(財)日本ウエザリングテストセンター銚子累競試験場　高根由充
1.始めに
現在の社会的な動向として、持続可能な循環型社会を構築するため、社会的ストックの長寿命化や環境対策が重要な課題となっている。これを評価するために耐候性缺験はますます重要性を増してきているが、両候性試験にはさまざまな方法があり、また、問題点があるため、これらを正しく理解して評価することが重要である。屋外桑露試験は最も実用状態に近い結果が得られる試験であるが、結果が得られるまでに長時間を要すること、暴露した場所や年の気象変動の影響を受け、再現性の問題が指摘されているリ。実験室光源器器試験は屋外での変化を迅速に評価することと再現性の向上を目的としているが、屋外との相関が不明確なこと、ランプやフィルターの経時変化、不適切な連続管理等により再現性にも問題があることが指摘されている験室光源暴露の関係であろう。そこで、今回はこれらのお験評価を実施する際の参考となるよう、各試験方法の特徴や問題点、相互の関係について、リファレンス試験片やプラスチック材料の級級結果をもとに概説する。
2. 風外線魔跡跡方法
屋外級癖試験は自然環境下での耐久性を評価するものであるから、結果は自然任せであるが、自然条件以外の人為的にコントロールできることは一定のルールに従って詐験を行い、自然条件以外の因子の影響を除く必要がある。一定のルールとして、プラスチックの屋外暴露試験方法であるJIS K 7219:1998®及びJIS A 1410:1968®では、暴露場の条件、桑織角度、地表からの高さ、桑露台の概造・材質、試料の取り付け方などが記述されている。プラスチックの屋外級魔試験で、最も大きく試験結果に影響する因子は、暴露中に受けた紫外線盘である。暴露試験では暴盛する角度によって受ける紫外線量が異なるので、暴露角度が規定されている。この暴露角度については歴史的に暴露する場所の緯度と同じ角度、または、緯度マイナス５度ということが多く行われてきた。この考え方は太陽光線中の直達成分の割合からきているが、紫外線は大気中で散乱されやすいので、紫外光のみを考えると、より水平に近い角度のほうが受光量が多くなる。暴露角度の規定は規格によって異なっており、JIS A 1410: 1968では原則として降面30～35度となっているが、JIS K 7219: 1998では以下の3通りが規定されている。 (1)年間で最も多く太陽放射を受けるためには水平面からの角度をその場所の緯度マイナス10度とする。 (2)年間で最も多くの茶外線を受けるためには、水平面からの角度は5〜10度とする。 (3)水平面から垂直までの特別な角度JIS K 7219: 1998はISO877: 1994®の翻訳規格であり、国際的に気候区分の異なる地域で実施されることを前提としているが、 JIS A 1410:1968は国内を対象としており、級露角度は固定されている。なお、塗料の暴露試験方法 JIS K 5600-7-6:1999''では塗料の劣化は太陽光以外にも多くの因子が働くという考えから、全国どこでも45度としている。因みに当財団ではプラスチックの場合の暴露角度は銚子は南面30度、宮古島は南面20度を基準としている。光の次に大きな影響を与える因子は熱である。熱は熱自体による劣化と化学反応を促進する効果がある。試験片の温度を上昇させる因子は、雰囲気の温度と太陽光である。太陽光の影響は太陽自体からの直射と地表からの反射光の影響がある。太陽光を直接受ける効果は暴露角度によって決まる。反射光の効果は地表の状態によって大きく異なる。地面がコンクリートの場合は爽面からの反射光が多くなる。第３の因子である水分に対する桑露試験上の配慮は特に記述されていないが、水平に近い角度で暴露する場合の角度が5～ 10度となっているのは、水切れを考慮したためと考えられる。また、試験片から溶出した成分が他の試験片に影響を及ぼさないよう、取り付けの際に配慮が必要である。地表からの高さも反射光や湿度に影響するが、JIS K 7219: 1998では50cm以上、JIS A 1410: 1968では75cm以上、また、JIS K 5600-7-6:1999では１ｍ以上となっており、分野によって異なっている。桑露台の高さが分野によって違うのは、暴露台を設置する場所がコンクリートであったり、管理人がいない無人の場所であったり、地域によって程雪を考慮したり等、分野によって暴露台を設置する環境が多様であるためである。
