FR2600164A1 - Appareils d'essai de resistance aux intemperies - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION EST RELATIVE A UN APPAREIL D'ESSAI DE RESISTANCE AUX INTEMPERIES. CET APPAREIL COMPREND : UNE SOURCE 4 DE RAYONNEMENT ULTRAVIOLET PLACEE DANS UN REFLECTEUR 33, UN PANNEAU D'ECRAN 34 PLACE DANS L'OUVERTURE DU REFLECTEUR 33, UN SUPPORT 7 D'ECHANTILLON PLACE AU-DESSOUS DE L'OUVERTURE, UN CONDUIT DE RECYCLAGE 18 POURVU D'UN ECHANGEUR DE CHALEUR 36 ET D'UN SURPRESSEUR 10, ET DES MOYENS DE COMMANDE 30 POUR FOURNIR DES INSTRUCTIONS DE FONCTIONNEMENT A LA SOURCE DE RAYONNEMENT ULTRAVIOLET. APPLICATION NOTAMMENT AUX ESSAIS DE RESISTANCE AUX INTEMPERIES POUR LES MATIERES PLASTIQUES.

Description

La présente invention se rapporte à des appareils d'essai de la résistance

aux intempéries et, plus particulièrement, à des appareils d'essai de la résistance aux intempéries de matières plastiques, compositions de revête5 ment, encres, pigments, fibres, etc., dans des conditions

comportant une condensation.

Les matières plastiques, les compositions de revêtement et analogues sont jusqu'à présent contrôlées en ce qui concerne la résistance aux intempéries (tenue à la 10 lumière) d'une manière générale au moyen d'appareils d'essai conformes à JIS B 7751-7754. Ces appareils d'essai comprennent habituellement une lampe à arc de carbone,

une lampe à arc de xénon ou une source de lumière similaire,pour irradier des échantillons avec cette lumière afin 15 de procéder à des essais accélérés de résistance aux intempéries.

Toutefois, avec ces appareils, l'intensité du rayonnement ultraviolet pour irradier l'échantillon est généralement de l'ordre de 6 mW/cm2 de la surface à expo20 ser, de sorte que l'appareil d'essai demande au moins plusieurs centaines d'heures pour déterminer les caractéristiques de détérioration par rayonnement ultraviolet qui correspondent à celles qui résultent d'une exposition d'un

an à la lumière solaire.

Comme il est de pratique courante de contrôler tous les échantillons de lots individuels, la procédure de contrôle demande également beaucoup de temps pour déterminer les caractéristiques et évaluer les résultats,

de sorte qu'elle souffre d'un rendement très faible.

On évite cet inconvénieht, par exemple, par exposition des échantillons de lots individuels à un rayonnement ultraviolet très intense,avant l'essai de résistance aux intempéries, de manière à accélérer la détérioration par les ultraviolets; on choisit les échantillons 35 à essayer, parmi les échantillons exposés et en fonction

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de leur degré de détérioration; et on essaie ensuite seulement les échantillons sélectionnés, au moyen de l'appareil d'essai de résistance aux intempéries. Cela évite d'avoir à essayer tous les échantillons en ce qui concerne la résistance aux intempéries, ce qui améliore beaucoup

le rendement de la méthode d'essai.

La demanderesse a déjà proposé un appareil pour un précontrôle des échantillons de lots individuels avant l'essai usuel de résistance aux intempéries, par exposi10 tion des échantillons à un rayonnement ultraviolet de forte intensité, par exemple d'au moins 50 mW/cm2 environ avec une lampe à halogénure de métal, de sorte que les échantillons peuvent être contrôlés très rapidement en ce qui concerne la détérioration par les ultraviolets, par exemple en dix fois moins de temps que ce qui est habituellement nécessaire (voir les publications de brevet

japonais non examinés SHO 60-117128 et SHO 60-117129).

L'appareil de précontrôle est bien entendu utilisable

également comme appareil d'essai de la résistance aux in20 tempéries.

Il est souhaitable que l'essai de résistance aux intempéries pour les matières plastiques, les compositions de revêtement ou les matières analogues soit effectué, autant que possible, dans les mêmes conditions 25 physiques que celles auxquelles la matière est exposée pendant l'utilisation réelle. La nuit, la matière en utilisation est non seulement exposée à de basses températures, du fait de l'absence de lumière solaire, mais elle

est également probablement exposée à la condensation 30 de vapeur d'eau.

Si les conditions pour l'essai de résistance aux intempéries ou pour le précontrôle comportent une telle situation de condensation, le résultat obtenu sert à fournir

un produit commercial de meilleure qualité, comme demandé 35 par les consommateurs.

La publication de brevet japonais examiné SHO -13541, par exemple, propose de plonger l'échantillon dans l'eau afin de le soumettre à une telle situation de condensation. Toutefois, la méthode par trempage ne repro5 duit aucunement l'état réel de condensation et ne peut pas

le remplacer.

Compte tenu de cet inconvénient, la demanderesse a considéré qu'il était utile de régler la température de l'échantillon et la température et l'humidité de l'air en10 tourant l'échantillon pour soumettre l'échantillon à des

conditions de condensation effective et elle a recherché si l'appareil proposé pour l'essai de résistance aux intempéries ou pour le précontrôle pouvait être ainsi modifié, sans nuire aux caractéristiques d'accélération de 15 l'essai de résistance aux intempéries.

D'une manière générale, la condensation de la

vapeur d'eau dépend de la température et de l'humidité.

Les recherches de la demanderesse ont montré que, même si un condensat de vapeur d'eau peut être déposé sur 1'é20 chantillon, certains composants de l'appareil autres que l'échantillon risquent alors de se trouver dans les mêmes conditions de température et d'humidité que l'échantillon, ce qui entraîne une formation de buée par condensation ou un dépôt local de poussière ou autre sur ces composants

du fait de gouttelettes d'eau condensée. Par suite, la condensation de la vapeur d'eau risque d'entraîner divers inconvénients.

