(57)【要約】【課題】  劣化速度を上昇させ、日々の使用で試料物質が実際に照射される自然の太陽光スペクトルと自然促進耐候試験装置の強度とを再現することができ、一層現実に近いデータ結果の提供。【解決手段】  ターゲットボードと向い合って配置された反射太陽光集中器を保持するフレームを有する、試料に太陽放射を集中するタイプの促進耐候試験装置。チャネルがターゲットボードに接続され、チャンバを形成するカバーを有する。流体供給部が前記チャンバと連通されており、チャンバ内に導入された流体が試料と反応し、集中太陽放射が照射される間、試料の劣化を促進させる。試料と接する冷却用器具を備えてもよい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットボードと向い合って配置された反射太陽光集中器を保持するフレームを有する、試料に太陽放射を集中するタイプの促進耐候試験装置であって、
チャンバを形成するカバーを含みターゲットボードに接続されたチャネルと、
チャンバと連通され、集中太陽放射を照射される間に試料の劣化を促進させるために、チャンバ内部に導入される流体が試料と反応する流体供給部とを備えたことを特徴とする促進耐候試験装置。
【請求項２】
前記チャネルはさらに基部と、前記基部から延設され向い合わせに配置される一対の細長い側壁とを有していることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
各側壁はカバーの端部を受けるために形成された細長い受け部を有していることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
チャンバ内に流体が保持されるようにチャネルを密閉するガスケットがカバーと受け部の間に配置されることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記受け部の一部が集中太陽放射の照射から前記ガスケットを保護する
ことを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
少なくとも一つの第一ポートが側壁の一つに配置され、
第一導管が流体供給部と少なくとも一つの第一ポートのそれぞれとを動作可能に接続し、第一導管と少なくとも一つの第一ポートのそれぞれが流体供給部からチャンバへの流体の第一通路を形成していることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項７】
第二ポートが他方の側壁に配置され、第二導管に動作可能に接続されることにより、所望の速度でチャンバから流体を排出するための第二通路を形成することを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
レギュレータが流体を排出する所望の速度を制御するために第二通路に動作可能に接続されたことを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
チャンバから排出された前記流体は試料からの分解生成物のために分析されることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記分析方法は基本的にフーリエ変換赤外分光法、ガスクロマトグラフィー、高圧液体クロマトグラフィーの分析技術のうちから選択されることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
レギュレータが流体をチャンバから第三導管を通って排出するために動作させられるように、前記レギュレータは第一通路と第三導管とに動作可能に接続されていることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項１２】
前記流体は基本的に水、酸素、窒素、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、過酸化物、オゾンのうちから選択されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１３】
カバーは光透過性であり、かつフィルタ部を備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１４】
前記フィルタ部は基本的にホウケイ酸塩、石英、透明基盤、半透明基盤、自動車用窓ガラス、建造物用窓ガラス、蒸着薄膜オプティカルコーティング、干渉フィルタ、四分の一波長フィルタ、特定波長フィルタ要素のうちから選択されることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
流体供給部は、流体を収めているタンクと、タンクからチャンバへの前記流体の流れを制御するためのレギュレータとを備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１６】
前記装置はさらに、流体をチャンバへ流すレギュレータを電気的に動作させる制御機構を備えていることを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記流体は基本的に水、酸素、窒素、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、過酸化物、オゾンのうちから選択されることを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１８】
前記流体供給部は、複数のタンクを有しそれぞれが異なる流体を収納し、チャンバと連絡するための連結管に動作可能に接続されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１９】
レギュレータはそれぞれのタンクを連結管へ接続し、
前記装置はさらに少なくとも一つのレギュレータを電気的に動作させる制御機構を備えていることを特徴とする請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
前記流体は基本的に水、酸素、窒素、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、過酸化物、オゾンのうちから選択されることを特徴とする請求項１８記載の装置。
【請求項２１】
前記流体供給部は第一タンクと第二タンクとチャンバとに連通されたアキュミュレータを有し、
加圧された気体を収めている前記第一タンクは、第一タンクからアキュミュレータへの前記気体の流れを制御するレギュレータを有し、
液体を収めている前記第二タンクは、第二タンクからアキュミュレータへの前記液体の流れを制御するレギュレータを有し、
前記液体は前記アキュミュレータの内部にノズルによって噴射され、前記気体はアキュミュレータを加圧し、流体がチャンバ内へ吸出される前に、前記気体が前記噴射された液体内に拡散されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項２２】
前記気体は基本的に酸素、窒素、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、オゾンのうちから選択されることを特徴とする請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
前記液体は基本的に水、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、過酸化物のうちから選択されることを特徴とする請求項２１記載の装置。
【請求項２４】
前記装置はさらに少なくとも一つのレギュレータを電気的に動作させる制御機構を備えていることを特徴とする請求項２１記載の装置。
【請求項２５】
ガスケットが集中太陽放射から保護されるためにチャネルとカバーの間に配置されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項２６】