2. 1直接暴魔試験
この方法は、日照、雨、風などが直接影響する大気環境に試料を暴露して、その化学的、物理的性質及び性能を調査する。最も一般的な缺酸であり、すべての価懐性缺酸の基本となる試験である。自然が相手であるから、年額の気象変動の影響を受け、再現性に難があるといわれている。したがって、ある場所での標準的な変化度というものを求めることは困難である。促進試験との比較をする際には注意しなければならない。しかし、実際にどれだけ再現性に問題があるか確認したデータはほとんどない。JIS K 7362: 1999''には桑薩後の変化の測定評価に際し、暴露詐験結果から±2 σの幅を持って考えることを規定していな通常は武科の疎側は開放されているが、実際の使用状態に近づけるため断熱材を裏当てとして用いる場合もある。 2. 2アンダーグラス系統計験この方法は、雨、雪などの直接的な影響を除くために、上面を板ガラスで覆った詐験箱内に試料を取り付け、板ガラスを透過した太爲光に暴露して、武料の化学的、物理的性質及び性能を調査する。使用するガラスは建築用窓ガラスから自動車用窓ガラスなどを想定して、紫外から可視部の透過率が規定されている。太陽光線はガラスを透過するので約320nm以下の短波長部がカットされ、また、露光最自体も約30％少なくなる6 。禁外線劣化に対してはマイルドな環境であるが、ガラス箱で預われるため、武科温度は直接暴露試験よりも高くなる。試験箱のタイプによって完全密閉型と玻面開放型がある。完全密閉型は、ある一定温度になると強制的に排気循環するタイプもある。 IS0877とJIS K 7219では密閉した時の試験片温度の上昇による光劣化への影響を考慮し、密閉型は採用していない。
2. ３太陽使光線露試験
この方法は、太陽放射光の光軸方向を垂直に追跡し、フレネル反射鏡を用いて太陽放射光を反射集光した部位に武料を取り付け、集光した太陽放射光によって武料の化学的、物理的性質及び性能を促進させ、その経時変化を調査する。太陽が光源であるから雨が降っていては効果が無く、IS0877では年間の日照時間が3500時間以上ある地域での使用を推奨している。我が国のように雨季や昼天の日が多くては効果が期待できない。しかし、米国の砂漠地帯にある桑桑場では有効に活用されている。鏡の反射率も使用時間によって低下するので、310nmでの分光反射率が65%以下になったら交換する。
2. 4環境因子の計測
2. 4. 1禁外線プラスチックの桑藤詠験結果に泉も大きく影響するため、紫外線盘のデータは不可欠である。しかし、紫外線計によって計測波長範囲が異なることや、斜め方向から入射する光に対する感度が異なること等により、同じ場所で計測しても結果が異なる。各地の紫外線盘を比較する場合は注意が必要である。表1に各禁外線計を比較した結果を示す¶。表2に銚子と宮古島の紫外線品を示す》。
2. 4. 2試料の表面温度
紫外線劣化は多くの場合温度によって促進される。したがって、試料の表面温度は重要な情報である。表３にアルミ板(70 × 142×0.7mm)にカラービニルテープ(70×100×0.005mm)を貼りつけ、表面温度を計測した例を示す"'。表４に屋外におけるプラックパネル温度とホワイトパネル温度の最高温度を示す。
2. 4. 2濡れ時間
試料が水分によって潛れるのは降雨による漁れと、結察による潜れがあり、両者を合わせた時間を潜れ時間としている。潜れ時間の計測方法には現在ＪＩＳ化されたものがなく、測定方法によって値が異なる。櫛型砲極間の抵抗によって計測するタイプと、ガラス管に巻いたガーゼの吸湿を計測するタイプが使用されている。表5に各種漁れ時間計の比較結果を9 、表6に銚子と宮古島の比較を示す8 。
