JIS K 7363:1999 プラスチック―耐候性試験における放射露光量の機器測定―通則及び基本的測定方法

K 7363 : 1999

まえがき

  この規格は,工業標準化法に基づいて,日本工業標準調査会の審議を経て,通商産業大臣が制定した日
本工業規格である。
  今回の制定では,国際規格との整合性を図るため,ISO 9370 : 1997を基礎として用いた。
  JIS K 7363 : 1999には,次に示す附属書がある。
    附属書A(参考) 波長選択性のある放射計の校正についての補足

(pdf 一覧ページ番号 1)

――――― [JIS K 7363 pdf 1] ―――――

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                            K 7363 : 1999

プラスチック−耐候性試験における放射露光量の機器測定−通則及び基本的測定方法

Plastics−Instrumental determination of radiant exposurein weathering tests−General guidance and basic test method

序文 この規格は,1997年に第1版として発行されたISO 9370, Plastics−Instrumental determination of radiant
exposure in weathering tests−General guidance and basic test methodを基に作成した日本工業規格(日本産業規格)であるが,
対応国際規格の一部(定義の項の超広帯域の許容幅)を変更した。
なお,この規格で点線の下線を施してある箇所は,対応国際規格の規定内容を変更した事項である。
1. 適用範囲
1.1   この規格は,平面上の放射照度を機器で測定する方法について規定する。この規格には,自然暴露
及び人工暴露試験の両者が含まれる。
1.2   機器測定技術には,全天放射照度及び紫外波長領域に重点をおいた分光放射照度の連続測定並びに
放射露光量(線量)を与える瞬時データの累積値(積分値)を含む。
1.3   人工光源を用いた装置での暴露では,特定波長での放射照度及び放射露光量の測定が必要になると
きがある。これは平面上の露光量を測定したり,必要に応じて調節したり,及び/又は暴露試験片の暴露
ステージを定量的に定めるためである。通常は,290400nm波長域における放射測定又は,例えば,340nm
若しくは420nmに中心波長をもつ狭帯域での測定が必要である。しかし,自然暴露状態とは対照的に人工
促進試験に用いられる光源の大部分には,300nmより短い波長の放射が存在し,多くのポリマーに急速な
劣化を引き起こすことが知られている。また,より長い波長での放射が,退色のような製品の劣化につい
て極めて重要となることがある。そのために,300nm未満の短い波長の放射及び400nmを超える長い波長
の放射をモニタすることが非常に役立つ場合がある。
1.4   この規格では,ブルースケール,化学的光量測定,モノクロメータ又は高分子フィルム若しくは他
のフィルム線量測定を用いる手法については規定しない。
    備考1. これによって,上記の手法が望ましくないという意味に解釈してはならない。このような目
            的で,高分子線量計の開発に努力している国も幾つかある。
         2. モノクロメータは,通常,通過帯域の高分解度精密走査が要求される分光放射測定システム
            に用いられる。

