배경 : 우리가 총 에너지의 동일한 금액을 제공 두 가지 조건 중 하나를 선택할 수 있습니다 QUV에서 테스트를 들면 :
3000h의 시간 조사량의 0.65W/m2 : A를 테스트합니다.
테스트 B : 2500h에 대한 조사량 0.83W/m2.
테스트 샘플은 80과 100 마이크론 사이의 두께, 영화 있습니다.각 시험의 끝에서, 우리는 그레이 스케일의 색상의 변화를 확인하고 기계적 성질은 유지합니다.
우리는 두 결과를 비교 할 수 있습니까?
답 : 그것은 두 노출은 동일하지만 많은 경우에 두가 서로 다른 결과를 얻을 것이라고 가정하는 것이 일반적입니다. 방사, 열 및 습기 사이의 복잡한 시너지 효과가 있습니다. 일반적으로,이 질문에 대한 공부 때, 방사 setpoints 사이에 훨씬 더 큰 차이가있다.질문은 다음과 같이이다 : 당신이 노출의 조사량을 두 배로 경우 반으로 테스트 시간을 절감하고 동일한 결과를 얻을 수 있습니다?
때때로 저하의 조사량과 속도 사이에 선형 관계가 있지만, 때때로 없습니다.문제의 예에서 차이가 작은이기 때문에, 결과가 비교 있다는 큰 가능성이 있습니다.
그래도, 당신의 자신의 연구를 수행하고있을 것입니다. 당신의 결과 학습에 관심이있을 것입니다.
QUV 가속 내후성 시험기의 조도의 균일성은 탁월합니다 - 시편 노출 영역에서 90 % 이상 입니다.
모든 형광 UV 테스터에 적용되는 물리적 및 기하학적 제한으로 인해 테스터의 가장자리에서 방사 조도의 균일 성은 떨어질 수 있습니다. 이러한 이유로 Q-Lab은 정기적인 시편의 재 배치를 권장합니다. 이러한 방법은 가속된 내후성 및 부식 테스터에서 물 분무 및 온도 균일 성을 개선할 수 있습니다.
적절한 방법으로 시험기를 설치하고 시편을 장착하였다면, QUV의 온도 균일 성 역시 매우 우수합니다. 그러나 끝이나 시편 사이에 틈을 남기지 않는 것이 매우 중요합니다. 이러한 틈새로 챔버에서 공기가 빠져 나와 인접한 시편을 냉각시키고 다른 위치에 고온 지점을 만들기 때문입니다.
형광 UV 및 제논 아크 램프를 사용하는 내후성 시험기 작동에 관한 국제 규격은 보통 광원의 상대 분광 분포 (SPD) 에 대한 요구 사항을 포함합니다. 이들 SPD는 특정 대역 내 (290-320 nm 또는 360-400 nm) 에서 주어진 광원의 방사조도의 범위를 백분율로 정의합니다.
중요한 SPD 참조 표는 ASTM 및 ISO 규격에서 제공됩니다. 형광 UV 스펙트럼 표는 ASTM G154 및 ISO 4892-3에 제공되며 제논 아크 요건은 ASTM G155 및 ISO 4892-2에서 제공됩니다. 이 테이블은 Daylight (직접광), Window (유리를 통과한 광), Extended UV (UVB-313)의 세 가지 다른 램프 및 필터로 정의됩니다.
Q-Lab의 UVA-340, UVA-351 및 UVB-313EL 램프는 모두 Daylight, Window 및 Extended UV 용 ASTM G154 및 ISO 4892-3 사양을 만족 합니다.
Q-SUN 내후성 시험기에 사용되는 다음의 Q-Lab UV 필터는 ASTM G155 및 ISO 4892-2에 명시된 스펙트럼 요구 사항을 충족합니다. ISO 4892-2에는 Extended-UV에 대한 사양이 포함되어 있지 않습니다.
Table 1 (Daylight filters): Daylight-B/B, Daylight-Q, Daylight-F
Table 2 (Window glass filters): Window-B/SL, Window-Q, Window-IR
Table 3 (Extended-UV filters): Extended UV-Q/B
표 1 (Daylight 필터) : Daylight -B / B, Daylight -Q, Daylight -F
표 2 (Window 필터) : Window B / SL, Window Q, Window IR
표 3 (Extended UV 필터) : Extended UV-Q / B
위의 SPD 요구 사항을 벗어나는 유일한 Q-Lab 표준 광학 필터는 Extended UV-Quartz 및 Window-SF5 필터입니다. Extended UV-Quartz 필터는 일부 항공 우주 규격에서 요구 되며 Window-SF5 필터는 건축용 유리보다 높은 차단 파장을 갖는 유리를 규정하는 자동차 규격에만 사용됩니다.
