JPH0480336B2 - - Google Patents
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- JPH0480336B2 JPH0480336B2 JP58224403A JP22440383A JPH0480336B2 JP H0480336 B2 JPH0480336 B2 JP H0480336B2 JP 58224403 A JP58224403 A JP 58224403A JP 22440383 A JP22440383 A JP 22440383A JP H0480336 B2 JPH0480336 B2 JP H0480336B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
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Description
[発明の技術分野]
本発明は、プラスチツク、繊維、塗料等の促進
性のある耐候性試験装置に関する。
[発明の技術的背景とその問題点]
従来、プラスチツク材料等の耐候性を測定する
場合は、一般にJIS B7751〜7754による耐候性試
験機が使用されている。
これらの試験機は、通常、カーボンアークラン
プやキセノンアークランプ等の光源を使用し、該
光源の光を試料に照射して耐候性の試験を行つて
いる。
ところが、これらの試験機に使用されている上
記のような光源を用いた装置の紫外線照射強度は
一般に被照射面1cm2あたり6mW程度であり、太
陽光1年に相当する紫外線劣化特性を測定及び判
別するのに約数百時間以上に要していた。
しかも、従来は、各ロツト別の試料を全数試験
にかける方法が一般的に行われているため、測定
及びその結果を判断するのに長時間を要し極めて
非能率的であるという問題があつた。
測定時間を短縮するには、紫外線照射強度を高
くすることは考えられるが、その場合自然照射と
の間で相関性を得られる環境をコンパクトな装置
として実現することができなかつた。
[発明の目的]
本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、
従来の耐候性試験を相関性を有しつつ短時間に行
うためのコンパクトな耐候性促進試験装置を提供
せんとするものである。
[発明の概要]
本発明に用いられた紫外線源は、特開昭57−
197742号に開示された紫外線照射用放電灯システ
ムであり、メタルハライドランプ発光管の外周に
水冷ジヤケツトを有し、そして紫外線透過用低融
点軟質ガラス製のフイルターが水冷ジヤケツトの
水中に設けられたものである。この放電灯システ
ムは塗料や合成樹脂材料に紫外線を照射して瞬時
に乾燥固化されるための用途に開発されたもので
ある。
本発明に従う装置では、この放電灯システムが
閉じた室内に配置され上部に反射板を設け下方に
試料載置台が置かれる。そして試料載置台上に送
風をして試料の空冷を行う手段が更に設けられ
る。このような構成にあつて、試料の表面に強度
50mW/cm2以上の紫外線が照射されるような位置
に試料を置くよう載置台は位置している。
本発明装置において、従来の耐候性試験装置の
数十分の1の時間で自然光とを相関性を有する結
果が、多くの実験から認められた。
本発明は、耐候性促進試験機としてのその構成
のコンパクトさにある。このようなコンパクトな
構成において自然光との相関を有しつつ高い促進
性を期待できたということは従来技術に比して耐
候性試験機技術での大きな進展である。
[実験例の説明]
本発明装置での紫外線照射条件を先ず説明す
る。
試料には高圧金属蒸気放電灯と実質的に300〜
400nmの波長域の紫外線のみを透過するフイル
ターとを組み合せた光源により試料温度が80℃以
下となる条件下で紫外線を被照射面1cm2あたり50
mW以上の強度で照射する。紫外線の波長域を上
記のような範囲としたのは、300nm未満、厳密
には275nm以下ではJISの規定による試験条件を
満足せず、反対に400nmを越えると可視光と赤
外光とが多くの含まれることとなり熱による試料
への影響が大きくなるためこれを避ける必要があ
る等の理由からである。一方、試料に対する紫外
線の照射強度は高いほどよいが、本発明装置での
限界は被照射面1cm2あたり80〜200mW程度であ
つた。
本発明装置に用いられた紫外線源は特開昭57−
197742号に開示された放電灯システムである。こ
れは、少なくとも一対の電極を有する石英ガラス
製発光管の内部に、適量の水銀及び希ガスと共に
鉄及び錫のハロゲン化物を封入した、いわゆるメ
タルハライドランプを含み、点灯時の発光スペク
トルは第1図に示すように300〜400nmの波長域
にかなり大きなエネルギーを有する。このメタル
ハライドランプは、鉄と錫のハロゲン化物を添加
したものに限らず、鉄のハロゲン化物を主体とし
た金属ハロゲン化物を封入したものであればよ
い。
なお、300〜400nmの波長域にエネルギーのピ
ークをもつランプとしては、従来から耐候性試験
機に使用されてきたカーボンアークランプもある
が、このランプは紫外線とともに多量の赤外部放
射があるばかりでなく、ランプ点灯中にCO、
CO2、NO、NO2等のガスが発生するため、例え
ば実公昭52−16796号公報に記載されているよう
に、ランプ自体に冷却及び換気機構を設けなけら
ばならず、ランプ及び装置全体が複雑、大形、コ
スト高となり、更に促進性を高める装置に適用す
ることはできなかつた。
前記のようなメタルハライドランプを用いた場
合でも300〜400nm以外の波長域のエネルギーの
放射は避けられないため、適当なフイルターを組
み合せて照射する波長域を実質的に300〜400nm
に絞ることが必要である。この目的で使用するフ
イルターとして最適なのは、例えば、重量比で60
