JIS K 5600_7_6

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「塗料一般試験方法−第7部:塗膜の長期耐久性−第6節:屋外暴露耐候性」
Testing methods for paints−Part 7 : Long-period performance of film−Section 6 : Natural weathering

 【JIS規格の目次】(ここでは赤字の項目を説明)
 序文,1 適用範囲,2 引用規格,3 定期,4 一般要求事項,5 暴露架台,6 気象因子の測定装置(6.1 太陽放射エネルギーの測定,6.2 他の気象測定機器類),7 試験片,8 手順,9 補足試験条件,10 結果の表現,11 精度,12 試験報告,13 耐候試験の実施
 附属書A(規定)環境と気象

 附属書B(参考)気候の分類
 附属書1(規定)耐候試験の実施及び管理
 
 【序文】
 この規格は,ISO/DIS 2810.2:2000, Paints and varnishes – Natural weathering of coatings – Exposure and assessmentを翻訳したものである。
 
 【適用範囲】
 この規格は,塗料及び関連製品のサンプリング方法及び試験を取り扱う一連の規格の一つである。屋外暴露試験は,太陽の放射及び大気に対して塗膜及び塗装系(以下,塗膜という。)の耐久性を測定するために適用する。特別の大気の影響,例えば,工業的な汚染はこの規格に適用しない。
 この規格は,屋外暴露試験の種類,及び屋外暴露試験方法(直接暴露試験又は窓ガラス越しの暴露試験)を選択するのに必要な条件を規定する。
 
 【定義】
 耐久性 (durability):屋外暴露に耐える塗膜の特性。
 湿潤時間 (time of wetness):金属表面が腐食の原因となる水性の媒体で覆われている期間。

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 【一般要求事項】

 屋外で暴露された塗膜の耐久性は,その塗膜を暴露したときの方法・場所・季節が影響する。そのため,これらのパラメータと塗膜の用途は,暴露が実施された時期を考慮しなければならない。
 特に,次のパラメータは考慮しなければならない。
 a) 暴露場の場所:例えば,工業地帯,海岸地帯,田園地帯など場所の選択では,そこが明らかに汚染の種類及び水準が異なり,試験をする塗膜の最終用途に適していなければ,避けなければならない。
 b) 暴露架台の高さ,角度及び方向:これらのパラメータは,試験片が,例えば,露・霜・大気汚染物などに影響される度合いを左右する。
 c) 架台を設置する土地の状況(例えば,コンクリート,草地,砂利):試験片は周囲の条件によって影響を受ける。
 実際には,理想的な土地を選択できることはほとんどないが,そのような気象条件での変化のどんな影響もできるだけ少なくし,すべての試験片は基礎の上にしっかりと設置する。
 d) 試験片の表面,及び/又は裏面の塗膜が確実に形成されているかどうかが重要である。ある種の劣化,例えば腐食,及び/又はカビが試験片の隠れた部分に,しばしば発生する。
 e) 素地を含めた塗膜の最終用途,及び塗膜を洗浄するべきか又は磨くかなどを考慮する。暴露架台での試験結果は,それが得られた環境に間違いなく関係している。
 
 従って,暴露試験の条件が塗膜の使用目的に合っているなら,同時に試験をした多くの試験片の相対的な性能の順位は,実用目的と確実に合致する結果となる。
 そのため,評価する試験片の各シリーズに参照基準として,性能が知られている塗膜を含めるとよい。
 屋外暴露試験は,試験が行われた年間の時期によって変化することがある。これらの変化の影響は,暴露期間が十分長ければ減少する。暴露期間は少なくとも 1 年間,又は数年間必要である。もし,暴露開始が常に年の同時期,好ましくは春に始めれば,結果の再現性はよくなる。
 屋外暴露試験は,通常決められた時期に実施する。しかし,塗膜の劣化の程度を見て,又は試験片が受ける太陽放射光量を換算して,暴露の期間を決めることが望ましい。後者の方法は,季節的変化の影響を低減するがそれを無視することはできない。
 放射露光量は,瞬間の放射照度と屋外暴露期間が終わるまでの全体の測定によって決める。
 気候条件は,ほかの気象条件と一緒にモニターして,完全な記録を報告しなければならない。
 変化する(異方性)性質,例えば,木材又は鋼板の試験片の選択には注意する必要がある。これらの場合,誤った結果を避けるためには,繰返し試験が重要である。
 暴露中の洗浄方法と磨き方は,塗膜の耐久性に影響を与える。そのため,それを試験報告書に記載しなければならない。