QFS-40 와 UVB-313EL 램프는 QUV 가속 내후성 시험기에서 사용되며 가속 시험을 촉진시키는 UVB를 포함한 형광 자외선 파장의 빛을 내고 있습니다. 아래의 다이어그램은 두 램프 모두 비슷한 모양의 스펙트럼 파장 분포를 갖고 있음을 보여주는데, 그렇다면 두 램프는 어떻게 다르고, 어느 램프가 QUV에서 사용하기에 가장 적합할 까요?
QFS-40 램프는 시초에는 SAE J2020 시험규격을 충족하는 시험기에 따라 개발 되었으나 현시점에서는SAE J2020 자체 및 그것을 기반으로 하는 대부분의 시험 표준 및 규격에서 하드웨어 관련 요구 사항이 제거되었습니다.
UVB-313EL 램프는 이후에 개발되었으며, QUV의 SOLAR EYE 조도 제어 시스템과 함께 작동되어 QUV / basic 모델에서 QFS-40 램프의 경우보다 더 일관된 조도를 제공합니다. 이는 램프의 노화 문제, 유지 보수 및 환경에 의한 영향 등을 개선했기 때문입니다. UVB-313EL 램프는 다량 생산을 통해 QFS40 램프보다 훨씬 저렴하게 제공되고 있습니다.
SOLAR EYE 조도 제어시스템이 장착된QUV의 경우 UVB-313EL 램프를 사용함이 권장되며, SAE J2020 및 그에 따른 표준규격일 경우, 규격상에UVB- 313 램프에 사용에 관한 내용이 개정, 언급되어 있지 않더라도, 310nm에서 0.48W / m2의 조도로 설정해야 합니다.
이 방법은 조도 조절이 가능한 상황에서 가장 경제적이며 효율적입니다.
조도 조절이 기능이 없는 QUV(QUV / basic 또는 구형 모델)인 경우, 시험 표준에서 요구된 관례에 따라 규정된 조도 유지를 위해서 QFS-40 램프를 계속 사용하는 것이 좋습니다. 조도 조절 기능이 없는 QUV 의 경우, UVB 313EL 램프는 동일한 조건의 QFS-40 램프보다 훨씬 높은 조도를 방사합니다.
자동차 외장 시험에서 Back Spray 기능은 오랫동안 사용되었습니다. 이 기능은 SAE J1960 의 성능기반(performance-based) 대체 규격인 SAE J2527 를 구동하기 위해 꼭 필요합니다. 하지만 SAE J2527 규격이 이런 이상한 기능 요구하고 있는 우리가 알고 있는 유일한 규격 입니다. Q-Lab 의 Xe-3 와 Xe-2 시험기는 SAE J2527 규격을 만족하기 위해 Back spray 기능을 옵션으로 제공하지만, 여전히 의문입니다. Back spray 기능으로 무엇을 할 수 있을까요? 유용한 기능 일까요?
두 가지 질문에 대한 대답은 명백히 아니오 입니다. 또한 back-spray는 많은 물을 낭비할뿐더러 때로는 시편 식별을 위한 라벨을 씻을 수도 있기 때문에 바람직하지 않습니다. SAE J2527의 back-spray 규정은 하드웨어 기반의 내후성 시험 표준의 위험성을 보여주는 좋은 사례입니다. 25 년 전 이 표준을 개발하는 데 사용 된 테스터에 부적절한 back-spray "기능"을 탑재했고, 그에 따라서 특정테스터를 지정하여 시험을 진행해야 하는 오류가 지속됐습니다. 결과적으로 오늘날 우리는 불필요하게 물을 두 배 이상 소요하는 지정된 특정 테스터로만 시험을 수행해야 하는 자가당착에 빠졌으며, front-spray방식 및 응축 방식 보다 나은 결과를 산출하지 못하고 있습니다.
