MXPA04005828A - Filtros opticos para manipular la distribucion espectral de potencia en dispositivos de intemperizacion acelerada. - Google Patents

Abstract

La presente descripcion se dirige a un filtro optico que ventajosamente se aproxima a la luz solar y que es tanto durable como estable por periodos prolongados de tiempo cuando se somete a intensidad de luz severas cargas termicas y de humedad de dispositivos de intemperizacion acelerada. El filtro optico incluye un cristal que tiene un contenido de plomo de entre 0.5% y 50% en peso. En algunos ejemplos, el filtro puede ser construido para tener un espesor de 0.7 m a 10 mm. En otro aspecto de la descripcion, el filtro optico es parte de un montaje de filtro optico adecuado para manipular la distribucion espectral de potencia. El montaje de filtro optico incluye un filtro optico de cristal de plomo que tiene un contenido de plomo de entre 0.5% y 50% en peso y un filtro optico transmisivo ultravioleta. En un ejemplo, el filtro optico transmisivo ultravioleta es construido de cristal de cuarzo. El filtro optico transmisivo ultravioleta puede incluir ademas. Un revestimiento absorbente infrarrojo. En todavia otro aspecto de la presente descripcion, un filtro optico construido de un cristal de plomo, tiene un espesor seleccionado de manera tal que la iluminacion que pasa a traves del cristal de plomo, tiene una primera relacion y una segunda relacion. La primera relacion es una relacion irradiacion total de longitudes de onda mas cortas que 290 nm a una segunda irradiacion total para longitudes de onda entre 300 nm a 400 nm, de manera tal que la primera relacion es menos de 2.0 x10-6. La segunda relacion es una irradiacion a 310 nm a la segunda irradiacion total, en donde la segunda relacion es al menos, 1.2x10-3.

Description

European paient (AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, M : MZ. SD. SL. sz. r¿. uc. y.u. m>. A«/U«W« /«,,·,« .ES, ?, FR, GB, GR. IE, IT, LU, MC, NL. PT, SE. S . (AM. AZ. BY. KG. KZ. MD. RU. TJ. T.Ui. Eun ,???: TR), OAPI paient (BF, BJ, CF. CG, CI, CN GA, GN. GQ. (AT. BE. BG. CH. CY. CZ. DE. DK. EE. ES. El. FU. GH. GW, ML, MR, E, SN, TD, TG). GR. IE. IT LU. MC. SL. PT SE. SK. 7 Vi' . O. l /7 /ww illl BJ. CF. CG. Cl. CM. GA. C V. GO. Gil.' ML. MR. XH. .S V.

Declarations under Rule 4.17: TD. TG) — as lo applicanl 's entiüement to apply for and be granted — as to thc applicam s entitlcm ni to cljim thc noriiy í // a patent (Rule 4.17(H)) for ihe following designations AE. earlier application i ulc ¦/. / 'liiin ¡or all Jcsigiuuioiis AG. Al. AM. AT, AU. AZ. BA. BB, BG. BR. BY, BZ CA, CH, CN, CO. CR. CU, CZ, DE. DK. DM. DZ, EC. EE. ES. FI. Published: GB, GD. GE, G , GM. HR. HU. ID. 11. 1N. 1S, JP. KE. KG. — wilh international scarch repon KP. KR. KZ. LC. LK. LR. LS. IT. LU. LV. MA. MD. MG. MK, MN, MU: : MZ. NO. NZ. OM. PH, PL, PT. RO. RU. SD. For Tw -letler codes and olhcr abbrcviations. refer w th "Guid- SE. SG. SI. SK. SL. TJ. TM. TN. TR. TT. TZ. UA. UG. UZ. ance Notes on Codcs and Abbreviations" appcaring ai thc b gin- C. VN, YU. ZA. ZM. ZIÍ: ARIPO atent (GH. GM. KE. LS. ning of each regular issuc of thc PCT Gazeite. 1 FILTROS OPTICOS PARA MANIPULAR LA DISTRIBUCIÓN ESPECTRAL DE POTENCIA EN DISPOSITIVOS DE INTEMPERIZACION ACELERADA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se usan dispositivos de intemperización acelerada por un número de industrias para probar la resistencia de un producto en ambientes al aire libre. A menudo, un fabricante de un producto dado, asegurará que el producto soportará el tiempo al aire libre por un tiempo de vida especificado. El producto debe poder resistir ciclos de temperatura, tensiones de humedad tales como humedad, condensación y lluvia, asi como también exposición a radiación solar terrestre. Existen tensiones importantes para producir degradación de productos usados al aire libre, y la simulación de estas tensiones es esencial para dispositivos que son usados para pruebas de intemperización acelerada en laboratorio. Aunque todas estas tensiones actúan para producir degradación, la exposición a la radiación solar es uno de los factores que más influencian en la intemperización, debido a que los rayos ultravioleta generalmente tienden a romper los polímeros y otros materiales a través del