空気を動かすための送風機とターゲットボードを有するエアトンネルと向い合って配置された反射太陽光集中器を保持するフレームを有し、試料に太陽放射を集中するタイプの促進耐候試験装置であって、
チャンバを形成するカバーを含みターゲットボードに接続されたチャネルと、
前記チャンバ内に配置された試料と、
試料を所望の温度に維持する試料に接した器具とを備えたことを特徴とする促進耐候試験装置。
【請求項２７】
前記器具は試料と接触する基部と、
試料からの熱をエアトンネル内を送風機によって流れる空気へ放散させるために、前記基部から前記エアトンネル内部へ延設する少なくとも一つのフィンとを備えたことを特徴とする請求項２６記載の装置。
【請求項２８】
前記器具は金属性ヒートシンクであることを特徴とする請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
前記器具は試料と接触する基部と、
試料からの熱をエアトンネル内を流れる空気へ放散させるために、前記基部から前記エアトンネル内部へ延設する少なくとも二つの脚と、
それぞれの脚に接続される第一端と第二端を有している上面と、
前記上面の第一端と第二端にわたって接続される電源とを備えたことを特徴とする請求項２６記載の装置。
【請求項３０】
隣接した脚が異なる半導体要素で構成されていることを特徴とする請求項２８記載の装置。
【請求項３１】
前記装置はさらに、集中太陽放射に照射されている間に劣化を促進させるため、チャンバ内部へ導入された流体が試料と反応するチャンバと連通された流体供給部を備えたことを特徴とする請求項２６記載の装置。
【請求項３２】
前記チャネルはさらに、基部と、前記基部から延設され向い合わせに配置される一対の細長い側壁とを有していることを特徴とする請求項２６記載の装置。
【請求項３３】
各側壁はカバーの端部を受けるために形成された細長い受け部を有していることを特徴とする請求項３２記載の装置。
【請求項３４】
チャンバ内に流体が保持されるようにチャネルを密閉するガスケットがカバーと受け部の間に配置されることを特徴とする請求項３３記載の装置。
【請求項３５】
前記受け部の一部が集中太陽放射の照射から前記ガスケットを保護することを特徴とする請求項３４記載の装置。
【請求項３６】
少なくとも一つの第一ポートが側壁の一つに配置され、
第一導管が流体供給部と少なくとも一つの第一ポートのそれぞれとを動作可能に接続し、第一導管と少なくとも一つの第一ポートのそれぞれが流体供給部からチャンバへの流体の第一通路を形成していることを特徴とする請求項３２記載の装置。
【請求項３７】
第二ポートが他方の側壁に配置され、第二導管に動作可能に接続されることにより、所望の速度でチャンバから流体を排出するための第二通路を形成することを特徴とする請求項３６記載の装置。
【請求項３８】
レギュレータが流体を排出する所望の速度を調節するために第二通路に動作可能に接続されたことを特徴とする請求項３７記載の装置。
【請求項３９】
チャンバから排出された前記流体は試料からの分解生成物のために分析されることを特徴とする請求項３８記載の装置。
【請求項４０】
前記分析方法は基本的にフーリエ変換赤外分光法、ガスクロマトグラフィー、高圧液体クロマトグラフィーの分析技術のうちから選択されることを特徴とする請求項３９記載の装置。
【請求項４１】
レギュレータが流体をチャンバから第三導管を通って排出するために動作させられるように、前記レギュレータは第一通路と第三導管とに動作可能に接続されていることを特徴とする請求項３６記載の装置。
【請求項４２】
前記流体は基本的に水、酸素、窒素、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、過酸化物、オゾンのうちから選択されることを特徴とする請求項２６記載の装置。
【請求項４３】
カバーは光透過性であり、かつフィルタ部を備えていることを特徴とする請求項２６記載の装置。
【請求項４４】
前記フィルタ部は基本的にホウケイ酸塩、石英、透明基盤、半透明基盤、自動車用窓ガラス、建造物用窓ガラス、蒸着薄膜オプティカルコーティング、干渉フィルタ、四分の一波長フィルタ、特定波長フィルタ要素のうちから選択されることを特徴とする請求項４３記載の装置。
【請求項４５】
流体供給部は流体を収めているタンクと、タンクからチャンバへの前記流体の流れを制御するためのレギュレータとを備えていることを特徴とする請求項２６記載の装置。
【請求項４６】
前記装置はさらに、流体をチャンバへ運ぶレギュレータを電気的に動作させる制御機構を備えていることを特徴とする請求項４５記載の装置。
【請求項４７】
前記流体は基本的に水、酸素、窒素、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、過酸化物、オゾンのうちから選択されることを特徴とする請求項４５記載の装置。
【請求項４８】
前記流体供給部は、複数のタンクを有しそれぞれが異なる流体を収納し、チャンバと連絡するために連結管と動作可能に接続されていることを特徴とする請求項２６記載の装置。
【請求項４９】
レギュレータはそれぞれのタンクを連結管へ接続し、
前記装置はさらに少なくとも一つのレギュレータを電気的に動作させる制御機構を備えていることを特徴とする請求項４８記載の装置。
【請求項５０】
前記流体は基本的に水、酸素、窒素、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、過酸化物、オゾンのうちから選択されることを特徴とする請求項４８記載の装置。
【請求項５１】
前記流体供給部は第一タンクと第二タンクとチャンバとに連通されたアキュミュレータを有し、
加圧された気体を収めている前記第一タンクは、第一タンクからアキュミュレータへの前記気体の流れを制御するレギュレータを有し、
液体を収めている前記第二タンクは、第二タンクからアキュミュレータへの前記液体の流れを制御するレギュレータを有し、
前記液体は前記アキュミュレータの内部にノズルによって噴射され、前記気体はアキュミュレータを加圧し、流体がチャンバ内へ吸出される前に、前記気体が前記噴射された液体内に拡散されることを特徴とする請求項２６記載の装置。
【請求項５２】
前記気体は基本的に酸素、窒素、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、オゾンのうちから選択されることを特徴とする請求項５１記載の装置。
【請求項５３】
前記液体は基本的に水、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、過酸化物のうちから選択されることを特徴とする請求項５１記載の装置。
【請求項５４】
前記装置はさらに少なくとも一つのレギュレータを電気的に動作させる制御機構を備えていることを特徴とする請求項５１記載の装置。
【請求項５５】
ガスケットが集中太陽放射から保護されるためにチャネルとカバーの間に配置されることを特徴とする請求項２６記載の装置。
【請求項５６】
ターゲットボードと向い合って配置された反射太陽光集中器を保持するフレームを有する、試料に太陽放射を集中するタイプの促進耐候試験装置であって、
チャンバを形成するカバーを含みターゲットボードに接続されたチャネルと、
試料の第一面がチャンバに曝され、試料の第二面が空洞に曝されるようにチャンバ内に配置され空洞を形成する試料と、
前記試料を所望の温度に保つために試料と接し、空洞内に配置される器具とを備えたことを特徴とする促進耐候試験装置。
【請求項５７】
前記器具は前記試料を所望の温度に保つのに適当な冷却材を含む柔軟壁容器を有し、
前記柔軟壁容器は内部に冷却材が含まれる結果として前記試料と空洞にぴったりと接することを特徴とする請求項５６記載の装置。
【請求項５８】
前記柔軟壁容器は冷却材供給源と連通された吸入口と、所望の速度で冷却材を排出するために調節された排出口とに動作可能に接続されていることを特徴とする請求項５７記載の装置。
【請求項５９】
前記冷却材は基本的に冷却空気、エチレングリコール、フルオロカーボン冷却材、アルコール、冷凍ガス、熱交換に用いられる流体のうちから選択されることを特徴とする請求項５７記載の装置。
【請求項６０】