〜65%のSiO2と、15〜20%のPbと、7〜8%の
Naと、7〜8%のKと、1%のCoと、1%のNi
とからなる低融点軟質ガラス製のフイルターであ
る。
このフイルターの紫外線透過特性は第2図に示
すとおりであり、これを前記メタルハライドラン
プと組み合せることにより300〜400nmの紫外線
を極めて効率良く得ることができる。ただし、上
記フイルターをメタルハライドランプの周囲に設
置しただけではランプからの放射熱によりフイル
ターは直ちに破損してしまう。そこで、実際には
第3図a,bに示すように、発光管1を水冷ジヤ
ケツト2の中心に配置するとともに水冷ジヤケツ
ト2の内管2−Aと外管2−Bとの間にフイルタ
ー3を載置した構造の光源を使用する。
即ち特開昭57−197742号に開示の本発明に用い
られた放電灯システムはメタルハライドランプ
(金属放電灯)、フイルター及び冷却ジヤケツトか
らなるものである。
なお、耐候性試験機において、ランプにフイル
ターを組み合せて特定波長域、例えば300〜400n
mの紫外線を制御することは、例えば実公昭52−
29675号公報や実公昭54−29034号公報に掲載され
ているが、これらは何れもランプの点灯時間の経
過や電流電圧の変化によつてランプの放射エネル
ギーが変化し、その結果、特定波長域のエネルギ
ー成分もまた変化することに鑑み、これらを常に
すべく、特定波長のエネルギー変化を検出して、
その変化に応じてランプに印加する電圧を制御す
るものであり、本発明のごとく、ランプの光をフ
イルターを通して試料に照射するものとは全く異
るものである。
第4図a,bは、本発明の試験機の一例を示す
ものである。図中、4は試験機本体、4aは紫外
線照射室、4bは付属装置収納室である。紫外線
照射室4aの上部には反射鏡5を有する灯具が載
置してあり、反射鏡5の内部には光源6が装着し
てある。尚、本発明装置にあつてこの反射鏡5は
放電灯システムから上方へ放射される光を下方の
試料載置台へと反射させるものであつて、アルミ
ニウムのような金属板又は金属メツキ反射板で足
りる。光源6と試料載置台7の距離を調節可能な
ように光源6の下方には試料載置台7が上下動調
節自在にしてある。又、傾動調節可能及び旋回回
動自在に設置してある。この試料載置台7の上に
は送風機8により冷却風が送られるように構成さ
れている。付属装置収納室4bの内部には、光源
6の点灯装置・安定装置のほかに、光源冷却液の
ポンプやクーラー等が収納してある。
かかる試験装置において、例えば光源のメタル
ハライドランプとして定格入力1.5kWのものを用
い、光源6と試料載置台7との距離を10cmとし、
光源6を定格入力で点灯した場合の試料載置台7
上の紫外線照射強度は1cm2あたり約100mWとな
る。これは従来の耐候性試験機の紫外線照射強度
の約10〜15倍であり、もしこのように強い紫外線
を照射した場合の試料の紫外線劣化特性と自然光
による試料の紫外線劣化特性が同じような傾向に
あるとすれば、従来の耐候性試験機を用いた場合
に要する1/10〜1/15程度の時間で紫外線劣化特性
を判別することができることになる。
本発明に係る促進性を意図した耐候性試験機で
最も問題になるのは、強い紫外線を照射した場合
の試料の紫外線劣化特性と自然光を照射した試料
の紫外線劣化特性が同じ傾向を示すか否かであ
る。同じ傾向を示さなければ本発明に係る耐候性
試験機は意味をなさないからである。そこで、以
下の実験例に示すように、各種のプラスチツク材
料からなる試料を本発明試験機と自然光による紫
外線劣化と相関を有しているとされている従来の
耐候性試験機とにかけて、紫外線劣化の傾向性と
程度とを調べてみた。
各実験例に使用した試験機及びその試験条件は
次の通りである。
(1) 本発明の試験機
機種……岩崎電気(株)製(第4図a,bに示す構
造のもの)
条件……使用ランプ:メタルハライドランプ
1.5kw(エネルギー分布は第1図に示す通り)
照射波長:300〜400nm
試料面の紫外線照射強度:100±5mW/cm2
試料表面最高温度:65℃以下
(2) 従来の試験機
機種……東洋理化工業(株)製WE−SUN−HC
(JIS A1415に基づく試験方法に用いる試験
機)
条件……使用ランプ:カーボンアークランプ
4kVA
試料面の紫外線照射強度:5mW/cm2ブラツ
クパネル温度:63±3℃
スプレー:18分/120分
また、この試験では上記試験機にかけた試料の
色差と物性の変化から紫外線の劣化の傾向性と程
度を調べた。そこで、以下色差試験と物性試験と
に分けてそれぞれの判定法と具体的実験例の試験
結果を紹介することとする。
なお、以下の実験例は試料としてプラスチツク
材料の代表的なものを選択しかつ試験も前記のよ
うな特定の条件の下で行つたものであり、本発明
がこれらの実験例によつて限定されるものではな
い。
(A) 色差試験
前記の二つの試験機で得られた各時間毎の試
料について試験前後の全色差を求め、これを横
軸に時間を縦軸に色差をとつたグラフにプロツ
トし、同一色差での各々の時間を読み取り、従
来の試験機と本発明の試験機の時間の比を求
め、紫外線劣化促進性の倍率を求めた。全色差
は1976年国際証明委員会の表色系であるCIEL
(I)a(I)b(I)から△E(色差)を求めた。なお、
色差計としてはミノルタカメラ(株)製のCR−100
を用いた。
実験例 1
試料:有機錫配合透明硬質PVCシート、厚み0.4
mm(基準色:Y=47.4x=0.307y=0.311)[ただ
し、バツクに白色シートをおいて測定(以下同
じ)]
結果:従来の試験機による場合……第5図aに示
すとおり。
本発明試験機による場合……第5図bに示すと
おり。
比較:第1表のとおり(平均倍率12.7)
