JPH0343579B2

JPH0343579B2 -

Info

Publication number: JPH0343579B2
Application number: JP57179093A
Authority: JP
Inventors: Koichi Taniguchi; Hiroshi Ito
Original assignee: Suga Test Instruments Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Suga Test Instruments Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1982-10-14
Filing date: 1982-10-14
Publication date: 1991-07-03
Also published as: JPS5968649A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、自動車などがさらされる地表環境、
航空機などがさらされる高層大気圏の環境あるい
は建物内や自動車内などの屋内環境のいずれもシ
ユミレートする促進対候腐食試験機に関するもの
である。

［従来の技術］すべての物質、材料は大気中において劣化す
る。鉄鋼などの金属は水と酸素の存在であるいは
腐食性ガスなどのために錆、プラスチツクおよび
塗膜などの有機材料は紫外線、酸素および水の存
在で劣化をおこす。

これら材料の大気中における耐久性を試験する
試験機としては、従来から促進耐候試験機、浸漬
腐食試験機、塩水噴霧試験機、ガス腐食試験機な
どがあるが、これらはすべて単一機能的試験機で
あつて必ずしも複合的な試験を行えるものではな
い。例えば浸漬腐食試験機は試料を水または腐食
液に浸漬および引き上げて乾燥する動作を繰り返
す単一条件の試験を行うものであり、同じく塩水
噴霧試験機は試料に塩水を噴霧するだけの単一条
件の試験を行うものである。また促進耐候試験機
は、紫外線、水、温度という諸条件を設定した複
合試験を行うものといえるが、高分子材料を主成
分とする材料の地表での耐久性に関する促進耐候
試験機という点で限られた条件の試験を行うもの
である。

従来の促進耐候試験機を示す第１図について説
明する。試験槽１の中央に光源（サンシヤインカ
ーボンアーク灯またはキセノンアーク灯）２があ
り、試料４が取り付けられた試料回転枠３は光源
２を中心として回転するため試料は均一に照射さ
れる。試験槽内温度は光源の熱によつて上昇する
が、この槽内空気は温度調節弁５、ダクト６、給
湿槽７、送風機８の経路で循環し、槽内温度が温
度調節器の設定値より高くなると温度調節弁５が
切り替わつて外気を外気口１０から導入し槽内空
気を排気口１１から排出して温度調節される。湿
度は給湿槽７で調節される。試料スプレー９はサ
イクルメータ（タイマ）の信号によつて一定周期
ごとに一定時間試料に水スプレーする。以上の構
成によつて、槽内の温湿度を調節しながら連続的
に試料を照射し、間欠的に水スプレーする。

例えばJIS法によつて60分中12分の水スプレー
を行おうとすると、試料回転枠は約1rpmの沿度
で回転するため、試料（巾70mm）が水スプレーを
受けるのは60秒ごとに約1.5秒であり12分間にお
いて18秒にすぎない。この場合、(1)試料温度が上
がつているために水スプレーをしても完全に濡れ
ない、(2)試料は間欠的にスプレーされるので、例
えば塗膜試料の場合は塗膜の中まで水が浸透しな
いなどの欠点があつて劣化作用が弱い。

次に従来の浸漬腐食試験機を示す第２図につい
て説明する。試験槽１は上部の空気槽２と下部の
液槽３からなり、試料ホルダ４に試料５が懸垂さ
れる。試料ホルダ４は軸６に固定してクランク機
構７によつて上下動し、試料を液中に浸漬し次い
で空気槽に引き上げ、さらに熱風装置８によつて
熱風を槽内に送つて試料を乾燥する一連の動作を
繰り返す。この試験は、浸漬と乾燥を繰り返すだ
けの単一条件試験であつて、材料の使用条件が主
として浸漬乾燥に類似する場合の試験にのみ適切
である。

［従来技術の問題］近年航空機などのように高層大気圏環境にさら
される材料、あるいは自動車のように地表環境に
さらされる材料の耐久試験の必要性が非常に多く
なつている。高層大気圏においては地表に比べて
酸素濃度は低く紫外線は強くかつ短波長であるた
め、高分子材料を主とする有機材料の耐候試験条
件が、従来地表条件のみによるもので行われてい
ることについては改める必要がある。金属材料に
おいても酸素と水ばかりでなく紫外線、酸素およ
び水が腐食を促進すると考えられる場合において
は同様である。また前述のように促進耐候試験機
のスプレー効果が十分でなく浸漬によつて十分に
水効果を期待できる試料に対しては浸漬を行う必
要がある。また、塗膜などの試験においては、単
に塩水浸漬と乾燥だけでなく浸漬に引続いて光照
射を行いかつ酸素濃度を高めることにより、劣化
を促進しかつ実用結果に近似させることが必要で
ある。また、諸種の条件作用を適当な順序で繰り
返す複合試験も必要であることを確認した。従つ
て、このような種々の試験を複合的に容易にでき
る装置の開発が課題であつた。