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 【暴露架台】

 ほかに規定,又は協定がなければ,試験片は赤道に向けて暴露台を使用する。試験片はステンレス鋼製,又は他の耐腐食性の材質で作製した架台に,できるだけわずかの機械的圧力のかかる方法でしっかり固定する。
 暴露架台は,空気が試験片の上を自由に通り抜けて,また,一方の試験片から他の試験片に水滴が滴下しないように作る。
 さらに,架台は試験片の一部が暴露と非暴露面の間が評価できるように作る。特別な工夫をして,ある特定の条件,例えば,自動車の条件を模擬試験した SAE J1976(1)「 1989, Outdoor weathering of exterior materials」に従ったブラックボックスを用いるか,又はビルディングの側壁又は屋根面の条件を模擬試験するためにベニヤ板又は他の絶縁物で試験片を裏打ちして模擬試験する。
 腐食試験用の金属の材質は,暴露期間中に金属との電気的な接触がなく,木,その他の多孔性の物質ともできるだけ直接接触しないようにする。試験片を溝の中で支える場合は,水の滞留を防ぐために適切な流水孔を作る。
 ほかに指定がなければ,架台はすべての試験片が暴露場の地面から最低0.45mの高さに保ち,植物との接触がないようにし,被害を予防するのに十分な高さに設置する。
 架台の下や周辺の地域は,太陽光の反射が低く気候の典型的な場所(例えば,建物又はほかの設備の影響を受けない場所)でなければならない。砂漠地帯であれば,架台は砂利の上に短くカットした芝生にして,よく管理した場所に設置する。
 試験片は,通常水平に対して45°の角度に保つ。塗膜の使用目的,又は地域によっては他の角度でもよい。例えば,自動車用塗料及び屋根用塗料は5°,又はテクスチャー壁塗料は垂直暴露でもよい。
 腐食性能を試験する場合は,試験片を赤道に向けて45°又は5°,若しくは垂直に暴露するのが適切である(EN 13523-19「Coil coated metals −Test methods−Part 19 : Panel design and method for atomospheric exposure testing」参照)。
 赤道に面して暴露されていない試験片は赤道に面して暴露された試験片より乾燥が遅いので,長い期間湿潤している。このことはより腐食しやすい傾向になる。
 架台は,太陽の高さが20°又はそれ以上の角度の場合には,ほかの架台の影が当たらない位置に設置する。
 窓ガラスを通して放射にさら(曝)される屋内用塗料の耐久性を試験する場合は,窓ガラスで覆われた架台を用いる。品質にもよるが,紫外線領域では窓ガラスの透過率は異なるので,各特定の場合に応じて受渡当事者間で協定しなければならない。
 注(1) SAE:Society of Automotive Engineers(アメリカ自動車技術会の略称)