３．実験室光源源築試験
実験室光源暴露試験の光源は、現在、オープンフレームカーボン(サンシャインカーボン)、密閉式カーボン(紫外線カーボン)、キセノンランプ、紫外線蛍光ランプ、メタルハライドラン
2)欠演拡がある場合は平均化して処理
仙考1)使用機器：DR・2 2)欠測値がある場合は平均化して処理
プ等の光源がある。
国際規格としてISO4892-1-4: 1994 125があり、キセノンランプ、紫外線蛍光灯、オープンフレームカーボンが規定されている。 JISは翻訳規格であるJIS K 7350-1〜4:1995,96¹³がある。JIS λ 1415:1999'''もこの3種類の光源についてはISO 4892:1994と同じである。JIS A 1415は我が国のプラスチック関係の耐候性規格としては最も古くから規定され、制定当初(1970年)は光顔としてオープンフレームカーボンと密閉式カーボンのみが規定されていたが、1999年の改訂時に国際規格に整合させるためキセノンランプ、紫外線蛍光灯が追加された。密閉式カーボンは現在あまり使用されなくなってきているが、まだ建築関係の製品規格に規定されているため、試験方法として残っている。試験条件の基本的な規定内容は、1)放射照度、2)黒板温度、 3)水分の負荷方法、4)フィルターの種類、という４つの基本的な組み合わせで決められている。黒板温度計としてプラックパネル温度計(BPT)とプラックスタンダード温度計(BST)と呼ばれるものがある。プラックパネル温度計はステンレス板にブラック塗装をして装面に細いバイプの中に設置された温度計が取り付けられたもので古くから使用されている。また、近年、ステンレス板を黒く塗装し、爽面を断熱材でカバーしたプラックスタンダード温度計と呼ばれるものが規格化されている。この違いについては後述する。基本的な条件として、ブラックパネル温度が63℃、水質線は120分照射中18分岐器が最も多い。60分照射中12分の岐器サイクルを用いてもよい。ブラックパネル温度がなぜ63℃なのかということについては、米国フロリダでの最商温度の平均がほほぼ63℃であり、これが基準になっていると思われる'''。また、なぜ水噴霧が120分照射中に18分間なのかと、いうことについてははっきりした根拠は不明である。日照時間と降水量を考慮して決められたという説があるが、科学的な根拠は不明である。
3. 1オープンフレームカーボン
オープンフレームカーボンは中心にセリウムを含んだ芯があり、表面を銅の被殻がされているカーボン棒で、上下4組計8本から成る。一般的にサンシャインカーボンとも言われている。使用するフィルターには3種類あり、255nmまでの短波長禁外線を透過するフィルターが最も多く使用されている。我が国において最も多く使用されている光源であるが、使用しているフィルターによって太陽光には含まれない禁外線を含んでいるという理由から、国際的にはキセノンランプに置き換わりつつある。しかし、我が国においては歴史的に多くの実績を持ち、全ての実験室光源暴職缺験の基本とも言える光源である。試験条件は比較的、単純で、上に述べた全ての規格に共通している。
3. 2キセノンアーク灯
キセノンランプは石英ガラス製発光管に封入されたキセノンガスが放砲により励起され、基底状態に戻る時に発光する光を利用する19。現在、最も太陽光の紫外部に近いエネルギー分布を持つ光源であり、国際的に最も多く使用されている。ランプに空冷式と水冷式、紫外部のエネルギーの制御方式に340nm一点での制御と300〜400nmで制御する方式があり、どちらがより再現性が良いかということが話題になった時期があったが、結果的にどちらも大差ないようである。むしろ試験結果に影響を及ぼすのはフィルターの立ち上がり波長の違いやプラックバネル温度と檀内温度の関係である。
3. 3禁外線カーボン