［課題を解決するための手段と作用］上記課題を解決するために、上部を空気槽とし
下部に試料の浸漬槽を設けた試験槽と、空気槽の
中央部にあり試料を照射するための耐候試験用光
源と、この光源の周囲にあり照射光の波長分布を
特定波長以下ゼロとする光フイルタと、試料を取
付けて光源を中心に回転する試料枠を前記空気槽
と浸漬槽の間で上下移動する上下動装置と、試験
槽内の温度および湿度を制御する調温調湿室と、
試験槽内の酸素濃度を測定し、酸素を供給して酸
素濃度を21％以上に、窒素を供給して酸素濃度を
21％以下に制御する酸素濃度測定調節装置とから
構成される耐候腐食試験機をその手段とした。

このような手段を採用したため、試料を水また
は塩水などの溶液中に浸漬して濡らし、次に試料
を各種酸素濃度の雰囲気にさらし、異なる条件で
光照射し、また乾燥するなどの試験を行い、地表
環境、高層大気圏環境および屋内環境を再現して
促進耐候腐食試験を行うことができるものであ
る。

［実施例］本発明の実施例を図によつて説明する。第３図
は正面図、第４図は側面図である。

試験槽１の上部は試料に光照射、温度、湿度な
どの条件を与えるための空気槽２で、下部に試料
を浸漬するための液槽３がある。

試験槽１の中央上部（空気槽２中央）に耐候試
験用の光源（サンシヤインカーボンアーク灯また
はキセノンアーク灯）４がある。光源４には試験
の目的に応じて、例えば高層大気圏での太陽光の
紫外線の立上がりと近似させるために255nｍ以
下の波長をゼロ、地表環境での太陽光の紫外部の
立上がりと近似させるために275nｍ以下の波長
をゼロ、地表環境でガラスを透過して屋内に入る
太陽光の紫外部の立上がりと近似させるために
300nｍ以下の波長の光をゼロする光フイルタを、
光源の周囲（光源と試料との間）に必要に応じて
取り替えできるように配してある（詳細図示せ
ず）。

試料を取り付けた状態で光源４を中心に回転す
る試料回転枠５は、同一直径の円環２個を上下に
間隔をあけて組み合わせた円筒形状で、この上部
に固定したリング６が受板７に固定されたローラ
８で受けられ、駆動モータ１０によつて回転する
摩擦ローラ９がこのリング６に接触して試料回転
枠５を回転するようになつている。ローラ８を固
定する受板７は、棒１２を介してバー１１に固定
し、バー１１はスクリユージヤツキなどの上下動
装置１３によつて上下動し、ガイド棒１４によつ
てガイドされる。試料回転枠５に取り付けた試料
を浸漬するときは、上下動装置１３を駆動してバ
ー１１を下げるローラ８によつて受けられている
試料回転枠５は自重によつて下方に移動し、液槽
３中の液に浸漬される。この場合、リング６は摩
擦ローラ９と離れるために試料回転枠５は回転し
ない。

調温調湿室１５は試験槽１の背面に接して設け
てあり、この内部はフアン１６、加熱用ヒータ１
７、冷却器１８、給湿槽１９、給湿槽用ヒータ２
０などより構成されており、試験槽１内の空気を
循環しながらこの温湿度を調節する。また試料を
熱風によつて乾燥する熱風乾燥装置は、本装置の
外部に設けてあり、送風空気を熱する送風加熱ヒ
ータ２１、この空気を試験槽１内に導入するダク
ト２２、ダクト２２の途中に配した逆止弁２３な
どからなる。

酸素ボンベまたは窒素ボンベ２４は、減圧弁２
５、電磁弁２６、流量計２７を経て試験槽１に導
入するように配管する。酸素濃度測定調節装置２
８は試験槽１内の空気を採取しかつ酸素濃度を測
定し、検知した酸素濃度に応じて電磁弁２６を制
御して試験槽１内の空気を所望の酸素濃度に調節
する。また記録計２９に接続して試験槽１内の空
気濃度を連続的に記録する。さて、空気より高い
酸素濃度に調節する場合は酸素ボンベを使用し、
低い酸素濃度に調節する場合には窒素ボンベを用
いる。

また図示しないが、酸素ボンベ、窒素ボンベの
２つを用い、各ボンベから試験槽１内に至る配管
回路を別個に設けて、酸素濃度調節装置２８の信
号に応じてそれぞれの配管の電磁弁を制御して試
験槽１内の空気を調節してもよい。

上記と同様に、SO₂、H₂Sなどのガスボンベを
用い同様な配管回路を設けて、ガス濃度調節計と
併用して試験槽１内にガスを送り、濃度調節して
腐食性ガス下の試験を行うこともできる。

