エージング試験は製品の信頼性を向上させるための重要な手段の一つであり、現時点では他の方法で代替することはできません。 エージングテストにより、さまざまな環境条件下での製品の問題や欠陥が明らかになり、それらの問題を修復および改善することができ、それによって製品の信頼性と耐用年数が向上します。 一般的に使用される信頼性機器には次のものがあります。UV老化試験室, キセノンランプエージング試験室、など。
Ⅰ． 人工促進老化試験条件の選択
この問題は、実際にはどのような老化要因をシミュレートする必要があるかということとして理解できます。 ポリマー材料の使用中、気候環境の多くの要因がポリマー材料の老化に影響を与える可能性があります。 老化を引き起こす主な要因が事前にわかっていれば、的を絞った方法で試験方法を選択できます。
材料の輸送、保管、使用環境、劣化のメカニズムなどを考慮して試験方法を決定します。 たとえば、硬質ポリ塩化ビニルプロファイルは、ポリ塩化ビニルを原料として作られ、安定剤や顔料などの添加剤が加えられます。 主に屋外で使用されます。 PVC の老化メカニズムを考慮すると、PVC は加熱すると分解しやすくなります。 使用環境を考慮すると、空気中の酸素、紫外線、熱、湿気などがプロファイルの老化の原因となります。
Ⅱ . 人工促進老化試験用光源の選択
実験室光源暴露試験: 試験室内の大気可視環境における光、酸素、熱、降雨、その他の要因を同時にシミュレートできます。 一般的に使用される人工促進老化試験法です。 これらのシミュレーション要素の中で、光源は比較的重要です。 経験によれば、ポリマー材料に損傷を与える太陽光の波長は、主に紫外線と一部の可視光に集中しています。
現在使用されている人工光源は、この波長範囲のエネルギースペクトル分布曲線を太陽のスペクトルに近づけようとしています。 シミュレーションと加速率は、人工光源を選択するための主な基礎となります。 約 1 世紀にわたる開発を経て、実験室用光源には、クローズド カーボン アークランプ、太陽光型カーボン アークランプ、蛍光紫外線ランプ、キセノン アークランプ、高圧水銀ランプ、その他の光源が含まれており、選択可能です。 国際標準化機構 (ISO) の高分子材料に関連する技術委員会は、主にソーラーカーボンアークランプ、蛍光紫外線ランプ、キセノンアークランプの 3 つの光源の使用を推奨しています。
01. キセノンアークランプ
現在、既知の人工光源の中でキセノンアークランプのスペクトルエネルギー分布は、太陽光の紫外線および可視部分に最も類似していると考えられています。 適切なフィルターを選択することで、地面に届く太陽光に含まれる短波放射のほとんどを除去できます。 キセノンランプは1000nm～1200nmの赤外領域の放射が強く、多量の熱を発生します。
したがって、このエネルギーを取り除くために適切な冷却装置を選択する必要があります。 現在、キセノンランプエージング試験装置の冷却方式としては、水冷式と空冷式の2種類が市販されています。 一般に、キセノンランプ素子は空冷式よりも水冷式の方が冷却効果が優れています。 同時に構造が複雑になり、価格も高くなります。 キセノンランプは他の2つの光源に比べて紫外部のエネルギー増加が少ないため、加速率が最も低くなります。
02. 蛍光UVランプ
理論的には、300nm～400nmの短波エネルギーが老化を引き起こす主な要因とされています。 このエネルギーが増加すると、迅速な検査が可能になります。 蛍光 UV ランプのスペクトル分布は主に紫外線部分に集中しているため、より高い加速率を実現できます。
しかし、紫外線蛍光灯は自然太陽光に含まれる紫外線エネルギーを増大させるだけでなく、地表で測定すると自然太陽光には存在しないエネルギーを放射し、このエネルギーが不自然な被害を引き起こす可能性があります。 さらに、非常に狭い水銀スペクトル線を除いて、蛍光光源は 375nm を超えるエネルギーを持たないため、より長波長の UV エネルギーに敏感な材料は、自然太陽光にさらされたときのように変化しない可能性があります。 これらの固有の欠陥により、信頼性の低い結果が生じる可能性があります。
