JIS K 7350-1:2020 プラスチック―実験室光源による暴露試験方法―第１部：通則 | ページ 2

           4
K 7350-1 : 2020 (ISO 4892-1 : 2016)
実際の暴露条件における材料の相対的な耐久性は,異なる場所では,紫外放射,ぬ(濡)れ時間,相対湿
度,温度,汚染物質などが原因で,大きく異なる可能性がある。したがって,JIS K 7350規格群のいずれ
かに従い実施した特定の暴露試験から得られた結果が,特定の環境で暴露を受けた材料の相対的な耐久性
との比較に役立つと判明した場合でも,これとは異なる環境における同一材料の相対的耐久性の測定に役
に立つと仮定することはできない。
4.2.3 全ての材料に対し,促進耐候性暴露又は促進耐光性暴露における時間又は放射露光量と,数箇月又
は数箇年の実際の暴露とを関連付ける“一般促進係数”がしばしば望まれるが,これには有効性がない。
そのような促進係数に有効性がない理由を次に示す。
a) 促進係数は,材料に依存し,各材料及び同一材料でも異なる配合によっては,大幅に異なる可能性が
    ある。
b) 実際の暴露,及び促進耐候性暴露又は促進耐光性暴露の両方における劣化の程度のばらつきが,算出
    される促進係数に多大な影響を及ぼす可能性がある。
c) 実験室光源と太陽放射との間の放射照度の比率に基づき算出する促進係数は,(同一の波長範囲の場合
    であっても)温度,湿度及び実験室光源と太陽放射との間にある相対分光放射照度の違いを考慮に含
    めていない。
    注記 特定の材料配合に関して求められる促進係数は有効であるが,これは,これらが十分な数の,
          別個に行われる屋外及び屋内環境試験,並びに促進耐候性暴露又は促進耐光性暴露から得られ
          たデータに基づいており,回数と各暴露における不具合発生とを関連付けるために使用される
          結果を,統計的手法を用いて分析することができる場合に限られる。促進係数を算出するため
          の,複数の実験室及び実際の暴露を用いる統計分析の例は,参考文献[2]を参照。
4.2.4 実験室光源を用いる促進試験と屋外暴露との相関程度を減少させる可能性のある要因は,次に示す
ように数多くある(各要因が,材料の安定性の順位をどのように変える場合があるのかについての,より
具体的な情報は,附属書Bを参照)。
a) 実験室光源と太陽放射との相対分光放射照度の違い
b) 実際の暴露条件のレベルよりも高い放射照度レベル
c) 明暗サイクルを伴わない実験室光源からの放射への連続暴露
d) 実際の暴露条件における温度よりも高い試験片の温度
e) 明るい色と暗い色との試験片の間で,非現実的な温度差を発生させる暴露条件
f) 高温と低温との試験片温度の間で,非常に短期間の周期を発生させる暴露条件,又は非現実的な熱衝
    撃を発生させる暴露条件
g) 促進試験での,実際の暴露条件と比較して非現実的なレベルの湿度
h) 生物学的因子,汚染物質,酸性雨又は酸性凝結水の不在

4.3 実験室光源を用いた促進試験の利用

4.3.1 JIS K 7350規格群のいずれかに従い実施する促進耐候性暴露又は促進耐光性暴露から得られる結
果は,材料の相対的な性能を比較するために利用するのが最適である。材料同士の比較は,これらの材料
を,同一の試験装置の中で同時に試験した場合にだけ,行うことができる。結果は,ある固有特性のレベ
ルを何らかの規定レベルにまで低減させるために必要な暴露時間又は放射露光量を比較する形で表すこと
ができる。これを適用した一般的な試験としては,異なるバッチの品質レベルが,既知の性能をもつ対照
材のレベルと変わらない旨を確証するために実施する試験がある。
4.3.1.1 試験材料と対照材との性能を比較する目的で,少なくとも1個の対照材を各試験で暴露させるの

