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R 1757

:2013

(1) 

目  次

ページ

1

  適用範囲  

1

2

  引用規格  

1

3

  用語及び定義  

1

4

  試験装置  

2

4.1

  試験装置の構成  

2

4.2

  光照射容器  

2

4.3

  光源  

3

4.4

  紫外線カット条件  

3

4.5

  アセトアルデヒド濃度測定装置  

3

4.6

  二酸化炭素濃度測定装置  

3

5

  試験体 

4

6

  試験の手順  

4

6.1

  試験体の前処理  

4

6.2

  アセトアルデヒド分解試験  

4

7

  試験結果の計算  

5

7.1

  二酸化炭素濃度  

5

7.2

  測定の終点  

5

7.3

  完全分解の判定  

6

7.4

  完全分解までの時間  

7

8

  試験結果の報告  

7


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:2013

(2) 

まえがき

この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,一般社団法人日本ファインセラミックス協会

(JFCA)から,工業標準原案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出があり,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又は実用新案権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及び実

用新案権に関わる確認について,責任はもたない。


   

日本工業規格

JIS

 R

1757

:2013

ファインセラミックス−アセトアルデヒドを用いた

可視光応答形光触媒の完全分解性能試験方法

Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics)-

Test method of complete decomposition by photocatalytic materials

under indoor lighting environment-Decomposition of acetaldehyde

適用範囲 

この規格は,室内環境など可視光が照射される条件下での可視光応答形光触媒のアセトアルデヒドを用

いた完全分解性能を試験する方法について規定する。

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。

JIS C 1609-1

  照度計    第 1 部:一般計量器

JIS K 0055

  ガス分析装置校正方法通則

JIS K 0114

  ガスクロマトグラフィー通則

JIS K 0151

  赤外線ガス分析計

JIS R 1600

  ファインセラミックス関連用語

JIS R 1750

  ファインセラミックス−屋内照明環境で用いる光触媒試験用光源

JIS Z 8401

  数値の丸め方

JIS Z 8806

  湿度−測定方法

用語及び定義 

この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS R 1600 によるほか,次による。

3.1

光触媒

光照射下で,酸化・還元作用によって,空気浄化・脱臭,水質浄化,抗菌,抗かび,抗ウイルス,セル

フクリーニング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

可視光

波長が 380 nm 以上 780 nm 未満の範囲の光。

3.3

可視光応答形光触媒

3.1

の光触媒のうち,可視光だけの照射下においても諸機能を発現する物質。


2

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3.4

ゼロガス

汚染物質を含まない空気(主要な汚染物質の濃度が 0.01  体積分率 ppm 以下である空気)

。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。

3.5

標準ガス

濃度が既知のガス,又は JIS K 0055 の規定に基づき調製された校正用のガス。

3.6

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。

3.7

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。

3.8

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,試験用ガスを導入し,光照射下の反応と対

比させた測定を行う。

3.9

完全分解

光触媒による炭化水素の酸化分解における完全無機化。炭化水素は,酸化分解によって完全無機化する

と,二酸化炭素及び水になる。

試験装置 

4.1

試験装置の構成  試験装置は,光触媒粉体の試験体を入れた密閉された光照射容器に試験用ガスを

導入し,機能発現に必要な可視光を照射しながら,試験体によるアセトアルデヒドの完全分解性能を試験

するもので,次に示す光照射容器,光源,紫外線カットフィルタ,アセトアルデヒド濃度測定装置及び二

酸化炭素濃度測定装置で構成する。試験装置は,アセトアルデヒド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。

4.2

光照射容器  光照射容器は 500±25 ml の容量で光透過窓板を設けた密閉できる構造のもので,アセ

トアルデヒドの吸着が少なく,アウトガスがなく,また近紫外線の照射に耐えることができる材料で製作

する。材料としてはガラス製が望ましい。光透過窓板は,光照射を行う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。光照射容器の例を

図 に示す。

光照射容器には空気置換及び容器内のガスを採取するためのガス導入・採取口を 2∼3 か所設ける。


3

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 1

ゴムパッキング

5

フラットシャーレ

2

光透過窓板

6

光照射容器本体

3

クランプ

7

ゴム栓

4

ガス導入・採取口

図 1−光照射容器(断面)例

4.3

光源  光源は,JIS R 1750 に規定する光源のうち,広帯域発光形蛍光ランプの普通形白色(記号 W)