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1.5   この規格に規定する全太陽放射及び太陽紫外放射の測定機器は,次のような暴露試験に用いること
ができる。
a) 屋外暴露試験 この規格で推奨する機器及び手法を用いた,全太陽放射及び太陽紫外放射の測定によ
    って,一つの場所で異なる時間に行う暴露試験の比較が容易になり,また同様な気候であるが異なる
    場所で得た試験結果が比較しやすくなることもある。しかし,異なった場所での暴露から得た結果の
    比較ではまた,温度,湿度及び他の気象因子が,太陽放射レベルと同じく製品劣化のタイプ及び速度
    に与える影響を考慮しなければならない。
    備考3. 表1及び表2に規定する機器の性能データは,特に全太陽放射を測定する機器については,仕
            様の一例と考えてもよいが,現在,太陽紫外放射の測定に市販されている機器は,表に掲げ
            た性能特性のすべてを満たすとは限らない。
b) 屋外暴露試験及び実験室促進暴露試験の結果の比較 この規格で規定する機器及び手順を用いて紫
    外放射及び/又は可視光放射を測定すると,人工促進試験の結果と屋外暴露の結果とを比較するのに
    役立つ場合がある。これを行うには,幾つかの帯域で比較する必要がある。暴露の相対的な厳しさを
    評価し,促進暴露試験が自然暴露では起こらない劣化反応をもたらすかもしれない危険性を推定する
    には,短波長紫外帯域における放射を比較する必要がある。促進試験で用いられる放射の強度及び分
    光分布は,自然暴露で得られる結果と比較できるかどうかを決める一要因にすぎない。それらの比較
    を行う場合には,温度,湿度及びその他の気象因子(特に,大気汚染の影響)を考慮しなければなら
    ない。一つの材料で放射レベルを高めた場合の応答の違い,起こり得る温度及び/又は湿度の差異,
    並びに自然暴露試験における汚染作用の可能性があるので,放射の度合いの比較に基づいて促進試験
    の時間を自然暴露の時間に関係付ける“促進係数”は決して用いてはならない。
c) 実験室光源を用いる促進暴露試験 この規格で規定する機器及び手順を用いて,紫外放射及び可視放
    射を測定すると,実験室光源を用いた促進暴露試験の再現性を向上するのに役立つ場合がある。しか
    し,ただ一つの帯域で露光量を比較するのは,フィルタの違い又はソラリゼーションによって引き起
    こされるすべての差異を検出するには,通常,十分ではない。一般に,フィルタの変化による放射の
    変化を検知するために最もよい方法は,短波長の通過帯域及び長波長の通過帯域の両方で放射をモニ
    タすることである。これは,実験室促進暴露試験間の再現性を向上させるうえで不可欠である。
2. 引用規格 次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す
る。これらの引用規格のうちで,発行年を付記してあるものは,記載の年の版だけがこの規格の規定を構
成するものであって,その後の改正版・追補には適用しない。発行年を付記していない引用規格は,その
最新版(追補を含む。)を適用する。
    ISO 877 : 1994,Plastics−Methods of exposure to direct weathering, to weathering using glass-filtered
        daylight, and to intensified weathering by daylight using Fresnel mirrors
    ISO 9059 : 1990,Solar energy−Calibration of field pyrheliometers by comparison to reference pyrheliometers
    ISO 9060 : 1990,Solar energy−Specification and classification of instruments for measuring hemispherical
        solar and direct solar radiation
    ISO 9846 : 1993,Solar energy−Calibration of pyranometer using a pyrheliometer
    ISO 9847 : 1992,Solar energy−Calibration of field pyranometers by comparison to a reference pyranometer
        WMO Guide to meteorological instruments and methods of observation, No.8

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                                                                                   K 7363 : 1999
3. 定義 この規格に用いる主な用語の定義は,次による。
3.1                         目的の通過帯域の外側の波長の放射を遮るか又は透過させないフィル
      ブロッキング (blocking)
タの能力。通常,入射した放射に対する比又はその百分率で表す。
3.2   広帯域 (broad band)  通常,2070nmの半値幅 (FWHM) をもつ干渉フィルタに適用する相対的
な用語。
3.3   中心波長 (centre wavelength, CW) 半値幅の中心点の波長(図1参照)。
3.4   コサイン受光器 (cosine receptor)入射角の余弦に従って入射する放射束に応答して,例えば,積
分球又は平面状の拡散器を用いて,2          爰    体角(すなわち,半球)で入射する全放射を評価する放射の
伝達装置。
3.5   カットオフ波長 (cut-off wavelength)ピーク透過率から透過率が減少して長波長ブロッキング域
に移るときに,透過率がピーク透過率の5%になる波長(図1参照)。
3.6   カットオン波長 (cut-on wavelength) 短波長ブロッキング域から透過率が増加してピーク透過率
に移るときに,透過率が5%になる波長(図1参照)。
3.7   検出器 (detector) 放射の強さを測定するために,入射した放射を電気的な信号に変換する受光器。
3.8   半値幅,FWHM (Full width at half maximum transmittance)  放射の通過帯域において,ピーク透
過率の50%の透過率をもつ波長間の間隔で,“帯域幅”と呼ばれることも多い(図1参照)。
3.9                                   干渉効果によって,通過するエネルギーの波長組成を定めるフ
      干渉フィルタ (interference filter)
ィルタ。
    備考4. 大部分の干渉フィルタは,薄い層状の金属及び誘電体から構成され,選ばれたスペクトル帯
            域で高い透過率を示す。
                              図1 帯域フィルタに関する用語の定義

