JPH0572116A

JPH0572116A - 光試験装置

Info

Publication number: JPH0572116A
Application number: JP25855791A
Authority: JP
Inventors: Fumei Fumei
Original assignee: NAGANO KAGAKU KIKAI SEISAKUSHO KK; NAGANO SCIENCE EQUIP Manufacturing
Current assignee: NAGANO KAGAKU KIKAI SEISAKUSHO KK; NAGANO SCIENCE EQUIP Manufacturing
Priority date: 1991-09-09
Filing date: 1991-09-09
Publication date: 1993-03-23

Abstract

(57)【要約】【目的】医薬品、食品、飲料、香料等について光に対
する依存性、耐久性の試験を行う試験装置において、特
に光に対し鋭敏な化学品に対し、その光安定性を再現よ
く試験を行い得るようにする。【構成】断熱体で囲まれた箱型筐体１の内を仕切板３
により調温室４と試験室５とに仕切り、試験室５の天井
に蛍光灯１０を取り付け、その下方に公転・自転する試
料台１５と、公転する受光素子２２を設け、アナログ／
デジタル変換器とデジタル制御器を有する制御手段で、
試料皿２１が１回転する間の香料を積分、積算し、試験
に要求される光量と比較して、蛍光灯１０の発光量を制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医薬品、食品、飲料、
香料等について光に対する依存性、耐久性の試験を行う
試験装置に関する。特に本願は、光に対し鋭敏な化学品
に対しその光安定性を再現よく試験が行い得る試験装置
を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術およびその問題点】従来医薬品や食品、飲
料、香料等について光に対する安定性を調べる試験を行
うには適当な試験装置がなく、自作するか、又はＪＩＳ
Ｂ７７５１、７７５２、７７５３、７７５４に規定
されるような耐光、耐候試験機を代用して行われてき
た。

【０００３】自作の場合は、一般に箱体に蛍光ランプを
複数個取り付け、照射光量の調節は蛍光ランプの点灯本
数や試料棚の上下で行われている。更には蛍光ランプの
安定器に調光用安定器を用い、手動の調光器により蛍光
ランプの発光量を変化させて試料への照射光量を調節す
る方法で行われる場合もある。

【０００４】この様な方法には次の問題点がある。蛍光ランプの発光効率の変動、働程による発光効率の
低下。周知のように、蛍光ランプの発光量は、管壁温度、供給
電圧で変化し、さらには点灯時間、点灯回数の増加に伴
い発光量は減少する。このため、試験開始時に所望の光
量に設定、調節しても、周囲の温度や供給電圧の変化で
光量は変動し、また、試験時間の経過と共に照射光量が
減少する。このため、一定期間ごとに試験試料への照射
光量を測定し、蛍光ランプの点灯数や試料棚の上下で所
望の光量に再調整する必要がある。試料への照射光量の不均一。また、直管型蛍光ランプの発光量は、中央が最も大きく
端部に行くほど小さい。従って、その直下の照射光量
も、蛍光ランプ中央直下が最も多く、端部直下に行くほ
ど少なくなる。このため、試料への照射光量の分布が均
一にならず、一定期間毎に試料を移動させる等の人為的
な作業を必要とする。光安定性試験の再現性に乏しい。更に、この照射光量の分布の不均一に起因する問題とし
て、試験試料への正確な照射光量を計測することが困難
であり、従って物理的、化学的変化のパラメーターとな
る照射積算光量の計測、管理も正確さを欠き、試験の再
現性に大きな影響を及ぼす。このように、自作した試験装置で上記のような化学品に
対する光安定性試験を行うには、多大の手間を必要と
し、積算光量も瞬時光量も正確に測定する事は難しく試
験の再現性も乏しいと言う欠点がある。

【０００５】耐光、耐候試験機を代用する方法として
は、ＪＩＳＢ７７５１、７７５２、７７５３、７７
５４に記載される耐光、耐候試験機を光安定性試験に代
用する方法があるが、これらの試験機はもともと屋外暴
露試験の加速試験を目的とした機械で、試験試料の数年
と言う長期にわたる屋外における耐光、耐候性を試験す
る事が目的であり、その光源には化学活性の大きい３０
０〜４５０ｎｍの波長の紫外線や、短波長可視光線を多
量に放射するランプが使用されており、室内散光や窓際
散光試験を目的とした試験にこの種の機械を用いる事
は、試験目的から考え適当ではない。また、これら耐
光、耐候試験機の光源には、その目的上大電力を消費す
るランプが使用されておりこの電力消費量の６０〜８５
％が熱として試験試料に放射される。この放射熱のた
め、試験試料の温度が上昇し熱による物理的、化学的劣
化が光劣化に加算され、または複合化され、目的とする
屋内散光や窓際散光試験による試験試料の変化と試験結
果を同一とするのは、論理的にも問題が多く、適当な試
験機械とはなりえない。