を用い,紫外線カットフィルタと光照射容器の光透過窓板を通して,試料体が均一に照射されるようにす

る。また,試験体面での照度が 10 000 lx となるように,光照射容器までの距離を調節する。照度の測定に

は,JIS C 1609-1 に規定する照度計を用いる。

なお,光照射容器には,外部の光が入射しないようにするとともに,光源及び光照射容器の周辺の部材

には,360 nm 以上の波長の反射率が低いもの,又は一様なものを用いる。

4.4

紫外線カット条件  室内環境における可視光応答形光触媒材料を想定して,紫外線カット条件を

JIS R 1750

に規定する Type A 又は Type B の紫外線シャープカットフィルタを用いて,次の条件から選択

する

1)

a)

条件 A  屋内照明器具に,波長 400 nm よりも長波長側の光放射を透過するカバーが取り付けられてい

る場合である。JIS R 1750 による Type A に指定された紫外線シャープカットフィルタを用いる。

b)

条件 B  屋内照明器具に,波長 380 nm よりも長波長側の光放射を透過するカバーが取り付けられてい

る場合である。JIS R 1750 による Type B に指定された紫外線シャープカットフィルタを用いる。

1)

主として蛍光ランプを使用している日本の家屋では,条件 B が適合する場合が多い。

4.5

アセトアルデヒド濃度測定装置  アセトアルデヒド濃度の測定は,ガスクロマトグラフ分析法によ

る。この場合,検出器に水素炎イオン化検出器(FID)を備えた JIS K 0114 に規定する装置,又は検出器

に高感度熱伝導度検出器(TCD)を備えたマイクロガスクロマトグラフを用いる。カラムは,炭化水素を

分離できるものであれば,充塡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。ガスのサンプ

リング時には,再現よく採取できるガスタイトシリンジなどを用いる。

4.6

二酸化炭素濃度測定装置  JIS K 0151 に規定する非分散形赤外線二酸化炭素分析計,検出器に水素

炎イオン化検出器(FID)を備えたメタン化反応装置付ガスクロマトグラフ,又は検出器に高感度熱伝導

度検出器(TCD)を備えたマイクロガスクロマトグラフを用いる。装置の校正は,JIS K 0055 の規定に従

う。

ガスクロマトグラフを用いる場合のガスのサンプリング方法は,再現よく採取できるガスタイトシリン

ジなどを用いる。


4

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試験体 

試験体は光触媒の粉体とする。光触媒粉体をフラットシャーレ(ガラス製,内径φ60 mm)に 0.3±0.01 g

計り取り,シャーレ全体に均一に広げる。この時必要に応じて水(イオン交換水又は純水)を適量加えて

均一に広げてもよい。水を加えた場合,120  ℃を上限として,物理的及び化学的な変化を生じさせない範

囲で試験体を加熱乾燥してもよいが,乾燥によって試験体の質量が一定になることを確認する。

試験の手順 

6.1 

試験体の前処理 

試験体の前処理は,次の手順で実施する。

a)

フラットシャーレに入れた試験体を光照射容器などの密閉容器に入れ,水蒸気濃度体積分率(1.56±

0.16

)%,温度 25.0±2.5  ℃のゼロガスで空気置換する。空気置換後,容器を密閉する。

b)  4.3

に規定する光源を用いて試験体表面での照度をあらかじめ 10 000±500 lx に調整しておく。照度調

整は 6.2 のアセトアルデヒド分解試験に用いる光透過窓板及び紫外線カットフィルタを設置した状態

で行う。この時,光照射容器を置く台には光照射による台表面からの反射の影響をなくすために,黒

色の紙又は布等を敷いておく。前処理中も同様とする。

c)

試験体が入っている光照射容器の上面に 6.2 のアセトアルデヒド分解試験で用いる紫外線カットフィ

ルタを設置し,その光照射容器を 4.3 に規定する光源の下に設置する。

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,あらかじめシャッタを閉じて点灯してお

き,安定した後シャッタを開く。

,光照射を開始する。

e)

光照射によって発生する二酸化炭素濃度を 4.6 の二酸化炭素濃度測定装置によって測定し,その発生

速度が 1 時間当たり 2.0 ppm 以下になるまで光照射を継続する。

f)

二酸化炭素発生速度が 1 時間当たり 2.0 ppm 以下になったら,光照射を停止し,前処理を終了する。

6.2 

アセトアルデヒド分解試験 

アセトアルデヒド分解試験は,次の手順で実施し,暗条件及び光照射下でのアセトアルデヒド濃度及び

二酸化炭素濃度を測定する。

この光照射後におけるアセトアルデヒド濃度及び二酸化炭素濃度の測定例を,

図 に示す。

a)