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an accelerated weathering test device for plastics, fibers, paints, etc. [Technical background of the invention and its problems] Conventionally, when measuring the weather resistance of plastic materials, etc., weather resistance testers according to JIS B7751 to 7754 have generally been used. These test machines usually use a light source such as a carbon arc lamp or a xenon arc lamp, and perform a weather resistance test by irradiating the sample with light from the light source. However, the ultraviolet irradiation intensity of the devices using the above-mentioned light sources used in these testers is generally about 6 mW per cm 2 of the irradiated surface, and it is difficult to measure and measure the ultraviolet deterioration characteristics equivalent to one year of sunlight. It took several hundred hours or more to make the distinction. Moreover, the conventional method of testing all samples from each lot has been common, which poses the problem of being extremely inefficient as it takes a long time to measure and judge the results. Ta. In order to shorten the measurement time, it is conceivable to increase the intensity of ultraviolet irradiation, but in this case it has not been possible to realize an environment in which a correlation with natural irradiation can be obtained in a compact device. [Object of the invention] The present invention has been made in view of the above points, and
It is an object of the present invention to provide a compact weather resistance accelerated testing device for conducting conventional weather resistance tests in a short time while maintaining correlation. [Summary of the invention] The ultraviolet light source used in the present invention is
This is a discharge lamp system for ultraviolet irradiation disclosed in No. 197742, which has a water-cooled jacket around the outer periphery of a metal halide lamp arc tube, and a filter made of low-melting soft glass for transmitting ultraviolet rays is provided in the water of the water-cooled jacket. be. This discharge lamp system was developed for use in instantly drying and solidifying paints and synthetic resin materials by irradiating them with ultraviolet rays. In the apparatus according to the present invention, this discharge lamp system is placed in a closed room, a reflector is provided on the top, and a sample stage is placed below. Further, a means is provided for cooling the sample by blowing air onto the sample mounting table. With this configuration, strength is added to the surface of the sample.
