状及び寸法c)試験装置の形式及び仕様d)試験条件（トルエンの供給濃度，前処理条件，水蒸気濃度，試験用ガスの流量，光源の種類，放射照度，試験片の枚数，用いた濃度測定装置・照度計の種類など）e)試験片による1時間当たりのトルエン除去量。参考値として，トルエン除去率f)試験状況及び試験後の試験片に関して特記すべき事項