tiempo. Los dispositivos de intemperización acelerada que usan una fuente de luz artificial, tienen ventajas debido a que el uso de los dispositivos no está sujeto a variaciones climáticas y estacionales de temperatura, humedad y radiación REF. : 156229 2 solar terrestre. Entre las tareas más difíciles en la manufactura de dispositivos de intemperización acelerada, está proporcionar una distribución espectral de potencia en la luz artificial, que se iguala estrechamente a aquella de la luz solar natural en la tierra. Igualando o cercanamente aproximando la distribución espectral de potencia de la luz solar natural, los resultados de la exposición al dispositivo de intemperización acelerada se aproximarán más estrechamente a los efectos de la exposición del mundo real. La aproximación de la potencia espectral de la luz solar se logra típicamente, pasando la iluminación de la fuente de luz artificial a través de uno o más filtros ópticos. Si esta aproximación no se hace efectivamente, los modos de falla observados experimentalmente en los productos bajo prueba no pueden igualar las fallas del mundo real. Se ha encontrado que las longitudes de onda de luz que están presentes en la luz artificial cuando pasan a través de filtros ópticos y no están presentes en la luz solar terrestre, cambian el balance de degradación y reacciones de estabilización. Al grado posible, estas longitudes de onda de luz deben ser eliminadas de los protocolos de prueba. Los filtros ópticos típicos para dispositivos de intemperización acelerada, como se demuestra con respecto a los ejemplos comparativos, pasan la iluminación que no se aproxima ventajosamente a la luz solar. Por ejemplo, muchos filtros 3 pasan más cantidades de radiación ultravioleta a longitudes de onda de menos de 290 nm que en la radiación solar terrestre actual, la cual tiene solamente cantidades muy pequeñas de radiación a longitudes de onda de menos de 290 nm. La radiación a estas longitudes de onda puede ocasionar que algunos materiales fallen prematuramente, tales como tereftalato de polietileno y poliuretanos con ftalato que contienen polioles. Además, muchos filtros que no pasan esta radiación de longitud de onda corta, también transmiten insuficientemente la luz dentro del espectro solar, particularmente luz en o alrededor de 310 nm y pueden conducir a velocidades de degradación más lentas o tiempos de prueba prolongados. Para componer la dificultad de manufacturar un filtro óptico adecuado, los filtros ópticos usados en dispositivos de intemperizacion acelerada son sometidos a intensidades de luz severas, cargas térmicas y de humedad. Los filtros ópticos deben ser durables y estables por periodos prolongados de tiempo en ambientes severos . Un filtro para un dispositivo de intemperizacion acelerada no puede ser seleccionado simplemente por características espectrales solas. Preferentemente, un filtro óptico efectivo para un dispositivo de intemperizacion acelerada, debe tener características espectrales que igualen a la luz solar y sean suficientemente durables para soportar el uso en el 4 dispositivo de intemperizacion acelerada. Existe una necesidad significante para proporcionar filtros ópticos para dispositivos de intemperizacion acelerada que permiten a estos dispositivos igualar más estrechamente la distribución espectral de potencia de la radiación solar terrestre, mientras se acomodan las condiciones severas dentro de tales dispositivos por un tiempo de vida aceptable. SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente descripción se dirige a un filtro óptico que ventajosamente se aproxima a la luz solar y que es tanto durable como estable por periodos prolongados de tiempo cuando se somete a intensidad de luz severa, cargas térmicas y de humedad de dispositivos de intemperizacion acelerada. El filtro óptico incluye un cristal que tiene un contenido de plomo de entre 0.5% y 50% en peso. En algunos ejemplos, el filtro puede ser construido para tener un espesor de 0.7 mm a 10 mm. En otro aspecto de la descripción, el filtro óptico es parte de un montaje de filtro óptico adecuado para manipular la distribución espectral de potencia. El montaje de filtro óptico incluye un filtro óptico de cristal de plomo que tiene un contenido de plomo de entre 0.5% y 50% en peso