前記チャネルはさらに基部と、前記基部から延設され向い合わせに配置される一対の細長い側壁とを有していることを特徴とする請求項５６記載の装置。
【請求項６１】
各側壁はカバーの端部を受けるために形成された細長い受け部を有していることを特徴とする請求項６０記載の装置。
【請求項６２】
チャンバ内に流体が保持されるようにチャネルを密閉するガスケットがカバーと受け部の間に配置されることを特徴とする請求項６１記載の装置。
【請求項６３】
前記受け部の一部が集中太陽放射の照射から前記ガスケットを保護することを特徴とする請求項６２記載の装置。
【請求項６４】
少なくとも一つの第一ポートが側壁の一つに配置され、
第一導管が流体供給部と少なくとも一つの第一ポートのそれぞれとを動作可能に接続し、第一導管と少なくとも一つの第一ポートのそれぞれが流体供給部からチャンバへの流体の第一通路を形成していることを特徴とする請求項６０記載の装置。
【請求項６５】
第二ポートが他方の側壁に配置され、第二導管に動作可能に接続されることにより、所望の速度でチャンバから流体を排出するための第二通路を形成することを特徴とする請求項６４記載の装置。
【請求項６６】
レギュレータが流体を排出する所望の速度を制御するために第二通路に動作可能に接続されたことを特徴とする請求項６５記載の装置。
【請求項６７】
チャンバから排出された前記流体は試料からの分解生成物のために分析されることを特徴とする請求項６６記載の装置。
【請求項６８】
前記分析方法は基本的にフーリエ変換赤外分光法、ガスクロマトグラフィー、高圧液体クロマトグラフィーの分析技術のうちから選択されることを特徴とする請求項６７記載の装置。
【請求項６９】
レギュレータが流体をチャンバから第三導管を通って排出するために動作させられるように、前記レギュレータは第一通路と第三導管とに動作可能に接続されていることを特徴とする請求項６４記載の装置。
【請求項７０】
前記流体は基本的に水、酸素、窒素、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、過酸化物、オゾンのうちから選択されることを特徴とする請求項５６記載の装置。
【請求項７１】
カバーは光透過性であり、かつフィルタ部を備えていることを特徴とする請求項５６記載の装置。
【請求項７２】
前記フィルタ部は基本的にホウケイ酸塩、石英、透明基盤、半透明基盤、自動車用窓ガラス、建造物用窓ガラス、蒸着薄膜オプティカルコーティング、干渉フィルタ、四分の一波長フィルタ、特定波長フィルタ要素のうちから選択されることを特徴とする請求項７１記載の装置。
【請求項７３】
流体供給部は流体を収めているタンクと、タンクからチャンバへの前記流体の流れを制御するためのレギュレータとを備えていることを特徴とする請求項５６記載の装置。
【請求項７４】
前記装置はさらに、流体をチャンバへ運ぶレギュレータを電気的に動作させる制御機構を備えていることを特徴とする請求項７３記載の装置。
【請求項７５】
前記流体は基本的に水、酸素、窒素、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、過酸化物、オゾンのうちから選択されることを特徴とする請求項７３記載の装置。
【請求項７６】
前記流体供給部は、複数のタンクを有しそれぞれが異なる流体を収納し、チャンバと連絡するための連結管に動作可能に接続されていることを特徴とする請求項５６記載の装置。
【請求項７７】
レギュレータはそれぞれのタンクを連結管へ接続し、
前記装置はさらに少なくとも一つのレギュレータを電気的に動作させる制御機構を備えていることを特徴とする請求項７６記載の装置。
【請求項７８】
前記流体は基本的に水、酸素、窒素、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、過酸化物、オゾンのうちから選択されることを特徴とする請求項７６記載の装置。
【請求項７９】
前記流体供給部は第一タンクと第二タンクとチャンバとに連通されたアキュミュレータを有し、
加圧された気体を収めている前記第一タンクは、第一タンクからアキュミュレータへの前記気体の流れを制御するレギュレータを有し、
液体を収めている前記第二タンクは、第二タンクからアキュミュレータへの前記液体の流れを制御するレギュレータを有し、
前記液体は前記アキュミュレータの内部にノズルによって噴射され、前記気体はアキュミュレータを加圧し、流体がチャンバ内へ吸出される前に、前記気体が前記噴射された液体内に拡散されることを特徴とする請求項５６記載の装置。
【請求項８０】
前記気体は基本的に酸素、窒素、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、オゾンのうちから選択されることを特徴とする請求項７９記載の装置。
【請求項８１】
前記液体は基本的に水、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、過酸化物のうちから選択されることを特徴とする請求項７９記載の装置。
【請求項８２】
前記装置はさらに少なくとも一つのレギュレータを電気的に動作させる制御機構を備えていることを特徴とする請求項７９記載の装置。
【請求項８３】
ガスケットが集中太陽放射から保護されるためにチャネルとカバーの間に配置されることを特徴とする請求項５６記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を太陽放射やその他の風化作用に促進して曝すタイプの促進耐候試験装置に関するものであって、とりわけ、試料の促進風化による劣化速度を上昇させる密閉曝露チャンバを有している改良促進耐候試験装置に関する。本発明の一実施例によれば、試料内への酸素の拡散を増加させるため密閉曝露チャンバに酸素が送気され、紫外線の強度を上昇させれば、光酸化が促進される。本発明の他の実施例では、所望の風化効果を得るために別の流体を導入している。
【背景技術】
【０００２】
一般に、塗装や上塗りなどを行う表面塗装業者や、太陽放射その他の風化効果に曝されると劣化するプラスチック部品やその他の部品の製造業者は、このような製品が以後の長期間の曝露環境においてどのように機能するのかについて知りたいと思っている。しかしながら、これらの当業者は、この種の情報を、通常の条件下でこれらのものを曝露環境に曝すのに要する時間よりも極めて短期間に必要としている。そこで、５年から１０年の屋外曝露後に製品がどの程度の耐久性を有しているかを判断するために、５年から１０年の期間経過を製造業者が待つことなく、屋外曝露による風化効果を極めて短期間に促進する促進耐候試験装置が開発されている。
【０００３】
風化とはある資材や製品がその置かれた環境に対して示す負の反応のことであり、しばしば不本意な早期の不具合を引き起こすことがある。消費者は劣化を免れることがない製品の保守や機能しなくなった製品の取替えに年間何百万ドルも費やしているのである。この費用全体のかなりの部分は、屋外環境に曝されたために機能しなくなった資材に対するものである。
【０００４】
風化の三つの主な要因は、太陽放射（光エネルギー）、気温、水分（湿気）である。しかし、それはこれらの要因が、最終的に資材に「どれだけの」劣化を及ぼすのかという単なる量の問題ではない。なぜなら、異なるタイプの太陽放射、異なる相の湿度、そして気温の周期というものが、曝露状態にある資材に対して多大の影響を及ぼすからである。これらの要因は、大気汚染物質、生物学的現象、酸性雨などの二次要因と連動し、「風化」を生じさせる役割を果たすのである。
【０００５】
米国特許番号４，８０７，２４７のロビンズ三世の特許では、屋外自然促進耐候試験装置が開示されている。
【０００６】
屋外促進耐候試験される試料は強度の自然紫外線放射を受け、その試料物質が自然曝露下で、紫外線による劣化をどのように生じるかを短期間で示すものと期待されている。光酸化風化作用には酸素が必要である。試料物質の表層部は付近の周囲空気から酸素を容易に吸収する。しかしながら、重要な風化作用は体積部、つまり試料物質のより厚みのある体積部の「表層以外の部分」で発生することもあり得る。自然の、又は、非促進状態での曝露で観察されるように、より低い紫外線強度下では、体積部での光酸化風化作用のための酸素消費速度が、周囲空気から試料物質の体積部への酸素拡散速度と平衡に達することがある。