密閉式カーボンは紫外線カーボンとも言われ、有心と無心の2 稲類のカーボン棒を上下対にして用いる。密閉されたガラスグロープの中で点灯する。358nmと386nmをピークとする二つの強烈な発光帯がある。この光源は310nm以下には放射照度がほとんどないため、短波長禁外線を吸収する材料に対しては効果が期待できない。
3. 4紫外線蛍光灯
禁外線並光灯　石英ガラス製発光管に封入されたガスが放電により励起して発光し、この光が蛍光体を発光させる199。何種類かのランプが使用されている。ほとんどが禁外線領域の光であり、ピーク波長によってランプの種類が決められている。可視、赤外部にほとんどエネルギーを持たないため、試料の表面温度がどの色でもほぼ同じになるという特徴がある。
3. 5メタルハライドランプ
メタルハライドランプ　石英ガラス製発光管に封入された水銀及び金属ハロゲン化合物が放電により励起され、基庭状態に戻る時に発光する光を利用する19。禁外部のエネルギーが極めて高く、オープンフレームカーボンの10倍以上強い洗外線を放奸する。しかし、まだ標準化されていないため、様々な試験条仲で診験が行われている。紫外線照度が非常に強いので装面の変化はかなり早い。ただし、分光分布の経時変化の問題、屋外との相関の問題など現時点ではまだまだデータの寄稿が必要である。
3．６実験室光源緑酸試験機の中の武料温度
3. 6. 1 BPTとBST
実験室光源系統試験の試験条件を規定する上で光とともに面要なのは試験片の温度である。しかし、試験片といっても様々な種類があるので、何かを基準として規定しなければならない。そこで、最も高温に曝される黒板の温度を基準とすることが一般的である。近年、その仕様について二種類の規定があり使用されている。一つはブラックパネル温度計と言われる、ステンレス板を黒く塗装し表面に温度センサーを取り付けた古くからあるタイプのもの、もう一つはプラックスタンダード温度計を呼ばれ、ステンレス板を黒く塗装しているのは同じであるが裏に断然材を張り付け、ステンレス板と断然材の間にセンサーを入れたものの二種類がある。規格上はプラックスタンダード温度計を推奨しているが、プラックパネル温度計を使用することもできる。しかし、異なる仕様の温度計を使用した場合の試験条件に及ぼす影響を把握しておくことは試験結果を比較する上で重要である。緑露された武料の表面温度（T s ）は周囲の気温（T s ）、光の強さ（I）、試料の光吸収率(a)及び試料の伝導率(h)によって次式で装される'''｡光の吸収率aは色によって、黒色の0. 9から白色の0. 2程度まで異なる。伝導率は周囲との熱交換の比率で、風速や試料の熱吸収率、放射率等に関係する。 T s = T ^ +a I /hしたがって、試験装置の中ではT人とIは一定であるから、a ／hの大きさによって表面温度が異なることになる。プラックパネル温度が同じであっても槽内温度が異なるのは、このa／ hが異なることが一因である。図1～2に照度や風速を変えたときの両者の比較を示す¶。照度と槽内温度が一定の場合は風速を変えると、風速の大きいときはわずかに差が大きくなる。また、槽内温度は一定で照度が高くなってくると10℃程度の差がある。使用する黒板温度計によって試料温度がどの程度異なるかを表7に示すï”。黒板温度は同じでも試料温度は4℃程度異なるのが分かる。餃料は前述した試料と同様である。
3. 6. 2光源による武科温度
試料の温度はa／hのほかに、光源の分光分布によっても変化する。図3〜4に光源の違いによる武料温度の違いを示す""。キセノンのほうが屋外での各色の温度差に近くなっている。
4.試験相互の関係
4． 1屋外暴露試験と実験室光源暴露試験の関係屋外級級と実験室光源桑鏡試験の相関性ということについては、最も古くからある課題であるが現在でも誤解が存在する。材料の劣化が発現する機棒や光や熱に対する反応性は材料毎に異なるので、単純な屋外との相関というような普通的な関係は存在しない。ある材料のある性能についての関係という限定された関係でしかあり得ない。個々の材料毎に異なるとともに、