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3.10 放射照度 (irradiance)    入射面の単位面積当たりの入射放射束 (Wm−2)。
                                         2
3.11 全天放射照度 (global solar irradiance)        爰     体角から水平面の単位面積上で受ける太陽の放
射束 (Wm−2) で,直達放射及び拡散放射を含む。
                                     E
3.12 分光放射照度 (spectral irradiance)          長かつ単位面積当たりの放射束 (Wm−2nm−1)。
                                        カットオン波長
3.13 ロングパスフィルタ (long-pass filter)                 誕            長を通過させる一方,それよ
り短い波長を通さないフィルタで,透過率の最小値から最大値への移行が極めてシャープなのが特徴。
3.14 狭帯域 (narrow band)  半値幅が20nmを超えない干渉フィルタに適用する相対的な用語。
  同じ形式の狭帯域フィルタでは,中心波長 (CW) 及び半値幅のばらつきは,±2nm以内でなければなら
ない。
3.15 通過帯域 (passband)   帯域フィルタにおいて,カットオン波長及びカットオフ波長の波長間隔(図
1参照)。
3.16 ピーク波長 (peak wavelength)最大透過率を示す波長。中心波長と同じとは限らない(図1参照)。
3.17 全天日射計 (pyranometer)  全天放射(傾斜させた場合は,斜面の法線を中心軸とする半球太陽放
射)を測定するために用いる放射計。
3.18 直達日射計 (pyrheliometer) 太陽からの放射に垂直な表面への太陽放射の直達成分を測定するた
めに用いる放射計。
3.19 放射露光量 (radiant exposure)    放射照度の時間積分値 (Jm−2)。
3.20 放射計 (radiometer) 電磁的な放射を測定する装置で,検出器及び信号処理装置から成る。
                                          カットオフ波長
3.21 ショートパスフィルタ (short-pass filter)                         い波長を過過させる一方,それ
より長い波長を通さないフィルタで,透過率の最大値から最小値への移行が極めてシャープなのが特徴。
3.22 分光放射計 (spectroradiometer) 与えられた波長領域にわたって,狭い波長間隔での放射量を波長
の関数として測定する機器。
3.23 超広帯域 (wide band)   半値幅が70nm以上の干渉フィルタ又はロングパス及びショートパスフィ
ルタの組み合わせに適用する相対的な用語。同じ形式の超広帯域フィルタでは,中心波長と半値幅の許容
幅は,±10nm以内でなければならない。
4. 測定方法の原理
4.1.1  一般的考察 材料の劣化挙動は,照射した放射の分光放射照度及び材料の選択吸収特性によって変
化する。放射計を選ぶ場合には,光源の放射の分光分布及び対象とする材料の劣化に最も強くかかわる放
射の波長を考慮することが重要である。選んだ放射計の動作特性は,表1及び表2の該当する条件に合致
しなければならない。
4.1.2  超広帯域フィルタ式放射計は,放射計の応答波長範囲内で,光源の分光分布のどこかで変化があっ
てもそれに応答しないことがある。
4.1.3  狭帯域又は広帯域フィルタ式放射計は,放射計の応答波長範囲外で,光源の分光分布に変化があっ
てもそれに応答しないことがある。
  放射光源の別々の分光的な波長域を幾つか同時に測定することによって,分光分布の状態の変化を検知
することができる。
4.1.4  波長選択性のある放射計を使用する場合には,有意な誤差が導入されないように,測定帯域外の放
射をすべてブロックしなければならない。
4.2   屋外暴露試験−固定角マウント方式又は赤道儀マウント方式

――――― [JIS K 7363 pdf 5] ―――――

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