y un filtro óptico transmisivo ultravioleta. En un ejemplo, el filtro óptico transmisivo ultravioleta es construido de cristal de cuarzo. El filtro óptico transmisivo ultravioleta puede 5 incluir además, un revestimiento absorbente infrarrojo. En todavía otro aspecto de la presente descripción, un filtro óptico construido de un cristal de plomo, tiene un espesor seleccionado de manera tal que la iluminación que pasa a través del cristal de plomo, tiene una primera relación y una segunda relación. La primera relación es una primera irradiación total para longitudes de onda más cortas que 290 nm a una segunda irradiación total para longitudes de onda entre 300 nm a 400 nm, de manera tal que la primera relación es menos de 2.0 xlO"6. La segunda relación es una irradiación a 310 nm a la segunda irradiación total, en donde la segunda relación es al menos, 1.2xl0~3. La presente descripción describe un filtro óptico que tiene varias ventajas. Entre estas ventajas incluye, un filtro óptico que simula más cercanamente la luz solar que los ejemplos comparativos, y es durable para soportar los ambiente severos de un dispositivo de intemperización acelerada. También, la longitud de onda límite de tal filtro, puede ser fácilmente ajustada para proporcionar una longitud de onda límite seleccionada para pruebas. Adicionalmente, los primeros pueden operar sobre un intervalo de potencia amplio y todavía aproximarse ventajosamente a la luz solar. También, probar niveles de irradiación especificados típicos, puede conducir a disminuir los ajustes de potencia de la lámpara. 6 BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de intemperización acelerada construido de conformidad con la invención. La Figura 2 muestra una vista lateral de un iluminador usado dentro del dispositivo de intemperización acelerada de la Figura 1. La Figura 3 muestra una vista en sección transversal del iluminador de la Figura 2. La Figura 4 muestra una vista en sección transversal de otro ejemplo de un iluminador. La Figura 5 muestra una vista en sección transversal de todavía otro ejemplo de un iluminador. La Figura 6 muestra una vista en sección transversal de todavía otro ejemplo de un iluminador. La Figura 7 muestra una distribución espectral de potencia de ejemplos comparativos y luz solar. La Figura 8 muestra una distribución espectral de potencia de otros ejemplos comparativos y luz solar. La Figura 9 muestra una distribución espectral de potencia de ejemplos de la presente descripción y luz solar. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 es un ejemplo de un dispositivo 20 de intemperización acelerada. El dispositivo 20 de intemperización acelerada incluye, una cámara 22 de 7 intemperización. Dentro de la cámara 22 de intemperización, está un soporte 24 de intemperización adaptado para sujetar un número de muestras de productos (no mostrado) para pruebas. Los parámetros de prueba, en el ejemplo, están entrando a través de la interfaz 26 del usuario. Ejemplos de parámetros de prueba incluyen tensiones de humedad tales como humedad, rocío de agua, condensación, temperatura e irradiación. Los nebulizadores 28, proporcionan agua atomizada en la cámara 22 de intemperización. La humedad dentro de la cámara es medida vía un sensor de humedad 30. El calentador 32 genera calor dentro de la cámara 22. El calor es medido con un sensor de temperatura 34. Las señales recibidas de los sensores 30, 34, son usadas para controlar o mantener la temperatura y tensiones de humedad dentro de la cámara 22. La cámara de intemperización 22 también incluye un montaje de iluminación 36, el cual incluye un iluminador 38. El montaje de iluminación 36 proporciona y controla la irradiación y funciona para enfriar el iluminador 38. En el ejemplo mostrado, el iluminador 38 es dispuesto cerca del centro del soporte de intemperización 24, para proporcionar irradiación a las muestras del producto. La Figura 2 muestra un ejemplo del iluminador 38. El iluminador 38 incluye un par de tapones terminales 40 que se acoplan y retienen la fuente de luz 42. El obturador 44 se acopla con un conductor en el montaje de iluminación 36 para 8 proporcionar potencia a la fuente de luz 42. La fuente de luz 42, está circundada por al menos, un filtro óptico, o en el ejemplo mostrado, un montaje