제논 및 UV 촉진 내후성 시험에서 설정하는, 조도 세트 포인트는 각각의 램프가 가지는 주파장대 및 범위를 참조하지 않으면 의미가 상실됩니다. 각각의 적정한 조도 설정은 다음과 같이 나뉩니다.<br>
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좁은 범위의 조도 세트 포인트는 340 nm 및 420 nm의 경우, 각각의 파장 값을 중심으로 1 nm 주파수(예를 들어, 340 nm 양측의 1/2 nm) 대역에 해당됩니다. 이 경우 조도는 "해당 나노 미터 평방 미터당 와트"의 단위를, 즉, W / (m2 ∙ nm), W / m2 / nm 또는 W ∙ m-2 ∙ nm-1로 표시합니다.<br>
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넓은 범위의 조도 set point (보통 "TUV"또는 "토탈 UV")는 모든 파장에서 방사 조도의 총합으로 보통 300-400 nm (가속 실험실) 또는 295-385 nm (옥외)입니다. 결과적으로 넓은 범위의 조도 값은 당연히 좁은 범위의 조도 값보다 훨씬 큽니다. 넓은 범위 조도는 W / m2 또는 W–m-2, 즉, "평방 미터당 와트" 로 표시합니다.<br>
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아래의 그래프는 SPD (spectral power distribution)로, 파장의 크기에 따른 조도를 나타냅니다. 이 SPD는 특정 광원의 좁은 범위, 즉, 0.35W / ㎡ / ㎚ @ 340nm의 조도 및 넓은 범위, 즉, 300-400nm (TUV)에서 40W / ㎡의 조도 값을 나타냅니다.<br>
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모든 UV 시험기에 공통되는 상황이지만 QUV 시험기에서도 조사되는(쪼여지는) 빛의 균일도는 물리적, 위치적 제약으로 챔버의 코너 및 구석 부분은 미흡함이 일반이다. 이런 이유로 Q-Lab에서는 시편의 위치를 일정주기로 교체하도록 권장하며, 이렇게 함으로써 UV 시험기는 물론 부식 시험기에서도 물의 분사, 온도, 빛의 세기 등 측면에서 고르게 시편에 영향을 받도록 함이 요구된다.
QUV설치 및 시편 거치를 제대로 함은 중요하며, 그렇게 함으로써 챔버내부의, 궁극적으로는 시편에 균일한 온도가 유지되도록 한다. QUV 설치 시 코너 등에 틈이 생기지 않도록 유의함이 필요하다. 그런 틈이 있을 경우 틈 사이로 외부의 공기가 유입되어 챔버의 공기를 낮추고, 시편에도 그 영향이 끼쳐 시험 결과도 왜곡되고 시편에 spot등이 생길 수도 있다.
조도조정 point를 얼마로 잡으면 좋을까요? 내후내광성 시험규격에서 는 빛의 조도를 파장별로 분류함이 일반이다. UV 및 제논 테스터에서 통제하는 빛(램프)의 분류는 ‘narrow band’, ‘wide band’로 구분함이 일반이다.
QUV 시험기에서 빛(램프)의 ‘narrow band’ 조정은 사용하는 램프에 따라 결정된다. Q-SUN 시험기에서 어느 파장대를 중시할 것인가는 해당 시편이 예민한 반응을 보이는 속성이 무엇인가, 그에 따른 파장대가 어디인가에 따라 택함이 좋다. 사용자가 관심 있는 물질의 손상항목이 ‘색변, color change’ 이라면 420nm 파장대를 조사하는 램프를 택함이 옳다. 그게 아니고, ‘광택손실, gloss loss’이라면 340 nm 대의 빛의 조사가 긴요하다. 상기의 두군의, 340nm & 420nm, narrow band를 같이 살피려면 300-400nm wide band의 빛을 조사함이 필요하다.
제논 시험기에서 optical filter를 택하는 것은 아래 도표에 나와있는 듯이 어떤 point의 빛의 조사가 유용할 것인지 판단에 달려있다. 일반적으로 daylight optical filter를 쓰는 경우에는 340nm 파장의 빛을 control point로하고, window glass filter를 사용하는 경우에는 420nm 파장의 빛을 control point로 한다. 상세 사항은 아래 Table1 참조 요망.
내후성 시험에서 시편의 수분 흡수를 효율화하는 가장 좋은 방법은 무엇입니까? 내후성 가속 시험에서 물(수분)은 종종 자연상태와 같이 재현 하기가 쉽지 않은 요소입니다. 실제보다 테스터에서 물을 시편 패널에 "짧은 시간에" 적시도록 할 수 없습니다. 자연상태에서는 많은 물질이 옥외에서 하루 8 ∼ 12 시간 동안 젖어 있기 때문에 대부분의 가속 시험은 실제 상황을 최대한 재현하도록 실제상황과 같은 정도로 수분 이 침투할 수 있도록 시뮬레이션 해야 합니다. 즉 시편이 오랜 시간 젖은 상태가 되어야 합니다.
물의 영향을 가속화 할 수 있는 한 가지 방법은 물의 온도를 높이는 것입니다. 온도가 올라감에 따라 공기는 더 많은 수증기를 보유 할 수 있어 시편의 수분 흡수가 증가합니다. 응축은 뜨거운 수증기로 이루어지기 때문에 물의 온도를 쉽게 제어 할 수 있으며 챔버는 온도는 최대 60 ° C에 도달 할 수 있습니다. 반면 제논아크 (Xenon Arc) 또는 형광 UV 테스터에서 물 분사 함과 아울러 시편의 온도를 높게 유지하는 것은 쉽지 않습니다. 그 이유는 시편의 수분 흡수가 분사하는 형태로는 응축방식에 비해 어렵기 때문입니다.