安定化の程度が異なれば同じ材料でも相関関係は異なる。したがって、個々の製品毎に相関関係が異なることになる。このことがさまざまな文献によって異なったデータが報告されている原因である。しかし、それでは実験室光頒暴議試験機の利用者にとって不便であるので、何らかの目安になるものはないのだろうか。
4． 1． 1禁外線盘による比較
プラスチックの屋外での劣化に最も大きな影響を与えるのは禁外線であるが、実際は季節による微妙な分光分布の変化、然との相乗作用、昇温降温の繰返しによるストレス、水分の化学的物理的作用などがあり、紫外線のみで劣化するわけではない。また、実験室光源暴露試験の条件が屋外の変化を再現するために適当かどうかという疑問もあるが、ここでは敢えて単純に考える。各実験室光源暴露試験の禁外線照度は、カーボンアークの場合はISO4892-4では300〜700nmで255W/㎡と規定されており、この照度は300〜400nmの禁外城に換算すると約80%/㎡に相当すると言われている。この光がl時間照射されたときのエネルギー品は照度×時間として求めることができる。80%/㎡×60秒×60分=28800J/m²=0. 288MJ/m²となる。キセノンアークの場合は同じくISO4892-2では340nmで0.5W/㎡と規定されており、これは300〜400nmでは約60W/㎡に相当する。これは1時間当たりでは0. 216MJ/㎡となる。この値と屋外での1年間の紫外線 算できる。しかし、これはあくまでも禁外線量が同じになる時間ということで、同じ劣化度を与える時間ということではない。
4. 1. 2温度補正紫外線盘の計算
プラスチックの劣化は多くの場合、材料の温度が高ければ同じ紫外線量を受けても劣化を促進するので、紫外線量だけでは説明できないことが多い。そこで、紫外線劣化を温度が促進する効果を定根的に表すことができれば便利である。 20℃を基準として10℃、20℃または30℃の上昇で紫外線劣化が２倍になると仮定して、温度で補正した紫外線盘というものの計算を試みる。劣化速度式が紫外線と温度の積によって表され、温度の項はアレニウス則に従うと仮定し、劣化速度式を以下のように表現する"。図４　屋外とキセノンでの訳料温度kço=aU×exp (一E/RTço)ここで、k ∞ ：20℃のときの劣化速度a :定数U：茶外線照度E：活性化エネルギー R：ガス定数  8.31J/mol T：お料温度 K 20℃を基準として10℃の上昇で劣化速度が2倍になるとすると、k x / k x =2　したがって、E =51. 19kJ/molとなる。同様に、20℃を基準として20℃の上昇で劣化速度が2倍になると仮定すると、Eは26. 44kJ/mol、また、30℃の上昇で劣化速度が2倍になると仮定すると、E=18. 19kJ/molとなる。紫外練照度が60W/㎡で試料温度が63℃一定と仮定すると、 1時間当たりの温度補正紫外線盘Ucomは次のようになる"%。 Ucom=U× (exp(-E/RTg)／exp(-E/RTg)) E=51.19kJ/molのとき、Ucom=60×3600×10°×exp(-51.19 / 0.00831 × 336.16) / exp(-51.19 / 0.00831 × 293.16)   = 3. 18MJ／m² E=26. 44kJ/molのとき、同様にUcom=0. 87MJ／㎡ E=18. 19kJ/molのとき、同様にUcom=0. 56MJ／m²屋外においては常に温度と紫外線照度が変動するが、武料温度は屋外でのブラックパネル温度と等しいと仮定して、20℃を基準として1時間毎に補正禁外線盘を次式のように計算し、積算することで屋外での温度補正禁外線虽を求める。 Ucom= Σ  (U× (exp(-E/RT)／exp(-E/RT s))ここで、U：1時間毎の茶外線量MJ/㎡ T：1時間毎のブラックパネル温度2002年銚子の南面30度の茶外線量は305. 5MJ／㎡であるが、これをE=51. 19kJ/molのときの補正値を計算すると約530MJ／ m²、E=26. 44kJ/molのときは約390MJ／m²、E=18. 