de filtro óptico 46. Un montaje de filtro óptico es una pluralidad de filtros ópticos. Un refrigerante 50 fluye a través del iluminador 38 para controlar y mantener la temperatura del iluminador 38. La fuente de luz 42 incluye una lámpara que tiene emisiones espectrales al menos, en el intervalo de 200 nm a 400 nm. Ejemplos de fuentes de luz conocidas adecuadas para uso en dispositivos de intemperización acelerada incluyen, lámparas de arco de carbón, lámparas de arco de xenón, lámparas de haluro de metal, lámparas fluorescentes y similares. En los ejemplos mostrados, la fuente de luz 42 es una lámpara de arco de xenón y el fluido refrigerante 50 es agua. La Figura 3 muestra una sección transversal del montaje 46 de filtro óptico tomado a lo largo de la línea 3-3 de la Figura 2. En el ejemplo mostrado, el montaje 46 de filtro óptico incluye dos filtros ópticos, estos son filtros interiores 52 y filtros exteriores 54. Los filtros ópticos 52 y 54 están mostrados por tener una sección transversal circular que indica que el montaje 46 de filtro es cilindrico. Se contemplan tras formas curvilíneas o rectilíneas para los filtros ópticos 52, 54. El refrigerante 50 fluye en una primera dirección a lo largo de la longitud del iluminador 38, entre la fuente de luz 42 y el filtro 9 interior 52. El refrigerante 50 fluye en la dirección contraria entre el filtro interior 52 y el filtro exterior 54. Otros sistemas pueden incluir una entrada de agua refrigerante en un extremo y salida en el otro. La Figura 4 muestra una sección transversal de otro ejemplo de un iluminador 138 con un montaje 146 de filtro óptico, el cual incluye tres filtros ópticos, esto es, filtro interior 152, filtro medio 153 y filtro exterior 154. El refrigerante 50 fluye en una primera dirección a lo largo de la longitud del iluminador 138 entre la fuente de luz 42 y el filtro interior 152. El refrigerante fluye en dirección contraria entre tanto en el filtro interior 152 como en el filtro medio 153 y filtro medio 153 y filtro exterior 154. La Figura 5 muestra todavía otro ejemplo del iluminador 238 con montaje 246 de filtro óptico el cual incluye tres filtros ópticos, esto es, el filtro interior 252, filtro medio 253 y filtro exterior 254. En el ejemplo, un refrigerante líquido 50 tal como agua, se pasa en una primera dirección entre la fuente de luz 42 y el filtro interior 252, y en la dirección contraria entre el filtro interior 252 y medio 253. Un refrigerante gaseoso 51 tal como aire, se pasa entre el filtro medio 253 y el filtro exterior 254. La Figura 6 muestra un ejemplo de un iluminador 338 el cual incluye un filtro óptico único 352. En el ejemplo, el 10 filtro óptico es un panel o filtro plano y está conectado a un reflector 56 que tiene una superficie 58 cóncava reflectiva. La combinación del reflector 56 y el filtro óptico 352 circunda la fuente de luz 342. El iluminador 338 en el ejemplo, es enfriado con refrigerante gaseoso 350 tal como aire. En este arreglo, el ejemplo se muestra con una fuente de luz de haluro de metal 342, aunque, otras fuentes de luz tales como fuentes de luz de arco de xenón son adecuadas para uso en el iluminador 338. Se contempla un iluminador con un filtro único, preferentemente una pluralidad de filtros, que circundan la fuente de luz y sin un reflector. También, se contempla el uso de un refrigerante distinto de un refrigerante gaseoso. Los ejemplos mostrados en las Figuras 2-6, no son exhaustivos de los posibles ejemplos dentro del ámbito de las reivindicaciones. Ilustrativamente, las figuras muestran un iluminador alargado. El iluminador puede tomar cualquier forma tangible. Adicionalmente, los filtros ópticos en un montaje de filtro pueden ser adyacentes a, y se tocan entre sí, preferentemente espaciados aparte como se muestra. Los iluminadores pueden ser construidos sin tapones terminales 40. Otras variaciones están contempladas y puede ser imaginadas y todavía estar dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas. El filtro óptico, o montaje de filtro óptico, se 11 selecciona para confeccionar el iluminador a partir de la fuente de luz del iluminador para venta osamente aproximarse a la radiación solar. De este modo, el iluminador proporciona una prueba de intemperización más realista que con los filtros