【０００７】
しかしながら促進耐候試験装置では、非常に高強度の紫外線を照射することがある。結果として、試料物質の体積部での光酸化反応を起こすための酸素を供給するのに充分な速度で周囲空気からの酸素の拡散は生じず、拡散速度によって体積部の酸素濃度が限られてしまうために、紫外線の強度が何度上昇したとしても、光酸化反応速度は上昇しない。
【０００８】
しかし、屋外自然促進耐候試験装置は非常に高強度の紫外線を発生させる。結果として、試料物質の体積部での光酸化反応を起こすための酸素を供給するのに充分な速度で周囲空気からの酸素の拡散は生じない。その結果、拡散速度によって体積部の酸素濃度が限られてしまうために、紫外線の強度が何度上昇したとしても、体積部の光酸化反応速度は上昇することがない。
【０００９】
米国特許番号３，６６４，１８８のココット特許では、強烈な圧力をかけ、選択された周囲環境に試料を曝すという、従来型の室内人工促進耐候試験装置が開示されている。この文献には、放射線は透過するが、選択された圧力下で適切な気体を充填するために密閉される試験容器が記載されている。ココットによれば、試料を保持する小さな試験容器はより密閉しやすいため、試料が曝される環境をより容易に制御することが可能となるとしている。これに対して、ココットの文献以前の装置によれば、放射線源と全ての試料保持部を含むチャンバ全体が密閉され、特殊な環境を導入することが可能である。
【特許文献１】米国特許番号４，８０７，２４７
【特許文献２】米国特許番号３，６６４，１８８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述の屋外自然型及び室内人工型促進耐候試験装置には、幾つかの不都合な点がある。一つは、ロビンズのように、屋外自然促進耐候試験装置のいずれの先行文献でも、試料の周囲の酸素や水以外の流体の存在やそれらの圧力を増加させるという発想を開示、教示していない。この古い試験方法では、試料物質周囲の酸素の条件下で、単に強度の紫外線を試料に照射するのみであった。従って、周囲環境条件下での試料物質内部への酸素の拡散速度には限界があり、それゆえ、紫外線照射量をどれほど多くしたとしても、試料物質の周囲環境条件下での酸素濃度における材料内部への酸素の拡散速度により、劣化速度は制限されていた。
【００１１】
さらに、室内人工促進耐候試験装置は屋外自然促進耐候試験装置に関連して開示された発明を利用する動機を教示、示唆、提供していない。前記の教示や示唆が欠けている一つの理由は、そのような室内人工促進耐候試験装置では、日々の使用で試料物質が実際に照射される自然の太陽光スペクトルと自然促進耐候試験装置の強度とを再現することができないからである。
【００１２】
屋外自然太陽光試験装置と室内人工光源試験装置は互いに区別されるものであり、異なる実験データを提供するということは、当業者間では認識され、理解されていることであった。例えば、米国自動車技術者協会（ＳＡＥ）では、太陽光のフレネル反射装置（屋外自然太陽光源）を用いた自動車外装材の促進風化のための試験方法規格Ｊ１９６１及び放射照度制御型水冷キセノンアーク装置（室内、人工光源）を用いた自動車外装材の促進風化のための試験方法規格Ｊ１９６０を規定している。
【００１３】
室内人工促進耐候試験装置のさらなる他の不都合な点は、屋外自然促進耐候試験装置のスペクトル分布を再現することが難しいということである。室内人工促進耐候試験装置の強度は出力を上げることによって調節可能である。しかしそのスペクトル分布は、実質的に太陽とは異なっている。それゆえに、室内人工促進耐候試験装置によって与えられる波長は、出力の増加によって増幅される。その結果として、その波長に伴う不自然な劣化作用も同じく増幅されてしまうことになる。よって、屋外自然促進耐候試験装置は、試料物質の最終使用環境で見られる太陽のスペクトル分布により適合しているので、人工促進耐候試験装置よりも一層現実に近いデータ結果を提供することが多い。
【００１４】
それゆえ、光酸化速度を上昇させて、試料を冷却させるための密閉曝露チャンバを有する改良された自然促進耐候試験装置が当該技術分野において必要とされているのである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
簡潔に言うと、一つの実施例として、試料に太陽放射を集中させるために用いられるタイプの促進耐候試験装置は、ターゲットボードの反対側に配置された反射太陽光集中器を保持するフレームを有する。チャネルはターゲットボードに接続され、チャンバを形成するカバーを含んでいる。集中太陽放射に曝されている間に試料の劣化を促進させるため、流体供給部がチャンバと連通され、それによってチャンバに導入された流体は試料と反応する。
【００１６】
他の実施例では、試料に太陽放射を集中させるために用いられるタイプの促進耐候試験装置は、空気を動かすための送風機とターゲットボードを有する空気トンネルの反対側に配置された反射太陽光集中器を保持するフレームを有する。チャネルがターゲットボードに接続され、チャンバを形成するカバーを含んでいる。試料はチャンバ内に配置される。試料を所望の温度に保つための器具が試料と接している。
【００１７】
さらに他の実施例では、試料に太陽放射を集中させるために用いられるタイプの促進耐候試験装置は、ターゲットボードの反対側に配置された反射太陽光集中器を保持するフレームを有する。チャネルはターゲットボードに接続され、チャンバを形成するカバーを含んでいる。試料の第一面がチャンバに曝され、第二面が空洞に曝されるようにチャンバ内に試料は配置され、空洞を形成する。試料を所望の温度に保つための器具が空洞の中に配置され、試料と接している。
【発明の効果】
【００１８】
以上の本発明の促進耐候試験装置によれば、劣化速度を上昇させ、日々の使用で試料物質が実際に照射される自然の太陽光スペクトルと自然促進耐候試験装置の強度とを再現することができ、一層現実に近いデータ結果を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は２０に示されるように、本発明の一実施例である屋外自然促進耐候試験装置の斜視図である。促進耐候試験装置２０は試験サイクル中に複数の試料に対して太陽放射を集中させ、試料を流体供給部からの流体に曝す。当業者には理解されることであるが、前記流体は液体、気体、もしくは液体と気体の両方が混合された形態であってもよい。基本的な促進耐候試験装置２０には、動作部２４に接続された保持部２２が含まれる。前記動作部２４には、エアトンネル３０の反対側に配置された反射太陽光集中器２８を保持するフレーム２６が含まれる。
【００２０】
前記反射太陽光集中器２８は、およそ幅６インチ、長さ５５インチの大きさのエアトンネル３０に固定されたターゲットボード（図２参照）に固定されている一連の試料に対して自然太陽光の焦点を合わせる連続した１０枚の平坦な鏡を有するフレネル反射装置として構成されている。前記フレネル反射太陽光集中器は太陽約８個分の強度でターゲットボードの範囲に太陽放射を照射する。当業者には理解されることであるが、前記集中器の強度を増加、減少させるには、鏡を付け加えたり取り除いたりすることによって、又は鏡の反射特性を変化させることによって、又は、鏡と試料との間の光路にフィルターエレメントを挿入することによって、又は他の適当な方法を用いればよい。
【００２１】
太陽光集中器２８のミラーベッドとターゲットボードの両方は、日中の太陽の動きに追従して回転可能なフレーム２６によって保持されている。太陽の位置に反応する太陽追跡装置３２は、太陽の動きに追従するために試料を回転させるために用いられる電気モータの動作を制御する。太陽追跡装置３２は、このような機能をもたらすものであれば、従来用いられるいかなる装置でもよい。
【００２２】
