(57)【要約】【課題】  材料の風化相関の特性把握するためのアッセンブリー。【解決手段】  材料から形成された試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの自然促進耐候性試験装置の配列を含む。それぞれの自然促進される風化および試験装置は試験片を所望の温度で維持するための温度制御システムを含んでいる。自然促進耐候性試験装置の複数のセットが配列内で定義されまた試験片は異なる太陽熱放射強度に暴露される。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料から形成された試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの自然促進耐候性試験装置の配列と、
試験片を所望の温度で維持するための温度制御システムを含んでいる各自然促進耐候性試験装置と、
配列内で定義された自然促進耐候性試験装置の複数のセットを備え、
各セット内の試験片が異なる太陽熱放射強度に暴露されることを特徴とする材料の風化相関を特性決定するためのアッセンブリー。
【請求項２】
各自然促進耐候性試験装置が、集光集熱された太陽熱放射の暴露用に試験片を支持するためのターゲット・ボードと、
試験片の暴露用にターゲット・ボード上に集光集熱された太陽熱放射強度の方向を集中するための集光集熱装置と、
試験片の温度を所望の温度に調節するための装置をさらに含んでいることを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリー。
【請求項３】
温度制御システムが試験片の所望の温度を動的に定義して、材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルをシミュレートすることを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリー。
【請求項４】
複数のセットのそれぞれが少なくとも１個の自然促進耐候性試験装置を含むことを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリー。
【請求項５】
各自然促進耐候性試験装置が、集光集熱された太陽熱放射強度を試験片に導くための集光集熱装置をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリー。
【請求項６】
各集光集熱装置が少なくとも１つの集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項５に記載のアッセンブリー。
【請求項７】
集光集熱要素数ＣＥが複数セットの各セットの数Ｓに正比例し、よって集光集熱要素数が等式ＣＥ＝Ｓで決定されように各集光集熱装置が一定数の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項５に記載のアッセンブリー。
【請求項８】
集光集熱要素数ＣＥが複数セットの各セットの数Ｓに比例し、よって集光集熱要素数が等式ＣＥ＝Ｓ＊２で決定されるように各集光集熱装置が一定数の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項５に記載のアッセンブリー。
【請求項９】
第１セットが２個の集光集熱要素を含み、第２セットが４個の集光集熱要素を含み、第３セットが６個の集光集熱要素を含み、第４セットが８個の集光集熱要素を含み、第５セットが１０個の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項８に記載のアッセンブリー。
【請求項１０】
各集光集熱要素が異なる太陽熱放射強度を供給するように試験片に対して調節可能であることを特徴とする請求項６に記載のアッセンブリー。
【請求項１１】
各集光集熱装置が異なる太陽熱放射強度を供給するように試験片に対して調節可能な焦点距離を持つことを特徴とする請求項５に記載のアッセンブリー。
【請求項１２】
温度制御システムが材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルを表す動的な基準信号を連続的に生成する入力装置と、
所望の温度を選択的に維持するため動的な基準信号に応答するように入力装置に接続された制御装置を含むことを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリー。
【請求項１３】
第１自然促進耐候性試験装置の入力装置が配列から離れて配置されることを特徴とする請求項１２に記載のアッセンブリー。
【請求項１４】
他の自然促進耐候性試験装置が第１の自然促進耐候性試験装置から従属的に制御されるように、他の各自然促進耐候性試験装置の入力装置が、第１の自然促進耐候性試験装置及び配列のその他の自然促進耐候性試験装置とに直列に順次連結することを特徴とする請求項１３に記載のアッセンブリー。
【請求項１５】
他の自然促進耐候性試験装置それぞれの入力装置が第１の自然促進耐候性試験装置に接続されることを特徴とする請求項１３に記載のアッセンブリー。
【請求項１６】
入力装置が感温構成要素、記録された環境温度サイクルを再生するための装置、複雑な温度サイクルを生成するための装置及び非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項１２に記載のアッセンブリー。
【請求項１７】
温度制御システムが
集光集熱された太陽熱放射をターゲット・ボードに暴露するために取付けられ且つその温度に応答し、試験片の温度を表す試験信号を生成するフィードバック装置と、
材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルを表す動的な基準信号を連続的に生成するための入力装置と、
入力装置とフィードバック装置に接続された制御装置を含み、
この制御装置は、試験片の温度を所望の温度に制御調節するために、装置の選択的制御用に所望の温度を表す制御信号を生成するための動的な基準信号と試験信号に応答し、この調節は一般的に試験片温度が所望の温度より大きいときは増加され、またこの調節は一般的に試験片温度が所望の温度より低いときは減少され、またこの調節は一般的に試験片温度が所望の温度に実質的に等しいときは一定に維持されることを特徴とする請求項２に記載のアッセンブリー。
【請求項１８】
入力装置が感温構成要素、記録された環境温度サイクルを再生するための装置、複雑な温度サイクルを生成するための装置及び非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項１７に記載のアッセンブリー。
【請求項１９】
フィードバック装置が感温構成要素と非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項１７に記載のアッセンブリー。
【請求項２０】
フィードバック装置がターゲット・ボードに取付けられたパネルに熱伝導関係に接続されることを特徴とする請求項１７に記載のアッセンブリー。
【請求項２１】
フィードバック装置が、そこに入射する太陽熱放射強度を吸収するためフィードバック装置とパネルを被う黒色被覆をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載のアッセンブリー。
【請求項２２】
装置がターゲット・ボードの上に周囲空気を移動するための空気循環装置を含んでおり、前記の空気循環装置が周囲空気の流れを引き起こすため電気モーターとその電気モーターにより動力を与えられるファンを含んでいることを特徴とする請求項１７に記載のアッセンブリー。
【請求項２３】
装置が試験片に近接する基盤と、試験片からファンにより空気トンネルを通じて移動された空気に熱を放散するために、基盤から空気を動かして通すためのファンを備えた空気トンネルまで延びた少なくとも１個のフィンとを含むことを特徴とする請求項１７に記載のアッセンブリー。
【請求項２４】
装置が金属ヒートシンクであることを特徴とする請求項２３に記載のアッセンブリー。
【請求項２５】
装置が、試験片に近接する基盤と、試験片からの熱を空気トンネルを通って移動する空気に放散するため基盤から空気をそこを通って動かすためのファンを備えた空気トンネルまで延びている少なくとも２本の脚と、第１終端と第２終端を持つ各脚に接続された上端と、上端の第１と第２終端にわたって印加される電圧源を含むことを特徴とする請求項１７に記載のアッセンブリー。
【請求項２６】
隣接する脚が相異なる半導体材料で作られることを特徴とする請求項２５に記載のアッセンブリー。
【請求項２７】
装置が試験片を所望の温度に調節するのに適切な冷却材の入った柔軟壁容器を含んでおり、この柔軟壁容器はその中に冷却材が入れられる結果として試験片に適合することを特徴とする請求項１７に記載のアッセンブリー。
【請求項２８】
柔軟壁容器が冷却源に連通している入口と、柔軟壁容器から所望の速度で冷却材を除去するように調節される出口とに操作可能に接続されていることを特徴とする請求項２７に記載のアッセンブリー。
【請求項２９】
冷却材が冷却空気、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、冷却ガス及び熱交換に使用される流体で基本的に構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項２７に記載のアッセンブリー。
【請求項３０】
材料から形成された試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの自然促進耐候性試験装置の配列と、
所望の温度で試験片を維持するための温度制御システムを含んでいる各自然促進耐候性試験装置と、
配列内で定義される自然促進耐候性試験装置の複数のセットと、
配列内で定義される自然促進耐候性試験装置の複数のグループと、
異なる太陽熱放射強度に暴露された各セット内の試験片を備える材料の風化相関の特性把握のためのアッセンブリー。
【請求項３１】
それぞれの自然促進耐候性試験装置が、集光集熱された太陽熱放射の暴露のため試験片を支持するターゲット・ボードと、
試験片を暴露するためターゲット・ボード上に集光集熱された太陽熱放射強度の方向を集中するための集光集熱装置と、
所望の温度に試験片の温度を調節するための装置をさらに含むことを特徴とする請求項３０に記載のアッセンブリー。
【請求項３２】
温度制御システムが試験片の所望の温度を動的に定義して、材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルをシミュレートすることを特徴とする請求項３０に記載のアッセンブリー。
【請求項３３】
複数セットのそれぞれが少なくとも１個の自然促進耐候性試験装置を含むことを特徴とする請求項３０に記載のアッセンブリー。
【請求項３４】
それぞれの自然促進耐候性試験装置がさらに試験片の上に集光集熱された太陽熱放射強度の方向を集中するための集光集熱装置を含むことを特徴とする請求項３０に記載のアッセンブリー。
【請求項３５】
各集光集熱装置が少なくとも１個の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項３４に記載のアッセンブリー。
【請求項３６】
集光集熱要素数ＣＥが複数セットの各セット数Ｓに正比例し、よって集光集熱要素数が等式ＣＥ＝Ｓにより決定されるように各集光集熱装置が一定数の集光集熱要素を含んでいることを特徴とする請求項３４に記載のアッセンブリー。
【請求項３７】
集光集熱要素数ＣＥが複数セットの各セット数Ｓに比例し、よって集光集熱要素数が等式ＣＥ＝Ｓ＊２により決定されるように各集光集熱装置が一定数の集光集熱要素を含んでいることを特徴とする請求項３４に記載のアッセンブリー。
【請求項３８】
第１セットが２個の集光集熱要素を含み、第２セットが４個の集光集熱要素を含み、第３セットが６個の集光集熱要素を含み、第４セットが８個の集光集熱要素を含み、第５セットが１０個の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項３７に記載のアッセンブリー。
【請求項３９】
各集光集熱要素が異なる太陽熱放射強度を供給するよう試験片に対して調節可能であることを特徴とする請求項３５に記載のアッセンブリー。
【請求項４０】
各集光集熱装置が異なる太陽熱放射強度を供給するよう試験片に対して調節可能な焦点距離をもつことを特徴とする請求項３４に記載のアッセンブリー。
【請求項４１】
温度制御システムが材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルを表す動的な基準信号を連続的に生成する入力装置と、
所望の温度を選択的に維持するよう動的な基準信号に応答する入力装置に接続された制御装置を含むことを特徴とする請求項３０に記載のアッセンブリー。
【請求項４２】
第１の自然促進耐候性試験装置の入力装置が配列から離れて配置されることを特徴とする請求項４１に記載のアッセンブリー。
【請求項４３】
他の自然促進耐候性試験装置が第１の自然促進耐候性試験装置から従属的に制御されるように、他の各自然促進耐候性試験装置の入力装置が、第１の自然促進耐候性試験装置及び配列のその他の自然促進耐候性試験装置とに直列に順次連結することを特徴とする請求項４２に記載のアッセンブリー。
【請求項４４】
他の自然促進耐候性試験装置それぞれの入力装置が第１自然促進耐候性試験装置に接続されることを特徴とする請求項４２に記載のアッセンブリー。
【請求項４５】
入力装置が感温構成要素、記録された環境温度サイクルを再生するための装置、複雑な温度サイクルを生成するための装置及び非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項４１に記載のアッセンブリー。
【請求項４６】
温度制御システムが
集光集熱された太陽熱放射に暴露のためターゲット・ボードに取付けられ且つその温度に応答し、試験片の温度を表す試験信号を生成するフィードバック装置と、
材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルを表す動的な基準信号を連続的に生成する入力装置と、
入力装置とフィードバック装置に接続された制御装置を含み、
この制御装置は試験片の温度を所望の温度に制御調節するために、装置の選択的制御用に所望の温度を表す制御信号を生成するための動的な基準信号と試験信号に応答し、この調節は一般的に試験片温度が所望の温度より大きいときは増加され、またこの調節は一般的に試験片温度が所望の温度より低いときは減少され、またこの調節は一般的に試験片温度が所望の温度に実質的に等しいときは一定に維持されることを特徴とする請求項３１に記載のアッセンブリー。
【請求項４７】
入力装置が感温構成要素、記録された環境温度サイクルを再生するための装置、複雑な温度サイクルを生成するための装置及び非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項４６に記載のアッセンブリー。
【請求項４８】
フィードバック装置が感温構成要素と非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項４６に記載のアッセンブリー。