previos. Son de interés dos regiones espectrales en la definición de que tan bien el iluminador o filtros, simulan la radiación solar. La primera región espectral incluye longitudes de onda más cortas de 290 nm. La radiación ultravioleta de menos de 290 nm es de alta potencia y causa degradación rápida del polímero. La luz ultravioleta solar terrestre, tiene muy poca radiación por debajo de 290 nm. La segunda región espectral incluye irradiación a 310 nm. En general, la irradiación es la potencia radiante por área de unidad incidente en un receptor, típicamente, reportada en watts por metros cuadrados (W/m2) . Como se describe anteriormente, la radiación solar terrestre está significante por debajo de 290 nm y llega a ser significante a alrededor de 300 nm. De este modo, la longitud de onda solar límite es típicamente entre 290 nm-300 nm en pleno verano al medio día. La irradiación a 310nm proporciona una indicación realista acerca de si la luz filtrada tiene suficiente irradiación en la región justo arriba del límite solar para proporcionar una prueba efectiva. En esta descripción, la longitud de onda límite está definida como la longitud de onda más corta en donde la 12 irradiación es al menos, 0.001 W/m2 cuando se prueba con una fuente de luz de haluro metálico o arco de xenón. Los métodos de prueba para determinar la longitud de onda límite son susceptibles a ruido. Para explicar el ruido, la longitud de onda límite puede también ser definida como la longitud de onda en donde la irradiación medida es la cuarta en sucesión para incrementar la longitud de onda completa con incremento de irradiación y la irradiación mínima es 0.00002 W/m2. Para proporcionar simulación ventajosa de la radiación solar terrestre, el filtro preferiblemente es diseñado para satisfacer dos criterios relacionados con las regiones espectrales descritas anteriormente. Primero, la iluminación de la fuente de luz que pasa a través del filtro óptico o iluminación filtrada, tiene una relación de una primera irradiación total para longitudes de onda más cortas que 290 nm, a una segunda irradiación total para longitudes de onda entre 300 nm y 400 nm igual a, o menores de 2.0 xlO"6. Segundo, la iluminación de la fuente de luz que pasa a través del filtro óptico, tiene una relación de una irradiación a 310 nm a la segunda irradiación total (la irradiación total entre 300 nm a 400 nm) mayor que, o igual a 1.2x10"3. La irradiación total es la suma de la irradiación medida para cada longitud de onda completa durante un intervalo dado. Un método adecuado para determinar la irradiación total, es hacer mediciones de la irradiación a incrementos de 2nm, 13 después agregar la irradiación a cada longitud de onda medida y multiplicar la suma resultante por 2. Para calcular la primera irradiación total, la suma de la irradiación medida de 250 nm a 288 nm a incrementos de 2 nm, es multiplicada por 2. Para calcular la segunda irradiación total, la suma de la irradiación medida de 300 nm a 400 nm a incrementos de 2 -nm es multiplicada por 2. Un filtro óptico o, al menos, un filtro óptico en un montaje de filtro que incluye un cristal que tiene un contenido de plomo de entre 0.5% y 50% en peso, ventajosamente simulará las características espectrales de la radiación solar terrestre. El cristal es a menudo conocido como cristal de plomo, y algunas veces referido como un cristal extra blanco. El cristal de plomo es un cristal que incluye plomo, o que un plomo tal como óxido de plomo, se agrega a la mezcla de cristal para ajustar las propiedades mecánicas, térmicas, eléctricas u ópticas del cristal. En un ejemplo, los cristales de plomo son cristales que incluyen óxido de potasio, óxido de plomo y dióxido de silicona como componentes primarios. En un ejemplo más particular, los cristales pueden también incluir óxido de sodio. El contenido de plomo descrito anteriormente, es determinado por el porcentaje en peso del plomo basado en el contenido total de todos los materiales en la formulación del cristal. La cantidad de contenido de plomo del cristal en un 14 filtro óptico adecuado, depende del espesor del cristal usado. Un cristal que tiene un contenido de plomo de aproximadamente 0.5% en peso, debe ser aproximadamente de 10 mm de espesor para proporcionar filtración adecuada. Un