――――― [JIS K 7350-1 pdf 6] ―――――

                                                                                             5
                                                                 K 7350-1 : 2020 (ISO 4892-1 : 2016)
がよい。対照材料は,類似の組成及び構造で,劣化状態が被試験材料のものと同一となるように選択する
のがよい。比較的良好な耐候性又は耐光性をもつものと,比較的乏しい耐候性又は耐光性をもつものの,2
個の対照材を使用することが望ましい。
4.3.1.2 結果の統計的評価をできるようにするために,各対照材及び評価される各試験材料の十分な数の
複製が必要となる。特に指定がない場合は,全ての試験材料及び対照材料に対し,3個以上の複製を使用
する。破壊試験によって材料特性を測定する場合,各暴露期間につき試験片一組が別途必要となる。
4.3.2 仕様決定のための試験の中には,試験材料の暴露を,参照標準材料(例えば,ブルースケール)と
同時に行うものがある。試験材料の特性は,参照標準材料の特性が指定レベルに到達した後に測定する。
参照標準材料の組成が試験材料のものと異なる場合,試験材料の特性は,試験材料が劣化する暴露条件で
変化しないか,又は試験材料がほとんど変化しない暴露条件で激しく劣化してもよい。参照標準材料に対
する結果のばらつきは,試験材料に対するものと大きく異なってもよい。参照標準材料と試験材料との間
にある,これらの違いは全て,参照標準材料を対照材として使用した場合,又は参照標準材料を暴露期間
の長さを決定するために使用する場合に,誤解を招く結果を生む可能性がある。
    注記 暴露用の参照標準材料は,暴露試験における諸条件が安定に保たれていることを確認するため
          にも用いることができる。この目的で使用される参照標準材料の選定及び特性の決定に関する
          情報は,参考文献[3]を参照。参考文献[4]では,特定のポリエチレン製暴露用参照標準材料のカ
          ルボニル指数の変化を用いて自然暴露及び人工促進耐候性暴露の両方における暴露条件を監視
          する手順を説明している。
4.3.3 仕様決定のための試験の中には,試験片の特性を,規定の暴露時間後,又は一連の条件を伴う試験
サイクルを用いた放射露光量の後に評価するものがある。JIS K 7350規格群のいずれかに従い実施する促
進暴露試験よって得られる結果を,規定の暴露時間又は放射露光量の後の特定特性のレベルに基づき,材
料の合否判定を下すために使用することは,特定の暴露サイクルの影響の複合再現性,及び特性測定手法
が確立済みの場合を除いて,しない方がよい。

5 実験室における暴露装置に関する要件

5.1 放射照度

5.1.1 実験室光源は,試験片に放射照度を与えるために使用する。試験片に放射照度を与えるために,JIS
K 7350-2ではキセノンアークランプを,JIS K 7350-3では紫外線蛍光ランプを,及びJIS K 7350-4ではオ
ープンフレームカーボンアークランプを用いている。
5.1.2 暴露装置では,試験片及び指定の検出装置を,光源から均一な放射照度が得られる位置に配置する。
    注記 促進耐候性暴露装置の分光放射照度は,非常に重要である。理想的な装置の相対分光放射照度
          は,特に波長が短い紫外領域において,太陽放射の値とほぼ一致することが望まれる。附属書
          Cに,促進耐候性暴露装置の分光放射照度と太陽放射の分光放射照度との比較に利用できる,
          重要なベンチマークとして基準となる太陽スペクトルに関する情報を記載する。JIS K 7350規
          格群では,装置内で生成される相対分光放射照度に関する要件を記載している。
5.1.3 暴露装置は,試験片の暴露に使用する領域内のいずれの場所における放射照度も,同領域内で測定
される最大放射照度の70 %以上となるように設計する。暴露装置の製造業者による放射照度の均一性の測
定手順は,附属書Aによる。
    注記 暴露装置内の放射照度の均一性は,光学システム及び試験槽の壁上に形成され得る堆積物など
          の複数の要因によって決まる。これに加え,試験片のタイプ及び暴露を受ける試験片の個数に