【請求項４９】
装置がターゲット・ボードの上で周囲空気を動かすための空気循環装置を含んでおり、前記の空気循環装置が周囲空気の流れを生成するため電気モーターとその電気モーターにより動力を与えられるファンを含むことを特徴とする請求項４６に記載のアッセンブリー。
【請求項５０】
フィードバック装置がターゲット・ボードに取付けられたパネルに熱伝導関係に接続されることを特徴とする請求項４６に記載のアッセンブリー。
【請求項５１】
フィードバック装置が、そこに入射する太陽熱放射強度を吸収するためフィードバック装置とパネルを被う黒色被覆をさらに含むことを特徴とする請求項４６に記載のアッセンブリー。
【請求項５２】
装置が試験片に近接する基盤と、ファンにより空気トンネルを通って移動される空気に試験片からの熱を放散させるために、基盤から空気を移動させるためのファンを備えた空気トンネル内に延びる少なくとも１個のフィンとを含んでいることを特徴とする請求項４６に記載のアッセンブリー。
【請求項５３】
装置が金属ヒートシンクであることを特徴とする請求項５２に記載のアッセンブリー。
【請求項５４】
装置が試験片に近接する基盤と、空気トンネルを通って移動する空気に試験片からの熱を放散させるために基盤からそれを通って空気を移動させるためのファンを備えた空気トンネル内に延びる少なくとも２本の脚と、第１終端と第２終端を備えたそれぞれの脚に接続された上端と、上端の第１と第２終端にわたって印加される電圧源を含むことを特徴とする請求項４６に記載のアッセンブリー。
【請求項５５】
隣接する脚が異なる半導体材料で作られていることを特徴とする請求項５４に記載のアッセンブリー。
【請求項５６】
装置が試験片を所望の温度に調節するのに十分な冷却材の入っている柔軟壁容器を含んでおり、この柔軟壁容器はその中に冷却材が入れられる結果として試験片に適合することを特徴とする請求項４６に記載のアッセンブリー。
【請求項５７】
柔軟壁容器が冷却源と通じた入口と、柔軟壁容器から所望の速度で冷却材を除去するように調節される出口とに操作可能に接続されていることを特徴とする請求項５６に記載のアッセンブリー。
【請求項５８】
冷却材が冷却空気、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、冷却ガス及び熱交換に使用される流体で基本的に構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項５６に記載のアッセンブリー。
【請求項５９】
オフセットが絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項３０に記載のアッセンブリー。
【請求項６０】
制御装置が、所望の温度に対するオフセットを適用するためのオフセット装置をさらに含むことを特徴とする請求項４１に記載のアッセンブリー。
【請求項６１】
オフセットが絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項６０に記載のアッセンブリー。
【請求項６２】
制御装置が、所望の温度に対するオフセットを適用するためのオフセット装置をさらに含むことを特徴とする請求項４６に記載のアッセンブリー。
【請求項６３】
オフセットが絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項６２に記載のアッセンブリー。
【請求項６４】
各グループが各セットからの少なくとも１個の自然促進耐候性試験装置を含むことを特徴とする請求項３０に記載のアッセンブリー。
【請求項６５】
複数のグループが、
所望の温度からの第１オフセットでの試験片を持つ第１グループと、
所望の温度からの第２オフセットでの試験片を持つ第２グループと、
所望の温度からの第３オフセットでの試験片を持つ第３グループを含むことを特徴とする請求項３０に記載のアッセンブリー。
【請求項６６】
第１、第２及び第３オフセットが絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしのうちの一つであることを特徴とする請求項６５に記載のアッセンブリー。
【請求項６７】
材料から形成された試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの自然促進耐候性試験装置の複数の配列と、
所望の温度で試験片を維持するための温度制御システムを含む各自然促進耐候性試験装置と、
各配列内で定義される自然促進耐候性試験装置の複数のセットと、
異なる太陽熱放射強度に暴露される各セット内の試験片と、
各配列内で定義される自然促進耐候性試験装置の複数のグループと、
所望の温度に対して温度オフセットで維持される各グループ内の試験片と、
異なる所望の太陽熱放射波長領域に暴露される各配列の試験片を備えていることを特徴とする材料の風化相関の特性把握のためのアッセンブリー。
【請求項６８】
各自然促進耐候性試験装置が、集光集熱された太陽熱放射に暴露用の試験片を支持するためのターゲット・ボードと、
試験片を暴露するためターゲット・ボード上に集光集熱された太陽熱放射強度の方向を集中するための集光集熱装置と、
所望の温度に試験片の温度を調節するための装置をさらに含むことを特徴とする請求項６７に記載のアッセンブリー。
【請求項６９】
温度制御システムが試験片の所望の温度を動的に定義して、材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルをシミュレートすることを特徴とする請求項６７に記載のアッセンブリー。
【請求項７０】
複数のセットのそれぞれが少なくとも１個の自然促進耐候性試験装置を含むことを特徴とする請求項６７に記載のアッセンブリー。
【請求項７１】
各自然促進耐候性試験装置が集光集熱された太陽熱放射強度を試験片に導くための集光集熱装置をさらに含むことを特徴とする請求項６７に記載のアッセンブリー。
【請求項７２】
各集光集熱装置が少なくとも１個の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項７１に記載のアッセンブリー。
【請求項７３】
各集光集熱装置が、集光集熱要素数ＣＥが複数セットの各セット数Ｓに正比例し、よって集光集熱要素数が等式ＣＥ＝Ｓから決定されるような集光集熱要素数ＣＥを含むことを特徴とする請求項７１に記載のアッセンブリー。
【請求項７４】
各集光集熱装置が、集光集熱要素数ＣＥが複数セットの各セット数Ｓに比例し、よって集光集熱要素数が等式ＣＥ＝Ｓ＊２から決定されるような集光集熱要素数ＣＥを含むことを特徴とする請求項７１に記載のアッセンブリー。
【請求項７５】
第１セットが２個の集光集熱要素を含み、第２セットが４個の集光集熱要素を含み、第３セットが６個の集光集熱要素を含み、第４セットが８個の集光集熱要素を含み、第５セットが１０個の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項７４に記載のアッセンブリー。
【請求項７６】
各集光集熱要素が異なる太陽熱放射強度を供給するため試験片に対して調節可能であることを特徴とする請求項７２に記載のアッセンブリー。
【請求項７７】
各集光集熱装置が異なる太陽熱放射強度を供給するために試験片に対して調節可能な焦点距離を持つことを特徴とする請求項７１に記載のアッセンブリー。
【請求項７８】
温度制御システムが材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルを表す動的な基準信号を連続的に生成する入力装置と、
その制御装置が所望の温度に選択的に維持するため動的な基準信号に応答するように入力装置に接続された制御装置を含むことを特徴とする請求項６７に記載のアッセンブリー。
【請求項７９】
第１の自然促進耐候性試験装置の入力装置が配列から離れて配置されることを特徴とする請求項７８に記載のアッセンブリー。
【請求項８０】
他の自然促進耐候性試験装置が第１の自然促進耐候性試験装置から従属的に制御されるように、他の各自然促進耐候性試験装置の入力装置が、第１の自然促進耐候性試験装置及び配列のその他の自然促進耐候性試験装置とに直列に順次連結することを特徴とする請求項７９に記載のアッセンブリー。
【請求項８１】
他の自然促進耐候性試験装置それぞれの入力装置が第１自然促進耐候性試験装置に接続されることを特徴とする請求項７９に記載のアッセンブリー。
【請求項８２】
入力装置が感温構成要素、記録された環境温度サイクルを再生するための装置、複雑な温度サイクルを生成するための装置及び非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項７８に記載のアッセンブリー。
【請求項８３】
温度制御システムが
集光集熱された太陽熱放射に暴露のためターゲット・ボードに取付けられ且つその温度に応答し、試験片の温度を表す試験信号を生成するフィードバック装置と、
材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルを表す動的な基準信号を連続的に生成する入力装置と、
入力装置とフィードバック装置に接続された制御装置を含み、
この制御装置は、試験片の温度を所望の温度に制御調節するために、装置の選択的制御用に所望の温度を表す制御信号を生成するための動的な基準信号と試験信号に応答し、この調節は一般的に試験片温度が所望の温度より大きいときは増加され、またこの調節は一般的に試験片温度が所望の温度より低いときは減少され、またこの調節は一般的に試験片温度が所望の温度に実質的に等しいときは一定に維持されることを特徴とする請求項６８に記載のアッセンブリー。
【請求項８４】
入力装置が感温構成要素、記録された環境温度サイクルを再生するための装置、複雑な温度サイクルを生成するための装置及び非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項８３に記載のアッセンブリー。
【請求項８５】
フィードバック装置が感温構成要素と非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項８３に記載のアッセンブリー。
【請求項８６】
装置がターゲット・ボードの上で周囲空気を動かすための空気循環装置を含んでおり、前記の空気循環装置が周囲空気の流れを生成するため電気モーターとその電気モーターにより動力を与えられるファンを含むことを特徴とする請求項８３に記載のアッセンブリー。
【請求項８７】
フィードバック装置がターゲット・ボードに取付けられたパネルに熱伝導関係に接続されることを特徴とする請求項８３に記載のアッセンブリー。
【請求項８８】
フィードバック装置が、そこに入射する太陽熱放射強度を吸収するためフィードバック装置とパネルを被う黒色被覆をさらに含むことを特徴とする請求項８３に記載のアッセンブリー。
【請求項８９】
装置が試験片に近接する基盤と、ファンにより空気トンネルを通って移動される空気に試験片からの熱を放散させるために、基盤から空気を移動させるためのファンを備えた空気トンネル内に延びる少なくとも１個のフィンとを含んでいることを特徴とする請求項８３に記載のアッセンブリー。
【請求項９０】
装置が金属ヒートシンクであることを特徴とする請求項８９に記載のアッセンブリー。
【請求項９１】
装置が試験片に近接する基盤と、空気トンネルを通って移動する空気に試験片からの熱を放散させるため、基盤からそれを通って空気を移動させるためのファンを備えた空気トンネル内に延びる少なくとも２本の脚と、第１終端と第２終端を備えたそれぞれの脚に接続された上端と、上端の第１と第２終端にわたって印加される電圧源を含むことを特徴とする請求項８３に記載のアッセンブリー。
【請求項９２】
隣接する脚が異なる半導体材料で作られていることを特徴とする請求項９１に記載のアッセンブリー。
【請求項９３】
装置が試験片を所望の温度に調節するのに十分な冷却材の入っている柔軟壁容器を含んでおり、この柔軟壁容器はその中に冷却材が入れられる結果として試験片に適合することを特徴とする請求項８３に記載のアッセンブリー。
【請求項９４】
柔軟壁容器が冷却源と通じた入口と、柔軟壁容器から所望の速度で冷却材を除去するように調節される出口とに操作可能に接続されていることを特徴とする請求項９３に記載のアッセンブリー。
【請求項９５】
冷却材が冷却空気、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、冷却ガス及び熱交換に使用される流体で基本的に構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項９３に記載のアッセンブリー。
【請求項９６】
オフセットが絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項６７に記載のアッセンブリー。
【請求項９７】
制御装置が、所望の温度に対するオフセットを適用するためのオフセット装置をさらに含むことを特徴とする請求項７８に記載のアッセンブリー。
【請求項９８】
所望の温度に適用されるオフセットが絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項９７に記載のアッセンブリー。
【請求項９９】
制御装置が、所望の温度に対するオフセットを適用するためのオフセット装置をさらに含むことを特徴とする請求項８３に記載のアッセンブリー。
【請求項１００】
所望の温度に適用されるオフセットが絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項９９に記載のアッセンブリー。
【請求項１０１】
各グループが各セットから少なくとも１個の自然促進耐候性試験装置を含むことを特徴とする請求項６７に記載のアッセンブリー。
【請求項１０２】
複数のグループが、
所望の温度から第１オフセットでの試験片を持つ第１グループと、
所望の温度から第２オフセットでの試験片を持つ第２グループと、
所望の温度から第３オフセットでの試験片を持つ第３グループを含むことを特徴する請求項６７に記載のアッセンブリー。
【請求項１０３】
第１、第２及び第３オフセットがそれぞれ絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項１０２に記載のアッセンブリー。
【請求項１０４】
複数の配列が、
第１の事前選択された波長領域に暴露される試験片を持つ第１配列と
第２の事前選択された波長領域に暴露される試験片を持つ第２配列と、
第３の事前選択された波長領域に暴露される試験片を持つ第３配列を含むことを特徴とする請求項６７に記載のアッセンブリー。
【請求項１０５】
材料から形成された試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの複数の自然促進耐候性試験装置を配列構成し、
配列内に配置された各自然促進耐候性試験装置に温度制御システムを接続し、
配列内で複数のセットの自然促進耐候性試験装置を定義し、
試験片を所望の温度で維持し、
各セット内の試験片を異なる太陽熱放射強度に暴露することを特徴とする材料の風化相関の特性把握するための方法。
【請求項１０６】