The mounting table is positioned so that the sample is placed in a position where it is irradiated with ultraviolet rays of 50 mW/cm 2 or more. Many experiments have shown that the apparatus of the present invention has a correlation with natural light in a time several tenths of that of conventional weather resistance test apparatuses. The present invention resides in the compactness of its construction as an accelerated weather resistance tester. The fact that such a compact configuration can be expected to have high accelerating performance while maintaining a correlation with natural light is a major advance in weatherability tester technology compared to the prior art. [Explanation of Experimental Examples] First, the ultraviolet irradiation conditions in the apparatus of the present invention will be explained. The sample was equipped with a high-pressure metal vapor discharge lamp and substantially 300~
A light source combined with a filter that transmits only ultraviolet rays in the 400 nm wavelength range emits ultraviolet rays at a rate of 50% per cm 2 of the irradiated surface under conditions where the sample temperature is below 80°C.
Irradiate with an intensity of mW or more. The reason why the wavelength range of ultraviolet rays is set in the above range is that wavelengths below 300nm, more precisely 275nm or below, do not meet the test conditions stipulated by JIS, and on the other hand, wavelengths exceeding 400nm contain a large amount of visible light and infrared light. The reason for this is that it is necessary to avoid this, as this will increase the influence of heat on the sample. On the other hand, the higher the intensity of ultraviolet rays irradiated onto the sample, the better, but the limit in the apparatus of the present invention was about 80 to 200 mW per cm 2 of the irradiated surface. The ultraviolet light source used in the device of the present invention is
This is a discharge lamp system disclosed in No. 197742. This lamp includes a so-called metal halide lamp in which halides of iron and tin are sealed together with an appropriate amount of mercury and rare gas inside a quartz glass arc tube with at least one pair of electrodes, and the emission spectrum when lit is shown in Figure 1. As shown in the figure, it has considerably large energy in the wavelength range of 300 to 400 nm. This metal halide lamp is not limited to one containing iron and tin halides, but may be one containing a metal halide mainly containing iron halide. Carbon arc lamps, which have traditionally been used in weather resistance testers, are lamps with energy peaks in the wavelength range of 300 to 400 nm, but these lamps emit a large amount of infrared radiation as well as ultraviolet radiation. CO while the lamp is on,
Because gases such as CO 2 , NO, and NO 2 are generated, the lamp itself must be equipped with a cooling and ventilation mechanism, as described in Japanese Utility Model Publication No. 16796/1983, and the lamp and the entire device must be equipped with a cooling and ventilation mechanism. However, the method is complicated, large-sized, and expensive, and cannot be applied to a device that further enhances acceleration performance. Even when using a metal halide lamp as described above, radiation of energy in a wavelength range other than 300 to 400 nm is unavoidable, so by combining an appropriate filter, the wavelength range to be irradiated can be effectively reduced to 300 to 400 nm.
It is necessary to narrow it down to. The best filter to use for this purpose is, for example, a weight ratio of 60
~65% SiO2 , 15-20% Pb and 7-8%
Na, 7-8% K, 1% Co, 1% Ni
It is a filter made of low melting point soft glass. The ultraviolet transmission characteristics of this filter are as shown in FIG. 2, and by combining this filter with the metal halide lamp, ultraviolet rays of 300 to 400 nm can be obtained extremely efficiently. However, if the filter is simply installed around a metal halide lamp, the filter will be immediately damaged by the radiant heat from the lamp. Therefore, in practice, as shown in FIGS. 3a and 3b, the arc tube 1 is arranged at the center of the water-cooled jacket 2, and a filter 3 is placed between the inner tube 2-A and the outer tube 2-B of the water-cooled jacket 2. A light source with a structure mounted on it is used. That is, the discharge lamp system used in the present invention disclosed in JP-A-57-197742 consists of a metal halide lamp (metal discharge lamp), a filter, and a cooling jacket. In addition, in a weather resistance tester, a filter is combined with a lamp to test a specific wavelength range, for example 300 to 400n.