En particulier lorsque la chemise d'eau de refroidissement ou le réflecteur (miroir) pour la lampe à 30 halogénure de métal sont exposés à une condensation, il en résulte l'inconvénient que l'échantillon n'est plus complètement exposé au rayonnement ultraviolet (de longueur d'onde inférieure à 400 nm, 10 à 30% de la quantité totale de lumière) qui est essentiel pour l'accélération de l'es35 sai de résistance aux intempéries. Alors que l'appareil d'essai de résistance aux intempéries, décrit dans la Publication de Brevet SHO 55-13541 précitée, comporte une lampe au xénon qui a une faible intensité initiale d'irradiation par rayonnement ultraviolet (longueur d'onde infé5 rieure à 400 nm, 3,25% de la quantité totale de lumière), l'appareil d'essai est totalement incapable d'exécuter des essais de résistance aux intempéries en mode accéléré

s'il est exposé localement à la condensation d'eau.

La présente invention a pour objet un appareil 10 d'essai qui-évite les divers inconvénients ci-dessus.

L'invention procure un appareil d'essai de résistance aux intempéries, qui comprend: (a) une source de rayonnement ultraviolet, comportant une lampe qui fournit un rayonnement ultraviolet, (b) un réflecteur dans lequel est placé la source de rayonnement ultraviolet et qui présente à sa partie inférieure une ouverture pour permettre à la lampe de projeter un rayonnement ultraviolet vers le bas à travers l'ouverture, (c) une plaque d'écran prévue dans l'ouverture du réflecteur et obturant l'ouverturede manière à transmettre le rayonnement ultraviolet et à arrêter sensiblement la vapeur d'eau, (d) un support d'échantillon, disposé au-dessous de 25 l'ouverture, (e) des moyens de réglage de température prévus pour le support d'échantillon, (f) un compartiment dans lequel sont logés la source de rayonnement ultraviolet, le réflecteur, la plaque d'é30 cran, le support d'échantillon et les moyens de réglage de température, (g) un conduit comportant une partie d'entrée et une partie de sortie raccordées au compartiment, et comportant un échangeur de chaleur et des moyens de surpression, (h) un humidificateur disposé dans le conduit ou dans le compartiment, et (i) des moyens de commande pour donner des instructions de fonctionnement à la source de rayonnement ultraviolet, aux moyens de réglage de température, à l'échan5 geur de chaleur, aux moyens de surpression et à l'humidificateur, de façon à maintenir un échantillon placé sur le support d'échantillon à une température prédéterminée pendant que la lampe est allumée et de manière à exposer

l'échantillon à une condensation pendant que la lampe est 10 éteinte.

Conformément à la présente invention, les moyens de réglage de température,prévus pour le support d'échantillon, et l'humidificateur disposé dans le conduit ou dans le compartiment sont commandés dans des conditions 15 spécifiées par les moyens de commande, de manière à abaisser la température de l'échantillon à une valeur qui ne

dépasse pas le point de rosée lorsque la lampe est éteinte, pour soumettre ainsi l'échantillon à une situation de condensation presque naturelle.

Suivant un autre aspect important de la présente invention, l'ouverture ménagée à la partie inférieure du

réflecteur est fermée par une plaque d'écran qui permet le passage du rayonnement ultraviolet mais arrête sensiblement la vapeur d'eau, de manière à séparer l'intérieur 25 du réflecteur de l'autre partie du compartiment dans la-.

quelle est placé l'échantillon. Ainsi, une partie déterminée de l'appareil d'essai est protégée de la condensation de vapeur d'eau qui nuirait à la projection du rayonnement ultraviolet et,en outre, l'espace à régler en 30 température et humidité est diminué, de sorte que le réglage désiré est effectué plus facilement et plus sûrement.

Puisque la plaque d'écran se trouve dans le même espace que l'échantillon à exposer à la condensation

d'eau, il subsiste le risque que de la vapeur d'eau se con-

dense sur la plaque d'écran. Toutefois, le support d'échantillon est muni des moyens de réglage de température précités par lesquels la température du support d'échantillon seulement est directement réglable pour abaisser la tempé5 rature de l'échantillon seul au point de rosée ou audessous. Cela réduit encore le risque de condensation

sur la plaque d'écran.

Lorsque l'humidificateur inclus dans le présent appareil d'essai comporte un conduit d'humidification en 10 forme de buse pour guider la vapeur d'eau vers une zone

autour de l'échantillon, la plaque d'écran peut être protégée encore plus efficacement de la condensation.

La plaque d'écran utilisée dans la présente invention pour transmettre le rayonnement ultraviolet mais 15 arrêter sensiblement la vapeur d'eau est une plaque qui

peut laisser passer efficacement le rayonnement ultraviolet nécessaire aux essais de résistance aux intempéries et qui peut en outre arrêter la vapeur d'eau (humidité).

De préférence, la plaque d'écran est une pla20 que, telle qu'une plaque mince en verre de quartz de 1 à 4 mm d'épaisseur, qui peut transmettre efficacement les rayons ultraviolets, principalement d'une longueur d'onde de 300 à 400 nm, et qui peut arrêter efficacement les

rayons dans les plages de longueur d'onde au-dessous de 25 300 nm et audessus de 400 nm.

La plaque d'écran de la présente invention peut comprendre une pluralité de plaques superposées, si nécessaire, pour obtenir les caractéristiques de transmission désirées. Par exemple, une plaque mince en verre absorbant 30 le rayonnement infrarouge peut être superposée à la plaque mince en verre de quartz précitée, de manière à transformer par absorption le rayonnement infrarouge de la larie en chaleur, afin d'empêcher efficacement la condensation

sur l'écran lui-même.

En outre, conformément à la présente invention, l'échantillon peut être exposé à un rayonnement ultraviolet d'une uniformité sensiblement améliorée, simplement

par attache d'un réflecteur auxiliaire spécifié au réflecteur. Cela évite la procédure manuelle, telle que le dé5 placement de l'échantillon, qui serait sans cela nécessaire.

Par exemple, lorsque le réflecteur utilisé est en forme de dôme (par exemple parabolique), l'intensité du rayonnement ultraviolet irradiant l'échantillon (sur10 face) tend à être plus forte dans la partie centrale de l'échantillon et à être plus faible dans sa partie périphérique. En particulier, lorsqu'on utilise comme lampe une source de lumière ponctuelle ou une source de lumière linéaire (allongée), l'intensité de la lumière sur la sur15 face de l'échantillon présente des variations, c'est-à-dire une faible uniformité, ce qui nécessite par conséquent le changement de position de l'échantillon pour diminuer les

variations dans le résultat de l'essai.