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 【気象因子の測定装置】

 太陽放射エネルギーの測定
 一般事項
 測定装置に関する詳細な情報と得られたデータの利用方法について,ISO 技術報告書を参照する。(ISO/TR 15542 準備中)。
 ピラノメータ類
 ピラノメータ及びラジオメータは,単位時間,及び単位面積ごとには付随する全太陽放射エネルギーを測定するのに用いる。
 測定されたエネルギーには,背景から反射された太陽放射エネルギーと同時に直接及び拡散放射エネルギーとが含まれている。
 ピラノメータは,少なくとも世界気象学機構(WMO)で承認されたクラス2の装置に適合しなければならない。さらに,ピラノメータは少なくとも毎年検定を受け,検定因子は世界放射参照基準(WRR)に適合しなければならない(WMOガイド9.章参照)。
 ピレリオメータ類
 ピレリオメータは,太陽光に向かって表面に直接当たった太陽放射照度を測定するのに用いる。測定されたエネルギーは,背景から反射された放射エネルギーと同時に拡散放射エネルギーも除外する。
 ピレリオメータは,少なくとも世界気象学機構(WMO:World Meteorological Organization の略称。)で承認されたクラス1の装置に適合するもの。
 さらに,ピレリオメータは少なくとも毎年検定を受け,検定因子は世界放射参照基準(WRR:World Radiometric Referenceの略称。)に適合するもの。(WMOガイド9章参照)。
 全帯域紫外線放射測定器
 全帯域紫外線の測定器は,暴露段階を検証するために用いるとき,波長領域300~400nmで放射受光が最大となる帯域特性をもち,空中の紫外線放射を含むために余弦補正(cosine-corrected)を要する。
 市場で利用されている全帯域紫外線放射測定器は,北緯40°から南緯40°間で使用するためには6か月間の検定を行う必要がある(それ以上の緯度で使用する場合は,1年間の検定を要する。)。
 狭帯域の紫外線放射測定器
 狭帯域放射測定器は,暴露段階を検証するために用いるとき,固定角度とガラスフィルター暴露を同時に使用する場合には,余弦補正しなければならない。また,製造業者の仕様書に従って検定を行う。
 
 他の気象測定機器類
 大気温度,試験片表面温度,相対湿度,降雨量,湿潤時間及び太陽光照射時間を測定する機器類は,使用した暴露方法に対して適切なもの。また受渡当事者間の協定による。

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 【試験片】

 最も単純で最も広い用途の試験片は,適切な材質の平らな板であるが,有用な追加情報は,建造物(構造体)で行った暴露試験から得られる。これは,特に接合部での塗膜性能が重要な構造(窓枠のような木製部品)に該当する。
 水がたまるような形状では塗膜の劣化が促進される。そのため,試験片はなるべくそのような構造の特徴にすべきである。
 ほかに規定がない場合は,標準試験片はJIS K 5600-1-4「塗料一般試験方法-第1部:通則-第4節:試験用標準試験板」に従って作製し,その面積は0.03m2以上でいずれの辺も 100mm 以上のもの。試験をする塗料を適切な方法で塗装し,規定の時間に規定の方法で各塗膜を乾燥(焼付け)し,(好ましくは)養生又は熟成させる。
 試験片の裏面及び端面は実際には使用されないが,試験をする塗料で試験片の両面及び端面を塗装する。その代わりとして,裏面及び端面は高品質の防せい塗料を塗布してもよい。
 
 特に腐食試験の場合,規定,又は協定がなければ,次の一つ以上の方法で試験片に未塗装部分を作製して供試するとよい。
 a) 規定された時間後,試験片を暴露架台に置く直前に,塗膜に素地に達するまでスクラッチ(引っかききず)を入れる。スクラッチを入れるためには,硬い先端の用具を用いる。特に規定がなければ,スクラッチは0.1~0.2mmの幅とする。試験の結果は,例えば,スクラッチの深さと用いたスクラッチ用具によるので,どのようにスクラッチを入れたかを試験報告書に記載する。
 備考:通常,垂直又は水平の線が使用される。規定では,対角の網目模様の線(セントアンドリュウスクロス)が使用されている。しかし,塗膜が評価する交差部ではがれ落ちる場合には,評価の表し方が難しくなる。
 b) 試験をする塗料を塗装する前に,調製した試験片の規定の場所に,規定の大きさの圧着できる接着テープを取り付ける。試験片を正規の方法で塗装する。
 塗装直後又は暴露架台に取付けた後ただちに,テープを取り除く。塗膜に影響しない適切な溶剤で試験片に残っているテープの接着剤をふき取る。
 c) 試験片の場合,試験をする塗料で片面,又は両面を塗装するが,端面はむきだしのままにしておく。
 
 塗膜厚さはマイクロメータでJIS K 5600-1-7「塗料一般試験方法-第1部:通則-第7節:膜厚」に規定する非破壊の方法の一つで測定する。試験片には屋外暴露に耐える適切な印を付けておく。
 試験片の枚数は,次による。
 ● 試験する各試験項目の枚数,及び各試験に必要な枚数
 ● 屋外暴露試験前,試験中,試験後に行われる各試験項目の倍の枚数
 ● ほかに規定,又は協定がなければ,試験片の枚数は3枚以上とする。既知の耐久性,又は類似の組成の参照試験片を用いることを推奨する。