ここに記載されているタイプの屋外促進耐候試験装置を操作するための規格化された試験方法が開発されている。米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）は屋外促進耐候試験を対象としており、これに限られるものではないが、試験手順と動作パラメータに関する規格Ｇ９０を規定してきた。その他の規格も、ＳＡＥ（既に上述）、フォード、国際標準化機構（ＩＳＯ）、米国規格協会（ＡＮＳＩ）、日本工業規格（ＪＩＳ）やその他の促進耐候試験を対象とする規格協会によって規定されてきた。しかしながら、屋外自然促進耐候試験装置試験サイクルに関連して密閉曝露チャンバの使用を組み入れた規格は一つも規定されていない。
【００２３】
保持部２２は図１に示されるような二軸の追跡装置、又は上述のロビンズ三世のものにて示されているような単軸の追跡装置であってもよい。いずれの追跡装置においてもミラーベッド２８が太陽光の入射角と垂直を維持するために、保持部２２と動作部２４の方位と位置を制御する従来の太陽追尾ユニット３２を用いることができる。これらいずれの保持部も当業者にはよく知られており、ＡＳＴＭ規格Ｇ９０−９４に記載されている。太陽に対応して装置を調節するために他の適当な保持部を用いてもよいことは本発明の教示の範囲内である。
【００２４】
フレーム２６は上向きに延設され、ミラーベッド２８に対して垂直である。エアトンネル３０は、略長方形の断面を有し、フレーム２６の上端で保持されている。空気循環機構３４は、好ましくは、かご形送風機であり、トンネル３０の一方の端に連通される。かご形送風機の替わりに空気を動かすのに適するどのような装置を用いても構わない。かご形送風機は、好適にはトンネル３０の内部に冷却用の周囲空気を循環させるための、電動モータにより動作するファンを有している。空気循環機構３４にはどのような従来の制御装置が用いられてもよいことは本発明の教示の範囲内である。例えば、前記制御装置には、かご形送風機内の電動モータやその他の適切な制御機構への電力供給を選択的に制御するために、ターゲットボード上の試料の温度を測定するセンサと一体をなす温度検出パネルが備えられてもよい。
【００２５】
図２に示されるように、エアトンネル３０は、ターゲットボードの長辺方向に延設するデフレクタを有しており、これは、従来はロビンズ三世の特許にて教示されているように、試料を冷却するために冷却用の周囲空気を、ターゲットボードを横切る方向に循環させるものである。後述するが、エアデフレクタは本発明においては異なる働きをし、主にエアトンネルからの空気の方向を決める通風孔の役割を果たす。
【００２６】
本発明の本実施例では、チャネル３６はターゲットボードと接続され、図２に示されるようにチャンバを形成するカバーを含んでいる。詳細は後述するが、流体供給部がチャンバと連通されており、集中太陽光を照射される間に試料の風化を促進し、試料と反応するために流体がチャンバへ流入される。チャネル３６は基部３８と前記基部から延設され、向い合って配置される細長い一対の側壁４０を有している。少なくとも一つの第一ポート４２が前記側壁４０の一つに配置される。第一導管４４は、それぞれの第一ポート４２を流体供給部へ動作可能に接続し、それぞれの第一ポートの第一導管が流体供給部からチャンバへの流体の第一通路を形成する。
【００２７】
好ましくは、促進耐候試験装置の一般的な操作に関連した事柄（すなわち、太陽の追尾やミラーベッドの調整）のうち、制御装置５０は、第一通路に動作可能に接続された少なくとも一つのレギュレータと、流体供給部からチャンバへ流体の供給を調節するための流体供給部と、チャンバから前記流体を排出させる所望の速度を調節するための第二通路へ動作可能に接続された少なくとも一つの第二レギュレータ５４とについて制御可能でありプログラム制御可能である。少なくとも一つの第一レギュレータと第二レギュレータのそれぞれが制御装置５０に応答可能であり、制御装置５０からの信号がレギュレータを通常は閉じた第一状態から、開いた第二状態へと所望の時間動作させ、試験サイクルの間流体がチャンバへ供給され又はチャンバから取り除かれる。少なくとも一つの第一レギュレータと第二レギュレータのそれぞれが、通常は閉じた第一状態から、所望の何割かは全開の状態である開いた第二状態へと開かれてもよいことは本発明の教示の範囲である。前記制御装置５０は好ましくは、前記の機能を提供するためにプログラム制御可能な電気的、電子的な設計であり、機械的設計が同一の機能を提供するために用いられうることは理解されるだろう。例えば、デジタル半導体装置は単純性、プログラム制御性、信頼性、価格の面で望ましい一方、タイマーを基礎とする機構のようなアナログ装置でも同じ機能を提供するということは理解されるだろう。加えて、レギュレータの動作はオペレータにより手動で行われてもよいことは本発明の教示の範囲に含まれるものである。
【００２８】
図２は、本発明に係る促進耐候試験装置の一実施例の部分分解図である。エアトンネル３０は、エアトンネルの底部やエアデフレクタ６０を明確に示すために、上下逆の状態で描かれている。開口面６２がエアトンネル３０内に形成され、ターゲットボード７０がそこに接続される。複数の支持支柱６４は、ターゲットボード７０を接続させるためにエアトンネル３０の一方の細長い側壁から他方の側壁へと開口面６２を横切って延設されている。
【００２９】
好ましくは、ターゲットボード７０は、ターゲットボード７０の穴を貫通するネジ部品によって支持支柱６４に接続される。ターゲットボード７０をエアトンネル３０に接続するために、他の接続形態を用いてもよいことは当業者にとって理解されるだろう。ターゲットボード７０をエアトンネル３０に着脱可能に接続するために、例えば、直角掛け留め具、面ファスナ、プッシュフィットファスナ、接着剤、あるいは他の適当な留め具装置を用いてもよい。
【００３０】
空気循環機構によって発生した空気が、従来ターゲットボード７０上に配置された試料を横切って送るためのエアデフレクタ６０へと運ばれる隙間を形成するために、ターゲットボード７０の寸法幅は、開口面６２の幅よりも小さくなっている。しかしながら、本発明においては、チャネル３６はターゲットボード７０に接続され、試料がそこに配置される。それゆえ、詳細は後述するように、前記隙間は空気循環機構によって発生した冷却用空気の排出口となる。好ましくは、チャネル３６はターゲットボード７０にネジ部品によって接続される。しかし、あらゆる適当な留具としての用具、器具、手段を用いてもよいことは当業者にとって理解されるだろう。
【００３１】
チャネル３６は、基部３８と前記基部から延設され向い合って配置された一対の細長い側壁４０を有している。各側壁４０にはカバー８０の端部８２を受けるための細長い受け部６６が形成されている。詳細は後述するが、カバー８０と受け部６６との間にはチャネル３６を密閉するためのガスケットが配置される。対向する細長い受け部６６内でカバー端部８２が受容されるように、カバー８０がチャネル３６と動作可能に接続されるとチャンバ９０が形成される。
【００３２】
少なくとも一つの第一ポート４２が第一導管と動作可能に接続されるため側壁４０の一つに配置され、流体供給部からチャンバへ流体が流れる第一通路を形成する。また、少なくとも一つの第一ポート４２のそれぞれが、端壁４１のどちらかに配置されてもよいことは本発明の教示の範囲内である。第一ポート４２のそれぞれは好ましくは、組立の容易性と、側壁４０の一つに形成される補足的なネジ穴との交換性を考慮して、ネジ式バーブ継手として構成される。異なる構成を持つポートや他の適切な手段を替わりに用いても構わないことは当業者にとって理解されるだろう。例えば、ＡＮフィッティング、ネジ式パイプフィッティング、コンプレッションフィッティング、プッシュロックフィッティングやその他の適当な手段である。さらに、第一ポート４２は側壁４０と一体として形成されてもよい。
【００３３】
本発明の一実施例によれば、少なくとも一つの第二ポート４３が側壁４０の一つに配置されると共に第二導管に動作可能に接続され、所望の速度でチャンバ９０から液体を排出するための第二通路を形成する。好ましくは少なくとも一つの第二ポート４３のそれぞれは、第一ポート４２に接続された側壁４０もしくは端壁４１のどちらかの壁の反対側に配置される。第二ポート４３のそれぞれが、第一ポート４２のそれぞれについて前述したように構成されても構わないことは、本発明の教示の範囲内である。