材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルをシミュレートするため、所望の温度が温度制御システムにより動的に定義されることを特徴とする請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０７】
各自然促進耐候性試験装置がさらに試験片に集光集熱された太陽熱放射強度の方向を集中するための集光集熱装置を含むことを特徴とする請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０８】
各集光集熱装置が少なくとも１個の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項１０７に記載の方法。
【請求項１０９】
各集光集熱装置が、集光集熱要素数ＣＥが複数セットの各セット数Ｓに正比例し、よって集光集熱要素数が等式ＣＥ＝Ｓで決定されるように一定数の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項１０７に記載の方法。
【請求項１１０】
各集光集熱装置が、集光集熱要素数ＣＥが複数セットの各セット数Ｓに比例し、よって集光集熱要素数が等式ＣＥ＝Ｓ＊２で決定されるように一定数の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項１０７に記載の方法。
【請求項１１１】
第１セットが２個の集光集熱要素を、第２セットが４個の集光集熱要素を、第３セットが６個の集光集熱要素を、第４セットが８個の集光集熱要素を、第５セットが１０個の集光集熱要素を持つことを特徴とする請求項１１０に記載の方法。
【請求項１１２】
試験片の暴露工程が、各セット内の集光集熱装置が異なる数の集光集熱要素を持つように、配列内の各セットを構成することを特徴とする請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１３】
各集光集熱要素が異なる太陽熱放射強度を供給するように試験片に対して調節可能であることを特徴とする請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１４】
各集光集熱装置が異なる太陽熱放射強度を供給するように試験片に対して調節可能な焦点距離を持つことを特徴とする請求項１０７に記載の方法。
【請求項１１５】
材料から形成された試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの複数の自然促進耐候性試験装置を配列構成し、
配列内に配置された各自然促進耐候性試験装置に温度制御システムを接続し、
配列内で複数のセットの自然促進耐候性試験装置を定義し、
配列内で複数のグループの自然促進耐候性試験装置を定義し、
試験片に所望の温度を決定し、
各セット内の試験片を異なる太陽熱放射強度に暴露し、
各グループ内の試験片を所望の温度に対する温度オフセットで維持することを特徴とする材料の風化相関の特性把握するための方法。
【請求項１１６】
所望の温度が、材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルをシミュレートするように温度制御システムにより、動的に定義されることを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１７】
各自然促進耐候性試験装置がさらに試験片に集光集熱された太陽熱放射強度の方向を集中するための集光集熱装置を含むことを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１８】
各集光集熱装置が少なくとも１個の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項１１７に記載の方法。
【請求項１１９】
各集光集熱装置が、集光集熱要素数ＣＥが複数セットの各セット数Ｓに正比例し、よって集光集熱要素数が等式ＣＥ＝Ｓで決定されるように一定数の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項１１７に記載の方法。
【請求項１２０】
各集光集熱装置が、集光集熱要素数ＣＥが複数セットの各セット数Ｓに比例し、よって集光集熱要素数が等式ＣＥ＝Ｓ＊２で決定されるように一定数の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項１１７に記載の方法。
【請求項１２１】
第１セットが２個の集光集熱要素を含み、第２セットが４個の集光集熱要素を含み、第３セットが６個の集光集熱要素を含み、第４セットが８個の集光集熱要素を含み、また第５セットが１０個の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項１２０に記載の方法。
【請求項１２２】
試験片の暴露工程が、各セット内の集光集熱装置が異なる数の集光集熱要素を持つように、配列内で各セットを構成することを特徴とする請求項１１８に記載の方法。
【請求項１２３】
各集光集熱要素が異なる太陽熱放射強度を供給するよう試験片に対して調節可能であることを特徴とする請求項１１８に記載の方法。
【請求項１２４】
各集光集熱装置が異なる太陽熱放射強度を供給するよう試験片に対して調節可能な焦点距離を持つことを特徴とする請求項１１７に記載の方法。
【請求項１２５】
温度制御システムが、材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルを表す動的な基準信号を連続的に生成する入力装置と、
所望の温度を選択的に維持するため動的な基準信号に応答するよう入力装置に接続された制御装置を備えていることを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
【請求項１２６】
第１の自然促進耐候性試験装置の入力装置が配列から離れて配置されることを特徴とする請求項１２５に記載の方法。
【請求項１２７】
他の自然促進耐候性試験装置が第１の自然促進耐候性試験装置から従属的に制御されるように、他の各自然促進耐候性試験装置の入力装置が、第１の自然促進耐候性試験装置及び配列のその他の自然促進耐候性試験装置とに直列に順次連結することを特徴とする請求項１２６に記載の方法。
【請求項１２８】
他の各自然促進耐候性試験装置の入力装置が第１の自然促進耐候性試験装置に接続されることを特徴とする請求項１２６に記載の方法。
【請求項１２９】
入力装置が感温構成要素、記録された環境温度サイクルを再生する装置、複雑な温度サイクルを生成するための装置、及び非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項１２５に記載の方法。
【請求項１３０】
各自然促進耐候性試験装置が、
集光集熱された太陽熱放射に暴露用の試験片を支持するためのターゲット・ボードと、
試験片の暴露用のターゲット・ボードに集光集熱された太陽熱放射を導くための集光集熱装置と、
所望の温度に試験片の温度を調節するための装置をさらに含むことを特徴とする請求項１２５に記載の方法。
【請求項１３１】
温度制御システムが、
集光集熱された太陽熱放射に暴露のためターゲット・ボードに取付けられ且つその温度に応答し、及び試験片の温度を表す試験信号を生成するフィードバック装置と、
材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルを表す動的な基準信号を連続的に生成する入力装置と、
入力装置とフィードバック装置に接続された制御装置を含み、
この制御装置は試験片の温度を所望の温度に制御調節するために、装置の選択的制御用に所望の温度を表す制御信号を生成するための動的な基準信号と試験信号に応答し、この調節は一般的に試験片温度が所望の温度より高いときは増加され、またこの調節は一般的に試験片温度が所望の温度より低いときは減少され、またこの調節は一般的に試験片温度が所望の温度に実質的に等しいときは一定に維持されることを特徴とする請求項１３０に記載の方法。
【請求項１３２】
入力装置が感温構成要素、記録された環境温度サイクルを再生するための装置、複雑な温度サイクルを生成するための装置、及び非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３３】
フィードバック装置が感温構成要素と非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３４】
装置がターゲット・ボード上の周囲空気を移動させるための空気循環装置を含んでおり、前記の空気循環装置が周囲空気の流れを引き起こすための電気モーターとその電気モーターにより動力を与えられるファンとを含むことを特徴とする請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３５】
フィードバック装置がターゲット・ボードに取付けられたパネルに熱伝導関係に接続されることを特徴とする請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３６】
フィードバック装置が、そこに入射する太陽熱放射強度を吸収するためフィードバック装置とパネルを被う黒色被覆をさらに含むことを特徴とする請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３７】
装置がファンにより空気トンネルを通じて移動される空気に試験片からの熱を放散するため、試験片に近接する基盤と、その基盤からそれを通じて空気を移動するためのファンを備えた空気トンネル内に延びる少なくとも１個のフィンとを含むことを特徴とする請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３８】
装置が金属ヒートシンクであることを特徴とする請求項１３７に記載の方法。
【請求項１３９】
装置が、試験片に近接する基盤と、試験片からの熱を空気トンネルを通って移動する空気に放散するため基盤から空気をそこを通って動かすためのファンを備えた空気トンネルまで延びている少なくとも２本の脚と、第１終端と第２終端を持つ各脚に接続された上端と、上端の第１と第２終端にわたって印加される電圧源を含むことを特徴とする請求項１３１に記載の方法。
【請求項１４０】
隣接する脚が異なる半導体材料から作られることを特徴とする請求項１３９に記載の方法。
【請求項１４１】
装置が試験片を所望の温度に調節するのに充分な冷却材の入っている柔軟壁容器を含み、この柔軟壁容器はその中に冷却材が入れられる結果として試験片に適合することを特徴とする請求項１３１に記載の方法。
【請求項１４２】
柔軟壁容器が冷却源と通じている入口と、所望の速度で柔軟壁容器から冷却材を除去するように調節される出口とに操作可能に接続されることを特徴とする請求項１４１に記載の方法。
【請求項１４３】
冷却材が冷却空気、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、冷却ガス及び熱交換に使用される流体で基本的に構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項１４１に記載の方法。
【請求項１４４】
オフセットが絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
【請求項１４５】
制御装置が、所望の温度に対するオフセットを適用するためのオフセット装置をさらに含むことを特徴とする請求項１２５に記載の方法。
【請求項１４６】
オフセットが絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項１４５に記載の方法。
【請求項１４７】
制御装置が、所望の温度に対するオフセットを適用するためのオフセット装置をさらに含むことを特徴とする請求項１３１に記載の方法。
【請求項１４８】
オフセットが絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項１４７に記載の方法。
【請求項１４９】
各グループが各セットから少なくとも１個の自然促進耐候性試験装置を含むことを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
【請求項１５０】
複数のグループが、
所望の温度から第１オフセットでの試験片を持つ第１グループと、
所望の温度から第２オフセットでの試験片を持つ第２グループと、
所望の温度から第３オフセットでの試験片を持つ第３グループを含むことを特徴する請求項１１５に記載の方法。
【請求項１５１】
第１、第２及び第３オフセットがそれぞれ絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項１５０に記載の方法。
【請求項１５２】
材料から形成された試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの複数の自然促進耐候性試験装置を配列構成し、
配列内に配置された各自然促進耐候性試験装置に温度制御システムを接続し、
配列内で自然促進耐候性試験装置の複数のセットを定義し、
配列内で自然促進耐候性試験装置の複数のグループを定義し、
試験片の所望の温度を決定し、
各セット内の試験片を異なる太陽熱放射強度に暴露し、
各グループ内の試験片を所望の温度に対する温度オフセットに維持し、
各配列内の試験片を異なる所望の太陽熱放射波長領域に暴露することを特徴とする材料の風化相関の特性把握するための方法。
【請求項１５３】
所望の温度が材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルをシミュレートするように温度制御システムにより動的に定義されることを特徴とする請求項１５２に記載の方法。
【請求項１５４】
各自然促進耐候性試験装置がさらに試験片に集光集熱された太陽熱放射強度の方向を集中するための集光集熱装置を含むことを特徴とする請求項１５２に記載の方法。
【請求項１５５】
各集光集熱装置が少なくとも１個の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項１５４に記載の方法。
【請求項１５６】
各集光集熱装置が、集光集熱要素数ＣＥが複数セットの各セット数Ｓに正比例し、よって集光集熱要素数が等式ＣＥ＝Ｓで決定されるように一定数の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項１５４に記載の方法。
【請求項１５７】
各集光集熱装置が、集光集熱要素数ＣＥが複数セットの各セット数Ｓに比例し、よって集光集熱要素数が等式ＣＥ＝Ｓ＊２で決定されるように一定数の集光集熱要素ＣＥを含むことを特徴とする請求項１５４に記載の方法。
【請求項１５８】
第１セットが２個の集光集熱要素を含み、第２セットが４個の集光集熱要素を含み、第３セットが６個の集光集熱要素を含み、第４セットが８個の集光集熱要素を含み、また第５セットが１０個の集光集熱要素を含むことを特徴とする請求項１５７に記載の方法。
【請求項１５９】
試験片の暴露工程が、各セット内の集光集熱装置が異なる数の集光集熱要素を持つように、配列内で各セットを構成することを特徴とする請求項１５５に記載の方法。
【請求項１６０】