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 【手順】

 ● 規定されている場合は,状態調節時間後,規定時間,規定された放射暴露の水準に達するまで,又は規定された劣化の程度に達するまで暴露台の試験片を暴露する。
 ● もし規定されている場合は,規定の間隔で試験片の全体又は一部分を洗浄する。試験片の一部分のみを洗浄する場所は,板の上か下のいずれかを洗浄するよりも右か左のいずれかを帯状に洗浄するほうがよい。
 洗浄する場所は規定されているが,試験片の洗浄手順が詳細に規定されていない場合は,適切な湿潤剤が添加されているJIS K 0557「用水・排水の試験に用いる水」に規定するA2又はA3の水を用いる。洗浄溶液は柔らかいブラシ,又は柔らかいスポンジを用い,水で十分に洗浄し,機械的損傷をなくする。
 もし規定されている場合は,その規定された磨き剤を用いて要求される間隔で試験片の全部又は一部を洗浄し又はつや出しする。
 ● 試験片を規定された間隔で,塗膜の耐性を表面,裏面,端面及び非塗装面を別々に注意して検査する。
 検査は適切な間隔で,例えば,変色,光沢の減少,塗膜の膨れ,素地のさびの徴候などを調べる。規定されている場合は,10倍に拡大して塗膜の浅割れ,膨れ,素地の腐食の徴候などを検査する。また,塗膜と対照的な色のベルベットの布切れで,例えば,ISO/DIS 4628-7「Paint and varnishes −Evaluation of degradation of paint coatings−Designation of intensity, quantity and size of common types of defect −Part 7 : Determination of chalking of paints on rough surfaces」に規定する方法で圧着し,回転(又はふき取る)させて白亜化の徴候を調べる。
 ● 規定の暴露期間が終了したら,塗膜の最後の試験を行う。素地への侵食の徴候に対する試験が必要な場合は,規定する方法で塗膜を剥離する。

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 【補足試験条件】

 この規格に規定した試験方法の特殊な適用については,必要なら手順に加えて更に詳細に規定する。この方法を実施するにあたって,次の試験条件を規定する。
 a) 材質,素地の厚さと表面調整
 b) 試験用塗料の試験板への塗装方法
 c) 塗料の乾燥(又は焼付け)の時間,条件,養生(必要な場合),塗装間隔及び暴露前の養生期間
 d) マイクロメータで測定した乾燥塗膜の膜厚JIS K 5600-1-7「膜厚」による測定方法,及び単層塗膜又は多層塗膜
 e) 試験片に未塗装部分が必要な場合には,その大きさ,位置及び作製方法
 f) 暴露試験中に実施する定期的な洗浄及び磨き方の詳細
 g) 暴露場所の特別な要求事項
 h) 試験期間
 i) 暴露中及び暴露後,塗膜特性評価の優先順位及び適用規格
 j) 必要な場合は,塗膜の除去方法
 k) 必要な場合は,窓ガラスの吸収スペクトルの透過率
 これらの試験条件は,受渡当事者間で協定するとよい。国際規格,国家規格又は試験製品に関係するほかの文書の一部又は全体を引用してもよい。

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 【結果の表現】

 塗膜の規定又は協定した特性は,
 JIS K 5600-4-7「塗料一般試験方法-第4部:塗膜の視覚特性-第7節:鏡面光沢度」
 JIS K 5600-4-4「塗料一般試験方法-第4部:塗膜の視覚特性-第4節:測色(原理)」
 ~ JIS K 5600-4-6「塗料一般試験方法-第4部:塗膜の視覚特性-第6節:測色(色差の計算)」
  JIS K 5600-4-3「塗料一般試験方法-第4部:塗膜の視覚特性-第3節:色の目視比較」
 及び/又はJIS K 5600-8-1「塗料一般試験方法-第8部:塗膜劣化の評価-第1節:一般的な原則と等級」
 ~JIS K 5600-8-6「塗料一般試験方法-第8部:塗膜劣化の評価-第6節:白亜化の等級」
 に従って暴露中又は暴露後優先して測定する。