【００３４】
カバー８０は光透過性であり、好ましくはフィルタ要素を備えている。前記カバー８０とフィルタ要素は一体として形成されてもよく、または別個として形成されてもよいことは本発明の教示の範囲内である。好ましくは、前記カバーは透明であり、前記フィルタ要素はホウケイ酸塩により形成される。前記カバー及び前記フィルタ要素のための他の構造や構成によって適切な機能が得られることは当業者にとって理解されるだろう。例えば、前記カバーは、半透明であってもよいし、ガラスや他の適当な物質によって形成されてもよい。前記フィルタ要素は石英、透明基盤、光透過性基盤、自動車用窓ガラス、建造物用窓ガラス、蒸着薄膜オプティカルコーティング、干渉フィルタ、四分の一波長フィルタ、特定波長フィルタ要素、もしくはその他の適当な構造や構成であっても構わない。
【００３５】
図３は図２の分解図のＩ−Ｉ線に沿った横断面図である。エアトンネル３０には支持支柱６４とエアデフレクタ６０が備えられる。この横断面図はターゲットボード７０がエアトンネル３０にどのように接続されているかを示すため、支持支柱６４を貫通して描かれていることが理解できるだろう。隙間６３は、ターゲットボード７０とエアデフレクタ６０に隣接するエアトンネル３０の壁面の間に形成される。前記隙間６３は空気が排出されるために開いている。上述したように、ターゲットボード７０と支持支柱６４はネジ留具６５または他の適当な器具によって接続される。
【００３６】
チャネル３６は上述のように、ターゲットボードにネジ留具９２によって接続される。チャネル３６はチャンバ９０を形成するカバー８０を含んでおり、そこに試料１００が配置され、矢印１０２によって示される集中太陽光と紫外線が照射される。チャネル３６はさらに基部３８と、前記基部３８から延設され、向い合って配置される細長い一対の側壁４０を有している。好ましくは各々の側壁４０には、カバー８０の端部８２を受けるための細長い受け部６６がある。ガスケット８４はチャンバ９０内に流体が保持されるようにチャネル３６を密閉するために、カバー８０と受け部６６との間に配置される。受け部６６の一部分６７は、集中太陽光１０２の照射からガスケット８４を保護するために配置される。それによって、ガスケット８４の耐用年数が著しく増し、また劣化試験結果の正確性と再現性も向上する。
【００３７】
受け部６６が、カバー８０をはめ込み、ガスケット８４を塞ぐ必要がないことは本発明の教示の範囲内である。例えば、ガスケット８４はカバー８０がその上に配置される状態で各側壁４０上に配置されてもよい。また、カバー８０をチャネルに固定し、集中太陽光１０２の照射からガスケット８４を保護するために、直角器具のような支持部品がカバー８０と側壁４０にはめ込まれるように構成されてもよい。代わりに、受け部もしくは支持部品がカバー８０をはめ込む必要がない場合には、前記カバー８０は集中太陽光１０２への照射からガスケット８４を保護するための不透明な部品を備えてもよい。
【００３８】
図４〜図７に示されるように、少なくとも一つの第一ポート４２が側壁４０の一つに配置され、第一導管４４が少なくとも一つの第一ポート４２のそれぞれを流体供給部に動作可能に接続し、第一導管４４と少なくとも一つの第一ポート４２のそれぞれが流体供給部からチャンバ９０への流体の第一通路を形成している。少なくとも一つのレギュレータが、チャンバ９０へ導かれる流体の所望の速度と量を調節するため、第一通路に動作可能に接続される。
【００３９】
少なくとも一つの第二ポート４３が他方の側壁４０に配置され、第二導管４８に動作可能に接続されることによって、所望の速度でチャンバ９０から流体を排出するための第二通路を形成する。少なくとも一つのレギュレータがチャンバ９０から流体を排出する所望の速度を調節するため、第二通路に動作可能に接続される。
【００４０】
チャンバ９０から排出された流体は、好ましくは、試料１００からの分解生成物のために分析される。試料１００からの分解生成物を特定する分析方法は、従来用いられているどのようなものでも構わない。例えば、フーリエ変換赤外分光法、ガスクロマトグラフィー、高圧液体クロマトグラフィー、その他の適当な方法を用いてもよい。
【００４１】
試料１００はチャネル３６の基部３８に配置されてもよいし、好ましくはスタンドオフ１０１によって、所望の分、基部３８から一定の距離をおいてもよい。
【００４２】
図４は本発明の流体供給部１２０の一実施例を示している。この実施例では、流体供給部１２０は、流体１２４を収めているタンク１２２と、第一通路を経由して前記タンク１２２からチャンバへの流体１２４の流れを制御するためのレギュレータ１２６を有している。前記流体１２４は試料の劣化を増進させるための、どのような配合でもよい。例えば前記液体は、水、酸素、窒素、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、過酸化物、オゾン、または他の適当な流体であって構わない。本実施例では、前記流体１２４は好ましくは、レギュレータ１２６を開くことにより前記流体１２４がチャンバへ流入するように圧力が加えられた気体である。前記気体は試料の劣化を増進させるために適当な、どのような気体であっても構わない。例えば、前記気体は酸素、窒素、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、オゾン、または他の適当な気体であってもよい。
【００４３】
図５は本発明の流体供給部１２０の他の実施例を示している。この実施例では、前記流体供給部１２０は、複数のタンク１２２を有し、各タンクには異なる流体１２４が収められており、それぞれは、第一通路を介してチャンバと連絡するために、連結管１２８に動作可能に接続されている。レギュレータ１２６は各タンクを連結管１２８に動作可能に接続し、少なくとも一つのレギュレータ１２６が制御装置５０によって電気的に動作させられる。各タンク１２２に収められている前記流体１２４は、上述したように、試料の劣化を増進させるために適切などのような液体であっても構わない。一つの若しくは一つ以上の又は全てのレギュレータ１２６を手動で動作させてもよいことは本発明の教示の範囲内であるものである。
【００４４】
図６は本発明の流体供給部１２０のさらなる別の実施例を示している。この実施例では、前記流体供給部１２０は、流体１２４を収めるタンク１２２と、第一通路を介したタンク１２２からチャンバへの前記流体１２４の流れを調節するためのレギュレータ１２６を有している。本実施例では、前記流体１２４は好ましくは試料の劣化を増進させるのに適当なあらゆる液体であり得る。例えば、前記液体は、水、有機及び無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、過酸化物、または他の適当な液体であってもよい。本実施例では、制御装置５０は、タンク１２２からチャンバへの流体１２４の流れを調節するためのレギュレータ１２６を電気的に動作させる。タンク１２２からチャンバに流体１２４を流させるために、ポンプが第一通路に動作可能に接続されても構わない。重力供給方式のような、同一の機能を提供する他の方法を用いても構わない。
【００４５】
図７は本発明の流体供給部１２０のさらなる別の実施例を示している。本実施例において流体供給部１２０は、第一タンク１３２と、第二タンク１３６と、第一通路を介してチャンバとに連通されているアキュミュレータ１３０を有している。前記第一タンクには圧力が加えられた気体１３４が収められており、第一タンク１３２から前記アキュミュレータ１３０への前記気体１３４の流れを調節するためのレギュレータ１３５を有している。第二タンク１３６には液体１３８が収められており、それは第二タンク１３６からアキュミュレータ１３０への液体１３８の流れを調節するためのレギュレータ１３９を有している。
【００４６】