したがって、蛍光 UV ランプは十分にシミュレートされていません。 ただし、加速率が高いため、適切なタイプのランプを選択することで、特定の材料の迅速なスクリーニングを実現できます。
03. 太陽光カーボンアークランプ
太陽光型カーボンアークランプは現在我が国ではほとんど使用されていませんが、日本では広く使用されている光源です。 ほとんどのJIS規格では太陽光型カーボンアークランプが使用されています。 日本と合弁している私の国の多くの自動車会社は今でもこの光源の使用を推奨しています。 ソーラーカーボンアークランプのスペクトルエネルギー分布も太陽光に近いですが、370nmから390nmの紫外線が集中して強化されています。 シミュレーションはキセノン ランプほど良くはなく、加速率はキセノン ランプと紫外線ランプの間です。
Ⅲ . 人工促進老化試験時間の決定
1. 関連する製品規格および規制を参照してください。
関連する製品規格には、老化試験の時間がすでに規定されています。 関連する標準を見つけて、そこに指定された時間に従って実行するだけで済みます。 多くの国家規格や業界規格でこれが規定されています。
2. 既知の相関関係に基づく計算
研究によると、ABS の色の安定性は、色と黄変指数の変化によって評価されます。 人工的な加速老化は自然大気暴露と良好な相関関係があり、加速率は約 7 です。屋外で 1 年間使用した後の特定の ABS 素材の色の変化を知りたい場合は、同じ試験条件を使用します。加速エージング時間 365x24/7=1251h を決定するための加速率。
相関問題については古くから国内外で多くの研究が行われ、多くの換算関係が導出されてきた。 ただし、ポリマー材料の多様性、促進老化試験の装置や方法の違い、時期や地域ごとの気候の違いにより、換算関係は複雑になります。 したがって、換算関係を選択する際には、相関関係を導き出す特定の材料、経年劣化した機器、試験条件、性能評価指標などに注意を払う必要があります。
3. 人為的に促進された老化放射線の総量を自然被ばく放射線の総量と同等に制御する
対応する規格がなく、相関関係の基準がない一部の製品については、実際の使用環境の放射線強度を考慮し、人為的に促進された老化放射線の総量が自然被ばく放射線の総量と同等になるように管理する必要があります。 。
例：人工加速老化の総放射線量を制御する方法
北京地域ではあるプラスチック製品が使用されており、人為的に促進された老化による総放射線量を屋外曝露1年分に抑えることが期待されている。
ステップ 1: この製品はプラスチック製品であり、屋外で使用されるため、GB/T16422 の方法 A を選択します。2-1996「プラスチック研究所の光源暴露試験方法パート 2: キセノンアークランプ」。
試験条件は、照射強度0.50W/m2 (340nm)、黒板温度65度、ボックス温度40度、相対湿度50%、散水時間/非散水時間18分/102分、連続光、
ステップ 2: 北京の年間総放射線量は約 5609MJ/m2 です。 国際規格 CIENo85-1989 (GB/T16422.1-1996 人工光源と自然太陽光のスペクトル分布を比較するための「プラスチック実験室光源暴露試験方法」) によると、部分: 「Xenon Arc」で引用ランプ"）; そのうち紫外および可視領域（300nm～800nm）が62.2%、つまり3489MJ/m2を占めます。
ステップ 3: GB/T16422 による。2-1996
340nmの照射強度が0.50W/m2の場合、赤外および可視領域（300nm〜800nm）の照射強度は550W/m2です。 照射時間は 3489X106/550=6.344X106s、つまり 1762 時間として計算できます。 この計算方法によると、加速係数は約 5 です。自然老化は照射強度の単純な重ね合わせではないため、太陽光が原因であると判断されるだけです。