19kJ/molのときは約360MJ／㎡となる。それぞれの活性化エネルギーのとき、屋外の温度補正茶外線虽と等しくなるための促進試験の時間hは、 E=51. 19kJ/molのとき、 h =530／3. 18=167時間E=26. 44kJ/molのとき、 h =390／0. 87=448時間E=18. 19kJ/molのとき、 h =360／0. 56=643時間因みに、補正なしの場合は305. 5／0. 216＝1414時間となる。これらの値は試料温度が高い場合の、あくまでも仮定した活性化エネルギーと仮定した武料温度による値である。実際は武料毎、物性毎の活性化エネルギーと試料過度によって異なる。詠料が白色または透明な場合は温度が低くなるため、1年相当の時間はこれよりも長くなるはずである。
4. 1. 3リファレンス試験片の利用
上述したように、多くのプラスチックは紫外線と熱の作用を受けるため、紫外線鼠のみでは屋外での変化を説明することは困難な場合が多い。しかし、紫外線と熱の相乗作用を物理的に評価する手段がないため面候性評価を困難にしている。そこで、あるプラスチックフィルムの系統による化学変化を、受けた劣化因子の相乗作用による結果として定最的な評価を行う方法を検討している…。耐候性評価用ポリエチレンリファレンス試験片は分子鎖中に二重結合を導入したもので、光酸化反応が容易に起こりカルボニル基が生成する。このカルボニル基の生成量（カルボニルインデックス）を暴露環境の禁外線と然の作用の指標とする。この試験片を履外では１か月月毎に暴露し、また、促進試験では100時間程度の系密を繰り返して、両者によるカルボニル基の生成量を比較した結果を表８に示す² 1 。この関係はこの試験片のみによる関係であるが、カルボニルインデックスを塁外と促進の共通の尺度とすることで経時変化がマスターカープによって表される22ことがあり、カルボニルインデックスによる関係は他のプラスチックでも参考になろう。ただし、同じ光源の装置でも、装置によって差があるのでこの数値はおおよその目安である。

4. 1. 4実測値の例
ある材料を屋外육腐と実験室光源泉露の両方を行い、比較することが最も確実な結果が得られる。これらの結果を多く蕎麦し、材料毎、物性毎の関連を把握することが、耐候性の解明には確実な方法である。しかし、耐候性が酸は様々な再現性不良の原因を抱えており、絶対視することは危険である。不確実な要素を含んでいることに留意しなければならない。材料のある物性値の変化は時間や紫外線量に対して一次的な変化をするとは限らないので、ある一時点のみの比較では不十分である。物性値がある値になる時間で比較する場合は、どの時点での値かによって相関関係が異なることに注意が必要である。そこで、屋外線路試験と実験室光源系統試験の結果を以下のように回帰分析し、両者が等価になる時間を求めたほうが多くの情報を得られる¶。しかし、実際の劣化曲線は複雑な形状を取ることが多く、また、耐候性試験はバラツキが大きいということもあり、このような関係を求めることができない場合も多々ある。 Y=aX+b K=cT+dここで、Y :屋外での物性値X：桑露時間a, b：定数K：促進試験での物性値T：お験時間c, d :定数両者が同じ値になる促進が験の時間は、 (3)=(4)からT=(aX+b=d)/c XやTが対数や指数式であっても、この関係は同じである。図5に各種プラスチックを直接桑露(銚子、宮古岛)、実験室光源緑露（キセノン、一部サンシャインも含む）及び太陽後光暴露を行った結果を示す∞。詳料はPP（灰白色）、PVC（クリーム色)、ABS（クリーム色）、PC（透明）及びPMMA（透明）を用い、それぞれ安定化したものと未安定化の試料（PMMは注型板と射出成形板）を用いた。厚さは色差光沢用は2mmの板、引張用は4mmのダンベルである。 PPの光沢度は暴露後ある時期から低下が始まり、その程度は宮古島のほうがわずかに早い。安定化したものと未安定化の差がほとんど認められない。実験室光源暴露では安定化試料の変化が少なく、キセノンでもサンシャインでも同じ傾向を示した。