導管１４２を通ってアキュミュレータ１３０へ汲出すポンプ１４０によって、液体１３８は、第二タンク１３６からレギュレータ１３９を通り、汲出される。ノズル１４４は、アキュミュレータ１３０内で前記液体を噴霧状にして噴射するために導管１４２の末端に配置される。第一タンク１３２内部の前記気体１３４は、レギュレータ１３５が開かれると、導管１４６を通って流れ、アキュミュレータ１３０に圧力をかけるように、加圧されている。アキュミュレータの圧力は圧力ゲージ１４８によって観察可能である。
【００４７】
アキュミュレータ１３０は、前記気体１３４が、アキュミュレータ１３０内に噴射された前記液体へ拡散されるように、加圧される。ポンプ１５０は、前記気体／液体１３４、１３８の混合物をアキュミュレータ１３０から汲出し、前記混合物を第一通路を介してチャンバへ導く。本実施例においては、気体１３４は試料の劣化を促進するのに適切な、どのような気体であっても構わない。例えば前記気体は、酸素、窒素、硫黄酸化物、窒素酸化物、水酸化物、オゾン、または他の適当な気体であってもよい。さらに前記液体は、試料の劣化を促進するのに適切な、どのような液体であってもよい。例えば、前記液体は水、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、過酸化物、または他の適当な液体であってもよい。制御装置５０はレギュレータのうちの少なくとも一つを電気的に動作させる。本実施例に示されているように、液体レギュレータ１３９は制御装置５０により電気的に動作させられており、気体レギュレータ１３５は手動で制御されている。前記制御装置は、意図する機能をもたらすために、望ましければ両方のレギュレータを電気的に動作させてもよいことは理解されるだろう。
【００４８】
図８は本発明の他の実施例を示している。この実施例では、後に詳述する方法で、試料を所望の温度に保つために、エアトンネル３０はその内部を通る空気を動かす送風機と連通している。前記送風機によって送られる空気の量は、本明細書で参照として全面的に組み込まれているロビンズ三世に付与された米国特許番号４，８０７，２４７にて開示されている従来の方法での制御装置、または他の適当な制御装置によって調節される。
【００４９】
エアトンネル３０は、支持支柱６４とエアデフレクタ６０を有している。この横断面図はターゲットボード７０がエアトンネル３０にどのように接続されているかを示すために支持支柱６４を貫通して描かれていることが理解できるだろう。さらに、ターゲットボードとエアデフレクタ６０の側に設けられたエアトンネル３０の壁面との間で形成される隙間６３が、空気がそこを通り排出可能にするために開いていることが、本実施例では特に重要な点であることが理解できるだろう。上述したように、好ましくはネジ留具６５がターゲットボード７０を支持支柱６４に接続している。
【００５０】
本実施例ではターゲットボード７０は、概ね上述のように構成されるが、さらには所望の温度に試料１００を保つことを容易にするために、そこに形成された複数の開口７２を有している。この点の詳細は後述する。
【００５１】
チャネル３６は、上述のようにターゲットボードにネジ留具によって接続される。前記チャネル３６は、さらにチャンバ９０を形成するカバー８０を含み、反射太陽光集中器からの紫外線照射に曝されるために、試料１００がその内部に配置される。前記チャネル３６はさらに基部３８と、前記基部３８から延設され向い合って配置される細長い側壁４０を有している。側壁４０のどちらにもカバー８０の端部８２を受けるための細長い受け部６６がある。
【００５２】
チャンバ９０内に流体が保持されるように、ガスケット８４は、チャネル３６を密閉するためにカバー８０と受け部６６との間に配置される。カバー８０に対する流体による圧力によって、前記カバー８０はガスケット８４の方向に押されて、適切な密閉状態を提供する。側壁４０の一部分６７は反射太陽光集中器からの集中太陽光の照射からガスケット８４を保護する。前記ガスケットはどのような適切な材質で形成されていても構わないことは本発明の教示の範囲内である。例えば、前記ガスケットの組成は、ゴム、シリコン、ネオプレン、ナイロン、または他の人工もしくは自然のエラストマー材料であってもよい。
【００５３】
器具１６０は試料１００の片側と接触して配置され、試料を所望の温度に保つ。前記器具１６０には試料と接する基部１６２と、チャネル３６の基部３８とターゲットボード７０の開口７２を貫通し、エアトンネル３０へ延設する少なくとも一つのフィン１６４が備えられている。少なくとも一つの前記フィン１６４は、熱を試料１００から送風機によってエアトンネル内を流れる空気へと、伝導させ放散させる。その後前記空気はエアデフレクタ６０のそばの隙間を通って排出される。本実施例では前記器具１６０は好ましくは金属性ヒートシンクである。前記器具は適当な熱伝導特性を持っているどのような材質によってでも構造上構成されて構わないことは理解されるだろう。例えば前記器具は、熱伝導可能ないかなる非絶縁性材料で構成されてもよい。
【００５４】
少なくとも一つの第一ポート４２が側壁４０のうちの一つに配置され、図４〜図７で示されたように、前記第一導管４４は、少なくとも一つの第一ポート４２のそれぞれを流体供給部に動作可能に接続し、前記第一導管４４と少なくとも一つの第一ポート４２のそれぞれが流体供給部からチャンバ９０へ流れる流体の第一通路を形成している。少なくとも一つの第一ポートのそれぞれは上述のように構成、構築されても構わない。少なくとも一つのレギュレータが所望の流体供給速度を制御するために第一通路に動作可能に接続される。
【００５５】
本発明の一実施例では、少なくとも一つの第二ポート４３がもう他方の側壁４０に配置され、第二導管４８と動作可能に接続され、所望の速度でチャンバ９０から流体を排出するための第二通路を形成する。少なくとも一つの第二ポートのそれぞれが上述したように構成、構築されてもよい。さらに、チャンバへの流体の供給と排出の代替となる実施例が考えられる。例えば上述の実施例に加えて、第一導管と第二又は第三導管は場合によっては同心的になっている。少なくとも一つのレギュレータは、流体排出の所望の速度を制御するために第二通路に動作可能に接続される。
【００５６】
チャンバ９０から排出された流体は、試料１００からの分解生成物のために分析される。試料９０からの分解生成物を特定する分析方法は、従来用いられているどのようなものでも構わない。例えば、フーリエ変換赤外分光法、ガスクロマトグラフィー、高圧液体クロマトグラフィー、その他の適当な方法を用いればよい。
【００５７】
本実施例では第一ポート４２はプッシュフィットもしくはチャネル３６の側壁４０に嵌込するネジが不要な干渉フィッティングであることがわかる。その他ポートを提供するための様々な構成は上述の通りである。第一導管４４は、周囲グリップ、ホースバーブ、ホースクランプ締め、または他の適当な接続形態など、どのような従来の方法によって、ポート４２に接続されても構わない。
【００５８】
本発明の本実施例の別の構造並びに機能特徴は、上述の実施例と同一である。
【００５９】
図９は本発明のさらに別の実施例の横断面図である。本実施例の基本的な構成と機能は図３と図８について上述されたものと同じである。しかしながら、本実施例における器具１６０は、異なる構成で同じ機能を提供する。本実施例では器具１６０は試料１００と接触している基部１７０を有している。少なくとも二つの間隔がとられた脚１７２ａ、１７２ｂが、熱を試料１００からエアトンネル３０を流れる空気へと放散させるために基部１７０からエアトンネル３０まで延設している。上面１７４は、脚１７２ａ、１７２ｂに接続され、電源が接続される第一端１７６と第二端１７８を有している。好ましくは、前記器具１６０は半導体によって構成された脚を持っており、第一端１７６と第二端１７８との電圧差により、試料１００からの熱をエアトンネル３０内を通る空気へと放散させるような熱電器具である。
【００６０】