For example, controlling ultraviolet rays of
Publication No. 29675 and Utility Model Publication No. 54-29034, both of which show that the radiant energy of the lamp changes with the elapse of lamp lighting time and changes in current and voltage. Considering that the energy components of
The voltage applied to the lamp is controlled according to the change, and is completely different from the method of the present invention in which the light from the lamp is irradiated onto the sample through a filter. FIGS. 4a and 4b show an example of the testing machine of the present invention. In the figure, 4 is the testing machine main body, 4a is an ultraviolet irradiation chamber, and 4b is an accessory storage chamber. A lamp having a reflecting mirror 5 is mounted on the upper part of the ultraviolet irradiation chamber 4a, and a light source 6 is mounted inside the reflecting mirror 5. In the apparatus of the present invention, the reflecting mirror 5 reflects the light emitted upward from the discharge lamp system to the sample mounting table below, and is made of a metal plate such as aluminum or a metal-plated reflecting plate. Enough. A sample holder 7 is provided below the light source 6 and is vertically adjustable so that the distance between the light source 6 and the sample holder 7 can be adjusted. Moreover, it is installed so that it can be tilted and rotated freely. A blower 8 is configured to send cooling air onto the sample mounting table 7 . In addition to a lighting device and a stabilizing device for the light source 6, a pump and a cooler for the light source cooling liquid are stored inside the accessory storage chamber 4b. In such a test apparatus, for example, a metal halide lamp with a rated input of 1.5 kW is used as the light source, and the distance between the light source 6 and the sample mounting table 7 is 10 cm.
Sample mounting table 7 when light source 6 is lit at rated input
The intensity of the ultraviolet rays above is approximately 100 mW per cm 2 . This is about 10 to 15 times the UV irradiation intensity of conventional weather resistance testers, and if the UV rays of the sample exposed to such strong UV rays tend to be the same as the UV rays of the sample exposed to natural light. If it is, it will be possible to determine the ultraviolet deterioration characteristics in about 1/10 to 1/15 of the time required when using a conventional weather resistance tester. The most important issue with the weather resistance tester intended to accelerate according to the present invention is whether the ultraviolet deterioration characteristics of the sample when irradiated with strong ultraviolet rays and the ultraviolet deterioration characteristics of the sample irradiated with natural light show the same tendency. That's it. This is because the weather resistance tester according to the present invention is meaningless unless it shows the same tendency. Therefore, as shown in the experimental examples below, samples made of various plastic materials were tested using the tester of the present invention and a conventional weather resistance tester, which is said to have a correlation with ultraviolet degradation caused by natural light. We investigated the trends and extent of this. The testing machine and test conditions used in each experimental example are as follows. (1) Testing machine of the present invention Model: Manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd. (structure shown in Figure 4 a and b) Conditions: Lamp used: Metal halide lamp
1.5kW (Energy distribution is shown in Figure 1) Irradiation wavelength: 300 to 400nm Ultraviolet irradiation intensity on sample surface: 100±5mW/cm 2 Maximum temperature on sample surface: 65℃ or less (2) Conventional testing machine Model... WE-SUN-HC manufactured by Toyo Rika Kogyo Co., Ltd.
(Testing machine used for test method based on JIS A1415) Conditions: Lamp used: Carbon arc lamp
4kVA UV irradiation intensity on sample surface: 5mW/cm 2 Black panel temperature: 63±3℃ Spray: 18 minutes/120 minutes Additionally, in this test, the tendency of UV deterioration was determined from the color difference and changes in physical properties of the sample subjected to the above testing machine. The gender and severity were investigated. Therefore, we will introduce the determination methods and test results of specific experimental examples for each color difference test and physical property test. In addition, in the following experimental examples, typical plastic materials were selected as samples and tests were conducted under the specific conditions described above, and the present invention is not limited by these experimental examples. It's not something you can do. (A) Color difference test Determine the total color difference before and after the test for the samples obtained at each time with the two testing machines mentioned above, plot this on a graph with time on the horizontal axis and color difference on the vertical axis, and compare the same color difference. The respective times were read, and the ratio of the times of the conventional tester and the tester of the present invention was determined, and the magnification of the UV deterioration accelerating property was determined. The total color difference is based on CIEL, the color system of the 1976 International Certification Committee.