各集光集熱要素が異なる太陽熱放射強度を供給するよう試験片に対して調節可能であることを特徴とする請求項１５５に記載の方法。
【請求項１６１】
各集光集熱装置が異なる太陽熱放射強度を供給するよう試験片に対して調節可能な焦点距離を持つことを特徴とする請求項１５４に記載の方法。
【請求項１６２】
温度制御システムが、材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルを表す動的な基準信号を連続的に生成する入力装置と、
所望の温度を選択的に維持するため動的な基準信号に応答するよう入力装置に接続された制御装置を備えていることを特徴とする請求項１５２に記載の方法。
【請求項１６３】
第１の自然促進耐候性試験装置の入力装置が配列から離れて配置されることを特徴とする請求項１６２に記載の方法。
【請求項１６４】
他の自然促進耐候性試験装置が第１の自然促進耐候性試験装置から従属的に制御されるように、他の各自然促進耐候性試験装置の入力装置が、第１の自然促進耐候性試験装置及び配列のその他の自然促進耐候性試験装置とに直列に順次連結することを特徴とする請求項１６３に記載の方法。
【請求項１６５】
他の各自然促進耐候性試験装置の入力装置が第１の自然促進耐候性試験装置に接続されることを特徴とする請求項１６３に記載の方法。
【請求項１６６】
入力装置が感温構成要素、記録された環境温度サイクルを再生する装置、複雑な温度サイクルを生成するための装置、及び非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項１６２に記載の方法。
【請求項１６７】
各自然促進耐候性試験装置が、
集光集熱された太陽熱放射に暴露用の試験片を支持するためのターゲット・ボードと、
試験片の暴露用のターゲット・ボードに集光集熱された太陽熱放射を導くための集光集熱装置と、
所望の温度に試験片の温度を調節するための装置とをさらに含むことを特徴とする請求項１５２に記載の方法。
【請求項１６８】
温度制御システムが、
集光集熱された太陽熱放射に暴露のためターゲット・ボードに取付けられ且つその温度に応答し、及び試験片の温度を表す試験信号を生成するフィードバック装置と、
材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルを表す動的な基準信号を連続的に生成する入力装置と、
入力装置とフィードバック装置に接続された制御装置を含み、
この制御装置は試験片の温度を所望の温度に制御調節するために、装置の選択的制御用に所望の温度を表す制御信号を生成するための動的な基準信号と試験信号に応答し、この調節は一般的に試験片温度が所望の温度より高いときは増加され、またこの調節は一般的に試験片温度が所望の温度より低いときは減少され、またこの調節は一般的に試験片温度が所望の温度に実質的に等しいときは一定に維持されることを特徴とする請求項１６７に記載の方法。
【請求項１６９】
入力装置が感温構成要素、記録された環境温度サイクルを再生するための装置、複雑な温度サイクルを生成するための装置、及び非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項１６８に記載の方法。
【請求項１７０】
フィードバック装置が感温構成要素と非接触監視装置の一つであることを特徴とする請求項１６８に記載の方法。
【請求項１７１】
装置がターゲット・ボード上の周囲空気を移動させるための空気循環装置を含んでおり、前記の空気循環装置が周囲空気の流れを引き起こすための電気モーターとその電気モーターにより動力を与えられるファンとを含むことを特徴とする請求項１６８に記載の方法。
【請求項１７２】
フィードバック装置がターゲット・ボードに取付けられたパネルに熱伝導関係に接続されることを特徴とする請求項１６８に記載の方法。
【請求項１７３】
フィードバック装置が、そこに入射する太陽熱放射強度を吸収するためフィードバック装置とパネルを被う黒色被覆をさらに含むことを特徴とする請求項１６８に記載の方法。
【請求項１７４】
装置がファンにより空気トンネルを通じて移動される空気に試験片からの熱を放散するため、試験片に近接する基盤と、その基盤からそれを通じて空気を移動するためのファンを備えた空気トンネル内に延びる少なくとも１個のフィンとを含むことを特徴とする請求項１６８に記載の方法。
【請求項１７５】
装置が金属ヒートシンクであることを特徴とする請求項１７４に記載の方法。
【請求項１７６】
装置が、試験片に近接する基盤と、試験片からの熱を空気トンネルを通って移動する空気に放散するため基盤から空気をそこを通って動かすためのファンを備えた空気トンネルまで延びている少なくとも２本の脚と、第１終端と第２終端を持つ各脚に接続された上端と、上端の第１と第２終端にわたって印加される電圧源を含むことを特徴とする請求項１６８に記載の方法。
【請求項１７７】
隣接する脚が異なる半導体材料から作られることを特徴とする請求項１７６に記載の方法。
【請求項１７８】
装置が試験片を所望の温度に調節するのに充分な冷却材の入っている柔軟壁容器を含み、この柔軟壁容器はその中に冷却材が入れられる結果として試験片に適合することを特徴とする請求項１６８に記載の方法。
【請求項１７９】
柔軟壁容器が冷却源と通じている入口と、所望の速度で柔軟壁容器から冷却材を除去するように調節される出口とに操作可能に接続されることを特徴とする請求項１７８に記載の方法。
【請求項１８０】
冷却材が冷却空気、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、冷却ガス及び熱交換に使用される流体で基本的に構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項１７８に記載の方法。
【請求項１８１】
オフセットが絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項１５２に記載の方法。
【請求項１８２】
制御装置が、所望の温度に対するオフセットを適用するためのオフセット装置をさらに含むことを特徴とする請求項１６２に記載の方法。
【請求項１８３】
オフセットが絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項１８２に記載の方法。
【請求項１８４】
制御装置が、所望の温度に対するオフセットを適用するためのオフセット装置をさらに含むことを特徴とする請求項１６８に記載の方法。
【請求項１８５】
オフセットが絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項１８４に記載の方法。
【請求項１８６】
各グループが各セットから少なくとも１個の自然促進耐候性試験装置を含むことを特徴とする請求項１５２に記載の方法。
【請求項１８７】
複数のグループが、
所望の温度から第１オフセットでの試験片を持つ第１グループと、
所望の温度から第２オフセットでの試験片を持つ第２グループと、
所望の温度から第３オフセットでの試験片を持つ第３グループを含むことを特徴する請求項１５２に記載の方法。
【請求項１８８】
第１、第２及び第３オフセットがそれぞれ絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしの一つであることを特徴とする請求項１８７に記載の方法。
【請求項１８９】
複数の配列が、
第１の事前選択された波長領域に暴露される試験片を持つ第１配列と、
第２の事前選択された波長領域に暴露される試験片を持つ第２配列と、
第３の事前選択された波長領域に暴露される試験片を持つ第３配列を含むことを特徴とする請求項１５２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に太陽熱放射及びその他の風化影響に加速的に試験片を暴露するのに使用されるタイプの促進耐候性試験装置に関し、特に、材料の風化相関の特性把握の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペンキや仕上げ塗料、太陽熱放射及びその他の風化影響に暴露されると品質低下する傾向のあるプラスチックやその他の構成要素などの外部被覆の製造者等は、かかる材料がその後の使用中の暴露年月にどのようになるか知りたいと思っている。しかしながら、かかる製造者等は、普通、通常の条件下の風化影響にかかる材料を暴露する必要のある期間よりずっと短い時間内に結果とデータを必要とする。よって、屋外暴露による風化の影響をずっと短い期間に加速する促進耐候性試験装置が開発された。その結果、製造者等は彼等の製品が５年又は１０年の実際の屋外暴露後の耐久性を決定するのに実際に５年や１０年待つ必要はなくなった。
【０００３】
耐候性試験技術においては材料の風化相関や換算係数を確定できることは大変重要である。自然の非促進条件における材料の風化使用寿命を予想するのに役立つ自然品質低下率を誘導するには、生の促進試験結果に適切な換算率を適用しなければならない。相関の概念は、材料は暴露時間と暴露密度レベルに基づく割合で風化するはずだということにある。理論的には、一つの暴露レベルでの特定期間のサンプルの暴露は、その半分の時間での２倍の強度の暴露により得られだろう風化量と同じ結果になるはずである。しかしながら、この理論的相関は通常現実には観察されず、それに基づく結論は不正確なことが多い。
【０００４】
適切な換算係数は、促進するのに使用される光増幅の種々のレベルにより違ってくる可能性がある。適切な換算係数はまた、相乗的か対抗的かは問わず、光度、暴露温度および紫外スペクトル・パワー分布の相互作用の複雑な関数として変化し得る。その上、適切な換算係数は、また、種々の材料、同じペンキやプラスチックの種々の組成、同じ組成の生産に使用される種々の加工条件、原料の変動及びその他の変動により違ってくる可能性がある。これらの理由により、材料の風化相関又は相関係数を正確に決定する方法を有することが重要である。
【０００５】
材料の風化相関の従来の技術的特性把握は、キセノン・アーク、メタルハライド及び蛍光源などもっぱら人工的な光源に依存した。材料試験片は、環境的に制御されたチャンバー内でこれらの光源に暴露される。光源の光度を変化させて、材料試験片の品質低下を光度の関数として図に表示する。別の実験は暴露の強さを変えて試験片の温度を変化させて行なうことができる。これらのファクターは相互作用を理解するために、組合せて変化されることはなかった。
【０００６】
室内の又は人工的な促進耐候性試験装置の例はＫｏｃｋｏｔｔに発行された米国特許番号３，６６４，１８８に開示されている。かかる試験装置は放射強度、温度及び湿度について正確な制御を可能にする一方、かかる試験装置は試験下の試験片が日常的な使用において実際に暴露される自然太陽光の実際の光スペクトルを再現することはできない。自然太陽光と人工的太陽光促進耐候性試験装置とは、単に構造的および機能的に区別されるのみならず、いくつもの異なる実験的データを提供するものであることは、当業者には理解されている。
【０００７】
人工的光源のスペクトル・パワー分布は自然の太陽光とは有意的に異なっている。人工的光源の自然でないスペクトルは自然光源と比較して光化学上の品質低下に違いを招来する。その結果、強度／時間関係（又は材料の風化相関）を特性把握するのに、人工的光源を使用することはデータを混乱させる可能性のある変数の追加を招来する。人工的光源はまた、自然太陽光に見出されるスペクトルのパワー分布をより密接にシミュレートするのに広範且つ高価な修正を要する。修正はかなりのメンテナンスと交換を必要とし、これがまた相関の特性把握に誤差をもたらす。
【０００８】
材料の品質低下には屋外又は自然促進耐候性試験装置が使用されている。しかしながら、従来技術では屋外促進耐候性試験装置を使用する相関関係を特性把握するための如何なる方法も開発されていない。従来技術での屋外促進耐候性試験装置の使用は、普通、装置からの促進試験結果と実際の屋外暴露で得られた結果の間の単なる相関関係を含んでいる。この単純なアプローチは、加速された強度の単一集合を実時間の暴露に関連付けるための単一換算係数での“抽出検査”を提供する。しかしながら、実時間への単純な相関関係は強度／時間関係又は相関を如何なる精度によっても特徴付けない。
【０００９】
以前の促進耐候性試験装置の一つはカーリル（Ｃａｒｙｌ）等に発行された米国特許番号２，９４５，４１７（‘４１７特許）に開示されており、これはターゲット・ボードに固定された一連の試験片に自然太陽光を焦点合わせする一連の１０枚の平らなミラーを備えたフレネル反射太陽集光器を備えている。フレネル反射太陽集光器は約８太陽の強度でターゲット・ボードに太陽熱放射を導く。太陽集光器のミラーを支持する土台とターゲット・ボードの両方が、太陽の日中の動きに従って回転することのできるフレームにより支持される。太陽の位置に応答する太陽追跡機構は、試験装置を太陽の動きに従って回転させるのに使用される電気モーターの運転を制御する。試験機の回転軸は、年間を通じて様々な時間の太陽の高さの変動を考慮するための高さ調節能力を備えた北上がりで、北‐南方向に向けられている。
【００１０】
かかる既知の試験装置はまた、一般的にターゲット・ボードより上に空気トンネルを備えている。試験片をその暴露される集光集熱された太陽熱放射による過熱から防止するため、エアデフレクターがトンネルから逃げる空気をターゲット・ボードに取付けられた試験片を横切るように循環させる。空気量はデフレクターと試験片との間隙により制御される。冷却周囲空気がそこを通るように送風するため、かご型送風機が空気トンネルに通じている。それに加えて、湿度、露、雨などの風化影響をシミュレートする目的で定期的に試験サンプルを濡らすため、ターゲット・ボードのそばに散水ノズルが備えられている。
【００１１】
もう一つの既知の促進耐候性試験装置はロビンズ（Ｒｏｂｉｎｓ）三世に発行された米国特許番号４，８０７，２４７（‘２４７特許）に開示されており、これは‘４１７特許と関連した前記のすべての構造を含んでおり、且つ気温の変動及び太陽熱放射強度の変動ににもかかわらず、日中の試験片の温度を均一・一定に保つためのシステムをさらに備えている。
【００１２】
‘２４７特許の装置は、集光集熱された太陽熱放射に暴露のため及びターゲット・ボードに取付けられた試験片の温度を示す信号を発生するため、ターゲット・ボードに取付けられた温度センサーを含んでいる。システムはさらに空気循環システム内にある電気モーターへの電力の適用を選択的に制御するため操作可能に温度センサーに連結され且つそれにより発生された信号に応答する制御機構を含んでいる。このようにして、制御機構は電気モーターの速度を変化させるのに役立ち、またそれによって試験片の温度が望ましい設定値に一定に維持されるようターゲット・ボードを通って循環する冷却周囲空気の流量を制御する。
【００１３】
‘２４７特許では試験片の検出温度が増加すると、制御機構は送風機の速度を上げて、試験サンプルの温度が望ましい設定値まで再び下がるようターゲット・ボードを通過してより多くの冷却周囲空気を循環させる。同様に、目標サンプルの検出温度が望ましい公称温度より低下すれば、制御機構は送風機の速度を下げて試験サンプルが望ましい設定値まで温まるのを可能にする。
【００１４】