未安定化の武料はある時期から低下が始まっている。 朱光系统でも変化の傾向は実験室光頒發發と同じであり、安定化した試料の変化が少ない。しかし、屋外では安定化試料でも早期に低下が始まっていることから、実験室光源暴露試験による単純な光と熱の影響だけでは説明できない。 PPの破断エネルギーは暴露後一度増加するという傾向をとる。この理由は定かではないが架橋反応に基づくものか、暴露後にアニール現象が起こっているのかもしれない。安定化した武科は実験期間内では破断エネルギーの低下は起こらず、安定化した効果が見られる。実験室光源暴露及び集光暴露でも屋外と同じ現象が見られ、同じ劣化機構によって低下していると考えられる。キセノンとサンシャインでも全く同じ傾向を示した。 PVC の色差は屋外では初期に大きく変化した後は一定状態で推移している。未安定化試料でも安定化試料でも傾向は同じである。実験室光源線線では時間の経過とともに増加し、屋外とは異なった傾向を示している。が急増し黒化する。これはポリエン概造の増加とともに落色が進み黒化する20ためと考えられるが、屋外暴露と実験室光源暴露及び集光暴露の傾向が異なるのは暴露期間中の試料温度の違いと考えられる。 PVCの光沢度は緩やかに低下し、ある時期から急激に低下する傾向を示した。実験室光源暴露と集光暴露でも同様な傾向を示した。 ABSの色差は未安定化訳料では暴露後に級やかに英変が増す傾向を示す。また、安定化試料では暴露後一時的に黄変した後、白化して色差が戻り再び英変が進行するという現象を示した。実験室光源暴露と集光暴露でも同じ傾向が確認された。安定化試料のキセノンとサンシャインでは初期を除いてほぼ同じ傾向を示した。サンシャインでも短時間緊露を加えればキセノンと同じ傾向を示すと考えられる。 ABSの光沢度は屋外では桑露後椋やかに低下し、ある時期から低下が早まるような傾向を示す。安定化の有無、地域差ともに認められない。実験室光源泉露ではキセノンでは安定化、未安定化とも全く同じを示したのに対して、安定化改料のサンシャインでは初期に急激な低下を示すという、色差とは異なった傾向を示した。東光暴露では安定化試料の変化が少なく、暴露期間が不十分であった。 PCの色差は屋外では未安定化試料で緊露後直納的に増加し、安定化試料はある値からはほぼ一定値で推移している。その程度は宮古島が若干早い。夫験室光源桑露と集光桑露でもほぼ同じ傾向が見られた。安定化試料のキセノンとサンシャインではサンシャインのほうがある一定値になる時間が早く、その後の変化はほぼ一定値で推移している。 PCの光沢度は桑露後級やかに低下する。安定化試料では20か月以降は銚子の変化のほうが宮古島よりも大きい。実験室光源発発ではキセノンでは緩やかな低下傾向を示しているが、サンシャインは傾向が定かではなかった。集光暴露ではほとんど変化せず、他の暴露と異なっている。破断エネルギーは未安定化では６ヶ月以降に急激な低下を示し、安定化試料では級やかな低下傾向を示している。実験室光演桑露では未安定化の変化が早いが、短時間の桑露を加えれば同様な傾向を取ると考えられる。キセノンとサンシャインの差もほとんど認められない。朱光祭露もほぼ屋外と同様な傾向を示した。 PMAは注型板と射出成形板を用いた。色差は屋外ではほぼ直線的に増加するが、その程度はごくわずかである。実験室光頒系験ではわずかに変化した後一定値を保ち、その程度は屋外の40か月の変化に及ばない。集光系統では800MJ/㎡でも全く変化していない。光沢度も屋外では直線的に低下し、その程度は宮古島で初期の2／3程度まで低下しているが、実験室光源暴露ではサンシャインでわずかに低下する程度で、キセノンでは3000時間でもほとんど変化していない。集光暴露でも変化が見られない。以上に示したように、感外と同じ値になる時間は材料毎、物性毎に異なっている。また、時間に対して一次の関係ではなく、ある時期から急に変化したり、変化が飽和してしまうこともあるので、そのようなデータからある時期の値に換算することはできない。しかし、今回用いた試料は屋外で使用される場合の一般的な安定化手法のものであるので、おおよその傾向はつかめると思われる。