【０００６】

【問題点を解決する手段】本発明による光試験装置は、
調整され遮光された箱体内上部に調光可能な蛍光ランプ
を取り付け、試験試料を置く試料台を非同期に自転、公
転させ、位置の無秩序性によって蛍光ランプ直下の照射
光量の分布の不均一さを解消し、公転する試料台に光量
を検出する受光素子を設け、試料に照射される光量を逐
次計測、積算し、更に負帰還制御によって所望の照射光
量が試験試料に照射されるよう制御する。

【０００７】

【作用および効果】本発明による光試験装置は、光源を
蛍光ランプとし、その安定器には蛍光ランプの発光量を
調節できる調光用安定器を用いる。試料台に設けられた
光量検出素子が受ける照射光量と所望の照射光量とを制
御部で比較演算し、調整して、手動の調光器の出力の代
わりに調光用安定器の制御入力に接続する。この方法に
より、蛍光ランプから試験試料に放射される照射光量を
任意に調節でき、更には蛍光ランプの働程や点灯回数の
増加による発光効率の低下による照射光量不足を補償す
ることができる。勿論の事として、蛍光ランプの最大光
度以上に補償する事は不可能であり、該試験機の最大照
射光量を蛍光ランプの働程から推定される寿命時の放射
光量で規制する事で、蛍光ランプの発光効率低下による
照射光量の不足が補償できる。

【０００８】また、本願試験装置には、非同期に自・公
転せる試料台を用いる。この方法により蛍光ランプの直
下に静止して置かれた試験試料に比べ、位置の無秩序性
により照射光量の格段の均一性が得られる。更に、上述
の制御部での光量検出素子が受ける照射光量と所望の照
射光量との比較演算時に於いて、公転する試料台の半径
中央に光量検出素子を設け、この光量検出端たる光量検
出素子が一公転する間、蛍光ランプの発光量を制御する
制御出力を一定とし、この間光量検出素子が受ける照射
光量を逐次積算し、一公転完了時に算術平均すれば、公
転する試料台が一公転する間に受ける平均照射光量が求
まり、この平均照射光量と所望の照射光量とを比較演算
し、制御部の制御出力を更新する動作をくり返す制御方
法を用いれば、光量検出素子の位置と関係なく試料台の
試験試料に等量の照射光量が照射されることになる。

【０００９】積算照射光量の計測は、一公転間の平均照
射光量を時間積分して求める。この方法により求められ
る積算照射光量は、照射光量を一定に保ち時間で積算光
量を管理する方法より誤差の点で優れている。

【００１０】加えて、試験試料を公転する試料台の半径
中央を中心とする自転する試料台に載置する。この方法
により試験試料の位置は無秩序性を与えられ、試験試料
に加えられる蛍光ランプからの平均照射光量は、公転す
る試料台に設けられた光量検知素子が受ける平均照射光
量に近似的に等しくなる。

【００１１】更に、本願試験装置は、光安定性試験を再
現よく試験するための調温機能を有する。調温機能の働
きとしては、試験試料への熱による影響を一定化するこ
とと、蛍光ランプの管壁温度の安定化がある。本願試験
装置は、調温のため一方を仕切壁で仕切られた調温室と
し、調温室で熱交換器により所望の温度に空気を調温
し、他方の試験室にファンで調温された空気を循環させ
る。試験室及び調温室は、熱効率と温度分布精度を向上
維持するために断熱する。

【００１２】

【実施例】好ましい実施例を図に従って説明する。断熱
材よりなるか、または、断熱材により囲まれた所要寸法
の箱型筐体（１）の内部の一方を仕切板（３）によって
仕切られた調温室（４）とし、他方を所要容積の試験室
（５）とする。（２）は箱型筐体（１）のための蓋であ
り、断熱材よりなるか、または断熱材により囲まれてい
る。調温室（４）内部には、加熱用熱交換器（６）、調
温の為の冷却用熱交換器（７）を設ける。

【００１３】この調温室（４）で所望の任意の温度に調
温された空気を、ファン（８）で試験室（５）へ送風し
試験室（５）を調温する。この空気は、吸い込み口
（９）から再び調温室（４）に戻り、調温室（４）で調
温され試験室（５）へ送られる。この操作を連続的に繰
り返す事により試験室も所望の任意の温度に調温され
る。