‘２４７特許の温度制御機構はまた、静的な所望の目標試験片温度を使用者に設定可能にするため、操作ノブの形で、使用者操作可能な調節機構を含んでいる。上述のように、制御された温度モードで、あるいは送風機モーターが一定速度で運転される非制御モードで、使用者が試験装置を運転できるようにバイパス・スイッチもまた備えられている。
【特許文献１】米国特許番号３，６６４，１８８公報
【特許文献２】米国特許番号２，９４５，４１７公報
【特許文献３】米国特許番号４，８０７，２４７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述のタイプの自然又は人工的に促進耐候性試験装置を操作するため、標準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）はかかる屋外促進耐候性試験を実施するための試験手順と実験パラメータを取り扱う規格Ｇ９０、Ｅ８３８、Ｄ４１４１、Ｄ３１０５、Ｄ３８４１、Ｄ５１０５、Ｅ１５９６、及びＤ４３６４を発行した。その他の規格や評価も米国自動車技術者協会（ＳＡＥ）、フォード、国際標準機構（ＩＳＯ）、米国規格協会（ＡＮＳＩ）、日本工業規格（ＪＩＳ）、つまり、ＳＡＥ  Ｊ５７６、ＳＡＥ  Ｊ１９６１、Ｆｏｒｄ  ＥＪＢ−Ｍ１Ｊ１４−Ａ、Ｆｏｒｄ  ＥＳＴ−Ｍ５Ｐ１１−Ａ、ＩＳＯ  ８７７、ＡＮＳＩ／ＮＳＦ  ５４、ＪＩＳ  Ｚ  ２３８１及びＭＩＬ−Ｔ−２２０８５Ｄにより開発され規定されている。
【００１６】
‘４１７特許と‘２４７特許に関して上述のタイプの屋外促進耐候性試験装置は自然太陽光を使用するという利点を持つ。従って、試験下の試験片は実際の太陽光スペクトルに暴露される。しかしながら、屋外促進耐候性試験装置の欠点が発見されている。かかる欠点の一つが温度制御なしの屋外促進耐候性試験装置から得られる結果が繰返し性や再現性について変動するレベルを有することである。もう一つの欠点は静的温度制御を備えた屋外促進耐候性試験装置から得られる結果が繰返し性や再現性の変動するレベルを有することである。
【００１７】
従来技術では紫外線遮断フィルターが促進耐候性試験装置と関連して使用された。しかしながら、従来技術では自然太陽光を使用する材料の品質低下の相関関係への種々の波長の紫外線放射の影響を定量化する努力が払われなかった。しかしながら、材料の風化を促進するために現在使用されている人工的な光源装置は種々の波長の紫外光が材料の風化相関特性にどう影響するかの知識なしに屋外／自然の使用寿命に関する推論を行なうことから、この情報は重要である。
【００１８】
材料の風化相関の特性把握するための従来技術の試みに付随する問題は、光化学と光生物学ジャーナル（Journal of Photochemistry and Photobiology）：生物学(Biology)  ４６  （１９９８）  ９６‐１０３の“増加された太陽ＵＶ放射の材料への影響(Effects of Increased Solar UV Radiation on Materials)”と題されたＡ．Ｌ．Ａｎｄｒａｄｙ等による論文とそのなかで言及されている参考文献に良く説明されている。特に、従来技術は、使用中の条件下での材料の動的な性質を説明していなかった。最終用途の屋外にある材料は、日中、午前‐正午‐午後の温度／光度の揺動や、雲や風による時間的な強度の揺動や、夏期と冬期の季節的な揺動及び周囲空気現象中の太陽の変動による年次的揺動などの、光と温度の強度の変動を受ける。これらのタイプの強度の揺動は光／時間による風化品質低下の従来の人工的光源での実験室タイプの特性把握ではシミュレートされなかった。
【００１９】
さらに、反射要素の追加と削除をすることは相関の特性把握するのに実際に非常に大きな障害となる。単に反射要素を追加又は削除することだけでは、強度／時間による材料の正確な品質低下の特性把握ができないであろう。これはミラーの数の変更が材料の暴露温度にも影響を与えるからである。暴露温度は、風化による品質低下率に有意的に影響する可能性のあるもう一つの独立変数である。材料の風化相関の特性把握するための従来技術の試みは、線量関係を研究しながらも、複数の変数の相互作用、すなわち相乗作用又は対抗作用を説明していない。
【００２０】
理論的相関の概念は強度／時間の関係についてさらに発展させることができる。非常に短い暴露期間に使用される非現実的な光度や、非常に低い光度で使用される非現実的な暴露期間は、現実的な風化品質低下特性の線量‐時間関係の蓋然性を低くするものであることは当業者は理解するであろう。さらに、強度／時間特性は、一つの材料の強度／時間の風化特性を把握し且つ理解することにより、各材料について個々に決定されねばならない。本発明の結果として、作業者は一つの材料の風化品質低下速度を格段に加速するために変数と強度を知的に選ぶことができる一方で、同時に、現実的な風化品質低下特性、即ち、実時間の屋外風化で実際に観察されるような材料特性を維持することができる。
【００２１】
従って、ある材料の相関関係ファクターがその後の試験や使用で利用可能になるように、従来技術のアプローチに内在する、コスト、非自然的光源、変数の混乱、変数の不充分な制御などの、これらに限定されるものではないが、問題点を克服する材料の太陽の光度／期間の相関関係又は相関を、実験的に決定又は特性把握するための方法と装置のニーズが当該技術分野に存在する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の材料の風化相関の特性把握のためのアッセンブリーは、その材料から形成された試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの自然促進耐候性試験装置の配列を含んでいる。それぞれの自然促進耐候性試験装置は試験片を所望の温度で維持するための温度制御システムを含んでいる。配列内には複数セットの自然促進耐候性試験装置が定義される。各セット内の試験片は異なる太陽熱放射度に暴露される。
【００２３】
さらに、本発明の材料の風化相関を特性把握するためのアッセンブリーは、その材料から形成された試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの自然促進耐候性試験装置の配列を含んでいる。それぞれの自然促進耐候性試験装置はその配列内の試験片を所望の温度で維持するための温度制御システムを含んでいる。配列内では複数セットの自然促進耐候性試験装置が定義される。各セット内の試験片は異なる太陽熱放射度に暴露される。配列内ではまた複数グループの自然促進耐候性試験装置も定義される。各グループ内の試験片は所望の温度に関する温度オフセットで維持される。
【００２４】
さらに、本発明の材料の風化相関の特性把握のためのアッセンブリーは、その材料から形成された試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの複数の配列の自然促進耐候性試験装置を含んでいる。それぞれの自然促進耐候性試験装置は試験片を所望の温度で維持するための温度制御システムを含んでいる。各配列内では複数セットの自然促進耐候性試験装置が定義される。各セット内の試験片は異なる太陽熱放射度に暴露される。各配列内にはまた複数グループの自然促進耐候性試験装置も定義される。各グループ内の試験片は所望の温度に関する温度オフセットで維持される。各配列の試験片は異なる太陽熱放射波長領域に暴露される。
【００２５】
さらに、本発明の材料の風化相関を特性把握するための方法は、材料から形成される試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの複数の自然促進耐候性試験装置を配列することを含んでいる。１個の温度制御システムが配列内に配置されたそれぞれの自然促進耐候性試験装置に接続される。配列内では複数セットの自然促進耐候性試験装置が定義される。配列内の試験片は所望の温度で維持されまた各セット内の試験片は異なる太陽熱放射度に暴露される。
【００２６】
さらに、本発明の材料の風化相関を特性把握する方法は、材料から形成された試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの複数の自然促進耐候性試験装置を配列することを含んでいる。１個の温度制御システムが配列内に配置されたそれぞれの自然促進耐候性試験装置に接続される。配列内では複数セットの自然促進耐候性試験装置が定義される。配列内ではまた複数グループの自然促進耐候性試験装置も定義される。試験片に対する所望の温度が決定される。各セット内の試験片は異なる太陽熱放射度に暴露される。各グループ内の試験片は所望の温度に関する温度オフセットで維持される。
【００２７】
さらに本発明の材料の風化相関の特性把握のための方法は、材料から形成された試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの複数の自然促進耐候性試験装置を複数配列することを含んでいる。１個の温度制御システムが各配列内に配置されたそれぞれの自然促進耐候性試験装置に接続される。各配列内では複数セットの自然促進耐候性試験装置が定義される。各配列内ではまた複数グループの自然促進耐候性試験装置も定義される。試験片に対する所望の温度が決定される。各セット内の試験片は異なる太陽熱放射度に暴露される。各グループ内の試験片は所望の温度に対する温度オフセットで維持される。各配列内の試験片は異なる所望の太陽熱放射波長領域に暴露される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の材料の風化相関の特性把握のためのアセンブリー及び方法によると、ある材料の相関関係ファクターがその後の試験や使用で利用可能になるように、従来技術のアプローチに内在する、コスト、非自然的光源、変数の混乱、変数の不充分な制御などの、問題点を克服する材料の太陽の光度／期間の相関関係又は相関を、実験的に決定又は特性把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１を参照して、自然促進耐候性試験装置は参照番号２０で通常指定され、また米国特許出願番号１０／１５１，５７７の特に段落（００２４）から（００４１）に詳述されている。但し、かかる特許出願のすべての開示は本書に完全に述べられているように参考文献として本書に組込まれる。本発明の一実施例に於いては、自然促進耐候性試験装置２０は装置の作動部分を支持するため一対のＡフレーム部材２２と２４を含んでいる。Ａフレーム部材２２、２４の低端は、矢印３０により示された方向への方位角回転及び矢印３１により示された方向への上昇回転を提供するように地上部材２８に操作可能に接続される。上昇方向回転は日中（昼間）及び年間（季節的）を通じての太陽の高さの周期的変動にあわせるものである。
【００３０】
集光集熱装置２９は、Ａフレーム部材２２、２４の上端から回転するように支持される。この実施例に示されている集光集熱装置２９は、参照番号３４と３６で示されているものを含め、複数の平らなミラーを支持するミラー台フレーム３２を含んでいる。複数のミラー３４、３６はかかるミラーに直接突き当たる太陽熱放射をターゲット・ボード３８に反射するため角度が付けられている（図２を参照）。
【００３１】
一対の垂直支柱４０と４２がミラー台フレーム３２から且つ鉛直に外に向かって延びている。一般的には四辺形の断面を持つ空気トンネル４４は垂直支柱４０、４２の上端により支持される。図２を参照して、ターゲット・ボード３８は空気トンネル４４の下壁により支持され、また複数の試験片４６が図２では番号３９の上向きに延びる矢印で表されている集光集熱された太陽熱放射に暴露するためターゲット・ボード３８に取付けられている。試験片４６の温度調節用の装置は、空気トンネル４４の一端と通じている、かご型送風機アッセンブリー４８として一つの形で実現することができる。かご型送風機アッセンブリー４８は、外向きに延びる矢印番号４５で図２に表されている空気トンネル４４を通じて冷却周囲空気を循環させる電気モーターにより駆動されるファンを含んでいる。図２に示すように、空気トンネル４４はターゲット・ボードの長さ分延びるデフレクター５０を含んでおり、また図２に矢印番号４７で表されている試験片４６の冷却のためターゲット・ボード３８を横切るように冷却周囲空気を循環させる。
【００３２】
垂直支柱４０、４２は、Ａフレーム部材２２、２４の上端により回転するように支持される。垂直支柱４０、４２を通過する回転軸に一致する支持シャフトが、太陽の日中の運動を追跡する試験装置のその部分を回転可能に支持する。集光集熱装置２９を適切に位置決めするため、参照番号５４で通常示されている可逆電気モーターと関連するギア駆動が、太陽の動きを追跡するように集光集熱装置２９のミラー台とターゲット・ボードのアッセンブリーを定期的に回転させるため備えられている。何時でも何らかの位置決め誤差を是正するため、ユニットの手動での位置決めを可能にするため、垂直支柱４０と、ミラーアッセンブリー３４、３６とターゲット・ボード・アッセンブリーを回転させるためのシャフトとをクラッチで連結するのが好ましい。
【００３３】
太陽電池追跡ユニット５２は、ミラー台フレーム３２を太陽光の入射線に垂直に維持するように可逆モーターへの電力の適用を制御する。太陽追跡装置は２個の平衡光電池とそれらに影をつけるためにかかる光電池の上に取付けられた影つけ装置を含むタイプであり得る。片方の光電池が他方より多くの太陽光を受けることの結果として、不均衡が検出されると、電気的エラー信号が生成され、これが増幅され、駆動モーター５４に電力を適用促すように使用され、それにより光電池間のバランスが再び平衡になるまでユニットを回転させ、その結果、ユニットが太陽に対して適切に位置決めされることになる。
【００３４】
図１にはまた、参照番号５１で散水ノズル・アッセンブリーも示されている。図１に示すように、散水ノズル・アッセンブリー５１は露、雨などをシミュレートするため試験片に定期的に水を噴霧するのに使用される。
【００３５】
丁番付きシールド又はカバー４９はエアデフレクター５０の反対側に空気トンネル４４に連結して示されている（図２参照）。図１に示すようにシールドを開放位置に噛み込ませ且つ維持するため、ドアラッチ機構が空気トンネル４４に配置されている。外れると、複数のミラー３４、３６により反射された集光集熱された太陽熱放射から試験片４６を保護するためシールド４９は閉位置を取る。
【００３６】
ここで図２を参照して、少なくとも１個の試験片４６がそれに固定されているターゲット・ボード３８が示されている。試験片は１個しか示されていないが、複数使用するのが好ましい。ターゲット・ボード３８にはまた、それと熱伝導可能に結合された少なくとも１個の感温構成要素を備えたフィードバック装置４６０も固定されている。かかる構成要素はサーミスタ、熱電対、抵抗温度計装置、集積回路温度装置又はフィードバック装置４６０の温度検出用のその他のあらゆる適切な装置であり得る。フィードバック装置４６０は既知の太陽光吸収及び熱伝導特性を持つ標準化された材料から形成でき、試験片のそれと同類又は試験片の材料から形成できる。感温構成要素は、フィードバック装置の後の表面又は前の表面に接続してもよいし、そのなかに埋め込んでもよい。代わりに、フィードバック装置や試験材料の温度を決定するのに非接触式光学温度検出装置を使用することもできる。フィードバック装置４６０は、フィードバック装置がそれに固定されているターゲット・ボード３８の領域に突き当たる太陽熱放射をフィードバック装置が確実に吸収するよう、黒い塗料で被覆するのが好ましい。この目的に使用できる適切な黒い塗料はＤＵＰＯＮＴ  ＤＵＬＵＸスーパーブラック高温エナメルか又は何らかの適切な塗料である。