L'échantillon peut être exposé à un rayonnement 20 ultraviolet plus uniforme, par prolongement du réflecteur principal partiellement ou entièrement à partir de son bord périphérique inférieur vers le bas, pour constituer

un réflecteur auxiliaire, de sorte que la partie du rayonnement ultraviolet qui atteindrait sans cela inutilement 25 la région entourant l'échantillon est dirigée concentriquement vers la partie périphérique de l'échantillon.

L'angle du réflecteur auxiliaire ainsi constitué est un paramètre très important. De préférence, le réflecteur auxiliaire est vertical ou s'étend vers le bas ou vers l'extérieur par rapport à la verticale, plus avantageusement suivant un angle de 5 à 35 par rapport

à la verticale.

Lorsque la lampe est sous la forme d'un tube allongé disposé horizontalement, il est souhaitable d'uti35 liser un ensemble réflecteur qui comprend un réflecteur principal,allongé dans la direction longitudinale de la lampe et de section transversale sensiblement parabolique, et un réflecteur auxiliaire comportant deux plaques réflectrices longitudinales qui s'étendent respectivement vers le bas à partir des extrémités inférieures des deux grands côtés du réflecteur principal et/ou deux plaques réflectrices transversales qui s'étendent respectivement vers le bas à partir des extrémités inférieures des deux petits côtés du réflecteur principal. De préférence, les plaques 10 réflectrices opposées dans chaque paire s'étendent vers le bas, verticalement ou inclinées vers le bas et vers l'extérieur de manière à s'écarter l'une de l'autre en formant un angle avec la verticale. Plus particulièrement, il est plus avantageux que les plaques réflectrices longitudinales 15 s'étendent vers le bas et vers l'extérieur suivant un angle

de 5 à 11 avec la verticale et que les plaques réflectrices transversales s'étendent vers le bas et vers l'extérieur suivant un angle de 12 à 35 avec la verticale.

L'appareil d'essai de résistance aux intempé20 ries conforme à la présente invention est donc conçu pour exposer les échantillons à une grande quantité d'énergie de lumière (principalement d'énergie de rayonnement ultraviolet) afin de provoquer une détérioration accélérée par intempéries, en une durée réduite et dans une situation 25.de condensation qui est obtenue sans gêner l'application de l'énergie de rayonnement. En outre, l'énergie de rayonnement peut être appliquée à l'échantillon.avec une meilleure uniformité, pour essayer l'échantillon avec une meilleure précision. Le présent appareil d'essai convient 30 donc bien pour l'essai de résistance aux intempéries de matières plastiques, compositions de revêtement, encres,

pigments, teintures, fibres, etc., ou pour le précontr-le de telles matières avant l'essai de résistance aux intempéries.

Outre les dispositions qui précèdent, l'inven-

tion comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront

de la description qui va suivre.

L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description ciaprès, qui se réfère aux dessins

annexés dans lesquels: les figures 1 (A) et 1 (B) sont des schémas illustrant la construction d'un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue partielle à plus grande 10 échelle de cet appareil; les figures 3 à 7 sont des graphiques illustrant les variations de la différence de couleur ou de la brillance d'échantillons dans différentes conditions; la figure 8 est un graphique illustrant les répartitions d'énergie de lampes et les caractéristiques de transmittance d'un filtre.; la figure 9 est un schéma illustrant un circuit d'eau de refroidissement pour la lampe et le support d'échantillon dans le mode de réalisation représenté sur les 20 figures 1 et 2; la figure 10 est un schéma illustrant un circuit de réglage de température pour cet appareil; la figure 11 est un schéma d'un circuit de réglage d'humidité pour cet appareil; la figure 12 est un organigramme chronologique d'exemples de modes de fonctionnement de l'appareil; la figure 13 est un schéma partiel à plus grande échelle d'un autre mode de réalisation de l'invention; et la figure 14 est un schéma partiel à plus grande 30 échelle de ce deuxième mode de réalisation, vu d'un côté différent. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes sont

donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'in35 vention dont ils ne constituent en aucune manière une limi-

tation. L'appareil d'essai de la présente invention comprend une lampe servant de source de rayonnement ultraviolet. Les lampes utilisables sont par exemple une lampe à halogénure de métal, une lampe à arc de carbone, une lampe à arc au xénon, une lampe fluorescente ultraviolette, une lampe en lumière solaire et analogues, parmi lesquelles

la lampe à halogénure de métal est préférée.

La lampe à halogénure de métal comprend un tube 10 d'émission de lumière, en verre de quartz, comportant au moins deux électrodes. Le tube contient des quantités appropriées de mercure et de gaz rare, ainsi que des halogénures de métal comprenant principalement un halogénure de fer ou des halogénures de fer et d'étain. La publica15 tion de brevet japonais examiné SHO 58-18743 décrit des

exemples spécifiques de telles lampes à halogénure de métal.

La lampe à halogénure de métal, lorsqu'elle est allumée, possède un spectre d'émission presque continu 20 dans la plage de longueur d'onde de 300 à 400 nm, comme illustré sur la figure 8 en comparaison avec une lampe à mercure. Ainsi, la lampe à halogénure de métal possède une répartition d'énergies optiques intenses qui se situent principalement dans la plage de longueur d'onde de 25 300 à 400 nm. La lampe fournit donc aux échantillons une grande quantité d'énergie de lumière qui provoque une détérioration accélérée par intempéries, en une courte durée. De façon plus spécifique, l'échantillon peut être exposé à des rayons ultraviolets d'une forte intensité d'au moins 50 mW/cm2 de surface environ, de sorte que les caractéristiques de détérioration de l'échantillon peuvent être déterminées et évaluées en un temps très réduit, c'est-à-dire de l'ordre du dixième du temps habituellement

nécessaire, comme déjà indiqué.

