JPH01248038A - 環境試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は環境試験装置に関するものであり、特に、複数
個の疑似太陽光光源を設けることによって、試料に対す
る照射強度を大きくするようにした環境試験装置に関す
るものである。

（従来の技術） 自然太陽光のスペクトル分布を高い精度で再現できる光
源装置として、キセノン短アークランプ、キセノン長ア
ークランプ、カーボンアークランプ等（以下、単にアー
クランプという）を用いた擬似太陽光光源装置が知られ
ている。このような擬似太陽光光源装置は、繊維・染料
・塗料・顔料等の４光・耐候性加速劣化試験のための環
境試験装置に組み込まれて使用されている。

上記ランプの中でも、特にキセノン短アークランプはス
ペクトル分布が自然太陽光のスペクトル分布と極めて近
似しており、該ランプを疑似太陽光光源として使用した
環境試験の結果と、屋外暴露試験の結果とは相関性が高
い。このことから、上記環境試験装置にはキセノン短ア
ークランプが使われることが多い。

通常、上記４光・耐候性加速劣化試験は次のようにして
行われる。第５図に上記環境試験装置の一例を示す。

同図において、回転テーブル３はアークランプ５の長軸
５ｂの延長線上に設けられた輔２を中心として回転可能
に設けられている。前記回転テーブル３上には位置決め
ブロック３ａを介して、供試材料４がその試験面４ａが
アークランプ５に対向するように、前記アークランプ５
から所定の間隔を隔てて載置されている。

そして、必要に応じて、例えば、加湿器によって加湿さ
れた空気を供試材料載置位置に送給して、加湿条件下で
試験を行ったり、冷却器によって冷却された水を供試材
料４の背面に散布して該供試材料４を冷却し、試験面に
結露状態を作って試験を行ったりなどしている。

上記１７．７成の環境試験装置では、アークランプ５か
らの光が、供試材料４の試験面にむらなく照射されるよ
うに、回転テーブル３によって矢印２ａ方向に供試材料
４が回転される。

（発明か解決しようとする課題） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた
。

すなわち、前記４光・耐候性加速劣化試験の供試材料と
なる染料あるいは繊維は、最終製品となった場合、主に
屋内で使用される。したがって、これら染料あるいは繊
維に対しては従来の光源によって得られる照射強度（基
準太陽光の照射強度の３倍程度）の下で十分に能率的な
４光・耐候性加速劣化試験を行うことができた。

しかしながら、供試材料４が塗料あるいは顔料のように
、これらが使用された最終製品が屋外で使用されるよう
なもの（例えば自動車用怜料）の場合には、供試材料の
４光、耐候性が非常に良いために従来の光源で得られる
照射強度では該供試材料が劣化に至るまでの試験を能率
的に行うには不十分であった。

すなわち、このように最終製品が屋外で使用されること
が多い塗料あるいは顔料等の４光・耐候性加速劣化試験
は、前記染料・繊維に対する試験より長時間を要してい
た。

照射強度を上げるためには、アークランプの放電（消費
）電力を大きくすれば良いのであるが、アークランプの
耐熱性を考慮すると、空冷式では８キロワット程度、水
冷式では１２キロワット程度が限界であり、この程度の
電力で得られる照射強度では前記塗料あるいは顔料など
の試験用としては不十分であった。

照射強度を上げるために、複数個のアークランプを用い
ることも考えられるが、第５図に示したように、４光・
耐候性加速劣化試験は供試材料４の中央部にアークラン
プ５を配置して行われるため、複数個のアークランプを
使用するためには該複数個のアークランプが中央部に集
中して配置されるようになる。

したがって、前記複数個のアークランプが、それぞれ、
隣接するアークランプの熱影響を受け、特に電極封止部
が過熱してアークランプの使用寿命を縮める恐れがあっ
た。

その結果、複数個のアークランプを集中して使用するた
めには各アークランプの放Ｔ、電力は従来よりも小さく
する必要があり、複数のアークランプを使用したにもか
かわらず、照射強度をたいして増大できないという問題
点があった。