【００３７】
再び図１を参照して、制御箱５７は装置２０用の電源及び制御装置を収納する。電源ケーブル５８は、ファン４８を作動させる電気モーター３４に動力を与えるため装置２０に電力を供給する（図３参照）。信号ケーブル６０は、後述のように、フィードバック装置や入力装置などの遠隔配置された装置との通信用に、または本発明に従う装置２０の運転を統制するため中央制御との通信用に制御箱５７のなかに配置された制御装置に接続される。
【００３８】
図３を参照して、米国特許出願番号１０／２９５，０９８、特に段落（００２８）から（００７９）に明細されている通りに参照番号２２０で通常示される、本発明の一実施例に従う屋外で自然促進耐候性試験装置の斜視図である。但し、かかる特許出願のすべては本書に完全に述べられているように参考文献として本書に組込まれる。促進耐候性試験装置２２０は、複数の試験片に太陽熱放射を集光し且つかかる試験片を試験サイクル中流体源からの流体に暴露する。流体は液体、気体又は流体と気体の混合物の形をとり得ることは当業者には理解されるであろう。基本的な促進耐候性試験装置２２０は操作部分２２４に接続された支持部材２２２を含んでいる。作動部分２２４は空気トンネル２３０に対向して配置された集光集熱装置２２８を支持するフレーム２２６を含んでいる。
【００３９】
本発明のこの実施例の集光集熱装置２２８は、空気トンネル２３０に固定されたターゲット・ボード３８（例として図２に最も良く示されている）に固定された一連の試験片に自然太陽光の焦点を合わせる、またおよそ幅６インチ幅と長さ５０インチの大きさの一連の１０枚の平らなミラーを備えたフレネル反射装置として構成される。集光集熱装置２２８は太陽熱放射を太陽約８個分の強度でターゲット・ボード領域に太陽熱放射を導く。
【００４０】
集光集熱装置２２８のミラー台とターゲット・ボードの両方が日中の太陽の動きに従って回転することのできるフレーム２２６により支持される。太陽の位置に応答する太陽追跡機構２３２は太陽の動きに合わせて試験装置を回転させるのに使用される電気モーターの運転を制御する。太陽追跡機構２３２はかかる機能を提供するあらゆる従来型の入手可能な装置であり得る。
【００４１】
支持部材２２２は図３に示すように２軸の追跡装置、あるいは米国特許番号４，８０７，２４７に示されているように単軸の追跡装置であり得る。両方の追跡装置とも、ミラー台２２８を太陽光の入射光線に垂直に維持するため支持部材２２２と作動部分２２４の方向と位置を制御する如何なる従来型の太陽追跡ユニット２３２も使用することができる。これらの支持部材の両方とも技術的に良く知られておりまたＡＳＴＭ規格  Ｇ９０−９４に述べられている。太陽に対応する装置を調節するため他の適切な支持部材を使用してもよいことは、本発明の教示の範囲内である。
【００４２】
フレーム２２６は上向きに且つミラー台２２８に垂直に延びる。空気トンネル２３０は一般的に四辺形の断面を持ちまたフレーム２２６の上端により支持される。試験片の温度を調節するための装置はこの実施例では、トンネル２３０の一端と通じている好ましくはかご型送風機の形の空気循環機構３４として構成される。空気を動かすのに適した如何なる装置もかご型送風機の代わりになることは周知である。かご型送風機は、好ましくはトンネル２３０の内部に冷却周囲空気を循環させる電気モーターにより駆動されるファンを含んでいる。如何なる従来型の制御装置もこの空気循環機構３４に連結できることは本発明の教示のうちである。例えば、制御装置は、本書により詳細に述べられているように、かご型送風機内の電気モーター又はその他の適切な制御装置への電力の適用を選択的に制御するため、ターゲット・ボード上の試験片の温度を決定するセンサーに連結された感温パネルを含むことができる。
【００４３】
空気トンネル２３０は、下記のように、ターゲット・ボードの長さ分延び、且つ主に第１に空気トンネルからの冷却空気を導くための通気孔として働く、本発明では異なる機能を果たすデフレクターを含んでいる。
【００４４】
本発明のこの実施例では、チャネル２３６は、ターゲット・ボードに接続され且つチャンバを形成するためのカバーを含んでいる。流体源（以下に詳細に述べる）は、集光集熱された太陽熱放射の暴露期間中に試験片の品質低下を促進するよう試験片と反応するため、チャンバ内に流体が導入されるチャンバと通じている。チャネル２３６は基盤と、基盤から延びる一対の相対して配置される細長い側壁２４０を含んでいる。少なくとも一つの第一ポート２４２が側壁２４０の一つに配置される。それぞれの第１ポート内の第１導管が流体源からチャンバへの流体の第１通路を形成するように、第１導管２４４はそれぞれの第１ポート２４２を流体源に操作可能に接続される。
【００４５】
制御装置２５０は、促進耐候性試験装置２２０の一般的運転に関係するその他のもの（例：太陽追跡とミラー台調節、流体の流量など）のなかで以下の制御について使用可能且つプログラム可能であるのが望ましい。すなわち第１通路に動作可能に接続された少なくとも１個の調節器と、流体源からチャンバへの流体の供給を制御するための流体源と、チャンバからの流体の除去を所望の速度に制御するため第２通路に操作可能に接続された少なくとも１個の第２調節器についてである。流体が試験サイクル中チャンバに供給又はそれから除去されるように、制御装置２５０からの信号が最初の通常の閉位置から第２の開位置に調節器を所望の時間動作するよう、少なくとも１個の第１及び第２調節器のそれぞれは制御装置２５０に応答可能である。その少なくとも１個の第１及び第２調節器のそれぞれが最初の通常の閉位置から、所望何割かは全開の状態である、第２の開位置に開放できることは本発明の教示のうちである。
【００４６】
制御装置２５０が上述の機能を備えるためプログラム可能な電気的／電子的設計であるのが望ましいこと、また同一の機能を備えるため機械的設計も使用可能であることは理解されるであろう。例えば、単純性、プログラム制御性、信頼性及びコストの面でデジタル半導体のほうが好ましいが、タイマー式装置などアナログ装置が同じ機能を提供することは理解されるであろう。さらに、調節器の起動もまた操作員により手動で行なえることも本発明の教示のうちである。
【００４７】
本発明に於いて、チャネル２３６はターゲット・ボードに接続されまた試験片がその上に取付けられる。以下に詳細に論じるように、温度調節装置により生成された冷却空気の排出を備えるためターゲット・ボードと空気トンネルの開放側の間にすき間が形成される。好ましくは、チャンネル２３６はネジ式固定具を使用してターゲット・ボードに接続される。但し、あらゆる適切な固定装置、材料又は装置が使用可能であることは当業者には理解されるであろう。
【００４８】
チャネル２３６は、基盤と、基盤から延びる一対の対向して配置される細長い側壁２４０を含んでいる。各側壁２４０はカバー端を受けるためにその中に形成された１個の細長い受け器を持つ。チャネル２３６を密閉するためカバーと受け器の間にはガスケットが配置される。カバー端が対向する細長い受け器の中に受容されるように、カバーがチャネル２３６に操作可能に接続されると一つのチャンバが形成される。
【００４９】
流体源からチャンバへの第１流体通路を形成するよう第１導管と操作可能に接続されるため、少なくとも１個の第１ポート２４２が側壁２４０の一つの中に配置される。少なくとも１個の第１ポート２４２のそれぞれがいずれかの端壁内に配置できることは本発明の教示のうちである。それぞれの第１ポート２４２は組立の容易さ及び側壁２４０の一方に形成される補助的なネジ穴との互換性を考慮して、それぞれの第１ポート２４２は、ねじ込み逆目継ぎ手として構成するのが望ましい。別の構成を備えたポート及び別の適当な装置もその代わりになることは当業者には理解されるであろう。例えば、テーパー継ぎ手、ねじ込み管継ぎ手、圧縮継ぎ手、押しロック継ぎ手やその他のあらゆる装置も使用することができる。その上、第１ポート２４２は側壁２４０の一部分として一体的に形成することもできる。
【００５０】
本発明の一実施例では、少なくとも１個の第２ポートは側壁２４０のひとつの中に配置され且つ所望の速度でチャンバから流体を除去するのに第２通路を形成するため第２導管に接続される。好ましくは、少なくとも１個の第２ポートのそれぞれが、側壁２４０か端壁かを問わず、第１ポート２４２に接続された壁に対向して配置される。各第２ポートが上述の各第１ポート２４２について教示したのと同じに構成できることは本発明の教示のうちである。
【００５１】
カバーは光透過性としまたフィルター要素を含むのが望ましい。カバーとフィルター要素が一体に又は独立して形成できることは本発明の教示のうちである。一実施例に於いては、カバーは透明でありまたフィルター要素はホウケイ酸塩やその他のあらゆるＵＶ透過性被覆から形成することができる。カバーとフィルター要素のその他の構造や構成も適切な機能を提供できることは当業者には理解されるであろう。例えば、カバーは半透明、ガラス製、またはその他のあらゆる材料であり得る。フィルター要素は石英、透明基盤、光透過性基盤、自動車用窓ガラス、建築用窓ガラス、蒸着薄膜の光学的被覆、干渉フィルター、四分の一波長フィルター、特殊波長フィルター要素、あるいはその他のあらゆる適切な構造や構成であり得る。
【００５２】
少なくとも１個の調節器はチャンバ２３６に導入される流体を所望の速度と量に制御するため第１通路に操作可能に接続される。少なくとも１個の調節器がチャンバ２３６から除去される流体を所望の速度と量に制御するため第２通路に操作可能に接続される。チャンバ２３６から除去される流体は試験片４６からの品質低下生成物として分析されるのが望ましい（図２参照）。試験片４６（図２参照）からの品質低下生成物を識別するための分析技術は何らかの従来型の使用可能なプロセスであり得る。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やその他のあらゆる適切なプロセスを使用することができる。
【００５３】
本発明の一実施例に従い、流体源は流体を入れるタンク及び第１通路を介してタンクからチャンバへの流体の流れを制御する調節器を含むことができる。流体は試験片の品質低下を促進するのに適した何らかの組成であり得る。例えば、流体は水、酸素、窒素、有機又は無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、硫黄酸化物、窒素酸化物、水素酸化物、過酸化物、オゾン、あるいはその他のあらゆる適切な流体又は混合物であり得る。好ましくは、この実施例では、流体は調節器の開放によりチャンバへの流体の流れを可能にするように圧力が加えられた気体混合物である。気体は試験片の品質低下を促進するのに適した何らかの気体であり得る。例えば、気体は酸素、窒素、硫黄酸化物、窒素酸化物、水素酸化物、オゾン、あるいはその他のあらゆる気体又は混合物であり得る。
【００５４】
本発明に従う流体源のもう一つの実施例は、それぞれが異なる流体を保持し且つそれぞれが第１通路を介してチャンバに通じるように連結管に操作可能に接続される複数のタンクを含むことができる。調節器が各タンクを多肢管に接続しまた少なくとも１個の調節器は制御装置により電気的に起動される。それぞれのタンクに配備される流体は上述のように試験片の品質低下を促進するのに適した何らかの流体でありうる。調節器の一つ、一つ以上又は全部が手動、機械的、又はその他のあらゆる適切な方法で起動され得ることは本発明の教示のうちである。
【００５５】
本発明に従う流体源のさらにもう一つの実施例は、流体の入ったタンク１個、第１通路を介してタンクからチャンバへの流体の流れを制御するための調節器１個を含んでいる。この実施例では、流体は試験片の品質低下促進に適した液体であるのが望ましい。例えば、この液体は水、有機及び／又は無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、過酸化物、あるいはその他のあらゆる適切な液体又は混合物であり得る。この実施例では、制御装置はタンクからチャンバへの液体の流れを制御するため調節器を電気的に起動する。タンクからチャンバに流体が流れるようにポンプを第１通路に操作可能に接続することができる。同じ機能性を備える重力供給方式などその他の方法も使用可能である。
【００５６】
本発明に従う流体源のさらにもう一つの実施例は、第１通路を介して第１タンク、第２タンク及びチャンバに通じているアキュムレーターを含んでいる。第１タンクには圧力下の気体が入っており且つ第１タンクからアキュムレーターへの気体の流れを制御するための調節器を備えている。第２タンクには液体が入っている。これは第２タンクからアキュムレーターへの液体の流れを制御するための調節器を備えている。
【００５７】
液体は導管を通ってアキュムレーターに液体を汲み入れるポンプにより調節器を通じて第２タンクから汲み出される。液体をアキュムレーター内に噴霧するため導管の末端にノズルが付いている。調節器が開のときは気体が導管を通って流れ、アキュムレーターを加圧するように、第１タンク内の気体は加圧される。アキュムレータ内の圧力は圧力計で観察できる。
【００５８】
気体がアキュムレーターに噴霧されるとき気体は液体中に拡散するようアキュムレーターは加圧される。ポンプがアキュムレーターから気体／液体の組合せを汲み上げて、かかる組合せを第１通路を通じてチャンバに送る。この実施例に於いて、気体は試験片の品質低下を促進するのに適した何らかの気体であり得る。例えば、気体は酸素、窒素、硫黄酸化物、窒素酸化物、水素酸化物、オゾン、あるいはその他の何らかの適切な気体又は混合物であり得る。さらに、液体は試験片の品質低下を促進するのに適した何らかの適切な液体であり得る。例えば、液体は水、有機溶剤、無機溶剤、酸、塩基、塩、溶解塩、過酸化物又はその他のあらゆる適切な液体や混合物であり得る。制御装置は少なくとも１個の調節器を電気的に起動する。この実施例に示されているように、液体調節器は制御装置により電気的に起動されまた気体調節器は手動で制御される。意図された機能を達成するために、必要に応じて、制御装置は両方の調節器を電気的に起動することができる。
【００５９】
本発明用の試験片の温度を調節するための装置のもう一つの実施例は、試験片を所望の温度で維持するため試験片の片側に近接して配置された装置を含んでいる。この装置は、試験片に近接する基盤と、チャネルの基盤と空気トンネルへのターゲット・ボードの開口部とを通ってこの基盤から延びる少なくとも１個のフィンを含んでいる。この少なくとも１個のファンは試験片からファンにより空気トンネルを通じて動く空気に熱を伝達しまた放散させる。それから空気はエアデフレクターを通りすき間を通じて排出される。この実施例では、装置は金属ヒートシンクが好ましい。この装置はまた適切な熱伝導特性を有するその他のあらゆる材料から構造的に構成することも可能であることは理解されるであろう。例えば、装置は熱を伝達可能な何らかの非断熱材料で作成できる。
【００６０】