Toutefois, la lampe à halogénure de métal émet toujours de l'énergie dans les régions de longueur d'onde autres que de 300 à 400 mn, tandis que la lumière solaire qui atteint effectivement la terre ne contient pas de rayons ultraviolets de longueur d'onde inférieure à 300 nm environ. D'autre part, les rayons de longueur d'onde supérieure à 400 nm contiennent de grandes quantités de rayons visibles et de rayons infrarouges qui élèvent thermiquement la température de l'échantillon et sont donc indésirables. Cela entraîne la nécessité d'employer un filtre 10 approprié, en combinaison avec la lampe, afin d'utiliser pour l'irradiation seulement les longueurs d'onde de 300nm environ à 400nm environ. De tels filtres sont par exemple des plaques minces en verre tendre de bas point de fusion, de préférence les verres comprenant 60 à 65% (en poids, 15 comme dans ce qui suit) de SiO2, 15 à 20% de Pb, 7 à 8% de Na, 7 à 8% de K, 1% de Co et 1% de Ni (par exemple le produit fourni par Sankyo Denki Co., Ltd, sous la marque déposée Blue Filter). Bien qu'un tel filtre doive être utilisé de façon appropriée en combinaison avec la lampe 20 à halogénure de métal, le filtre serait immédiatement brisé par la chaleur rayonnée par la lampe, si on le plaçait simplement au voisinage de la lampe. Par conséquent, en réalité, on place le tube d'émission de lumière au centre d'une chemise d'eau de refroidissement, le fil25 tre étant placé à l'intérieur de la chemise. De façon plus spécifique, la chemise peut être sous la forme d'un tube double comprenant un tube intérieur et un tube extérieur, le tube d'émission de lumière étant placé dans le tube intérieur et le filtre étant placé entre les tubes inté30 rieur et extérieur, et on fait circuler de l'eau de refroidissement du filtre dans l'espace compris entre les tubes intérieur et extérieur. L'eau de refroidissement

peut bien entendu servir également à refroidir le tube d'émission de lumière.

Pour référence, le tableau 1 ci-après montre

l'influence du filtre Blue Filter précité sur le rayonnement ultraviolet fourni par diverses sources de lumière.

La valeur indiquée est l'intensité (W) du rayonnement ultraviolet provenant de la source de lumière. L'entrée à '5 la source de lumière est de 100 W.

TABLEAU 1

Source de Lumière Longueurs d'onde 300-400 nm Sans filtre Avec filtre Lampe à halogénure de métal 18,9 11,8 Lampe à mercure 10,0 5,8 Lampe au xénon 7,3 3,5 On se reporte maintenant aux figures 1, 2 et 9 à 11. L'appareil T d'essai de résistance aux intempéries représenté comprend principalement un corps principal 3 15 comportant un compartiment 2 d'irradiation aux ultraviolets, une source de lumière 4 servant de source de rayonnement ultraviolet et placée dans la partie intérieure supérieuredu compartiment 2, un support d'échantillon 7 disposé au-dessous de la source de lumière 4, un conduit 20 de recyclage et de réglage de température 18,-un humidificateur 12, une unité de commande 30 et unéchangeur de

chaleur 36.

La source de lumière 4, représentée de façon plus détaillée sur la figure 2, comprend un réflecteur principal d'alignement 33 sensiblement en forme de dôme, un réflecteur auxiliaire 33a, une lampe à halogénure de métal 1 et une enveloppe ou chemise 32 d'eau de refroidissement pour cette lampe qui sont logées à l'intérieur de l'assemblage des réflecteurs 33,33a, et une plaque 34 en 30 verre de quartz servant de panneau d'écran et obturant une ouverture définie à la partie inférieure de l'ensemble réflecteur de manière à séparer l'intérieur de l'ensemble réflecteur de l'autre partie du compartiment 2 d'irradiation par ultraviolets. La plaque d'écran, c'est-à-dire la plaque 34 en verre de quartz, est capable de transmettre le rayonnement ultraviolet mais elle arrête sensiblement la vapeur d'eau. La figure 2 illustre également une fixation 39 pour le panneau d'écran, et des garnitures d'étanchéité 40. Le support d'échantillon 7 est équipé de moyens de réglage de température 6 qui comprennent un capteur de température 17 (voir la figure lB), monté sur une partie supérieure du support d'échantillon 7 pour envoyer un signal de température à l'unité de commande 30, et un 10 canal 31 de recyclage d'eau de refroidissement, prévu sous le support 7. Le canal d'eau 31 comporte un échangeur de chaleur 42 (figure 9) et une pompe de circulation d'eau (non représentée) qui reçoivent des instructions de

fonctionnement fournies par l'unité de commande 30. Le 15 repère 41 désigne une isolation thermique.

Par le conduit de recyclage 18, l'air qui se trouve dans le compartiment 2 est partiellement aspiré par l'intermédiaire d'orifices 35 (voir la figure lB) prévus dans le compartiment, puis il traverse l'échangeur de chaleur 36 et l'humidificateur 12 et il est à nouveau introduit dans le compartiment par une sortie 25 en forme de buse placée au-dessus du support d'échantillon 7. Un surpresseur 10 est monté dans le conduit de recyclage 18. L'échangeur de chaleur 36 comprend une unité de refroidisse25 ment amont 9, constituée par un évaporateur d'un système

de réfrigération, et une unité de chauffage aval 8 constituée d'un réchauffeur.

L'humidificateur 12 comprend un réservoir d'eau 37, un réchauffeur 11 placé dans le réservoir 37, une distri30 bution d'eau 47 (figure 11) pour. amener de l'eau au réservoir d'eau 37 et pour maintenir l'eau à un niveau constant dans le réservoir, et un capteur d'humidité 5. La vapeur d'eau produite est dirigée vers un endroit proche d'un échantillon S placé-sur le support 7, par un conduit 35 d'humidification 38 présentant une extrémité de sortie en

forme de buse.

La figure 1 représente également un dispositif de refroidissement 13 pour la lampe à halogénure de métal 1, une cuve d'eau 14, un stabilisateur 15 pour la lampe 1, un réfrigérateur 16 pour l'échangeur de chaleur 36, une minuterie 19 d'allumage de lampe, une minuterie de condensation 20, un dispositif de réglage d'humidité 21, un régulateur de température 22, une minuterie 23 de réglage

de durée totale d'essai et un instrument 24 de mesure d'in10 tensité de rayonnement ultraviolet.

La figure 9 illustre une électrovanne 43 qui est excitée lorsque la lampe 1 est allumée, une électrovanne 44 qui est excitée pour la condensation, un capteur de

débit 45 et une vidange d'eau 46.