――――― [JIS K 7350-1 pdf 7] ―――――

           6
K 7350-1 : 2020 (ISO 4892-1 : 2016)
          よって影響を受ける可能性がある。暴露装置の製造業者が保証する放射照度の均一性は,新品
          の機器及び明確に定義された測定条件に対し,有効である。
5.1.4 試験片の暴露に使用される領域のいずれかの位置における最小放射照度が,最大放射照度の70 %
90 %の場合,試験片を定期的に再配置して,放射露光量のばらつきを低減しなければならない。この再
配置に関する手順及びスケジュールは,全ての当事者の合意を得なければならない。
    注記 参考文献[5]では,利用可能な複数の手順を説明しているが,これらには,暴露中の照射条件の
          ばらつきを低減させるために使用できる,複製試験片の無作為な配置が含まれている。
5.1.5 試験片の暴露に使用する領域内のいずれの位置においても放射照度が,最大放射照度の90 %以上
の場合は,均一な放射露光量を確保するために,暴露期間中に定期的な再配置を行う必要はない。試験片
の定期的な再配置は必要ないが,一方では,暴露中の照射条件のばらつきを確実に最小限に維持する優れ
た実施方法である。
    注記1 劣化しやすい材料の場合には,暴露中の照射条件のばらつきを最小限とするために,試験片
            の定期的な再配置を実施することが適切である。
    注記2 暴露領域内の条件のあらゆるばらつきの影響を低減させるには,複数の試験片を無作為に配
            置することも,優れた実施法である。
5.1.6 ランプ及びフィルタの交換,並びにランプ及び/又はフィルタのエージングに関しては,装置の製
造業者の指示に従う。
5.1.7 JIS K 7363に規定する放射照度計を,試験片面における放射照度E又は分光放射照度Eλ及び放射
露光量H又は分光放射露光量Hλの測定に使用してもよい。
5.1.7.1 放射照度計を使用する場合,それが試験片の表面と同一の放射を受けるように搭載する。放射照
度計を試験片面上に配置しない場合,それは十分な幅の視界をもち,試験片の距離における放射照度に対
し校正を行って用いる。放射照度計は,試験に使用するものと同一タイプの光源フィルタを組み合わせた
ものを使用して校正するか,又は光源と放射照度計との分光特性を考慮に含めて校正する。放射照度計の
製造業者の指示に従って,校正を確認する。放射照度計は,国家計量標準にトレーサブルな校正を,年1
回以上実施する。これより高い頻度で校正を行うことが望ましい。
  紫外線蛍光ランプに関しては,試験に使用する予定のランプと同一の分光分布をもつランプを用いて実
際の放射照度計を校正する。
    注記 参考文献[6]に,分光放射照度計を用いた放射照度計の校正に関する具体的指針を記載してい
          る。この手法を,暴露装置に用いる放射照度計の校正に使用することもできる。
5.1.7.2 全ての当事者が合意した波長範囲内の放射照度を測定する場合,これを報告する。一部のタイプ
の装置は,特定の波長範囲内(例えば,300 nm400 nm,又は300 nm800 nm),又は単一波長(例えば,
340 nm)を中心とする狭帯域内の放射照度の測定を行うようになっている。

5.2 温度

5.2.1 暴露される材料の表面温度は,主に,吸収される放射量,試験片の放射率,試験片内の熱伝導量,
及び試験片と空気との間の,又は試験片と試験片ホルダとの間の熱移動の量によって決まる。個々の試験
片の表面温度を監視することは現実的でないことから,規定の黒色板センサーを用いて,暴露試験槽内の
温度の測定及び管理を行う。黒色板センサーの黒色板を,平面形状試験片面と同一の面かつ同一の向きに
なるよう,さらに,これと同一の放射を受け,同一の冷却条件になるように,試験片の暴露領域内に取り
付ける。立体形状試験片の場合,黒色板は,対象の試験片面の大部分を最も近く模擬する平面及び向き,
又は主要な対象表面と同一平面上に置く。