本発明に従う温度調節用の装置のさらにもう一つの実施例は、同じ機能を備えるのに異なって構成された装置を含んでいる。この実施例では、装置は試験片に隣接する基盤を含んでいる。試験片から空気トンネルを通って動く空気に熱を放散するため、少なくとも２本の間隔をあけた脚が基盤から延びている。一つの上端は両脚に接続され且つ電源が印加される第１終端と第２終端を備えている。望ましくは、装置は第１終端と第２終端の電圧差が試験片から空気トンネルを通って動く空気に熱を放散させるよう、装置は半導体材料でできた脚を持つ熱電気装置とする。
【００６１】
この熱電気装置がペルチェ効果により動作するソリッドステートのヒートポンプであり、その理論は電流が２本の導体を通ると加熱または冷却効果が存在することであることは理解されるであろう。２つの異なる材料の自由端に印加された電圧は温度差を生じる。この温度差により、ペルチェ冷却は熱を一端から他端に移動させる。
【００６２】
この実施例では、熱電装置は２つの異なる導体として働くｐ−とｎ−タイプの半導体素子の配列である。即ち、一方の脚はｐ−タイプでありもう一方の脚はｎ−タイプの半導体素子である。説明されているように、それ以上の脚が使用される場合、配列は以下の順序で繰返される。ｐ−タイプ、ｎ−タイプ、ｐ−タイプ、ｎ−タイプ等々である。素子の配列は電気的には直列で熱的には並列のセラミック板２枚の間に半田付けされる。直流はｎ−タイプからｐ−タイプに一対又はそれ以上の素子を通るので、基盤（低温側）に温度低下が起こり、その結果試験片からの熱の吸収が生じる。電子は高から低エネルギー状態に移動するので、熱は電子伝達により熱電装置を通じて送られそして上端（高温側）に放出される。熱電装置の熱ポンプ容量は電流と装置内のｎ−タイプ及びｐ−タイプ素子の対（又は組）の数に比例する。空気循環機構は、熱電装置の脚を通って、空気を移動させ、そこで熱は、上端から、その後間隙を通りエアデフレクターを過ぎてから排出される空気へと移動する。
【００６３】
本発明の試験片の温度調節用の装置のさらにもう一つの実施例は、チャンバ内に配置される試験片を含み、試験片の第１面がチャンバに暴露され、また試験片の第２面がキャビティーに暴露されるようにキャビティーを形成する。装置は、試験片を所望の温度に保つため試験片に近接するキャビティー内に配置される。
【００６４】
この実施例では、装置は試験片を所望の温度の保つよう冷却材の保持のため柔軟壁容器として構成される。柔軟壁容器は柔軟壁容器内に冷却材が入っていない状態で第１操作位置に配置される。第２操作位置では、柔軟壁容器はその中に冷却材が入っており、それによって試験片とキャビティー壁に広がり適合する。
【００６５】
柔軟壁容器は冷却源に連通している入口、及び所望の速度で柔軟壁容器から冷却材を除去するように調節される出口に接続される。冷却材と柔軟壁容器は、この実施例では、試験片から熱を吸収するのに適したあらゆる非断熱材料で作ることができる。例えば、冷却材は冷却された空気、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、冷却ガス、熱交換用に使用される流体又はその他のあらゆる適切な材料であり得る。柔軟壁容器はゴム、又はその他のあらゆる適切な材料など、何らかの自然又は人工エラストマー材料で作ることができる。但し、適切に機能するのにこの実施例では空気循環機構は必要ない。
【００６６】
図４と図５を参照して、本発明の一実施例に於いて、暴露試験中に各自然促進耐候性試験装置４２０上の少なくとも１個の試験片４４６に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの複数の自然促進耐候性試験装置４２０を備えた配列内の厳密な温度調節用として、アッセンブリー４００は図式的に示されている。図４と図５のそれぞれの自然促進耐候性試験装置４２０が、その相違する図を示しているが、同じ実施例向けであることは当業者には理解されるであろう。複数の装置それぞれに配置されたその少なくとも１個の試験片４４６は同じであることが望ましい。しかしながら、１回の暴露試験で多数の材料の風化相関を決定するため、このシステムでの１回の暴露試験で複数の異なる試験片を使用することができる。それにより、異なる試験片のそれぞれは全く同じ条件で試験され、従って全部が厳密に調節される。
【００６７】
試験片４４６の形での材料の風化相関の特性把握のためのアッセンブリー４００は、自然促進耐候性試験装置４２０の配列４０２を含んでいる。本発明のこの実施例では、配列４０２は、一例に過ぎないが、それぞれが集光集熱された太陽熱放射強度を試験片に導くための集光集熱装置とともに、５個の自然促進耐候性試験装置を含んでいる。配列４０２はさらに配列４０２内で定義される装置４２０の複数のセット４０４を含んでいる。この実施例では、それぞれの自然促進耐候性試験装置４２０は、１セット４０４を表す。図４は配列４０２内に定義される少なくとも３セット及び“ｎ”セットまでを示す。図５は配列４０２内に定義される５セットを示す。各セットの試験片４４６は異なる太陽熱放射強度に暴露される。
【００６８】
運転に於いて、材料の風化相関の特性把握のための方法は、材料から形成された試験片上に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの複数の自然促進耐候性試験装置を配列し、配列内に配置された各自然促進耐候性試験装置に温度制御システムを接続し、配列内に複数セットの自然促進耐候性試験装置を定義し、試験片を所望の温度で維持し、及び各セットの試験片を異なる太陽熱放射強度に暴露する工程を含む。それぞれの自然促進耐候性試験装置４２０は、上述及びより詳細に後述するように、試験片４４６を所望の温度で維持するための温度制御システム４０４を含んでいる。
【００６９】
複数のセット４０４のそれぞれは、少なくとも１つの集光集熱要素を備えた少なくとも１つの自然促進耐候性試験装置４２０を含んでいる。各集光集熱装置は別の実施例では、集光集熱要素数ＣＥが各セットの数Ｓに正比例し、よって各集光集熱要素数が等式ＣＥ＝Ｓで決定されるように一定数の集光集熱要素を含んでいる。
【００７０】
さらに別の実施例では、各集光集熱装置は集光集熱要素数ＣＥが各セットの数Ｓに比例し、よって集光集熱要素数はＣＥ＝Ｓ＊２式で決定されるように各集光集熱装置が一定数の集光集熱要素を含んでいる。この実施例は図５に明瞭に示されており、その中で第１セットは２個の集光集熱要素を含み、第２セットは４個の集光集熱要素を含み、第３セットは６個の集光集熱要素を含み、第４セットは８個の集光集熱要素を含み、また第５セットは１０個の集光集熱要素を含んでいる。
【００７１】
また別の実施例では、各集光集熱要素は、異なる太陽熱放射強度を供給するように試験片に対して調整可能であってもよい。かかる実施例は、各集光集熱装置が異なる太陽熱放射強度を供給するため試験片に対して調整可能な焦点距離を持つ場合に可能になる。
【００７２】
各装置４２０は材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルをシミュレートするため試験片の温度を動的に制御するように適合化される。このシステムは、上記に概説されたように、制御装置４６４、フィードバック装置４６０及び入力装置４６２を含め、複数の促進耐候性試験装置４２０を含んでいる。装置４２０のそれぞれは材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルをシミュレートするためその上に取付けられた試験片の試験片温度を動的に制御するように働く。フィードバック装置４６０は、集光集熱された太陽熱放射に暴露用のターゲット・ボードに取付けられ、またその温度に応答し且つ試験片温度を表す試験信号を生成する。入力装置４６２は、材料の最終消費用途の複雑な温度サイクルを表す動的基準信号を生成する。制御装置４６４は、入力装置４６２とフィードバック装置４６０に接続される。
【００７３】
制御装置４６４は、また、動的温度設定値を生成するため基準信号に応答する。制御装置４６４は、また、周囲空気がターゲット・ボードに循環される速度を制御するのに電気モーター４４８への電力４６６の供給を選択的に制御するためのフィードバック信号にも応答する。この速度はフィードバック装置４６０の温度が動的温度設定値より大きいときは一般的に増加され、またフィードバック装置４６０の温度が動的温度設定値より低いときには一般的に減少される。フィードバック装置４６０の温度が動的温度設定値に実質的に等しい場合には、この速度は一定に維持される。
【００７４】
本発明の一実施例に於いて、制御装置４６４はペンシルバニア州ヨークのＢｏｓｔｏｎ  Ｆｉｎｃｏｒから型式番号ＡＣＸで商業的に入手可能なタイプの調整可能交流モーター速度制御に接続された、英国、西サセックス、Ｅｕｒｏｔｈｅｒｍから型式番号２４０８で商業的に入手可能なタイプの温度調節器を含んでいる。前述のモーター速度制御は、後述のように、基準信号から決定される動的に調節可能な設定値とフィードバック装置４６０により実際に感知された温度との間で感知された誤差に比例する制御を提供する、ソリッドステート、単相、可変モーター速度調節器である。制御装置４６４は少なくとも３個の入力すなわち、試験信号、基準信号、及び電力信号を含んでいる。制御装置４６４の出力は送風機モーター４４８の一方の側に結合される。送風機モーター４４８の反対側は接地される。本発明の一実施例では、送風機モーター４４８はグレインガー（Ｇｒａｉｎｅｒ）  モデル番号３８０５であり、また温度感知装置は、試験片か又は標準化されたブラックパネルに取付けられるＴタイプの熱電対が望ましい。
【００７５】
その他の適切な制御装置を使用することもできる。例えば、演算処理モジュールの演算管理を容易にする演算装置とメモリを備えた演算処理モジュール。演算装置はマイクロ・プロセッサー、セントラル・プロセッシング・ユニット又はマイクロコントローラ、特定用途向け集積回路、フィールド・プログラマブル・ゲートウェイ、デジタル・シグナル・プロセッサー、マイクロ・コントローラ又はその他のあらゆる適切な演算処理装置でもよい。演算処理装置がマイクロ・プロセッサーである場合、“ＰＥＮＴＩＵＭ”（登録商標）、“ＰＯＷＥＲ  ＰＣ”、又は技術で良く知られたその他のあらゆる適切なマイクロ・プロセッサー、ＣＰＵ又はマイクロコントローラでもよい。メモリは読出し専用のメモリ、ランダムアクセスメモリ、書換え可能ディスクメモリ、１回書込み多回読取りディスクメモリ、電気的に消去可能なプログラム可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ホログラフィックメモリ、遠隔記憶メモリ又は技術で良く知られたその他のあらゆる適切な記憶装置であり得る。メモリは演算処理装置により実行される命令ならびにプログラム変数あるいは当業者に良く知られたその他のあらゆる適切なプログラムソースコード又はオブジェクトコードが含まれる。
【００７６】
上記に論じたように、制御装置４６４は動的又は静的な温度設定値を生成するため入力装置４６２からの基準信号に応答する。基準信号は、最終用途条件での材料の複雑な温度サイクルをそのそれぞれが検出する種々の異なるタイプの入力装置により生成される。例えば、入力装置は、標準化された材料又は試験中の材料として構成され、それぞれが屋根上やその他の同様の構造、又は自動車の中か外又は他の同様の構造、あるいは内壁か外壁又は建物の屋根やその他の同様の構造など、入力装置をして、かかる最終消費用途で使用されるであろうように配置された感温構成要素を有する。
【００７７】
最終消費用途の環境温度サイクルはあらゆる従来の方法で記録しまたかかる記録された環境の動的基準信号を自然促進耐候性試験装置が再現できるように再生することができる。所望の基準信号を生成するため使用者によって示される通りに、複雑な温度サイクルを生成するためコンピュータなどの装置を使用できる。コンピュータはまた、一般的には観察されない環境温度要素を提供するため、記録された最終消費用途の環境温度サイクルの修正版を生成することもできる。基準信号及び、代わりとして、試験信号を生成するには光学的赤外線パイロメーターなどの非接触監視装置を使用することができる。
【００７８】
かかる多種多様な入力装置の互換性の利点は、促進耐候性試験装置が、例えば、フロリダやアリゾナなど好ましい場所に恒常的に設置できること、及びその他のあらゆる場所からの最終消費用途の環境温度サイクルが繰返し可能に且つ再生可能に暴露試験でシミュレートできることにある。例えば、入力装置は自動車の中や外に設置できまた自動車は特定期間単一の場所に駐車しておくことも又は特定期間特定の地域内を動き回ることのいずれも可能である。その場合、定期的に動的基準信号と、相当する動的温度設定値を生成するため、基準信号を制御装置に記録、修正又はリアルタイムで転送することができる。別の例では、アマゾン雨林やデスヴァレーなど他の極限的な最終用途場所における環境温度サイクルは、試験地で繰返し及び再生可能にシミュレートできるように、記録することができる。
【００７９】
しかしながら、この実施例では、一つの暴露試験で複数の試験装置４２０が集合的に使用される。この規模の暴露試験を試みるときに従来技術の欠点は、装置から装置への試験片温度の変動が非常に大きいことにある。その結果、暴露試験のあらゆる結果がかなりの標準偏差を持つ。装置から装置へのかかる標準偏差をより厳密に調整するため、本発明のこの実施例は、複数の促進耐候性試験装置４２０から遠隔に配置された第１装置の入力装置４６２を備えている。その他の装置はそれに従属的に制御されて、システムを通じての温度変化が軽減されるように、他の装置それぞれの入力装置４６２は連続的に第１装置に直列に連結される。このタイプの配列はコンピュータ・ネットワーク分野では一般的に“デイジー・チェーン(daisy chain)”と呼ばれており、これはメリアム・ウェブスター・カレッジ辞書で、まさに鎖の環にように、連結された一続きと定義されている。この構造的構成では、第２装置が第１装置上に配置された遠隔装置に応答して作動し、標準偏差を少なくし、試験結果の繰返し性と再現性を増大させる。他の構造的及び機能的構成もまた使用可能であることは当業者には理解されよう。例えば、各セットは入力装置に直接連結してもよく、あるいは“バス・バー（bus bar）”構成を使用することもできる。
【００８０】
図６は上述のように本発明の一実施例に従って構成された自然促進耐候性試験装置上の事前選択された材料の、種々の観察された加速風化品質低下速度の図式的表示である。事前選択された材料があらゆる所望の材料であり得ることは普通の当業者には理解されるであろう。例えば、この実施例で、ポリスチレンの品質低下特性、即ち、黄変は暴露期間中一定の間隔で測定される。品質低下データは、図６に示すようにプロットされ、また５つの異なる光度のそれぞれについて回帰線が調整される。異なる光度を容易にする如何なる好適な構造的構成も使用可能であることは理解されるであろう。破損、又は黄変が受容不能であるような品質低下点は、原物からの４黄色度指数単位の変化又はデルタとして定義される。破損点までポリスチレンを品質低下させるのに要した暴露期間が５太陽強度のそれぞれについて記入される。この実施例では、複数のミラーのあるフレネル・タイプの反射器を備えた集光集熱装置が使用された。但し、その他のあらゆる適切な集光集熱装置も使用できる。ミラー１０枚の自然促進耐候性試験装置では、全紫外放射（ＭＪ／ｍ２  ＴＵＶＲ）の平方メートル当り約６０メガ・ジュールが破損に必要であったが、ミラー８枚の自然促進耐候性試験装置では破損に約６８ＭＪ／ｍ２  ＴＵＲが必要であり、ミラー６枚の装置では約７８ＭＪ／ｍ２  ＴＵＶＲが、ミラー４枚の装置では約１０４ＭＪ／ｍ２  ＴＵＶＲが、及びミラー２枚の装置では約１６５ＭＪ／ｍ２  ＴＵＶＲが必要であった。
