(57)【要約】【課題】耐候耐食性試験や耐熱耐水性試験に共通して利用し得る複合劣化促進装置の具体的な構成を提供する。【解決手段】複合劣化促進装置１は、温湿度の制御可能な試験室１１内に、試験体の保持台３０と塩水噴霧装置４０とが設けられるととともに、この試験室１１の一面に取り付けられた仕切り板３２の外側に、保持台３０の表面に正対するようにして光源ユニット３３が設置される。光源ユニット３３は、発光特性の異なるものが外形寸法を共通化されて交換自在に取り付けられる。試験室１１内には、仕切り板３２の表面に向かって洗浄水を流下させうる流水溝４４を備えた洗浄装置が設けられる。【選択図】図３
2005077220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験体の保持台と塩水噴霧装置とを具備してなる温湿度制御可能な試験室に、上記保持台の表面に正対する開口部が設けられ、表面に透光性の仕切り板を備えた光源ユニットが、上記開口部の外側に設置されるとともに、上記仕切り板の試験室内側には、塩水噴霧の前後に仕切り板の室内側表面を流水によって洗浄する洗浄装置が設けられたことを特徴とする複合劣化促進装置。
【請求項２】
洗浄装置は、仕切り板の略全幅にわたって仕切り板の表面に水を流下させうる流水溝を備えるとともに、この流水溝と仕切り板との間隔が調整可能となされた請求項１に記載の複合劣化促進装置。
【請求項３】
試験体の保持台の表面が、鉛直面に対して仰角２０度±１０度の範囲で固定可能となされた請求項１に記載の複合劣化促進装置。
【請求項４】
試験体の保持台が、光源ユニットからの照射光の光軸方向に沿って移動することにより、照射距離を調整可能となされた請求項１記載の複合劣化促進装置。
【請求項５】
外形寸法の共通化された複数種類の光源ユニットが交換可能となされた請求項１に記載の複合劣化促進装置。
【請求項６】
試験体の保持台の裏面に向かって冷却水を散布しうる冷却装置を具備してなる請求項１に記載の複合劣化促進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種外装材等の耐候耐蝕性や耐熱耐水性を試験するために、人工的な環境下で外装材の試験体に複合的な劣化を生じさせる複合劣化促進装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
＜耐候耐蝕性試験＞
建築用の外装材や自動車のボディ等に用いられる金属板は、一般に、耐候性試験や耐食性試験によってその性能が評価されている。
【０００３】
耐候性試験のための装置としては、カーボンアークを光源とするサンシャインウェザーメーター、キセノンランプを光源とするキセノンウェザーメーター、メタルハライドランプを光源とするメタルハライドランプ試験機などがある。それらを用いて、試験体に対し、連続照射、または連続照射と散水を繰り返す方法あるいは装置として、例えばＪＩＳ・Ｄ０２０５の「自動車部品の耐候性試験方法」や、特許文献１記載の促進耐候試験装置などが知られている。
【０００４】
また、耐食性試験のための装置としては、ＪＩＳ・Ｚ２３７１の「塩水噴霧試験方法」に規定された、塩水を連続的に噴霧する塩水噴霧装置がある。また、ＪＡＳＯ・Ｍ６０９−９１の「自動車用材料腐食試験方法」に規定された、塩水噴霧・乾燥・湿潤を繰り返して行える複合サイクル試験装置がある。また、特許文献２及び３には、塩水噴霧や乾燥、湿潤等のサイクルを変化させて、より忠実に腐食現象を再現しようとした試験方法も提案されている。
【０００５】
しかし、実際の屋外環境下で使用される金属板には、光線（可視光・紫外線・赤外線）や熱による被膜の劣化と、水分、塩分、酸（酸性雨）および湿潤・乾燥の繰り返しによる鋼板の腐食が、複合的かつ連続的に生じる。上記のような試験方法では、耐候性試験と耐食性試験とが別々に行われることが殆どで、一部の研究では両試験を交互に実施する例があるが、いずれにしても、塗膜の劣化と鋼板の腐食とを同時的かつ複合的に促進させることができない。
【０００６】
このような事情から、本出願人は、特願２００２−０８３３９４において、ひとつの試験装置内で、日射を想定した任意の温度環境下、任意の時間及びサイクルで、紫外線照射、塩水（中性または酸性）の噴霧、散水（中性または酸性）、湿潤、結露、休止、乾燥等を連続的または断続定に実施することにより、実環境に近い条件で、被膜の劣化と鋼板の腐食を同時的かつ複合的に進行させることのできる複合劣化促進方法を提案している。
＜耐熱耐水性試験＞