L'unité de commande 30 fournit une instruction de fonctionnement à chacun des composants, comprenant la lampe à halogénure de métal 1, le surpresseur 10, l'échangeur de chaleur 36, l'humidificateur 12 et l'échangeur de chaleur 42. On met d'abord en service la source de rayon20 nement ultraviolet, c'est-à-dire la lampe à halogénure de métal 1, de sorte que l'échantillon S placé sur le support 7 est exposé au rayonnement ultraviolet pendant un temps déterminé, de l'ordre de 8 heures. Pendant l'exposition, l'échangeur de chaleur 36 et le surpresseur 10 fonctionnent en réponse à un signal fourni par le capteur de température 17, de manière à maintenir l'échantillon S à une température spécifiée (40 à 100 C 1,0 C). Ensuite, on éteint la lampe 1, ce qui met fin à l'irradiation aux ultraviolets. En réponse aux signaux venant du capteur de température 17 et du capteur d'humidité 5, les moyens de réglage de température 6 et l'humidificateur 12 reçoivent des instructions de marche-arrêt, de manière à abaisser la température de l'échantillon S à une valeur

ne dépassant pas -le point de rosée et de manière à envo35 yer de l'air humide chaud sur l'échantillon S par le con-

duit de recyclage 18, ce qui permet la condensation de la vapeur d'eau. Habituellement, la température de l'air à recycler est réglée à une valeur supérieure d'au moins 5 C à la température de l'échantillon et l'humidité de l'air est réglée à 80% au moins. Après maintien de cet état pendant une durée prédéterminée, de 4 heures environ, on irradie à nouveau l'échantillon S avec le rayonnement ultraviolet, de la même manière que ci-dessus. On répète le cycle qui vient d'être décrit (voir la figure 12 (II)). Ainsi, l'échantillon S peut être soumis à un essai de résistance aux intempéries, ou précontrôlé pour cet essai, en un laps de temps très réduit. Puisque l'essai de résistance aux intempéries ou le précontrôle sont effectués dans des conditions comportant une condensation très 15 semblable à la condensation qui se produit réellement pendant la nuit, l'essai peut 'être exécuté dans des conditions presque naturelles. Puisque le panneau d'écran 34 de la source de lumière 4 isole l'intérieur de l'ensemble des réflecteurs 33,33a, la chemise d'eau de refroidisse20 ment 32 ou les surfaces spéculaires des réflecteurs 33,

33a ne risquent pas de s'embuer, de sorte que le rayonnement ultraviolet peut irradier l'échantillon S comme désiré et que l'essai de résistance aux intempéries ou le précontrôle peuvent être effectués en un court laps 25 de temps.

Si l'assemblage de réflecteurs 33,33a, c'està-dire le boîtier de lampe, n'était pas fermé par le panneau d'écran 34, on rencontrerait lesdifficultés décrites ci-après en détail. Lorsque de la buée se dépose 30 sur la chemise d'eau de refroidissement 32 ou les surfaces spéculaires des réflecteurs 33,33a, l'atmosphère intérieure de l'ensemble réflecteur devient chaudeet humide (température 30 à 80 C, humidité 60 à 90%), ce qui entraîne une

corrosion des métaux autres que l'acier inoxydable à l'in35 térieur de l'ensemble réflecteur et peut rendre l'appa-

*16 reil d'essai inutilisable en six mois environ. Il y a en particulier un risque que l'aluminium, soumis à un traitement d'oxydation anodique et utilisé pour les réflecteurs 33,33a, se corrode et qu'il en résulte une réduction et des variations de l'intensité du rayonnement ultraviolet d'irradiation. Alors que l'ensemble réflecteur comporte un câblage pour l'application d'une haute tension de 1000 V et d'une tension pulsée de 800 V environ pour allumer la

lampe, les conditions de température élevée et d'humidité 10 élevée risquent de dégrader l'isolation du câblage.

Selon l'instruction fournie par l'unité de commande 30, la lampe peut rester continuellement allumée, comme indiqué sur la figure 12 (I) ou être éteinte pour

procurer une période d'arrêt sans condensation comme indi15 qué sur la figure 12-(III).

La région du compartiment qui entoure l'échantillon S serait inutilement irradiée par une partie du rayonnement ultraviolet si on utilisait seulement le réflecteur principal 33, tandis que le réflecteur auxiliaire 20 33a dirige collectivement la partie de rayonnement vers la partie périphérique de l'échantillon S, de manière à exposer l'échantillon au rayonnement ultraviolet avec une plus grande uniformité (uniformité sur la surface de l'échantillon, exprimée par intensité d'irradiation minimale/inten25 sité d'irradiation maximale x 100), ce qui assure des essais de résistance aux intempéries plus sûrs et plus reproductibles. De façon spécifique, le réflecteur auxiliaire 33a comprend deux plaques réflectrices longitudinales 33a, parallèles à un plan vertical passant par l'axe de lalampe 30 à halogénure de métal 1, et deux plaques réflectrices transversales 33b (voir la figure lB) perpendiculaires

aux plaques 33a.

Les plaques réflectrices auxiliaires opposées dans chaque paire, bien que verticales dans le mode de 35 réalisation ci-dessus, peuvent s'étendre vers le bas et

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vers l'extérieur à l'opposé l'une de l'autre en formant un angle avec la verticale. Par exemple, les figures 13 et 14 représentent un réflecteur auxiliaire qui comprend deux plaques réflectrices longitudinales 133a et deux plaques réflectrices transversales 133b. Chaque plaque réflectrice transversale 133b comprend en outre un segment supérieur 133bu et un segment inférieur 133bd qui est incliné suivant un angle plus petit que celui du segment supérieur 133bu par rapport à la verticale. Ainsi, les plaques réflectri10 ces longitudinales133a comme les plaques réflectrices transversales 133b sont inclinées vers le bas et vers l'extérieur en s'écartant l'une de l'autre, avec le résultat que, même si des rayons ultraviolets sont projetés autour d'un échantillon 100S, les rayons ultraviolets sont 15 diffusés sur la partie périphérique de l'échantillon 100S et une irradiation concentrée de la partie centrale est évitée, ce qui permet d'irradier l'échantillon avec le rayonnement ultraviolet, de façon plus uniforme. Dans le cas du mode de réalisation des figures 13 et 14, le ré20 flecteur principal 133 est en outre sablé (n 60) pour fournir une surface de semi-diffusion et éviter la concentration du rayonnement ultraviolet sur la partie centrale de

l'échantillon 100S.