cristal que tiene un contenido de plomo de aproximadamente 50% en peso, necesita ser solamente aproximadamente de 0.7 mm de espesor para proporcionar filtración adecuada. Aquellos expertos en la técnica reconocerán ahora que los filtros de cristal de plomo también pueden ser construidos sobre un amplio intervalo de contenidos de plomo, pero también se puede apreciar que los filtros de cristal de plomo pueden ser también delgados por ser durables para uso en dispositivos de intemperización acelerada y ser también de espesor por ser económicos o prácticos para uso en dispositivos de intemperización acelerada. El intervalo de contenido de plomo entre 0.5% a 50% en peso, está ilustrado aquí como un ejemplo de un filtro tanto durable como económico y práctico, para uso en iluminadores para dispositivos de intemperización acelerada típicos. En un ejemplo, el cristal de plomo usado es vendido bajo la designación comercial de WG-320 de Schott Glass Technologies, Inc. de Dureya, Pennsylvania . En un ejemplo, el cristal de plomo WG-320 tiene un contenido de plomo de alrededor de 30% en peso. El cristal WG-320 está libre de componentes absorbentes de luz visible. Un espesor adecuado del cristal de plomo WG-320 es alrededor de 1.3 mm. 15 En el ejemplo para la Figura 6, el filtro óptico 352 se muestra como un panel de cristal de plomo WG-320. Además, variando el espesor del cristal de plomo sin variar el contenido de plomo en peso del cristal de plomo, se ajusta la distribución espectral de potencia de la iluminación que pasa a través del filtro. Específicamente, el espesor del cristal puede ser ajustado de manera que la longitud de onda límite de la iluminación que pasa del filtro, es la misma que la longitud de onda límite para la iluminación solar terrestre. Por ejemplo, se mide la longitud de onda límite para tres filtros ópticos construidos de cristal de plomo WG-320, cada uno con diferentes espesores. Los filtros ópticos que pasan de la iluminación de una lámpara de arco de xenón, se venden bajo la designación comercial Oriel 66021, de Oriel Corp. de Stratford, Connecticut. Para un filtro óptico, este es de 3 mm de espesor, la longitud de onda límite es de aproximadamente 298 nm; para un filtro óptico que es de 2 mm de espesor, la longitud de onda límite es de aproximadamente 294 mm; y para un filtro óptico que es de 1.3 mm de espesor, la longitud de onda límite es de aproximadamente 292 nm. Los dos criterios anteriores son sugeridos sobre un intervalo grande de potencia suministrada a la fuente de luz. Las pruebas de intemperización típicas se condujeron a 0.35 W/m2 a 340 nm. En un ejemplo, los dos criterios anteriores fueron sugeridos con la irradiación medida a 1.31 W/m2 a 340 16 nm con un filtro construido de cristal de plomo G-320, que tiene un espesor de pared de 1.6 mm. Los dos criterios anteriores se espera, sugieran sobre un intervalo más grande que el descrito. El uso de la irradiación superior que la típica con los filtros presentes, proporciona resultados de prueba más rápidos. Con filtros de la técnica relacionada, la potencia adicional puede conducir a degradación no realista más rápida, o introducir o amplificar errores en la simulación de la radiación solar terrestre. En un montaje de filtro óptico, los filtros ópticos no elaborados de cristal de plomo, son elaborados de un material que es transmisivo ultravioleta. Estos filtros no afectan substancialmente la simulación ventajosa de la radiación solar terrestre. En un ejemplo, el filtro óptico transmisivo ultravioleta tiene al menos, 60% de transmisión de luz a 250 nm y 80% de transmisión de luz a 300 nm. (Se contemplan otros ejemplos) . La longitud de onda límite para la iluminación que pasa a través de este montaje de filtro óptico, que incluye un filtro óptico de cristal de plomo y un filtro óptico transmisivo ultra violeta, se aproxima muy estrechamente al límite de la longitud de onda para el filtro óptico de cristal de plomo cuando se usa solo, y está determinado por el filtro óptico de cristal de plomo. Un ejemplo de un material adecuado para uso en un filtro óptico transmisivo ultravioleta, es el cristal de cuarzo que tiene un 17 espesor de 2 mm. Otro ejemplo es un cristal de cuarzo con un revestimiento absorbente infrarrojo tal como el cristal vendido bajo