一般に、建築物の屋根や外壁に用いられる外装材は、化粧材（表面材）や下地材、補強材など、異種類の素材を組み合わせて構成されている。これらの外装材は、全体が徐々に温まったり水に浸かったりするわけではなく、日射により表面から急激に加熱されたり、降雨により表面から急激に冷却されたりして、表裏面の間や、表面材と下地材との間で劣化の進行状態や収縮状態に差異が生じる。したがって、この種の外装材の耐久性を正確に評価するためには、構成材料個々の耐熱性や耐水性だけでなく、それらの構成材料を組み合わせた状態での複合的な劣化状態を正確に把握する必要がある。
【０００７】
しかしながら現状では、前記のような複合劣化を実環境に近い条件で人工的に進行させ、その状態を検査する方法は確立していない。例えば代表的な屋根材料のひとつであるアスファルトルーフィングに関して、ＪＩＳ・Ａ・１４３６に規定された「建築用被膜材料の下地不連続部における耐疲労性試験方法」があり、また、タイル用接着剤に関して、ＪＩＳ・Ａ・５５４８の「陶磁器質タイル用接着剤」に規定された性能規格があるが、これらの試験では、日射熱の影響や、吸湿・乾燥の繰り返しによる形状の変化、表面材と下地材との密着性の低下など、現実的な劣化状態を把握することができない。
【０００８】
このような事情から、本出願人は、特願２００２−０８３３９３において、ひとつの試験装置内で、日射を想定した任意の温度環境下、赤外線を含む波長域の光照射、散水（中性または酸性）、湿潤、結露、休止、乾燥等を連続的または断続定に実施することにより、実環境に近い条件で、外装材の表面及び内部における複合的な劣化を進行させることのできる複合劣化促進方法を提案している。
【特許文献１】特開昭６３−２２２２４０号公報
【特許文献２】特開昭５６−１２６７４０号公報
【特許文献３】特開昭６０−１６９７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記特願２００２−０８３３９３及び特願２００２−０８３３９４４において提案された耐候耐食性試験や耐熱耐水性試験に共通して利用し得る複合劣化促進装置の具体的な構成を提案するものである。
【００１０】
かかる装置の開発に際して、本出願人は、従来の各種試験装置の様々な組み合わせを模索し、温湿度を制御しうる試験室内に、試験体を設置するための保持台や、光源、散水装置、塩水噴霧装置等をバランス良く組み込むことを検討した。この検討過程においては、特に、光照射のための光源が高熱を発して試験室内の温湿度制御に影響を及ぼすので、この影響を小さくして、試験室内の温湿度制御を容易にする必要があることや、試験室内に塩水が噴霧されて充満すると、乾燥後に塩分が光源の表面に残存して光照射の妨げになるので、これを防止する必要があるという課題が見出された。
【００１１】
上記した課題のうち、光源が発する高熱の制御に関しては、試験体を保持する試験室と光源とをガラス板等からなる開口部によって仕切り、その開口部を通じて光源を照射することが考えられる。しかし、この場合でも、開口部に取り付けられるガラス板等の表面に塩分が付着する問題が残る。ガラス板への塩分付着を防ぐ方法としては、塩水噴霧時に遮断スクリーンを設けたり、絶えずワイパーでかき落としたりする方法がある。しかし、遮断スクリーンは材質や密閉方法が問題であり、機構的にも複雑になる。またワイパーも駆動部を要するので機構が複雑になり、ガラス面に傷をつけるという問題もある。
【００１２】
本発明は上記のような検討を経てなされたものであり、コストの低い簡単な機構で、効果的に塩分付着を防止することのできる複合劣化促進装置の具体的な構成を提案することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記のような課題を解決するため、本発明の複合劣化促進装置の構成は、試験体の保持台と塩水噴霧装置とを具備してなる温湿度制御可能な試験室に、上記保持台の表面に正対する開口部が設けられ、表面に透光性の仕切り板を備えた光源ユニットが、上記開口部の外側に設置されるとともに、上記仕切り板の試験室内側には、塩水噴霧の前後に仕切り板の室内側表面を流水によって洗浄する洗浄装置が設けられたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、試験体を定置するための試験室と高熱を発する光源ユニットとが透光性の仕切り板を隔てて区画されるので、試験室内の温湿度の制御が容易になる。また、試験室内に塩水が噴霧されて充満しても、光源ユニットが塩分の影響を受けないので、維持管理が容易になる。
【００１５】
さらに、洗浄装置を利用して、仕切り板の表面に付着する塩分を洗浄することにより、常に良好な状態の光照射が得られる。この洗浄は、塩水の噴霧後だけでなく、噴霧の直前にも行うようにすれば、仕切り板の表面に水膜が作られて塩分の付着を少なくすることができるので、噴霧後の洗浄もさらに容易になる。
【００１６】
この洗浄装置は、仕切り板の略全幅にわたって仕切り板の表面に水を流下させうる流水溝を備えるとともに、この流水溝と仕切り板との間隔が調整可能となされるのが好ましい。この構成によれば、洗浄のための水が試験室内や試験体の表面に跳ね返ることもなく、コストの低い簡単な機構で、効果的に塩分付着を防止することができる。