Pour référence, on donne ci-après les spécifica25 tions des réflecteurs des figures 13 et 14 et les paramètres du rayonnement ultraviolet dans le cas du mode de réalisation illustré.

O(: 8 x: 50 mm q: 50 mm t: 240 mm ': 15 y: 55 mm r: 88 mm u: 101 mm 30 : 8 z:400mm s:155 mm v: 45 mm w: 15 mm Longueur d'émission de la lampe à halogénure de métal 101: 500 mm Intensité moyenne du rayonnement ultraviolet: 100 mW/cm2 35 Uniformité: 90 %

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Dans un autre mode de réalisation, à la différence du premier mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, l'humidificateur peut être placé dans le conduit de recyclage. L'humidificateur est alors situé à l'a5 val des échangeurs de chaleur (pour chauffage et refroidissement). On peut également effectuer les essais de résistance aux intempéries dans différentes conditions, par exemple avec addition d'acide sulfureux gazeuxd'ozone ou

autre,dans l'air à recycler.

- On donne ci-après des exemples dans lesquels plusieurs types d'échantillons sont essayés, en ce qui concerne la résistance aux intempéries, au moyen de l'appareil des figures 1 et 2 conforme à l'invention et d'un appareil d'essai du commerce pour déterminer la détério15 ration par les ultraviolets dans des conditions comportant

une condensation.

Appareils d'essai et conditions d'essai (1) Appareil d'essai conforme à l'invention (représenté sur les figures 1 et 2)

Lampe: lampe à halogénure de métal, 4 kW.

Panneau d'écran: verre de quartz, transmettant au moins

% d'un rayonnement ultraviolet de 300 à 400 nm.

Longueur d'onde du rayonnement: 300 à 400 nm (voir la

figure 8 pour les détails).

Température maximale de la surface de l'échantillon:

jusqu'à 65 C.

Température de panneau noir: 63 - 3oC.

Intensité du rayonnement ultraviolet sur la surface de

l'échantillon: 100 5 mW/cm2.

Cycle de condensation: on répète le cycle de 8 heures d'irradiation aux ultraviolets et de 4 heures de condensation. La condensation est effectuée à une température

d'échantillon de 30 C, l'air de recyclage étant à une température d'au moins 35 C et à une humidité d'au moins 80%.

(2) Appareil d'essai du commerce, suivant l'art antérieur.

Marque: Eye Super UV Tester, fourni par Iwasaki Electric Co., Ltd. Lampe: lampe à halogénure de métal, 4 kW. Longueur d'onde du rayonnement: 300 à 400 nm (voir la

figure 8 pour les détails).

Température maximale de surface de l'échantillon: jusqu'à C.

Température de panneau noir: 63 - 3 C.

Intensité du rayonnement ultraviolet sur la surface de l'échantillon: 100 - 5 mW/cm2

(3) Exposition en plein air.

Dans la ville de Matsudo, Préfecture de Chiba, Japon, de 15 Janvier à Décembre 1985.

Propriétés déterminées et méthodes de détermination (1) Variations de différence de couleur: On détermine la différence de couleur (dE) pour chaque unité de temps d'irradiation, au moyen d'un instrument de mesure de différence de couleur CR-100, fabriqué par Minolta Camera Co., Ltd, sur la base de l'espace ou diagramme

de couleur L*a*b CIE 1976.

(2) Variations dé brillance On mesure la brillance spéculaire à 60 , au moyen d'un lu25 minancemètre Modèle GM-24, fabriqué par Murakami Color Technique Lab. Co., Ltd. Résultats des Essais (1) Variations de la différence de couleur dans une feuille en ABS

Echantillon: feuille en ABS, naturelle, épaisseur 0,8 mm.

Couleur de référence: Y=69,07; X=0,3343; y = 0,3477.

Résultats: indiqués sur la figure 3 et le tableau 2.

La figure 3 montre que l'appareil d'essai suivant l'art antérieur donne une variation presque linéaire 35 de AE et que, du fait de l'influence de la condensation, l'irradiation engendre une moindre variation de la différence de couleur dans le cas de l'appareil d'essai suivant l'invention. Il en résulte une bonne concordance avec les

résultats obtenus par l'exposition en plein air.

TABLEAU 2

AE Appareil Exposition Appareil Rapport d'acart en de l'in- célération antérieur plein air vention (fois) (h) (mois) (h)

,0 2 0,15 4 27

15,0 10 0,50 17 21

,0 17 1,60 30 38

L'a pareil d'essai suivant la présente invention donne un rapport d'accélération moyen de 28,7 fois. 15 Le rapport d'accélération indiqué ci-dessus est exprimé par: M x 30 (jours) x 24 (heures) Rapport d'accélération = I dans laquelle M est le nombre de mois pendant lesquels 20 l'échantillon est exposé aux intempéries, et I est la

durée (heures) d'irradiation aux ultraviolets par l'appareil d'essai de l'invention.

(2) Variations de brillance dans une feuille en ABS.

Echantillon: le même que dans le paragraphe (1) ci-dessus. 25 Résultats: indiqués sur la figure 4 et le tableau 3.

La figure 4 montre que l'appareil d'essai suivant l'art antérieur n'engendre pas de diminution de la brillance, et montre d'autre part que l'appareil d'essai

suivant l'invention engendre une réduction dela brillance 30 en 4 à 6 heures, du fait de la situation de condensation.

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TABLEAU 3

Brillance Appareil Exposition art en antérieur plein air (h) (mois)

- - 3,7

- 5,1

- 5,7

Appareil Rapportd'acde l'in- célération vention (fois) (h)

18 148

32 115

47 87

Le rapport d'accélération moyen obtenu est de 10 116,7 fois.

(3) Variations de la différence de couleur dans une

feuille de polypropylène jaune.

Echantillon: feuille de polypropylène jaune, d'une épaisseur de 0,8 mm

Couleur de référence: Y=71,0 X=0,4413; y=0,4673.

Résultats: indiqués sur la figure 5 et le tableau 4.