以上のような装置によれば、試料を水または塩
水などの溶液中に浸漬して濡らし、次に試料を各
種酸素濃度の雰囲気にさらし、各種波長の光を照
射し、また乾燥するなどの試験ができる。図示し
ないコンピユータなどを用いれば自動的に各種試
験を任意に組み合わせ、繰り返して試験する複合
繰返し試験もできる。また、試料の劣化をより促
進するために、試料が実際に置かれている環境よ
りも厳しい条件を作り出して試験することも可能
である。

次に本発明の装置を用いて行う試験例を説明す
る。

() 地表環境シユミレート促進試験この試験は、建物、自動車など地表上での環
境にさらされるもの（外装材）の促進試験であ
る。

(1) 試験槽内酸素濃度を地表の約21％より高い
濃度に調節する。

(2) 光源の光フイルタに、約275nｍ以下の透
過率ゼロのものを用い、地表の太陽光と同じ
紫外部の立上がりで強いエネルギを試料に与
える。

(3) 試験槽内の雰囲気温度は、想定する地域に
応じて高温から低温の範囲で任意に調節す
る。

(4) 試料を水、塩水などに浸漬して濡らし、前
記条件の光、酸素を作用させる。

() 高層大気圏シユミレート促進試験この試験は、航空機など高層大気圏での環境
にさらされるものを対象とする促進試験であ
る。

(1) 試験槽内酸素濃度を地表の約21％より低い
濃度に調節する。

(2) 光源の光フイルタに、約255nｍ以下の透
過率ゼロのものを用いるか、石英フイルタを
用いてさらに短波長が照射できるようにし、
高層大気圏の太陽光と同じ紫外部の立上がり
で強いエネルギを試料に与える。

(3) 試験槽内の雰囲気温度は、低温または任意
の温度に調節する。

(4) 試料を水などに浸漬して濡らし、短波長の
光、酸素を反応させる。

() 屋内環境シユミレート促進試験この試料は、地表上にある建物、自動車など
で窓ガラスを透過してきた光にさらされるもの
（内壁材、内装材）を対象とする促進試験であ
る。

(2) 光源の光フイルタに、約300nｍ以下の透
過率ゼロのものを用い、窓ガラスを透過して
きた太陽光と同じ紫外部の立上がりで強いエ
ネルギを試料に与える。

(3) 試料槽内の雰囲気温度は、想定する環境に
応じて高温から低温の範囲で任意に調節す
る。

(4) （）、（）と異なり、試料は水、塩水な
どに濡らさず前記条件の光、酸素を作用させ
る。

［効果］上記のように本発明によれば、従来の試験機で
はできなかつた、浸漬（濡れ）、光照射、酸素反
応、温度の条件の組み合わせを、試料が実際に置
かれる環境、例えば「地表」、「高層大気圏」、「屋
内」などの環境に即した試験条件を作りだして試
験できる。また、この条件をより厳しくして促進
度合を増強でき、耐候腐食試験機として促進性の
ある装置となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の促進耐候試験機、第２図は従来
の浸漬腐食試験機、第３図は本発明に係わる試験
機の一部切正面断面図、第４図はその一部切断側
面図である。第３，４図において、１……試験槽、２……空気槽、３……液槽、４
……光源、５……試料回転枠、６……リング、７
……受板、８……ローラ、９……摩擦ローラ、１
０……駆動モータ、１１……バー、１２……棒、
１３……上下動装置、１４……ガイド棒、１５…
…調温調湿室、１６……循環送風フアン、１７…
…加熱用ヒータ、１８……冷却器、１９……給湿
槽、２０……給湿用ヒータ、２１……送風加熱ヒ
ータ、２２……ダクト、２３……逆止弁、２４…
…酸素または窒素ボンベ、２５……減圧弁、２６
……電磁弁、２７……流量計、２８……酸素濃度
測定調節装置、２９……記録計。

Claims

【特許請求の範囲】

１上部を空気槽とし下部に試料の浸漬槽を設け
た試験槽と、空気槽の中央部にあり試料を照射す
るための耐候試験用光源と、この光源の周囲にあ
り照射光の波長分布を特定波長以下ゼロとする光
フイルタと、試料を取付けて光源を中心に回転す
る試料枠を前記空気槽と浸漬槽の間で上下移動す
る上下動装置と、試験槽内の温度および湿度を制
御する調温調湿室と、試験槽内の酸素濃度を測定
し、酸素を供給して酸素濃度を21％以上に、窒素
を供給して酸素濃度を21％以下に制御する酸素濃
度測定調節装置とから構成され、地表環境、高層
大気圏環境および屋内環境を再現して促進耐候腐
食試験を行うことを特徴とする耐候腐食試験機。