さらに、照射強度を増大させようとして、アークランプ
の放電電力を大きくするに従って可視光線・紫外線と共
に赤外線も多く放射されるようになり、赤外線による熱
作用を多く必要としない４光・耐候性加速劣化試験には
適していないという問題点もあった。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（課題を解決するための手段および作用）前記の問題点
を解決するために本発明は、疑似太陽光光源として、複
数個のアークランプを使用する環境試験装置において、
前記複数個のアークランプの間に設けられた、赤外線を
吸収するためのフィルタを具備した点に特徴がある。

上記構成の本発明によれば、前記アークランプの間に設
けられたフィルタによって、各アークランプから放射さ
れる赤外線のうち隣接するアークランプ方向に放射され
る赤外線が吸収される。その結果、各アークランプはそ
れぞれ隣接するアークランプから放射される赤外線の熱
影響を受けることが少なくなるので、該赤外線の熱作用
によるアークランプの過熱を回避できる。

また、各アークランプから背後に放射される光から赤外
線領域の光が除去されるので、該アークランプの周囲に
配置された供試材料には、各アークランプの前面から放
射される赤外線のみが照射されるようになり、供試材料
に対して過剰に赤外線が照射されるようなことがない。

なお、その他の可視光線や紫外線は前記フィルタでは吸
収されないので、複数個のアークランプによって従来以
上の強度で供試材料上に照射することができ、環境試験
において十分な促進効果が得られる。

（実施例） 以下に図面を参照して、本発明の詳細な説明する。第１
図は本発明の一実施例・の構成を示す平面図、第２図は
同断面図である。

第１図および第２図において、第５図と同一の符号は同
一または同等部分を示す。同図において、回転テーブル
３の中央部には図示しない支持部材によって光源装置１
が」三方から懸吊されている。

該光源装置１は、２個のキセノン短アークランプ５と、
該アークランプ５の間に配置された水フィルタ６と、該
アークランプ５および水フィルタ６を包囲する円筒状の
フィルタ７とを具備している。

アークランプ５の両端には、点灯回路（図示せず）から
電圧が印加されて、アークランプ５内の電極間でアーク
が発生され光が放射される。

前記水フィルタ６は、前記２個のアークランプ５が、互
いに隣接するアークランプからの熱影響を受けないよう
にするために設けられている。そのために、該水フィル
タ６の内部には液体が循環され、アークランプ５から放
射され、る赤外線を吸収する液体層が形成されている。

前記水フィルタ６の内部を循環させる液体は、水あるい
は硫酸銅の水溶液が使用される。水によって液体層を形
成した場合には、アークランプ５から放射される赤外線
を吸収するためには６０ｍｍ以上の水の層を形成しなけ
ればならない。一方、硫酸銅水溶液の場合には、５％の
硫酸銅水溶液を用いるとすれば例えば該水溶液層の厚み
が１０市の場合は、７００ｎｍ以上の波長を吸収でき（
５％硫酸銅水溶液）、水溶液層の厚みが１５ｍｍの場合
は、６４０ｎｍ以上の波長を吸収できるので、水の層と
比較してより効果的に赤外線を吸収できる。

このように、吸収できる波長は前記水溶液の濃度あるい
は層の厚みを選択することによって調整できる。なお、
前記水フィルタ６には、その内部に前記水あるいは水溶
液の循環のために注水口６ａおよび排水口６ｂが設けら
れている。

前記フィルタ７は、供試材料４に対する試験条件に応じ
て、アーク光のスペクトル、１．１Ｊ整を行うためと、
アークランプ保護のために設けられている。

該円筒状フィルタフの上方からは、図示しないアークラ
ンプ冷却用のブロワからフィルタ７内にアークアークラ
ンプ冷却用の空気が送給され、アークランプの温度上昇
を抑止している。該冷却用の空気によって同時に前記水
フィルタ６も冷却されるのはもちろんである。

前記水フィルタ６および円筒状フィルタ７は、いずれも
耐熱性を有するガラス、例えば硼珪酸ガラス等で製作さ
れる。

上記構成の本実施例では、２個のアークランプ５の間に
赤外線を吸収する水フィルタ６を設けたので、一方のア
ークランプ５から他方のアークランプへ放射される赤外
線は吸収される。したがって、前記アークランプ５の一
方が放射する赤外線の熱作用を他方のアークランプが受
けることはなくなる。