有機物除去の前処理が終了した試験体が入っている光照射容器を,水蒸気濃度体積分率(1.56±0.16)%,

温度 25.0±2.5  ℃のゼロガスにて空気置換した後,密閉する。このときの水蒸気濃度は,25  ℃におけ

る相対湿度(50±5)%に相当する

2)

。湿度の測定は JIS Z 8806 によって行う。空気置換後,二酸化炭

素濃度を測定し,空気置換が十分行われていることを確認する。

2)

湿度は光触媒によるアセトアルデヒド完全分解には影響しないが,試験の再現性を確実にす

るために規定するものである。

b)

光照射容器に暗幕等の遮蔽物を設置し暗条件状態にしてアセトアルデヒド濃度が 100±5 ppm になる

ようにアセトアルデヒドガスを注入する。アセトアルデヒド濃度調整方法は密閉された空の光照射容

器で,濃度既知のアセトアルデヒドガスを用いて,濃度が 100±5 ppm になるようにあらかじめ注入

量を調べ,この時の濃度をアセトアルデヒド供給濃度とする。注入直後の容器内のガスを採取してア

セトアルデヒド濃度及び二酸化炭素濃度を測定する。

なお,アセトアルデヒド測定装置及び二酸化炭素測定装置は暖機運転し,また標準ガスを用いてア

セトアルデヒド及び二酸化炭素の検量線を測定しておく。

c)

暗条件での保持時間は 1 時間以内とする

3)

。暗条件での保持が終了した時点で,容器内のガスを採取


5

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し,アセトアルデヒド濃度及び二酸化炭素濃度を測定する。

3)

暗条件によるアセトアルデヒドの吸着は,完全分解性能には影響しないが,暗条件での保持

は容器内のアセトアルデヒドガスの均一分散のために行う。

d)

あらかじめ 4.3 に規定する光源を用いて光源を点灯し照度を安定させておき,照度計のセンサー部上

面に光透過窓板及び試験で用いる紫外線カットフィルタを設置した状態で試験体面での照度を 10 000

±500 lx に調整し,その照度を記録する。この時,光照射容器を置く台には光照射による台表面から

の反射の影響をなくすために,黒色の紙又は布等を敷いておく。アセトアルデヒド分解試験中も同様

とする。

e)

光照射容器上面に紫外線カットフィルタを設置し,光源の下に設置する。

f)

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,あらかじめシャッタを閉じて点灯してお

き,安定した後シャッタを開く。

,光照射を開始する。

g)

一定時間ごとに光照射下での容器内のガスを採取し,アセトアルデヒド濃度及び二酸化炭素濃度を測

定する。

光照射後,7.2 の条件に基づいて測定を終了する。

h)

光照射を停止し,試験を終了する。試験体を容器から取り出す。

1

:光照射    2:アセトアルデヒド濃度変化    3:二酸化炭素濃度変化

図 2−測定例

試験結果の計算 

試験結果は,次のとおり計算する。計算値の処理は,JIS Z 8401 によって,小数点以下 1 桁に丸める。

7.1 

二酸化炭素濃度 

アセトアルデヒドの分解によって発生する二酸化炭素濃度は,光照射後に測定された二酸化炭素濃度か

ら,6.2 c)の暗条件下で光照射前に測定された二酸化炭素濃度を差し引いた値とする。

7.2 

測定の終点 

光照射後,次の条件を満たすとき,測定を終了する。

a)

時間的に連続する 3 回の測定で,二酸化炭素の発生速度(α

1

及び α

2

)は式(1)及び式(2)によって計算さ

れ,式(3)の条件を満たすとき,測定を終了する(

図 のパターン A,C 又は E)。


6

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1

2

1

2

2

2

1

t

t

t

]

CO

[

t

]

CO

[

)

ppm/h

(

α

   (1)

2

3

2

2

3

2

2

t

t

t

]

CO

[

t

]

CO

[

)

ppm/h

(

α

  (2)

α

1

≦2.0 ppm/h,かつ,α

2

≦2.0 ppm/h  (3)

ここに,

α

1

光照射 t

1

∼t

2

時間後の二酸化炭素発生速度(ppm/h)

α

2

光照射 t

2

∼t

3

時間後の二酸化炭素発生速度(ppm/h)

[CO

2

]t

1

光照射 t

1

時間後の二酸化炭素濃度(ppm)

[CO

2

]t

2

光照射 t

2

時間後の二酸化炭素濃度(ppm)