la designación comercial CIRA de Atlas Electric Devices of Chicago, Illinois, que tiene aproximadamente el mismo espesor. Con referencia a la Figura 3, el filtro interior 52, está construido de un cristal de plomo y el filtro exterior 54 está construido de un cristal transmisivo ultravioleta tal como cuarzo o cristal de cuarzo, con un revestimiento absorbente infrarrojo. Alternativamente, el filtro interior 52 es construido del cristal transmisivo ultravioleta y el filtro exterior es construido de cristal de plomo. El revestimiento absorbente infrarrojo en el cristal de cuarzo, permite los niveles de irradiación superiores con una fuente de luz sin un incremento correspondiente de la temperatura del producto bajo prueba. Una forma de control infrarrojo es con un refrigerante de agua. Otra forma de control infrarrojo es la adición de un material absorbente infrarrojo al refrigerante. Por ejemplo, se agregan sulfatos cúpricos al agua para formar un refrigerante absorbente infrarrojo que comienza a absorber luz arriba de 600 nm e iguala el límite ultravioleta solar. Otra forma de control infrarrojo es el uso del cristal con revestimiento absorbente infrarrojo en conjunto con el refrigerante absorbente infrarrojo. Se conocen otros ejemplos de control infrarrojo. 18 Ejemplos Los siguientes ejemplos, comparan las distribuciones de potencia espectral para dispositivos de intemperización usando varios filtros, con aquellos de radiación solar normal hemisférica medidos en Phoenix, Arizona al mediodía solar, en un día perfectamente claro cerca del solsticio de verano. Este se considera como la "luz del día máxima" , en donde la cantidad de radiación UV de longitud de onda corta está en, o cerca del máximo. Las mediciones de la distribución espectral de potencia en los dispositivos de intemperización, se hicieron con un espectroradiómetro comercialmente disponible de Optronics (Orlando Florida) , balo la designación comercial OL754 con cabezas ópticas OL754-PMT y OL752S que integran esferas. El espectroradiómetro se calibró con una lámpara de halógeno de tungsteno estándar (Optronics OL752-10E) , con calibración detectable en el Instituto Nacional para Estándares y Tecnología (NIST) . Las mediciones de distribución espectral de potencia se hicieron desde 250 a 400 nm a incrementos de 2 nm. Los siguientes ejemplos incluyen ejemplos comparativos etiquetados como Ejemplos Comparativos A-I. Estos ejemplos describen artículos comercialmente disponibles para uso en dispositivos de intemperización con arco de xenón. Los siguientes ejemplos también describen ejemplos de la presente descripción, los cuales están etiquetados como Ejemplos 1-2. 19 usan las siguientes abreviaciones en estos ejemplos.

Abreviación Descripción Q-Sun 3000 Cámara de Prueba Xenón Q-Sun 3000 equipada con filtros de luz de día estándares (Productos Q-Panel Lab, Cleveland, Ohio) Suntest Dispositivo de arco de xenón de mesa superior Heraeus Suntest ((Heraeus DSET Laboratories, Phoenix, Arizona, ahora Atlas Electric Devices, Chicago, Illinois ("Atlas")) Suprax Designación comercial para filtro de arco de xenón de "luz de día" suministrado con Heraeus Suntest y Heraeus Xenotest 1200 CPS Xenotest 1200 Heraeus Xenotest 1200 CPS (Heraeus DSET Laboratories, Phoenix, Arizona, ahora Atlas) Atlas CÍ65A Dispositivo de intemperización de arco de xenón enfriado con agua Atlas CÍ65A (Atlas) Atlas HÍ35 Arco de xenón enfriado con agua Atlas Hi35 (Atlas) Atlas CÍ5000 Dispositivo de intemperización de arco de xenón enfriado con agua Atlas CÍ5000A (Atlas) CIRA Filtro Absorbente Infrarrojo revestido (Atlas) Boro Filtro interior o exterior de borosilicato "S" para dispositivo de arco de xenón enfriado con agua (Atlas) Cal de sosa Filtro de cristal de cal de sosa para dispositivo de arco de xenón enfriado con agua (Atlas) Oriel 66021 Lámpara de Arco Universal Oriel modelo 66021 Alojamiento con un Condensador F1 equipado con lámpara de Xenón de 1000 W Oriel 6271 , energizada por Suministro de Potencia de Lámpara de Arco de IK W Oriel 68820 (Oriel Instruments, Stratford, Connecticut) cristal de cal de Placa plana de cristal de cal de sosa de 1.5 mm de espesor sosa (Industrial Glass Products, Los Angeles, California) Hoya UV32 Hoya UV32 (2.5 mm de espesor, Bes Optics, West Warmick, Rhode