ΔE (color difference) was determined from (I)a(I)b(I). In addition,
CR-100 manufactured by Minolta Camera Co., Ltd. is used as a color difference meter.
was used. Experimental example 1 Sample: Organotin-containing transparent rigid PVC sheet, thickness 0.4
mm (reference color: Y = 47.4x = 0.307y = 0.311) [Measured with a white sheet on the back (the same applies hereinafter)] Results: When using a conventional testing machine...as shown in Figure 5 a. When using the tester of the present invention...as shown in FIG. 5b. Comparison: As shown in Table 1 (average magnification 12.7)
【表】
実験例 2
試料:ABSシート(グレード:東レA−322、ナ
チユラル)、厚み2.0mm(基準色:Y=62.5x=
0.328y=0.342)
結果:従来の試験機による場合……第6図aに示
すとおり。
本発明試験機による場合……第6図bに示すと
おり。
比率:第2表のとおり(平均倍率15.4)[Table] Experimental example 2 Sample: ABS sheet (grade: Toray A-322, natural), thickness 2.0 mm (standard color: Y = 62.5x =
0.328y=0.342) Results: When using a conventional testing machine...as shown in Figure 6a. When using the testing machine of the present invention...as shown in FIG. 6b. Ratio: As shown in Table 2 (average ratio 15.4)
【表】
実験例 3
試料:アクリル変性PVCシート(商品名:大プ
ラAVシート)、厚み3.0mm(基準色:Y=73.7x
=0.320y=0.319)
結果:従来の試験機による場合……第7図aに示
すとおり。
本発明試験機による場合……第7図bに示すと
おり。
比較:第3表に示すとおり(平均倍率14.3)[Table] Experimental example 3 Sample: Acrylic modified PVC sheet (product name: Oopura AV sheet), thickness 3.0 mm (standard color: Y = 73.7x
= 0.320y = 0.319) Results: When using a conventional testing machine...as shown in Figure 7a. When using the testing machine of the present invention...as shown in FIG. 7b. Comparison: As shown in Table 3 (average magnification 14.3)
【表】
実験例 4
試料:ポリカーボネート(商品名:大プラ中空シ
ートPD−600、厚み6.0mm(基準色:Y=34.9x
=0.314y=0.317)
結果:従来の試験機による場合……第8図aに示
すとおり。
本発明試験機による場合……第8図bに示すと
おり。
比較:第4表に示すとおり(平均倍率13.8)[Table] Experimental example 4 Sample: Polycarbonate (Product name: Oopura hollow sheet PD-600, thickness 6.0mm (Reference color: Y = 34.9x
= 0.314y = 0.317) Results: When using a conventional testing machine...as shown in Figure 8a. In the case of using the testing machine of the present invention...as shown in FIG. 8b. Comparison: As shown in Table 4 (average magnification 13.8)
【表】
実験例 5
試料:ポリエチレンシート(グレード:三井石油
化学ハイゼツクス5000SF)、厚み0.5mm(基準
色:Y=57.2x=0.305y=0.309)
結果:従来の試験機による場合……第9図aに示
すとおり。
本発明試験機による場合……第9図bに示すと
おり。
比較:第5表に示すとおり(平均倍率10.3)[Table] Experimental example 5 Sample: Polyethylene sheet (grade: Mitsui Petrochemicals Hi-Zex 5000SF), thickness 0.5 mm (standard color: Y = 57.2x = 0.305y = 0.309) Results: When using a conventional testing machine...Figure 9 As shown in a. When using the testing machine of the present invention...as shown in FIG. 9b. Comparison: As shown in Table 5 (average magnification 10.3)
【表】
実験例1〜5までの比較データから明らかなよ
うに、本発明に係る試験機によると、試料の紫外
線劣化のデーターが従来の耐候性試験機を用いた
場合より常に短時間で得られ、その倍率は約10〜
20倍であり、平均して約15倍であつた。これは被
照射面1cm2あたりの紫外線照射強度の差から計算
した予測とほぼ一致し、本発明に系る試験機を用
いた場合の試料の紫外線劣化特性は従来の耐候性
試験機にかけた場合のそれと同じ傾向であること
が確認された。プラスチツク材料の種類によつて
紫外線劣化の促進の差があるのは、プラスチツク
材料の分子構造や最初の色相により紫外線の吸収
特性が違うためである。また、△Eが大きくなる
と倍率も大きくなる傾向にあるが、これは、本発
明に係る試験機では水を使用していないため、従
来の耐候性試験機を用いた場合に比べて試料の表
面の汚れ方が少なく、紫外線劣化が加速されたも
のと考えられる。
(B) 物性試験
(B‐1) 180度折り曲げ試験
試料巾10mm、長さ65mmの試料の中央部30mm
の部分に従来の試験機及び本発明の試験機で
紫外線を照射した後、180度の繰り返し折り
曲げにより試料の物性劣化度合いを調べた。
実験例 6
試料:ポリプロピレンシート(グレード:徳山ソ
ーダRB−110)厚み0.2mm(基準色:Y=65.5x
=0.312y=0.316)
結果及び比較:第6表に示すとおり。[Table] As is clear from the comparative data of Experimental Examples 1 to 5, with the tester according to the present invention, data on ultraviolet degradation of samples can always be obtained in a shorter time than when using the conventional weatherability tester. The magnification is approximately 10~