[CO

2

]t

3

光照射 t

3

時間後の二酸化炭素濃度(ppm)

b)

光照射後,二酸化炭素濃度の測定値がアセトアルデヒドの完全分解時の下限値(190 ppm)と上限値

(容器への漏れ込みなど含む)との間にあって,45 時間を超えても二酸化炭素の発生速度が 1 時間当

たり 2.0 ppm を超えて発生する場合は,45 時間をもって測定を終了する(

図 のパターン B)。

c)

光照射後,発生する二酸化炭素濃度が 1 時間当たり 2.0 ppm 以上の発生速度で,アセトアルデヒドの

完全分解時の二酸化炭素濃度の上限値(容器への漏れ込みなど含む)を超えた場合,その時点で測定

を終了する(

図 のパターン F)。

d)

光照射後,45 時間を超えても二酸化炭素の発生濃度がアセトアルデヒド供給濃度の完全分解時の下限

値(190 ppm)未満の場合は,45 時間をもって測定を終了する(

図 のパターン D)。

7.3 

完全分解の判定 

光照射後,t 時間後の二酸化炭素濃度([CO

2

]t

)が式(4)の条件を満たす場合に完全分解とみなす

4)

190 ppm

≦[CO

2

]t

≦(210+2 t) ppm  (4)

a)

完全分解の成立パターン  光照射後,測定される二酸化炭素濃度が式(4)を満足する場合,完全分解が

成立したと判定する。

図 のパターン A 及び B が相当する。

1)

パターン A  式(3)及び式(4)を満足する。

2)

パターン B  光照射時間が 45 時間を超えても式(3)を満足しないが,式(4)を満足する。

b)

完全分解に至らないパターン  光照射後,測定される二酸化炭素濃度が式(4)の下限値(X)を下回る

場合,酸化分解能力が不足していると判定される。

図 のパターン C 及び D が相当する。

1)

パターン C  式(3)を満足するが式(4)の下限値(X)を下回る。

2)

パターン D  測定時間が 45 時間を超えても式(4)の下限値(X)を下回る。

c)

試験の不成立パターン  光照射後,測定される二酸化炭素濃度が式(4)の上限値(Y)を超える場合,

試験は不成立とみなす。

図 のパターン E 及び F が相当する。

1) 

パターン E  式(3)を満足するが,式(4)の上限値(Y)を超える。

2) 

パターン F  式(3)を満足せず,式(4)の上限値(Y)を超える。


7

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X

:完全分解下限値    Y:完全分解上限値  A∼F:測定パターン

図 3−測定パターン例

4)

アセトアルデヒドの完全分解による二酸化炭素量は,量論的に次の式(5)によってアセトアルデ

ヒドの 2 倍のモル量が発生する。

CH

3

CHO

+5/2 O

2

→2CO

2

+2H

2

O  (5)

6.2

のアセトアルデヒド分解試験では,アセトアルデヒド供給濃度は 100±5 ppm であるので,

完全分解による二酸化炭素濃度は 190∼210 ppm となる。また,光照射容器からの漏れ込み及び

試験体に付着している有機物残さ(渣)の分解による二酸化炭素の発生濃度は前処理によって

1

時間当たり 2.0 ppm 以下となっているので,光照射後,t 時間後の試験体から発生する二酸化

炭素濃度は最大で(2 t)ppm となる。したがって,完全分解によって測定される二酸化炭素濃

度の上限値は(210+2 t)ppm となる。

7.4 

完全分解までの時間 

式(3)及び式(4)の条件を満たしたとき(

図 のパターン A),完全分解までの時間は t

1

時間とする。また,

図 のパターン B の場合,完全分解までの時間は“45 時間以上”とする。

試験結果の報告 

試験の結果は,次の項目について記載する。

a)

この規格の番号,試験年月日,試験担当者名及び気温・湿度

b)

試験装置の形式及び仕様

c)

試験体の種類,材質,形状

d)

試験条件(アセトアルデヒドの供給濃度,水蒸気濃度又は相対湿度,光源の種類,照度,紫外線カッ

ト条件,紫外線カットフィルタの種類,照度計の種類,前処理条件など)

e)

前処理終了時の二酸化炭素発生濃度及び発生速度,完全分解成立有無,光照射後の完全分解時での二

酸化炭素濃度及び二酸化炭素発生速度,完全分解までの時間,二酸化炭素の時間変化グラフ,完全分

解に至らない又は試験不成立の場合の内容


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f)

試験状況及び試験後の試験体に関する事項