【００１７】
また、本発明の複合劣化促進装置は、試験体の保持台の表面が、鉛直面に対して仰角２０度±１０度の範囲で固定可能となされたことを特徴とする。この仰角を設けることにより、ＪＩＳ・Ｚ２３７１の「塩水噴霧試験方法」に準拠した様々な種類の耐食性試験を行うことができる。なお、当然ながら、光源ユニットも、これに合わせて２０度±１０度の俯角をなすように配置される。
【００１８】
また、本発明の複合劣化促進装置は、試験体の保持台が、光源ユニットからの照射光の光軸方向に沿って移動することにより、照射距離を調整可能となされたことを特徴とする。これによると、例えば光源の出力が使用時間とともに低下しても、その出力に応じて、試験体表面の照度分布や温度分布を適正に維持することができる。また、試験室内に噴霧される塩水の流動性等に応じて試験体の位置を変化させることもできる。
【００１９】
また、本発明の複合劣化促進装置は、外形寸法の共通化された複数種類の光源ユニットが交換可能となされたことを特徴とする。これにより、種類の異なる光線の影響を一台の装置で試験することが可能になり、装置の調達コストや運用コストを節約することができる。光源の種類は、耐候耐蝕性試験用としてはメタルハライドランプやキセノンランプ等の紫外線光源が好適であり、耐熱耐水性試験用としては赤外線ランプ等のランプ型可視・赤外光源が好適であるが、試験の目的等に応じて他の種類の光源を利用することも可能である。
【００２０】
また、本発明の複合劣化促進装置には、試験体の保持台の裏面に向かって冷却水を散布しうる冷却装置が設けられてもよい。これにより、試験体の裏面温度を制御しやすくなる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の複合劣化促進装置は、試験室と光源ユニットとが仕切り板を隔てて区画されるので、光源の種類に関わらず、様々な条件下での試験が可能になり、試験室内の温湿度の制御も容易になる。また、試験室内に塩水が噴霧されて充満しても、光源ユニットが塩分の影響を受けないので、光源の維持管理も容易になる。さらに、仕切り板の表面を洗浄し得る洗浄装置を試験室内に設けることにより、常に良好な状態の光照射が得られる。
【００２２】
洗浄装置の構成としては、仕切り板の略全幅にわたって仕切り板の表面に水を流下させうる流水溝を備えるとともに、この流水溝と仕切り板との間隔が調整可能となされるのが好ましい。これによれば、洗浄のための水が試験室内や試験体の表面に跳ね返ることもなく、コストの低い簡単な機構で、効果的に塩分付着を防止することができる。
【００２３】
また、試験体の保持台を移動可能にして光源ユニットからの距離を拡縮させることにより、光源の出力に応じて、試験体表面の照度分布や温度分布を適正に維持することができる。試験体の保持台に２０度±１０度の仰角を付与して、その角度を調整できるようにすれば、ＪＩＳ・Ｚ２３７１の「塩水噴霧試験方法」に準拠した耐食性試験を行うことができる。
【００２４】
さらに、複数種類の光源ユニットの外形寸法を共通化して交換可能とすることにより、活用範囲が拡大し、装置の調達コストや運用コストを節約することができる。
【００２５】
また、試験体の保持台の裏面を冷却し得る冷却装置を試験室内に設けることにより、試験体の裏面温度を制御しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００２７】
図１〜図３は本発明の複合劣化促進装置の実施形態を示す。図１は平面図、図２は正面図、図３はＡ−Ａ断面図である。
【００２８】
この複合劣化促進装置１の本体は、一辺が２ｍ弱程度の直方体形状で、正面から見て左側の上部に試験室１１が設けられ、試験室１１の背面側に光源室１２、試験室１１の右側に制御室１３がそれぞれ設けられている。また、本体の外側には、電源供給ユニット１４が接続されている。
【００２９】
試験室１１内には、ガラリ状の通気部１５によって区画された冷却室１６が設けられ、この冷却室１６に設置された冷却コイル１７やファン１８、試験室１１の下側に設置された空冷式冷凍機１９、制御室１３内に設置された攪拌装置２０、光源室１２の下部に設置されたチラーユニット２１や加湿器２２等によって、温湿度を制御しうるようになっている。これらの制御は、本体の正面右側に設けられた制御パネル２３を通じて操作される。また、冷却室１６の上部と光源室１２の上部には、排熱や換気のためのダクト２４，２５が接続されている。なお、上記装置類の構成や位置関係は単なる一例であり、全体の大きさや形状に応じて適宜、変更可能である。
【００３０】