その結果、第１図および第２図に示したように、回転テ
ーブル３の中央部にアークランプを該ランプの長軸が平
行になるように複数個近接して設けても、アークランプ
５が過熱してその寿命が短くなるというようなことがな
い。

上記実施例ではアークランプを２個設けた例を説明した
が、さらに照射強度を上げるためにアークランプの個数
を増加させることはできる。第３図にアークランプ５の
個数を３個にした場合の例を示す。同図において、前記
第１図と同一の符号は同一または同等部分を示しており
、その説明は省略する。

上記実施例において、水フィルタ６は、アークランプ５
の周囲の約手周分から放射される赤外線を吸収するよう
な曲面を（アークランプ管軸と直交する断面形状が、中
央部のくびれた鼓状）を有する形状になっている。しか
しながら前記水フィルタ６は該形状に限定されず、平板
状に形成しても良い。水フィルタ６を平板状にすること
により、赤外線が吸収される範囲が縮小され、その分だ
け供試材料４に多量の赤外線が照射されるようになる。

第４図に前記赤外線の吸収範囲の比較を示す。

同図において、破線で囲まれた領域Ａが赤外線の吸収さ
れる範囲である。同図に示したように曲面部を有する水
フィルタの方が平板状の水フィルタよりも赤外線の吸収
範囲が広い。このように該水フィルタ５は単に、互いに
隣接して設けられたアークランプ５の温度上昇を抑止す
るだけでなく、供試材料４に対する赤外線の照射量を制
限している。そして該水フィルタ６の形状を選択するこ
とによって供試材料４に対する赤外線の照射計を調整す
ることができる。

本実施例によれば、上記説明のように、複数個のアーク
ランプを、赤外線を吸収する水フィルタで隔離するよう
にしたので、前記複数個のアークランプから放射される
赤外線の熱作用が互いに隣接するアークランプに及ぶこ
とを回避できる。

また、前記水フィルタによって赤外線が吸収されるので
、複数個のアークランプから放射され、供試材料に照射
される多量の赤外線を試験条件に応じた予定の量に制限
することができる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の
ような効果が達成される。

（１）複数個のアークランプを集中的に配置できるよう
になったので、供試材料に対する照射強度を増大するこ
とができる。その結果、塗料・顔料等の４光・耐候性加
速劣化試験のように大きな照射強度を必要とされる試験
にも対応可能な環境試験装置が提供できるようになった
。

（２）慢数個のアークランプから放射される赤外線から
、前記試験に必要とされない余分の赤外線を除去するこ
とができるので、紫外線、可視光線の照射強度のみを増
大できる環境試験装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す平面図、第２図
は同断面図、第３図は本発明の他の実施例を示す平面図
、第４図は水フィルタによる赤外線吸収領域を説明する
図、第５図は従来技術の正面図である。 １・・・疑似太陽光光源装置、２・・・軸、３・・・回
転テーブル、４・・・供試材料、５・・・アークランプ
、６・・・水フィルタ、７・・・円筒状フィルタ代理人
　弁理士　平木通人　外１名 第１図 ！ 第４図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに隣接して設けられた複数個のキセノン短ア
   ークランプを疑似太陽光光源として使用する環境試験装
   置において、前記複数個のランプの間に設けられ、互い
   に隣接する前記キセノン短アークランプから放射される
   赤外線を吸収するためのフィルタを具備したことを特徴
   とする環境試験装置。
2. （２）前記フィルタが、内部に液体を循環させるための
   ガラス容器であることを特徴とする請求項１記載の環境
   試験装置。
3. （３）前記ガラス容器の形状が、前記キセノン短アーク
   ランプ管軸と直交する断面において、中央部のくびれた
   鼓形であることを特徴とする請求項２に記載の環境試験
   装置。
4. （４）前記液体が水であることを特徴とする請求項２ま
   たは３に記載の環境試験装置。
5. （５）前記液体が硫酸銅の水溶液であることを特徴とす
   る請求項２または３に記載の環境試験装置。