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 【試験報告】

 a) 適用規格
 b) 試験した製品を完全に証明できるすべての詳細(製造業者,商品名,バッチ番号など。)
 c) 参照された補足試験条件
 d) c)で引用した情報を補充する国際規格,国家規格,製品規格又は他の文書の参照
 e) 使用した暴露方法(直接暴露又は窓ガラスを透過しての暴露)
 f) 試験の詳細
  1) 暴露面(例えば,傾斜角度,方角)
  2) 暴露地とその詳細(例えば,経度,緯度,高度,年間の気象条件)
  3) 気象の分類及び類形(権威のある附属書Bの引用)
  4) 必要な場合は,マスキング・裏面・支柱・取付け具の性質
  5) 暴露時期を決めるのに使用した手順
  6) 暴露段階
   − 開始時間
   − 経過時間(週,月,年)
   − 必要な場合は,測定方法を含めて平方メートルあたりのジュールで示した全太陽放射露光量
  7) 規定されている場合は,洗浄方法の詳細
 g) きずを付けた場合は,きずの詳細及びきずを付けるのに使用した道具
 h) 試験結果
  1) 試験結果
  2) 特性測定及び試験片を架台から取り除いているときの間隔
  3) 気象データ(附属書A参照)
 i) 受渡当事者間で協定した項目
 j) 規定された暴露手順からの逸脱
 k) 試験年月日

 【耐候試験の実施】

 耐候試験の実施及び管理は,附属書 1に規定する。

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 附属書 A(規定) 環境と気象

 1.環境と気象の分類
 1.1環境
  特に鋼構造物に関する環境の影響について使用されている環境の分類は,ISO 9223「1992, Corrosion of metals and alloys −Corrosivity of atmospheres−Classification」を基礎として順番に ISO 12994-2「1998, Paints and varnishes −Corrosion protection of steel structures by protective paint systems −Part2 : Clasification of environments」に規定する。地域の基礎的気象条件には海及び工業地帯が重要な影響をもたらしている。
 これらの特別の条件は,試験場所の気象として参照する。臨海地域では,その大気に少量の塩分を含むがそれ以外の点では一般的に清浄で,暴露された試験片は比較的内陸地帯(1)よりおそらく急速に劣化する。
 工業地帯では,大気汚染及び試験片に付いたほこりは,たとえ大気汚染及びほこりが同時に湿度の影響を著しく受けたとしても太陽放射の影響を減少させる。
 注(1)大部分の塗膜は,沿岸暴露地帯より砂漠暴露地帯の方が急速に劣化することが知られている。
 
 1.2気象
 気象は分類されて,数種の類形に分けられる。附属書 B は世界で使用されている分類の一つである。その分類は塗料の耐候性の影響について大きな相違がある。
 
 2.気象に関する付加観察
 分類,タイプ及び特別な条件による暴露地での気象の一般的表現は,次の詳細な観察によって補足する。
 
 2.1温度
  a) 毎日の最高温度の月平均温度
  b) 毎日の最低温度の月平均温度
  c) 月平均の最高と最低温度
 
 2.2相対湿度
  a) 毎日の最高湿度の月平均湿度
  b) 毎日の最低湿度の月平均湿度
  c) 月平均の最高と最低湿度
 
 2.3降雨量
  a) ミリメータで測定した月ごとの降雨量
  b) 凝縮による湿潤時間の月ごとの総時間
  c) 降雨による湿潤時間の月ごとの総時間
 
 2.4湿潤時間
  a) 一日の湿潤時間パーセントの月ごとの平均
  b) 一日の湿潤時間パーセントの月ごとの範囲
 
 2.5その他の観測
 風速,方角,どのような大気汚染の発生率や性質,(もし測定できるなら)全帯域紫外線放射露光量や特別な地域の特徴などの観測は記録しなければならない。

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 附属書1(規定) 耐候試験の実施及び管理

 この附属書1は,JIS K 5600-7-6「塗料一般試験方法-第7部:塗膜の長期耐久性-第6節:屋外暴露耐候性」に基づいて行われる耐候試験の実施及び管理について規定する。
 