It was 20 times larger, and on average about 15 times larger. This almost agrees with the prediction calculated from the difference in the intensity of ultraviolet irradiation per 1 cm 2 of the irradiated surface, and the ultraviolet deterioration characteristics of the sample when using the tester according to the present invention are the same as those when subjected to the conventional weather resistance tester. It was confirmed that the same trend was observed. The reason why there are differences in the acceleration of ultraviolet light deterioration depending on the type of plastic material is that the absorption characteristics of ultraviolet light differ depending on the molecular structure and initial hue of the plastic material. Furthermore, as ΔE increases, the magnification tends to increase, but this is because the tester according to the present invention does not use water, so the surface of the sample tends to be larger than when using a conventional weatherability tester. It is thought that there was less dirt on the surface and that UV deterioration was accelerated. (B) Physical property test (B-1) 180 degree bending test 30 mm in the center of a sample with a sample width of 10 mm and a length of 65 mm.
After irradiating the portion with ultraviolet rays using a conventional testing machine and a testing machine of the present invention, the degree of deterioration of the physical properties of the sample was examined by repeatedly bending it 180 degrees. Experimental example 6 Sample: Polypropylene sheet (grade: Tokuyama Soda RB-110) thickness 0.2 mm (standard color: Y = 65.5x
=0.312y=0.316) Results and comparison: As shown in Table 6.
【表】
(B‐2) 引張り衝撃試験
東洋精機製作所(株)製万能衝撃試験機を使用
しASTMD1822に基づいて試験を行い、色
差と同様の方法で従来の試験機と本発明の試
験機の時間の比を求め紫外線劣化の促進性
(倍率)を求めた。
実験例 7
試料:アクリル変性PVCシート(商品名:大プ
ラAVシート)、厚み3.0mm
結果:従来の試験機による場合……第10図aに
示すとおり。
本発明試験機による場合……第10図bに示す
とおり。
比較:第7表に示すとおり(平均倍率7.8)[Table] (B-2) Tensile impact test A test was conducted based on ASTMD1822 using a universal impact tester manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., and the comparison between the conventional tester and the tester of the present invention was conducted in the same manner as the color difference test. The time ratio was determined and the acceleration of ultraviolet deterioration (magnification) was determined. Experimental Example 7 Sample: Acrylic modified PVC sheet (product name: Oopura AV Sheet), thickness 3.0mm Results: Using a conventional testing machine...as shown in Figure 10a. When using the tester of the present invention...as shown in FIG. 10b. Comparison: As shown in Table 7 (average magnification 7.8)
【表】
実験例6及び実験例7のデーターから明らかな
ように、本発明に係る試験機を用いると、試料の
物性面における紫外線劣化のデーターも従来の耐
候性試験機を用いた場合に比べて極めて短時間で
得ることが可能である。
[発明の効果]
以上の実験例と試験結果からも明らかなよう
に、本発明に係る試験機を用いると極めて短時間
で試料の紫外線劣化特性の傾向と程度を確実に判
定することができるが、本発明の試験機は従来の
耐候性試験機に比べて構造が簡単であり経済的に
も大きな負担とならないものである。[Table] As is clear from the data of Experimental Examples 6 and 7, when the testing machine according to the present invention is used, the data on ultraviolet deterioration of the physical properties of the sample is also improved compared to when using the conventional weather resistance testing machine. can be obtained in an extremely short time. [Effects of the Invention] As is clear from the above experimental examples and test results, by using the tester according to the present invention, it is possible to reliably determine the tendency and degree of ultraviolet degradation characteristics of a sample in a very short time. The tester of the present invention has a simpler structure than conventional weatherability testers and does not impose a large economic burden.