【００１４】試験室（５）内部の天井、すなわち、蓋
（２）の下向き内面には蛍光ランプ（１０）が複数個取
り付けられ、自転・公転する試料台（１５）を照射す
る。

【００１５】試験室底面（１１）に駆動用モーター（１
２）と連結された回転軸（１３）が、回転支持部（１
４）で支持され、かつ、試験室底面（１１）を貫通し、
この回転軸（１３）に公転する試料台（２３）と、アー
ムを介して自転・公転する試料台（１５）を取り付けた
回転装置（１６）が取り付けられる。回転装置１６は、
実開昭６３−２４８６に記載される自転・公転機構を持
つ。試験試料（２１）は非同期に自転・公転する試料台
（１５）の上に設置する。

【００１６】箱型筐体（１）の下方には、機械室（１
７）を設け、冷凍機（１８）、調光用安定器（１９）、
制御手段（２０）を内蔵する。図において、冷凍機
（１８）と冷却用熱交換器（７）との連結、調光用安定
器（１９）、制御手段（２０）および蛍光ランプ（１
０）との配線連絡は図示省略した。

【００１７】蛍光ランプ（１０）からの放射光量を負帰
還制御するための光量検出端となる受光素子（２２）
は、公転する試料台（２３）の半径の中心に設置する。
公転する試料台（２３）を設けないで、回転軸（１３）
にアームを固定し、そのアームに受光素子（２２）を設
けてもよい。制御手段（２０）は、アナログ／デジタル
変換器（図示省略）とデジタル制御器（図示省略）を有
し、この受光素子（２２）からの照射光量に応じた出力
を増幅し、アナログ／デジタル変換器に入力し、デジタ
ル信号に変換してデジタル制御器に入力する。デジタル
制御器は、この照射光量に応じたデジタル信号を試料台
（２３）が一公転する間加算して、一公転した後この加
算値を測定回数で除算し一公転間の平均照射光量を求め
る。このデジタル制御器には、あらかじめ所望の照射光
量と積算照射光量を外部から与えておき、この所望の照
射光量と一公転する間の平均照射光量とを比較演算し、
その差分を操作量として蛍光ランプの調光用安定器の制
御入力に調整して入力する。積算光量は、一公転する間
の平均照射光量を時間積分して求め、あらかじめ設定さ
れた所望の積算照射光量と比較し、所望の積算照射光量
に達した時を試験終了としてデジタル制御器は、蛍光ラ
ンプの発光を停止する。

【００１８】

【実験例】この様な構成と制御方法で作成された光試験
装置で、光源に近紫外線蛍光ランプＦＬＲ２０Ｓ・ＢＬ
／Ｍ（東芝製）、調光用安定機にＦＺ２０１１２−４０
１（松下電工製）、受光素子にシリコンフォトセルＳ１
１３３（浜松フォトニクス製）を使用し、試料台公転速
度毎分１０回転、試料台自転速度毎分４回転とし、試験
試料として、塩酸キニーネの５％水溶液をＪＩＳ５号無
色２０ml容量のアンプルに入れ、各自転・公転する試料
台に５個ずつ設置し、照射光量０・３５ｍＷ／cm²、積
算照射光量１．０５ｍＷ・ｈ／cm²の設定で試験した。
この試験試料を波長１cmの石英製のセルに入れ、４００
ｎｍで吸光度を測定したところ、いずれも６０±５％の
範囲になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】光試験装置の断面説明図である。

【図２】箱型筐体内部の平面図である。

【符号の説明】１箱型筐体２蓋３仕切り板４調温室５試験室６加熱用熱交換器７冷却用熱交換器８ファン９吸い込み口１０蛍光ランプ１１試験室底面１２駆動用モーター１３回転軸１４回転支持部１５自転・公転する試料台１６回転装置１７機械室１８冷凍器１９調光安定器２０制御手段２１試験試料２２受光素子２３公転する試料台

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】断熱体で囲まれた箱体を仕切り壁により
仕切って一方を調温室とし、他方を試験室とし、調温室
で調温された空気を試験室に循環させるファンを内設し
た試験装置において、試験室の天井面に複数個の蛍光ランプを有し、試験室
の底面に駆動モータと連結された回転軸が貫通し、その
回転軸に試料皿を取り付けた回転装置を有し、回転する試料皿に、前記蛍光ランプからの光量を検知す
る検知手段を有し、前記検知手段からの出力に応じ、上記蛍光ランプの発光
量を制御する制御手段を有することを特徴とする光試験
装置。
【請求項２】光量検知手段が、光量積分機能を持ち、
試料皿が１回転する間の光量を積分し、その積分値から
試料皿が１回転する間に受ける平均光量を求め、試験に
要求される光量と比較を行い、制御手段が上記蛍光ラン
プの発光量を制御する機能を持つことを特徴とする請求
項１に記載の光試験装置。
【請求項３】光量検知手段が、その積分機能により試
験中試料皿に照射される積算光量の測定を行う機能を備
えたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記
載の光試験装置。