――――― [JIS K 7350-1 pdf 8] ―――――

                                                                                             7
                                                                 K 7350-1 : 2020 (ISO 4892-1 : 2016)
5.2.2 ブラックスタンダード温度計(BST)及びブラックパネル温度計(BPT)の二つのタイプの黒色板
センサーを使用してもよい。
5.2.2.1 ブラックスタンダード温度計は,厚さ0.5 mm1.2 mmの平たん(坦)なステンレス鋼の板で構
成される。一般的な長さ及び幅は,約70 mm×40 mmである。放射源に向けられるこの板の表面を,経年
劣化に対し優れた耐性をもつ黒色の層でコーティングする。コーティングを施した黒色板は,2 500 nmま
での全ての入射束の10 %以下しか反射してはならない。白金抵抗センサーなどの温度センサーをこの板の
中央に,板と良好な熱伝導を維持できるように,光源の反対側に取り付ける。金属製の板のセンサー側を,
充材を含まないポリフッ化ビニリデン(PVDF)製の厚さ5 mmの基板へ取り付ける。温度センサーを保
持するのに十分な隙間を,PVDF基板内に機械加工で設ける。センサーとこのPVDF板のくぼ(窪)みと
の間の距離は,約1 mmとする。PVDF板の長さ及び幅は,黒色にコーティングした金属製の板と,これ
をはめ込む取付ホルダとの間に,金属間の熱伝導が起きないように十分な寸法とする。断熱したブラック
パネルのホルダの金属製取付具は,この金属製の板の縁から4 mm以上離れていなければならない。ここ
で規定するものと異なる構造をもつブラックスタンダード温度計は,その表示する温度が,当該暴露装置
が試験可能なあらゆる定常状態の温度及び放射照度設定において,規定する構造のもので表示される温度
の±1.0 ℃のときは用いてもよい。さらに,代替のブラックスタンダード温度計が定常に達するために必要
な時間は,規定するブラックスタンダード温度計が定常に達するために必要な時間の10 %以内の誤差でな
ければならない。
    注記 ブラックスタンダード温度計は,断熱ブラックパネル温度計ということがある。
5.2.2.2 ブラックパネル温度計は,耐腐食性をもつ平たんな金属製の板で構成する。一般的な寸法は,約
長さ150 mm×幅70 mm×厚さ1 mmである。光源に向けられるこの板の表面を,経年劣化に対し優れた耐
性をもつ黒色の層でコーティングする。コーティングを施した黒色板は,2 500 nmまでの全ての入射束の
10 %以下しか反射してはならない。温度センサーを,暴露面の中央にしっかりと取り付ける。この温度セ
ンサーは,黒色でコーティングした棒状のバイメタルダイアルセンサー,抵抗体のセンサー,サーミスタ
又は熱電対とする。この金属製パネルの裏側は,大気にさらされるようにする。
    注記1 ブラックパネル温度計の対流冷却は,両側から作用するため,取付場所又は取付方法がブラ
            ックパネル温度計の安定性に影響を及ぼすことがある。
    注記2 ブラックパネル温度計を,非断熱ブラックパネル温度計ということがある。
5.2.2.3 特に指定がない場合は,温度は5.2.2に規定する黒色板センサーのいずれかを用いて測定する。
黒色板又は白色板の温度測定に,これ以外の手段を用いる場合,この黒色板又は白色板の厳密な構造を,
試験報告書に記載する。
5.2.3 ブラックパネル温度計又はブラックスタンダード温度計が示す温度は,実験室光源が生成する放射
照度,並びに暴露試験槽内を移動する空気の温度及び速度によって決まる。ブラックパネル温度計の温度
は,通常,裏側に断熱を施していない金属板に暗色でコーティングした部分の温度に相当する。ブラック
スタンダード温度計の温度は,通常,熱伝導に乏しい暗色サンプルの暴露面の温度に相当する。一般的に
暴露に使用する条件下では,ブラックスタンダード温度計の示す温度は,ブラックパネル温度計が示す温
度よりも3 ℃12 ℃高くなる。ただし,ブラックパネル温度計で測定した温度と,ブラックスタンダード
温度計で測定した温度との実際の差は,それぞれの暴露条件について測定することが望ましい。ブラック
スタンダード温度計には断熱が施されていることから,温度変化に対するこの温度計の応答時間は,ブラ
ックパネル温度計の反応時間よりも僅かに遅くなる。
5.2.4 放射照度が低い場合,ブラックパネル温度計又はブラックスタンダード温度計が示す温度と,実際