La figure 5 montre que l'appareil d'essai suivant l'invention produit des changements de la différence de couleur plus grands que ceux de l'appareil d'essai suivant 20 l'art antérieur et présente presque la même tendance que

l'exposition en plein air.

TABLEAU 4

LE Appareil Exposition Appareil art en de l'inantérieur plein air ventio.

(h) (mois) (h)

3,0 120 0,5 45

6,0 - 1,9 100

9,0 - 5,3 190

Rapport d'accélération (fois)

8,0 13,7 20,1

Le rapport d'accélération moyen obtenu est de 30 13,9 fois.

(4) Variations de différence de couleur dans une

feuille de polyéthylène bleue.

Echantillon: feuille de polyéthylène bleue, d'une épaisseur de 0,8 mm.

Couleur de référence: Y=14,81; X=0,1880; y=0,1755.

Résultats: indiqués sur la figure 6 et le tableau 5.

La figure 6 montre que l'appareil d'essai suivant l'invention procure une plus grande accélération que l'appareil d'essai suivant l'art antérieur mais donne 5 un résultat légèrement différent du résultat de l'exposition en plein air. Il semble qu'on peut attribuer cette différence à une différence dans le rapport d'exposition

entre l'irradiation et le condensat de vapeur d'eau.

TABLEAU 5

E Appareil Exposition Appareil Rapport d'acart en de l'in- célération antérieur plein air vention (fois) (h) (mois) (h)

3,0 75 1,6 20 57,6

6,0 100 4,0 50 57,6

10,0 140 8,0 85 67,8

Le rapport d'accélération moyen obtenu est de

61 fois.

(5) Variations de différence de couleur dans une 20 feuille de polypropylène rouge

Echantillon: feuille de polypropylène rouge d'une épaisseur de 0,8 mm.

Couleur de référence: Y=13,94; X=0,49 89; y=0,3173 Résultats: indiqués sur la figure 7 et le tableau 6.

La figure 7 montre que l'appareil d'essai suivant l'invention procure moins d'accélération que l'appareil d'essai suivant l'art antérieur mais présente presque la

même tendance que l'exposition en plein air.

TABLEAU 6

dE Appareil Exposition Appareil Rapport d'acart en de l'in- célération antérieur plein air vention (fois) (h) (mois) (h)

3,0 25 3,1 75 29,8

6,0 55 7,2 120 43,2

8,0 80 10,0 150 48,0

Le rapport d'accélération moyen obtenu est de

,3 fois.

Conformément à l'invention décrite ci-dessus, l'échantillon peut être exposé à une condensation de va5 peur d'eau et peut donc être contrôlé, pour sa résistance

aux intempéries, dans des conditions presque naturelles.

Malgré l'envoi d'une grande quantité d'air humide dans le compartiment d'irradiation aux ultraviolets pour provoquer la condensation, l'invention évite la formation de 10 buée sur la chemise d'eau de refroidissement et les surfaces du réflecteur, de sorte que les essais de résistance aux intempéries ou les précontrôles pour ces essais

sont effectués en un très court laps de temps.

Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in15 vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de

façon plus explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière sans s'écarter du cadre, ni de la por20 tée de la présente invention.

Claims (23)

REVENDICATIONS

1. Appareil (T) d'essai de résistance aux intempéries, qui comprend: (a) une source (4) de rayonnement ultraviolet coim5 portant une lampe (1) pour engendrer un rayonnement ultraviolet, (b) un réflecteur (33) dans lequel est placée la source de rayonnement ultraviolet et qui présente à sa partie inférieure une ouverture pour permettre à la lampe 10 de projeter un rayonnement ultraviolet vers le bas à travers l'ouverture, (c) un panneau d'écran (34) placé dans l'ouverture du réflecteur et obturant l'ouverture de manière à transmettre le rayonnement ultraviolet et à arrêter sensible15 ment la vapeur d'eau, (d) un support (7) d'échantillon (S), placé audessous de l'ouverture, - (e) des moyens (6) de réglage de température, prévus pour le support d'échantillon, (f) un compartiment (2) dans lequel sont logés la source de rayonnement ultraviolet,. le réflecteur, le panneau d'écran, le support d'échantillon et les moyens de réglage de température, (g) un conduit de recyclage (18)comportant une partie d'entrée et une partie de sortie,raccordées au compartiment, et pourvu d'un échangeur de chaleur (36) et d'un surpresseur (10), (h) un humidificateur (12). disposé dans le conduit ou le compartiment, et (i) des moyens de commande (30) pour fournir des instructions de fonctionnement à la source de rayonnement ultraviolet, aux moyens de réglage de température, à l'échangeur de chaleur, au surpresseur et à l'humidificateur, de façon à maintenir à une température prédéterminée un 35 échantillon sur le support d'échantillon lorsque la lampe est allumée et à soumettre l'échantillon à une situation

de condensation lorsque la lampe est éteinte.

2. Appareil d'essai suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le panneau d'écran (34) est une

plaque mince en verre de quartz.

3. Appareil d'essai suivant la revendication 1,

caractérisé en ce que le panneau d'écran comprend une plaque mince en verre de quartz et une plaque mince en verre 10 absorbant le rayonnement infrarouge, superposée à la première plaque.

4. Appareil d'essai suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'humidificateur comprend un réservoir d'eau (37), un réchauffeur (11) prévu dans le réser15 voir et qui fonctionne en réponse à une instruction fournie par les moyens de commande, et une distribution d'eau (47) pour amener de l'eau au réservoir d'eau et maintenir l'eau

à un niveau constant dans le réservoir.

5. Appareil d'essai suivant la revendication 1, 20 caractérisé en ce que l'humidificateur est placé dans le compartiment et comprend un réservoir d'eau, un réchauffeur placé dans le réservoir et qui fonctionne en réponse à une instruction fournie par les moyens de commande, une distribution d'eau pour fournir l'eau au réservoir et main25 tenir l'eau à un niveau constant dans le réservoir, et un conduit d'humidification (38) s'étendant du réservoir d'eau vers le support d'échantillon pour guider la vapeur d'eau, produite dans le réservoir d'eau, vers une zone proche de l'échantillon placé sur le support d'échantillon. 30

6. Appareil d'essai suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de sortie du conduit de recyclage (18) comprend une buse (25) de recyclage d'air s'étendant à partir d'une paroi du compartiment (2) vers le support d'échantillon, pour guider l'air de recyclage 35 vers la périphérie de l'échantillon placé sur le support

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d'échantillon.