그러나 어떻게 응축단계를 ‘젖어 있음’과 직접 연계할 수 있을까요?
응축 단계에서 얼마나 습한지 알기는 쉽지 않습니다. 이는 스프레이 단계에서 보는 것보다 가시적으로는 판단하기 쉽지 않아서입니다. 그림 1은 응축 단계의 한 시간 동안 얼마나 젖었는지 보여주는 7 장의 사진 입니다.
초기의 작은 물방울이 시편에서 흘러 내리게 되면, 작은 물방울이 커지게 되고 큰 물방울이 됩니다. 이런 큰 물방울이 시편을 흘러 적시는 이런 사이클이 반복됩니다. 응축 사이클이 20 분이 지나지 않아 시편은 수분으로 덮이게 되며 4 시간에 걸친 사이클 전반을 통해 응축되어 뭉치고 떨어지는 과정이 반복 됩니다.
대부분의 사람들은 QUV 시험기안 응축 단계에서 내후성 시험 시편이 소량의 물에만 노출 될 것으로 예상합니다. 실제로 4 시간이 넘는 응축 단계에서 수분에 거의 지속적으로 노출 될 뿐 아니라 포화 공기의 온도를 상승시켜 시편을 더 많은 수증기에 노출시킵니다. 두꺼운 단열 된 재료를 테스트하지 않는 한, QUV 테스터의 고온 응축은 내후성 시험에서 수분 흡수를 가속화하는 가장 좋은 방법입니다.
The water pan in a QUV tester is made from stainless steel, and in most cases does not experience corrosion. To deal with those rare cases where a QUV water pan does corrode, Q-Lab offers a “Super Alloy” QUV water pan that is more corrosion-resistant than stainless steel.
This Super Alloy water pan is not intended for cases where the observed corrosion or oxidation is actually only non-corrosion debris, as in the photo below. This buildup of precipitated minerals over time may occur when tap water is used in a QUV SE or Basic testers (DI water is required for Spray models). Although tap water is acceptable for use in a non-spray QUV, its use does requires more frequent cleaning of the water pan. If you see debris buildup like this in your QUV, you may have “hard water” and should consider the use of reverse osmosis/deinoized (RO/DI) purified water with your QUV.
However, in some cases, actual corrosion of the stainless steel water pan is observed, as in the photo below. Replacing your stainless steel QUV water pan with a Super Alloy water pan is appropriate to correct this problem. Furthermore, if corrosion like this is observed in one QUV, a Super Alloy water pan should be installed in all other QUV’s located in the same laboratory as the corroded QUV.
QUV 테스터의 워터 팬(물 받침)은 스테인리스스틸 이며 대부분 부식이 발생하지 않습니다. 아주 드문 경우이지만 워터 팬이 부식되는 상황이 있을 수 있는데, 이 경우를 대비하여 스테인리스스틸 보다 내부식성이 뛰어난 "슈퍼 알로이(특수 합금강) 재질의 워터 팬을 사용 합니다.
하지만 아래의 사진에 나타난 바처럼 오염된 현상이 부식이나 산화에 의한 것이 아니고, 다른 이유로 인한 침전물로 비롯된 경우에는 수퍼 알로이 워터팬은 권장되지 않습니다. QUV SE 또는 Basic모델 이용 시 일반 수돗물을 사용하면 시간이 지남에 따라 미네랄이 모여 쌓이는 현상이 나올 수 있습니다 (스프레이 모델에는 반드시 탈 이온화된 물이 필요함). 또한QUV 경우(스프레이 모델을 제외) 수돗물을 사용할 수는 있지만, 이 때는 워터팬을 주기적으로 자주 청소해야 합니다. 아래 사진에서 보이는 유사한 침전물이 발견되었다면, 사용 중인 용수가 "경수" 일 수 있으며 이 경우 역삼 투 및 탈 이온화 된 (RO / DI) 용수를 사용해야 합니다.
그러나 아래 사진과 같이 스테인리스스틸 수조가 부식이 되는 아주 특수한 상황이 발생된다면, 스테인리스스틸 워터팬을 수퍼 알로이 재질로 교체하여 문제를 해결함이 요망됩니다. 같은 시험실에 여러 QUV가 같이 설치되었는데, 그 중 하나에서 이와 같은 부식이 발생된 경우에는 동일한 실험실에 있는 다른 모든 QUV에도 수퍼 알로이 워터팬을 설치 함이 필요합니다(해당 시험실의 환경문제가 근원적 원인이기 때문입니다).