 1 耐候試験の実施
 
 1.1 塗料製造業者の実施
 塗料製造業者は,毎年4月から9月まで及び毎年10月から翌年3月までの各6か月間に自己が製造した製品の全バッチについて,それぞれの種類及び主な色ごとに分けて試料として保管し,それぞれの集団からその集団の品質を代表するものを選び出し,この規格によるほか,次の事項に従って耐候試験を開始する。同時に同じ試料について公的機関に耐候試験を委託する。
 
 1.1.1試験の開始
 試験片は,製品規格に規定する条件で乾燥した後,試験面を上にして耐候試験台に取り付けて試験を開始する。開始時期は,製品規格に規定する(1)。ただし,試験を開始する日は,曇天又は晴天の日とする。
 注(1)特に規定がない場合は,4月及び10月とする。ただし,ここに定めた試験開始時期以外に試験を開始する必要が生じた場合は,4月,10月以外でも試験を開始することができる。
 
 1.1.2試験の期間
 耐候試験の期間は,製品規格に規定する期間とする。
 
 1.1.3試験・観察の時期
 塗膜を試験し観察する時期は,特に指定がない場合には開始後3か月ごととし,1か年経過した後は6か月ごととする。
 
 1.1.4評価項目
 耐候試験片を試験し観察・評価する項目は,製品規格に規定する。
 
 1.1.5評価方法
 評価は,製品規格に規定する項目について,次のa)及びb)の方法について行う。ただし,試験片の周辺及び塗膜の端からそれぞれ10mm以内の塗膜は,観察・評価の対象としない。洗浄など評価の際に必要な前処理は,製品規格に規定する。
  a) 目視評価方法
   1) 耐候試験によって生じた色・光沢の変化の程度を,耐候試験片と原状試験片とを目視によって観察し,比較する。
   2) 見本品耐候試験片及び見本品原状試験片について1)と同様に目視によって観察し,試料と見本品との変化の差を比較して調べる。
   3) 割れ,はがれ,膨れ,穴などは,それぞれ試料と見本品との耐候試験片を直接比較して程度の大小を観察する。
  b) 数値評価方法
 試験終了後,それぞれの試料耐候試験片・試料原状試験片について,次によって観察して評価する。
   1) 割れ・はがれ・膨れ・白亜化の程度については,それぞれJIS K 5600-8-2「塗料一般試験方法-第8部:塗膜劣化の評価-第2節:膨れの等級」,JIS K 5600-8-4「塗料一般試験方法-第8部:塗膜劣化の評価-第4節:割れの等級」,JIS K 5600-8-5「塗料一般試験方法-第8部:塗膜劣化の評価-第5節:はがれの等級」,JIS K 5600-8-6「塗料一般試験方法-第8部:塗膜劣化の評価-第6節:白亜化の等級」によって評価する。
   2) 白亜化度の試験を行った後,試験片を清浄(2)にして乾燥し,試料耐候試験片・原状試験片についてJIS K 5600-4-7「塗料一般試験方法-第4部:塗膜の視覚特性-第7節:鏡面光沢度」の方法によって光沢保持率を測定する。
   3) 1),2)の測定が終了した試験片についてJIS K 5600-4-6「塗料一般試験方法-第4部:塗膜の視覚特性-第6節:測色(色差の計算)」の方法で色差を測定する。
    注(2):水に浸してから十分に柔らかくしたビスコーススポンジ,ポリ塩化ビニルスポンジなどで試験片を全面にこする。こするときに常に水を流しかけて付着物などで試験片にきずがつかないようにし,付着物を除く。洗い終わった後,試験片は室内の清浄な場所に立て掛けて乾かす。
 
 1.2 公的試験機関での実施
 耐候試験を委託された公的試験機関では,1.1 と同じ時期に試験を開始して耐候試験を行い,その試験記録を作成する。試験記録は試験委託者に送付する。
 参考:公的試験機関 塗料の耐候試験を委託する公的試験機関としては,財団法人日本塗料検査協会,耐候試験の場所としては.財団法人日本ウエザリングテストセンター暴露試験場などがある。

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