7. Appareil d'essai suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réglage de température comprennent un capteur de température (17), monté sur une partie supérieure du support d'échantillon pour fournir un signal de température aux moyens de commande, et un canal (31) d'eau de refroidissement prévu sous le support d'échantillon.

8. Appareil d'essai suivant la revendication 1, 10 caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (36) comprend un réchauffeur (8) et un évaporateur (9) d'un

cycle de réfrigération.

9. appareil d'essai suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la lampe est une lampe à halogénure 15 de métal qui émet un rayonnement ultraviolet sensiblement

dans la plage de longueur d'onde de 300 à 400 nm.

10.Appareil d'essai suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le réflecteur (33) est sensiblement

en forme de dôme.

11. Appareil d'essai suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque mince en verre de quartz

a une épaisseur de 1 à 4 mm.

12. Appareil d'essai suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le réflecteur comprend un élément 25 réflecteur principal (33) sensiblement en forme de dôme et un élément réflecteur auxiliaire (33a) s'étendant d'une partie ou de la totalité du bord périphérique inférieur de l'élément réflecteur principal, vers le bas,

vers le support d'échantillon.

13. Appareil d'essai suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'élément réflecteur auxiliaire (33a) s'étend à partir du bord périphérique inférieur de l'élément réflecteur principal (33) verticalement vers le bas,

ou vers le bas et vers l'extérieur suivant un angle par 35 rapport à la verticale.

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14. Appareil d'essai suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément réflecteur auxiliaire s'étend vers le bas et vers l'extérieur suivant un angle de à 35 avec la verticale.

15. Appareil d'essai suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la lampe (1) est sous la forme d'un tube allongé disposé horizontalement, et l'élément réflecteur principal (33) est allongé dans la direction longitudinale de la lampe et de section transversale sensiblement 10 parabolique, l'élément réflecteur auxiliaire (334a) comprenant deux plaques réflectrices longitudinales qui s'étendent respectivement vers le bas à partir des extrémités inférieures des deux grands côtés de l'élément réflecteur principal.

16. Appareil d'essai suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la lampe est sous la forme d'un tube allongé disposé horizontalement,et l'élément réflecteur principal est allongé le long de la lampe et de section transversale sensiblement parabolique, l'élément ré20 flecteur auxiliaire comprenant deux plaques réflectrices transversales qui s'étendent respectivement vers le bas à partir des extrémités inférieures des deux petits cbtés

de l'élément réflecteur principal.

17. Appareil d'essai suivant la revendication 12, 25 caractérisé en ce que la lampe est sous la forme d'un tube allongé disposé horizontalement, et l'élément réflecteur principal est allongé le long de la lampe et de section transversale sensiblement parabolique, l'élément réflecteur auxiliaire (33a) comprenant deux plaques réflectri30 ces longitudinales (33a) et deux plaques réflectrices transversales (33b) qui s'étendent vers le bas à partir

des extrémités inférieures des deux grands côtés de l'élément réflecteur principal et à partir des extrémités inférieures des deux petits côtés respectivement.

18. Appareil d'essai suivant la revendication 17, caractérisé en ce que les paires de plaques réflectrices longitudinales et de plaques réflectrices transversales s'étendent à partir de l'extrémité inférieure de l'élément réflecteur principal verticalement vers le bas, ou vers le bas et vers l'extérieur en formant un angle

avec la verticale.

19. Appareil d'essai suivant la revendication 17, caractérisé en ce que les plaques réflectrices longitudinales s'étendent à partir des extrémités inférieures 10 des grands côtés de l'élément réflecteur principal, vers le bas et vers l'extérieur suivant un angle de 5 à 11 avec la verticale, et les plaques réflectrices transversales s'éten:.-nt à partir des extrémités inférieures des petits côtés le l'élément réflecteur principal, vers le bas et vers l'extérieur suivant un angle de 12 à 35 avec

la verticale.

20. Appareil d'essai suivant la revendication18, caractérisé en ce que chaque plaque réflectrice transversale (133b) comprend un segment transversal supérieur (133 20 bu), qui s'étend à partir de l'extrémité inférieure du petit côté de l'élément réflecteur principal, vers le bas

et vers l'extérieur suivant un angle avec la verticale, et un segment transversal inférieur (133bd) qui s'étend à partir de l'extrémité inférieure du segment supérieur, 25 vers le bas et vers l'extérieur suivant un angle plus petit que celui du segment supérieur par rapport à la verticale.

21. Appareil d'essai suivant la revendication , caractérisé en ce que chaque plaque réflectrice lon30 gitudinale (133a) s'étend à partir de l'extrémité inférieure du grand côté de l'élément réflecteur principal vers le bas et vers l'extérieur suivant un angle (y) de 5 à 11 avec la verticale, le segment transversal supérieur (133bu) s'étend à partir de l'extrémité inférieure du petit côté

de l'élément réflecteur principal vers le bas et vers l'ex-

térieur suivant un angle (() de 12 à 20 avec la verticale, et le segment transversal inférieur (133bd) s'étend à partir de l'extrémité inférieure du segment supérieur vers le bas et vers l'extérieur suivant un angle (y) de 5 à 11 avec la verticale.

22. Appareil d'essai suivant la revendication 21, caractérisé en ce que chaque plaque réflectrice longitudinale s'étend à partir de l'extrémité-inférieure du grand côté de l'élément réflecteur principal vers le bas 10 et vers l'extérieur suivant un angle de 8 environ avec la verticale, le segment transversal supérieur s'étend à partir de l'extrémité inférieure du petit côté de l'élément réflecteur principal vers le bas et vers l'extérieur suivant un angle de 15 environ avec la verticale, et le segment transversal inférieur s'étend à partir de l'extrémité inférieure du segment supérieur vers le bas et vers

l'extérieur suivant un angle de 8 environ avec la verticale.

23. Appareil d'essai suivant la revendication 15, 20 caractérisé en ce que la surface réflectrice de l'élément réflecteur principal est une surface de semi-diffusion.