――――― [JIS K 7350-1 pdf 9] ―――――

           8
K 7350-1 : 2020 (ISO 4892-1 : 2016)
の試験片の温度差は小さい場合がある。赤外放射をほとんど発しない光源を使用する場合,通常は,これ
ら二つのタイプの黒色板での温度差,又は明色及び暗色の試験片の温度差は,非常に小さくなる。
5.2.5 暴露試験片の表面温度範囲を評価するため,及び暴露試験槽の照度又は条件の管理を向上させるた
めに,ブラックパネル温度計又はブラックスタンダード温度計に加えて,ホワイトパネル温度計又はホワ
イトスタンダード温度計を使用するのが望ましい。ホワイトパネル温度計又はホワイトスタンダード温度
計は,経年劣化に対する耐性に優れた白色のコーティングを用いる以外は,対応するブラックパネル温度
計又はブラックスタンダード温度計と同じ方法で構成する。白色コーティングの反射率は,450 nm800
nmでは60 %以上,800 nm1 500 nmでは30 %以上とする。
5.2.6 暴露装置の製造業者は,黒色板センサー又は白色板センサーの取り付けられた位置における設定温
度制御に関する表1の要件を確実に満たすようにする。これらの要件は,平衡状態に適用する。
              表1−黒色板センサー又は白色板センサーの取り付けられた位置における,
                                     設定温度に関する要件
                設定温度         センサー取付位置におけるセンサー温度の許容可能な制御幅
                 ≦70 ℃                              ±3 ℃
                 >70 ℃                              ±4 ℃
5.2.7 暴露装置の製造業者は,黒色板センサー又は白色板センサーの,許容される暴露領域内の任意の位
置における設定温度に関する表2の要件を確実に満たすようにする。これらの要件は,平衡状態に適用す
る。
      表2−黒色板センサー又は白色板センサーの,許容される暴露領域内の任意の位置における,
                                     設定温度に関する要件
                設定温度           センサーを暴露領域内の任意の位置に配置したときの
                                         許容可能なセンサー温度と設定温度との差
                 ≦70 ℃                              ±5 ℃
                 >70 ℃                              ±7 ℃
    注記 一部の材料では,許容可能な温度範囲内で作動する暴露装置同士の間で,劣化率に差が生じる
          場合がある。暴露期間中,試験片を定期的に再配置するか,又は複製試験片をランダムに配置
          することで,暴露領域内の温度差によって生じるばらつきが低減される。
5.2.8 試験報告書には,ブラックスタンダード温度計又はブラックパネル温度計のいずれを使用したの
か,及びホワイトスタンダード温度計又はホワイトパネル温度計のいずれを使用したのかを記載する。
    注記 異なる製造業者が支給する装置固有の設計によっては,単一タイプのブラックスタンダード温
          度計又はブラックパネル温度計で異なった温度を表示することがある。
5.2.9 暴露試験槽の空気温度を測定する場合,温度センサーを,光源及び水スプレーから遮蔽する。この
ような位置で測定する試験槽の空気温度は,暴露試験片の表面付近の試験槽の空気温度と同一でなくても
よい。試験槽の空気温度を制御する装置の製造業者は,自身の機器が測定した試験槽の空気温度を,70 ℃
までの設定値に関しては,平衡条件下の設定値の±3 ℃に,及び70 ℃を超える設定値に関しては,設定値
の±4 ℃に維持する。

――――― [JIS K 7350-1 pdf 10] ―――――

次のページ PDF 11