第1図は本発明に用いる紫外線光源用のメタル
ハライドランプの分光エネルギー分布図、第2図
は同メタルハライドランプと組み合わせて用いる
フイルターの透過特性図、第3図a,bはそれぞ
れ前記メタルハライドランプとフイルターとを組
み合わせた光源の正面図及び側面図、第4図a,
bはそれぞれ本発明の試験機の正面図及び側面
図、第5図乃至第10図は本発明試験機による試
験結果と従来の試験機による試験結果との比較図
である。
[主要部分の符号の説明]、4a……紫外線照
射室、5……反射鏡、7……試料載置台、6……
光源。
Figure 1 is a spectral energy distribution diagram of a metal halide lamp used as an ultraviolet light source used in the present invention, Figure 2 is a transmission characteristic diagram of a filter used in combination with the same metal halide lamp, and Figures 3a and b are diagrams of the metal halide lamp and filter, respectively. Front view and side view of the light source in combination with, Figure 4a,
b is a front view and a side view of the testing machine of the present invention, respectively, and Figs. 5 to 10 are comparison diagrams of the test results by the testing machine of the present invention and the test results by a conventional testing machine. [Description of symbols of main parts], 4a...Ultraviolet irradiation chamber, 5...Reflector, 7...Sample mounting table, 6...
light source.
Claims (1)
ともに封入された金属蒸気ランプ管、該ランプ管
を取り囲み該ランプ管から発生された光の内地表
に入射する太陽光に含まれる紫外線成分以外の波
長成分であつて実質的に波長300乃至400nm以外
の成分を除去するフイルタ手段、該ランプ管を取
り囲む透明内側管(2−A)と少なくとも紫外線
成分に対して透明な外側管(2−B)及び該内側
管と該外側管との間の間隙に冷却用液体を流通さ
れる手段とからなる冷却ジヤケツトであつて該フ
イルタ手段が該内側管と外側管の間隙の冷却用液
体中に浸漬されているところの冷却ジヤケツトか
らなる放電灯システム(第3図);及び 試料を載置して、該試料を該放電灯システムか
ら放射される紫外線に曝らし、該試料に入射する
紫外線強度が50mW/cm2以上になるように位置に
該試料を配置する試料載置手段、 該試料が紫外線に曝されている間、該試料を冷
却するために送風して該試料の温度を80℃以下に
維持する手段、 該放電灯システムから放射される光の内該試料
裁置手段への方向以外のものを該試料載置手段へ
の方向へと反射する金属若しくは金属メツキ反射
板;及び 前記放電灯システム、前記試料載置手段、前記
反射板を包囲して、該試料の耐候性試験をするた
めの閉じた環境を形成する閉じた室を備えたこと
を特徴とする耐候性試験装置。 2 前記フイルタ手段は低融点ガラスから形成さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の耐候性試験装置。 3 前記試料載置手段は、前記試験とランプ管と
の間との距離を調節する手段を含むことを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載の耐候性試験装
置。[Claims] 1. A metal vapor lamp tube in which a metal halide is sealed together with mercury or a rare gas, and the light surrounding the lamp tube and generated from the lamp tube is included in sunlight incident on the inner surface of the earth. A filter means for substantially removing wavelength components other than ultraviolet components and wavelengths other than 300 to 400 nm, a transparent inner tube (2-A) surrounding the lamp tube, and an outer tube (2-A) transparent to at least the ultraviolet components; 2-B) and means for flowing a cooling liquid into the gap between the inner tube and the outer tube, the filter means comprising a cooling liquid in the gap between the inner tube and the outer tube. a discharge lamp system consisting of a cooling jacket immersed therein (FIG. 3); and a sample placed therein to expose the sample to ultraviolet radiation emitted from the discharge lamp system and incident on the sample. Sample mounting means for placing the sample in a position such that the ultraviolet light intensity is 50 mW/cm 2 or more; means for maintaining the temperature below 80°C; a metal or metal-plated reflector that reflects light emitted from the discharge lamp system in a direction other than the direction toward the sample placement means; and a weather resistance test characterized by comprising a closed chamber surrounding the discharge lamp system, the sample mounting means, and the reflecting plate to form a closed environment for testing the weather resistance of the sample. Device. 2. The weather resistance test device according to claim 1, wherein the filter means is made of low melting point glass. 3. The weather resistance test apparatus according to claim 1, wherein the sample mounting means includes means for adjusting the distance between the test and the lamp tube.
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP22440383A JPS60117128A (en) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | Pretesting method of weather proof test |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60117128A JPS60117128A (en) | 1985-06-24 |
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Family
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-
1983
- 1983-11-30 JP JP22440383A patent/JPS60117128A/en active Granted
Also Published As
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| JPS60117128A (en) | 1985-06-24 |
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