前記熱電器具は、電流が二つの導体を通って流れるときには加熱または冷却効果が発生するという理論、つまりペルチェ効果によって動作するソリッドステートのヒートポンプである。二つの異なる材料の自由端に電圧をかけると温度差が生じる。この温度差をもって、ペルチェ冷却が熱を一端から他の一端へ移動させることになる。本実施例では前記熱電器具は、二つの異なる導体のような役割を果たす一連のｐ−タイプ及びｎ−タイプの半導体要素からなる。すなわち、脚１７２ａはｐ−タイプであるのに対して、脚１７２ｂはｎ−タイプの半導体要素である。図のように他の脚が用いられた場合には、配列はｐ−タイプ、ｎ−タイプ、ｐ−タイプ、ｎ−タイプの連続を繰り返すことになる。前記一連の要素は二つのセラミックプレートに電気的に直列で、熱的に並列で半田付けされる。直流電流がｎ−タイプからｐ−タイプへ、一対又はそれ以上の対の要素を通って流れると、基部１７０（低温側）では温度が減少し、結果として試料１００から熱を吸収する。前記熱は、電子が高エネルギー状態から低エネルギー状態へ移ることとにより、電子伝達によって前記熱電器具を通り上面１７４（高温側）で放出される。熱電器具１６０の熱ポンプ容量は、電流及び前記器具のｎ−タイプとｐ−タイプ要素（もしくは対）の組数に比例する。空気循環機構が前記熱電器具の脚を通って、空気を動かし、そこで熱は上部１７９から、後に隙間からエアデフレクタのそばを通り排出される空気へと移動する。
【００６１】
本発明の本実施例の残りの構造と機能は、図３と図８に関連して上述されたものと同じである。
【００６２】
図１０は試料１００に太陽光を集中させるのに用いられるタイプの促進耐候試験装置を対象とした本発明のさらに別の実施例における横断面図である。本発明の本実施例は図３で示される実施例に類似していることがわかるだろう。エアトンネル３０は支持支柱６４とエアデフレクタ６０を有している。しかしながら、図３で説明された実施例と同様に空気循環機構は、本実施例が適切に機能するためには必要ではない。上述のように、ターゲットボード７０は上述されたような適切な留具によって支持支柱６４に接続される。
【００６３】
チャネル３６は上述のように、ネジ留具または他の適当な留具によってターゲットボード７０に接続される。前記チャネル３６はチャンバ９０を形成するカバー８０を含み、さらに前記チャネル３６は基部３８と、前記基部３８から延設され向い合って配置される細長い一対の側壁４０を有している。各側壁４０にはカバー８０の端部８２を受けるための細長い受け部６６がある。カバー８０と受け部６６との間には、流体をチャンバ９０内に保持しチャネル３６を密閉するためのガスケット８４が配置される。本実施例では好ましくは、ガスケット８４はカバー８０の端部８２を受けるためにＣ形状をしており、それぞれの表面にぴったりと合い、受け部６６を構成する。結果として本実施例におけるガスケット８４はチャンバ９０を密閉するためには流体の圧力に依存しないこととなる。
【００６４】
試料１００はチャンバ９０内に配置され、試料１００の第一面１００ａはチャンバ９０に曝され、試料１００の第二面１００ｂは空洞１８０に曝されるように、空洞１８０を形成する。器具１６０は、試料１００を所望の温度に保つために、試料１００と接する前記空洞１８０内に配置される。
【００６５】
本実施例では、器具１６０は、試料を所望の温度に保つための冷却材を保持するための柔軟壁容器として構成される。図１０にて実線で示されている前記柔軟壁容器１６０は、冷却材が前記柔軟壁容器１６０内に存在しない第一動作位置に配置されている。図１０にて破線で示されているように、第二動作位置では、前記柔軟壁容器１６０には内部に冷却材が存在するため膨張し、試料と空洞壁面にぴったりと接する。
【００６６】
前記柔軟壁容器１６０は、冷却材供給源と連通している吸入口１８２と、所望の速度で柔軟壁容器から冷却材を排出するために調節された排出口１８４とに動作可能に接続されている。前記冷却材と柔軟壁容器は、本実施例においては試料１００から熱を吸収するために適したいかなる非絶縁材料で構成されていてもよい。例えば前記冷却材は、冷却空気、エチレングリコール、フルオロカーボン冷却材、アルコール、冷凍ガス、熱交換用流体、その他いかなる適当な物質であってもよい。前記柔軟壁容器はゴムのような自然もしくは人工エラストマー材料や他の適当な物質によって構成されてもよい。
【００６７】
図１０によれば、試料１００はチャンバ内に形成されたくぼみ１８６内で比較的緩く配置されることが理解できよう。この構成によって、試料１００の取り外しや交換が容易になる。しかしながら、これらの試料１００は、いかなる適当な方法によっても、くぼみ１８６や他の取り付け機構に取り外し可能に取り付けられることが可能であり、ここで述べたものと同じ機能を得ることができることは理解できよう。
【００６８】
前記冷却材供給源は、所望の冷却効果を得るために、図４〜図７について上述されたいずれの実施例に従って構成されてもよい。換言すると、前記冷却材供給源は、一つのタンク、複数のタンク、気体と液体の混合、気体と液体を混合するためのアキュミュレータ、電気作動レギュレータ、ポンプ、または図４〜図７について上述された他のいかなる構造的又は機能的構成を有するものでも構わない。
【００６９】
本発明の本実施例はさらに、少なくとも一つの第一ポート４２、少なくとも一つの第二ポート４３、流体供給部、カバー、そして上述された機能を達成するための図３について述べられた他の全ての構造要素を有するものである。
【００７０】
本発明はここではその好ましい実施例について記載されたものの、その記載は実例の意味にすぎず、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるものではない。従属クレームによって定まる本発明の真の精神と範囲から離れることなく当業者によって様々な改良や変更がなされうるものである。例えば、制御信号や入力信号の替わりに機械的または光学的制御装置を用いても構わないし、送風よりも鏡を用いて温度を変化させる方法を用いても構わない。例えば送風機の速度を変える替わりに鏡の焦点をずらすことによって同じ結果を得ることとができる。さらに、試料の上を循環する冷却空気の量を変えるためにエアトンネル内でダンパ又は機械式バルブを用いることもできる。最後に、フィルタ（偏光角フィルタ、干渉フィルタ、チューナブル・フィルタなど）を、放射輝度と温度に影響を与えるために用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施例の屋外自然促進耐候試験装置の斜視図である。
【図２】図１の屋外自然促進耐候試験装置の部分分解図である。
【図３】図２の屋外自然促進耐候試験装置のＩ−Ｉ線に沿った横断面図である。
【図４】図１の屋外自然促進耐候試験装置に動作可能に接続された流体供給部の概略図である。
【図５】図１の屋外自然促進耐候試験装置に動作可能に接続された流体供給部の概略図である。
【図６】図１の屋外自然促進耐候試験装置に動作可能に接続された流体供給部の概略図である。
【図７】図１の屋外自然促進耐候試験装置に動作可能に接続された流体供給部の概略図である。
【図８】図２の屋外自然促進耐候試験装置の他の実施例のＩ−Ｉ線に沿った横断面図である。
【図９】図２の屋外自然促進耐候試験装置のさらなる他の実施例におけるＩ−Ｉ線に沿った横断面図である。
【図１０】図２の屋外自然促進耐候試験装置のさらなる他の実施例におけるＩ−Ｉ線に沿った横断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
２０  促進耐候試験装置
２２  保持部
２４  動作部
２６  フレーム
２８  反射太陽光集中器
２８  ミラーベッド
３０  エアトンネル
３４  空気循環機構
３６  チャネル
３８  基部
４０  側壁
４２  第一ポート
４３  第二ポート
４４  第一導管
４８  第二導管
５０  制御装置
６０  エアデフレクタ
７０  ターゲットボード
７２  開口
８０  カバー
９０  チャンバ
１００  試料
１０２  集中太陽光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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