5．試験の再現性
耐候性試験は再現性に難があるといわれている。屋外系裁試験では桑露開始時期を変えて行った場合は、始めの１年以内は初期劣化の條相が異なるが、長期間の内には暴露開始時期の進いは打ち消されてくる。問題は長期間の試験で緊露された年による差がどれだけあるかということであるが、これを確認した例はほとんど無い。これは数年以上にわたる詐験を年を変えて行うことの困難さと現実的な意味合いなどによる。したがって、ますます、暴露された間の環境データの把握が重要になる。気象環境の年による変動は表２と表６に示した。実験室光源系魔試験も冒頭に述べたように光源の経時変化や不適切な運転管理によって再現性に問題があることが指摘されている。ハードの面では紫外線照度やBPTの自動制御により再現性の向上が図られている。しかし、これらの計器も適切に管
管理範囲＝全平均位±2×繰り返し標準偏差北黎明山: 60時間鉄験条件:プラックバネル温度63±3℃. 102分照射と18分防器及び照射理しなければならないのは言うまでもなく、水質の管理も重要である。また、これらを適切に管理したとしても、装置が設置されている環境や装置内の試験片の状態などによっても試験結果に影響を及ぼす。また、光源の分光分布の経時変化はユーザーにはどうしようもない問題である。そこで、装膣を管理するためにリファレンス試験片を使用することが有効になる。表９に当財団での実施例を示す8 。この場合は装置毎に管理範囲を定めている。これは同じ型式の装置であってもBPTと樽内温度の関係が一定ではなく、装置毎に“くせ”があるためである。これらをすべて一緒にして管理範囲を定めると許容範囲が大きくなるので装随毎に定めている。これは常に装置の管理を行っていることが前提で、リファレンスが験片によってそれらを省略できるわけではないが、機械的管理を確認する手段として有効である。また、紫外線と熱の相乗作用の指標として記録しておけば後の解析の際に有力な情報となる。このリファレンス試験片は当財団から顔布している。
6.終りに
現在の社会的傾向として、初期の品質を保証するよりも、何年か使用した後の品質を保証するように求められてきており、そのため10年、20年分の促進祭露を行いたいというような要望が強くなっている。しかし、何を促進させるのか、何を評価するのかに関しては曖昧で、漢然と促進暴露によって屋外の変化を再現できると考えている場合がかなりある。促進暴露の何時間が何年に相当するか、これは促進試験の中で最も重要な課題であるが、答えは一つではない。今まで述べてきたようにある特定の材料のある性能項目に関しての関係であることに十分注意してほしい。屋外暴露と実験室光源暴露の関係の目安として、茶外線量でみる場合、温度が促進する効果を仮定した場合、リファレンス試験片で見る場合、実測値の場合などを示した。いずれにしても、ある物性値が銚子の壓外暴露と実験室光源暴露で等価になる時間は、数百時間から千数百時間程度必要である。また、現状の実験室光源暴露では再現できない場合もある。これらの中から最大公約数的なものを求めるのは困難であろう。今回示したデータの中から少しでもヒントになるものがあれば幸いである。現状では紫外線盘を目安に行う方法が最も一般的に理解が得られる。しかし、これは時間もかかるし、経済的にも負担になっている。そこで、従来の試験機より強い放射を与える試験機が普及してきている。また、現在は全く発想を転換して劣化を促進させる方法も現れてきている®。しかし、これらによって10年分の試験をする場合でも、多くの材料の屋外暴露による芙証データの積み重ねが必要であり、どんなに短時間で屋外の変化を再現できたとしても、その証明には実際の劣化現象との比較、または、劣化機構を推定して長期の劣化を予測することが不可欠である。一見達回りではあるが、屋外級級での劣化現象と機構を正しく把握して、屋外暴露と促進試験の違いを根気よく詰めていくことも重要であると考えている。