試験室１１内には、試験体を定置するための保持台３０が据え付けられている。保持台３０は、ステンレス鋼やチタン等の高耐蝕性金属により形成され、試験体の保持面が背面側に向かって２０度±１０度の仰角θをなすように設置されている。この保持台３０は、正面側から見て傾斜角θの登り勾配となるように設けられた基台３１上に設置され、この基台３１が適宜の角度調整手段によって傾斜角θを変更できるように取り付けられるとともに、保持台３０が基台３１上を前後方向に摺動しうるように保持されている。
【００３１】
試験室１１と光源室１２との間には、保持台３０の保持面と正対するようにして開口部が設けられ、この開口部の外側（光源室１２側）に光源ユニット３３が設置されている。光源ユニット３３の表面には、透明の耐熱ガラス等からなる仕切り板３２が取り付けられ、光源ユニット３３からの照射光が仕切り板３２を通じて保持台３０の保持面を照射する。光源ユニット３３及び仕切り板３２は、保持台３０に向かって俯角θの傾斜をなすように取り付けられ、この俯角θも適宜の調整手段によって変更できるようになっている。光源ユニット３３は、例えばメタルハライドランプやキセノンランプ等の紫外線光源、あるいは赤外線ランプ等のランプ型可視・赤外光源を略箱型のユニット筐体に収容したもので、発光特性の異なる複数種類の光源ユニット３３が共通の外形寸法に形成され、本体の背面側に設けられた着脱自在の取替口３４を通じて簡単に交換できるようになっている。
【００３２】
試験室１１内における保持台３０の裏面（正面）側には塩水噴霧装置４０が設置され、噴霧ノズル４１が上方に向けて突設されている。この塩水噴霧装置４０には、外部に接続された塩水タンク４２から塩水が供給される。また、塩水噴霧装置４０の近傍からホース４３が引き出されて保持台３０の裏面に取り付けられ、このホース４３から保持台３０の裏面に冷却水が散布されるようになっている。
【００３３】
また、仕切り板３２の上部付近には、仕切り板３２の表面に水を流下させる流水溝４４を備えた洗浄装置が設置されている。
【００３４】
流水溝４４は、仕切り板３２の幅方向に延びる断面Ｕ字形ないし凹形の樋のような溝で、両端が閉じられ、その中にホース等を介して上方から水が流し込まれるようになっている。これにより、流水溝４４から溢れた水が、仕切り板３２の略全幅にわたって、仕切り板３２の表面をカーテン状に流下する。流水溝４４は、仕切り板３２の上縁部から数ミリの距離に取り付けられて、仕切り板３２までの距離を調整できるように保持されている。これにより、仕切り板３２の俯角θを変化させた場合でも、仕切り板３２の表面に良好な状態で水を流下させることができる。
【００３５】
さらに、本体の正面から見て左側面には、試験室１１内に試験体を出し入れするための開閉扉５０が設けられている。この開閉扉５０は、正面側を吊元として外開きになるように取り付けられている。このようにして開閉扉５０を取り付けると、例えば紫外線等の照射中、作業者が照度を確認したりする必要から開閉扉５０を開けた場合でも、光源が直接、作業者の目に入らず、作業者を強力な光照射から保護することができる。
【００３６】
さらに、この開閉扉５０の内側には、開閉扉５０の開口面の一部を遮蔽しうる遮蔽板５１が取り付けられ、開閉扉５０の枠部から出し入れ可能に保持されている。この遮蔽板５１には、試験室１１内に照度計その他の計器類を挿入しうる小さな窓穴（図示せず）が形成されている。このような遮蔽板５１を取り付けることにより、紫外線等の照射中であっても、試験室１１内の状態をより安全に計測することが可能になる。
【００３７】
本発明の複合劣化促進装置は上記のように構成されているので、例えば、塩水（中性または酸性）噴霧→紫外線または赤外線を含む波長域の光照射→散水（中性または酸性）→高温高湿状態→冷却による結露→休止→乾燥、といったサイクルで、様々な劣化因子に対する複合的な試験を実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の複合劣化促進装置は、建築物や車両の他、屋外に設けられる各種の設備・機械類の外装材として使用される材料の耐久性試験に幅広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係る複合劣化促進装置の内部平面図である。
【図２】図１の複合劣化促進装置の正面図である。
【図３】図１の複合劣化促進装置のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    複合劣化促進装置
１１  試験室
３０  保持台
４０  塩水噴霧装置
３２  仕切り板
３３  光源ユニット
４４  流水溝
５０  開閉扉
５１  遮蔽板
【図１】
2005077220.tif 000003
【図２】
2005077220.tif 000004
【図３】
2005077220.tif 000005