【００８１】
図７は理論的又は予想風化相関の相関ファクター曲線と図６からの試験データに基づく観察された風化相関の相関ファクター曲線である。破損を引き起こすのに要した暴露期間は、ｙ軸の５光度の関数としてｘ軸にプロットされている。本発明のこの実施例でポリスチレンが厳密な相関に従ったとすれば、当業者はミラー１０枚の自然促進耐候性試験装置で破損を生成するのに要する暴露期間はミラー２枚の装置で同じ破損を引き起こすのに要する期間の正確には５分の１（１／５）のはずであると予想するであろう。理論的又は予想相関関数は“予想”とラベルされた曲線で示されているミラー２枚の装置の観察データに標準化される。実際に観察された実験データは“観察”とラベルされた曲線で示されており、これは“予想”で示されている厳密な相関から有意的に逸脱している。
【００８２】
“予想”又は理論的相関からの逸脱と、観察された光度／暴露時間関係を示す実際の関数や相関ファクターの特性把握は、増幅された太陽熱放射下での材料の反応を正確に理解し又かかる材料の促進耐候性試験を知的に開発するのに決定的に重要である。
【００８３】
図８はその複数のセット４０４とその複数のグループ４０８を含む、自然促進耐候性試験装置４２０の配列４０２を示す本発明のアッセンブリーの一実施例の概略表示である。
【００８４】
このアッセンブリーは、材料の実際の風化相関の特性把握するのに有益である。これは材料から形成された試験片への太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの自然促進耐候性試験装置４２０の配列４０２を含んでいる。それぞれの自然促進耐候性試験装置４２０は試験片を所望する温度で維持するための温度制御システム（この図には示されていないが、上述）を含んでいる。自然促進耐候性試験装置４２０の複数のセット４０４は配列４０２内で定義される。各セット４０４内の試験片は、上述のように、何らかの適切な構造的及び機能的構成に従って異なる太陽熱放射強度に暴露される。自然促進耐候性試験装置４２０の複数のグループ４０８は配列４０２内で定義される。各グループ４０８内の試験片は所望の温度に関する温度オフセットで維持される。
【００８５】
材料の風化相関の特性把握するための方法は、材料から形成された試験片への太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの複数の自然促進耐候性試験装置４２０を配列４０２し、温度制御システムを配列４０２内に配置されたそれぞれの自然促進耐候性試験装置４２０に接続し、配列４２０内の自然促進耐候性試験装置４２０の複数のセット４０４を定義し、配列４２０内の自然促進耐候性試験装置４２０の複数のグループ４０８を定義し、試験片用の所望の温度を決定し、各セット４０４内の試験片を異なる太陽熱放射強度に暴露し、及び各グループ４０８内の試験片を所望の温度に温度オフセットする工程を含む。
【００８６】
本発明のこの実施例の構造と機能は材料の光線量／期間関係、材料の暴露温度／期間関係及び光線量／期間関係と暴露温度／期間関係の間の相互作用（対抗作用と相乗作用）を解明するのに特に有益である。
【００８７】
上記の実施例で説明したように温度変数軸４１０に関して低い水平列として方向付けられた第１グループ４０８は、上記の実施例で述べたように構造的及び機能的に実質上同一である。図８のそれぞれ第２と第３水平列に示されている第２と第３グループは、第１と第２グループ及び第２と第３グループのそれぞれの間のトリミング・オフセット装置４１２により第１グループ４０８に順次に連結される。トリミング・オフセット装置４１２は、入力装置４６２からの信号にオフセットを適用する。適用されるオフセットは所望の量の絶対オフセットであり、所望の比率での比例オフセット、所望の関数が入力装置信号に適用されるところでは関数オフセット、またはオフセットなしである。ある実施例では、直交（orthogonal）データが得られるように、同じオフセットを各グループ４０８内の各セット４０４に適用してもよい。かかる構造から得られるデータ、及びその機能的作動は、光度／時間及び暴露温度／時間の変数についての重要な品質低下関数の生成を可能にする。
【００８８】
本発明のこの実施例に於いては、３つのグループ４０８が配列４０２内で定義される。温度変数軸４１０上の最も低い水平列に位置決めされる第１グループは、所望の温度からの最初のオフセットでその中に配置された試験片を有して作動する。温度変数軸４１０に沿って第１グループのすぐ上に配置される第２グループは、所望の温度からの第２オフセットで試験片を有する。温度変数軸４１０上の第２グループのすぐ上に配置される第３グループは、所望の温度から第３オフセットで試験片を有する。第１、第２及び第３オフセットは、各々絶対オフセット、比例オフセット、関数オフセット及びオフセットなしのうちのひとつである。一般的には、第１グループは所望温度に対してオフセットなしで作動される。本発明が３グループや５セットに限定されないことは当業者には理解されるであろう。むしろ、かかるグループ４０８とセット４０４は、一貫性、信頼性があり正確なデータを提供するために、適当な規模に構成及びサイズ決定するしてもよい。
【００８９】
図９は本発明の一実施例の一つの側面の概略表示であり、かかる実施例に従って使用される種々の遮断フィルターの特性を示す。下記で詳細に述べられているように、異なる配列内の試験片を異なる紫外スペクトル反射率に暴露することにより、本発明のこの実施例は、材料の品質低下に対して異なる光波長の影響を特徴付ける。
【００９０】
この構造と機能に基づく材料の風化相関の特性把握する方法は、材料の風化品質低下に対する太陽熱放射強度と太陽スペクトル分布間の何らかの相乗性と対向性を使用者が定量化することを可能にする。
【００９１】
第１波長遮断装置又はフィルター９０２は、ミラー・反射率スペクトル遮断軸４１５に沿う最低点に配置される。一般的に、このフィルターは３８０〜４００ナノメートル波長領域で反射率を増加する。第２遮断装置又はフィルター９０４は一般的に３４０〜３６０波長領域で増加された反射率を表す。第３遮断装置又はフィルター９０６は、一般的に３００〜３２０波長領域で増加された反射率を表す。波長領域とは、従来の理解によれば、太陽熱放射スペクトル上の２点間の領域であり得る。但し、波長領域は太陽熱放射スペクトル上の単一の点でもあり得る。従って、材料の特別な感度を確認するため、上記に定義したように、それぞれが異なる波長領域を持つ多数のフィルター又は遮断装置を使用することができる。
【００９２】
図１０は自然促進耐候性試験装置４２０の複数の配列４０２を示す、本発明の一実施例の概略表示である。各配列４０２は自然促進耐候性試験装置４２０の複数のグループ４０８内の自然促進耐候性試験装置４２０の複数のセット４０４を含んでおり、また各配列内のそれぞれの自然促進耐候性試験装置４２０は、１個の遮断フィルター９０２、９０４又は９０６を含んでいる。
【００９３】
本発明のこの実施例に従う材料の風化相関の特性把握用のアッセンブリーは、材料から形成された試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの自然促進耐候性試験装置４２０の複数の配列４０２を含んでいる。それぞれの自然促進耐候性試験装置４２０は試験片を所望の温度で維持するための温度制御システム（図示されていないが、上述）を含んでいる。自然促進耐候性試験装置４２０の複数のセット４０４は、各配列４０２内で定義される。各セット４０４内の試験片は、一般的に光度軸４１６により示されるように、異なる太陽熱放射強度に暴露される。自然促進耐候性試験装置４２０の複数のグループ４０８は各配列４０２内で定義される。各グループ４０８内の試験片は、一般的に温度変数軸４１０により示されるように、所望の温度に関する温度オフセットで維持される。各配列４０２の試験片は、スペクトル遮断軸４１５に沿って間隔を開けられている各配列４０２に付随するフィルターの図式的表示９０２、９０４及び９０６により示されているように、異なる所望の太陽熱放射波長領域に暴露される。
【００９４】
本発明のこの実施例に従う材料の風化相関の特性把握する方法は、材料から形成された試験片に太陽熱放射を集光集熱するのに使用されるタイプの複数の自然促進耐候性試験装置を複数の配列４０２に構成し、各配列４０２に配置されたそれぞれの自然促進耐候性試験装置４２０に温度制御システム（図示されていないが、上記に詳細に説明）を備え、各配列４０２内に複数セットの自然促進耐候性試験装置を定義し、各配列内に複数グループの自然促進耐候性試験装置を定義し、試験片に所望の温度を決定し、各セット内の試験片を異なる太陽熱放射強度に暴露し、各グループ内の試験片を所望の温度に対する温度オフセットに維持し、及び各配列内の試験片を異なる所望の太陽熱放射波長領域に暴露する工程を含む。
【００９５】
本発明のこの実施例の構造的構成と機能的作動は、材料の光線量／期間関係、材料の暴露温度／期間関係、光線量／期間と暴露温度／期間関係の間の相互作用、材料の太陽スペクトル波長感度、光線量／期間と太陽スペクトル感度の間の相互作用、暴露温度／期間と太陽スペクトル感度の間の相互作用、及び３つの全部、即ち、光線量／期間と暴露温度及びスペクトル感度関係の間の相互作用を研究者が解明することを可能にする。
【００９６】
図１０に示された実施例の実施から生成されるデータは一つの波長領域について図１１に概ね示されている。図１１に示されている情報は促進耐候性試験での材料の反応の理解にとって決定的に重要である。かかる情報は特定の材料についてより早く且つより良く促進耐候性試験を設計するのに有益である。かかる情報はまた、不適切な促進耐候性試験で使用されることから特定の材料を不適格にするのにも使用することもできる。単に多数の光度／暴露温度の組合せによる試験片の同時暴露によって、太陽スペクトル・パワー分布を、すべての暴露の組合せを通じて、一定に保持することができる。紫外線遮断フィルター軸は、明解性のため示されていない。温度／光度軸に転置されたデータ部分は、特定の材料に関するデータの線形領域を表す。その中に配置された太陽光度／暴露温度レベルの組合せは、使用寿命予想と耐久性試験のためのより現実的な促進耐候性試験を生成する。光度軸４１６に沿って、４１９に指示されたレベルまでの光度増幅は、かかる材料の現実的な促進耐候性試験にとって適切である可能性がある。かかる点を超える光度増幅は使用寿命予想の非現実的な結果と誤差を生む可能性がある。
【００９７】
各配列４０２は図１０では略式に図式的に表示されていることは当業者には理解されるであろう。これは明解性と表示の容易さゆえになされたものである。一般的に、各配列は図９について説明されたようにスペクトル紫外線遮断フィルターを含み、上記に詳細に説明されたような構成になるであろう。この実施例では、各配列は、光度軸４１６で示されているように、異なる太陽熱放射強度に暴露される、かかる配列内で定義された複数セットの自然促進耐候性試験装置を含んでいる。複数のグループの自然促進耐候性試験装置もまた、各グループ内の試験片が温度変数軸４１０で示されているように所望の温度に関する温度オフセットで維持されるよう、かかる配列内で定義される。これに加えて、配列内の各グループは、所望の温度、所望の温度に加えてオフセット１又は所望の温度に加えてオフセット２のいずれでも作動する。かかる配列内の試験片は紫外線遮断フィルター９０２、９０４及び９０６で示されている所望の太陽熱放射波長領域に暴露される。
【００９８】
図１０が図１１に示されている材料の風化相関の特性把握するためのデータを決定するのに有益で可能な実施例の一つであることは、当業者には理解されるであろう。
【００９９】
従属する請求項で定義されているように、当業者により様々な修正と変更が発明の真の精神と範囲から逸脱することなく行なわれる可能性がある。例えば、機械的又は光学的な制御装置は、制御信号及び入力信号に代わって使用することもでき、また送風するよりも集光集熱装置を使用して温度に影響を与える他の方法も使用可能である。例えば、試験片上に循環される冷却空気の量を変更するのに空気トンネル内にダンパーやメカニカルバルブを使用することができる。最後に、放射と温度に影響を与えるのにフィルター（偏向、干渉、チューナブルなど）を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の一実施例に従う自然又は屋外の促進耐候性試験装置の斜視図である。
【図２】図１の自然促進耐候性試験装置で使用するための試験片の温度調節用の装置の一実施例の切取り斜視図である。
【図３】本発明の一実施例に従うもう一つの自然促進耐候性試験装置の斜視図である。
【図４】本発明の一実施例に従う種々の自然促進耐候性試験装置の間での温度変動の調節用に構成された自然促進耐候性試験装置の配列の概略図である。
【図５】それぞれの促進耐候性試験装置により適用される種々の光度に試験片を暴露するための一実施例を図示する図６に示された配列を図示する本発明の一実施例の概略表示である。
【図６】自然促進耐候性試験装置セット上で事前選択された材料で観察された種々の加速された風化品質低下速度の図式的表示である。
【図７】理論的及び観察された風化相関の換算係数の図式的表示である。
【図８】自然促進耐候性試験装置の複数のセット及び複数のグループの配列を図示する本発明の一実施例の概略表示である。
【図９】本発明の一実施例に従って使用することのできる種々の遮断フィルターの特性を図示する本発明の一実施例の概略表示である。
【図１０】各配列が複数セットの自然促進耐候性試験装置と複数グループの自然促進耐候性試験装置を含み且つ各配列内のそれぞれの自然促進耐候性試験装置がスペクトル遮断フィルターを備えている、自然促進耐候性試験装置の複数の配列を図示する本発明の一実施例の概略表示である。
【図１１】事前選択された材料について風化相関の換算係数を図示する本発明の一実施例の図式的表示である。
【符号の説明】
【０１０１】
４００  アッセンブリー
４０２  配列
４０４  セット
４０８  グループ
４２０  促進耐候性試験装置
４４６  試験片
４６４  制御装置
９０２  フィルター
【図１】
2005164598.tif 000003
【図２】
2005164598.tif 000004
【図３】
2005164598.tif 000005
【図４】
2005164598.tif 000006
【図５】
2005164598.tif 000007
【図６】
2005164598.tif 000008
【図７】
2005164598.tif 000009
【図８】
2005164598.tif 000010
【図９】
2005164598.tif 000011
【図１０】
2005164598.tif 000012
【図１１】
2005164598.tif 000013