Island) Cristal de óxido de Cristal de óxido de estaño como se describe en la Patente estaño Estadounidense No. 4,125,775 Tubo Schott Cristal de plomo Schott WG320, Schott Glass Tecnhologies, WG320 Inc., Dureya, Pennsylvania, formado en el tubo con un espesor de pared de 1.5 mm Cuarzo interior Filtro de cuarzo interior para arco de xenón enfriado con agua (Atlas) Cuarzo exterior Filtro de cuarzo exterior para arco de xenón enfriado con agua manufacturado por General Electric y cortado para fijarse por Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota 20 La Tabla 1 muestra los filtros y la fuente de luz usados en cada ejemplo, y también las relaciones de la irradiación por debajo de 290 nm y a 310 en la irradiación desde 300-400 nm. Tabla 1 Ejemplo Fuente de Filtro interior Filtro medio Filtro exterior Relación de Relación de luz irradiación de irradiación a menos de 290 310 nm a nm a irradiación irradiación total de 300- total de 300- 400 nm 400 nm Comp. A Q-Sun 3000 Ninguno Q-Sun 3000 Ninguno 6.19E-06 0.0015 Comp. B Suntest Ninguno Suprax Ninguno 3.02E-04 0.0017 Comp. C Atlas CÍ65A Boro Ninguno Boro 1.05E-04 0.0015 Comp. D Atlas H¡35 Cuarzo Ninguno Boro 1.76E-03 0.0029 Comp. E Xenotest Ninguno Suprax Ninguno 4.09E-04 0.0022 1200 Comp. F Atlas CÍ5000 CIRA Ninguno Cal de sosa 2.96E-04 0.0022 Comp. G Oriel 66021 Ninguno Hoya UV32 Ninguno 0.00E+00 0.0000 Comp. H Oriel 66021 Ninguno Cristal de cal Ninguno 0.00E+00 0.0004 de sosa Comp. 1 Oriel 66021 Ninguno Cristal de Ninguno 0.00E+00 0.0006 óxido de estaño 1 Atlas Ci65A Cuarzo Tubo Schott Cuarzo 0.00E+00 0.0025 WG320 2 Sylvania Ninguno Lámina ninguno 0.00E+00 0.0013 BS575 Schott WG320 21 Los Ejemplos Comparativos A-F usan filtros comercialmente disponibles en dispositivos de intemperización de arco de xenón. La Figura 7 muestra la distribución espectral de potencia para los Ejemplos Comparativos A-F, comparados con la luz del día máxima desde 270 a 350 nm. Los datos de distribución espectral de potencia en la Figura 7 y las otras gráficas de distribución espectral de potencia, se normalizan a 0.55 W/m2 a 340 nm, lo cual es un punto de control de irradiación comúnmente usado en los dispositivos de laboratorio de intemperización acelerada. El trazo describe irradiación normalizada en W/m2 por nm como una función de la longitud de onda en nm. La Figura 7 muestra que la distribución espectral de potencia del arco de xenón con los filtros de los Ejemplos Comparativos A-F, contiene cantidades significantes de radiación UV de longitud de onda corta por debajo del límite de la luz del día máxima. Esto puede conducir a reacciones de degradación no realistas en algunos materiales. En los Ejemplos Comparativos G-I, los filtros comercialmente disponibles usados remueven la radiación UV de longitud de onda corta por debajo del límite solar. La Figura 8 es un trazo de la distribución espectral de potencia de la luz del día máxima y los Ejemplos Comparativos G-I con los datos de irradiación normalizados a 0.55 W/m2 a 340 nm. El trazo describe irradiación normalizada en W/m2 por nm como una 22 función de la longitud de onda en nm. La Figura 8 muestra que cuando estos filtros son usados para remover efectivamente la radiación UV de longitud de onda corta de las fuentes de luz usadas en dispositivos de laboratorio de intemperización acelerada, demasiada de la radiación justo arriba de 300 nm que está presente en la radiación solar, también es filtrada. Esto hace a la distribución espectral de potencia "débil" con relación a la luz del día máxima y puede causar tiempos de prueba indeseablemente largos. Los Ejemplos 1 y 2 usan los filtros de cristal de plomo de la invención con una lámpara de arco de xenón y de haluro metálico. La Figura 9 es un trazo de la distribución espectral de potencia de la luz del día máxima y los Ejemplos 1 y 2 con los datos de irradiación normalizados a 0.55 W/m2 a 340 nm. El trazo describe irradiación normalizada en W/m2 por nm, como una función de la longitud de onda en nm. La Figura 9 muestra que cuando los filtros de la invención son usados, la radiación UV de longitud de onda corta de la fuente de luz acelerada en laboratorio se remueve sin filtrar, no realmente, la radiación arriba de 300 nm, esto está presente en la luz del día máxima. En la Figura 9, el límite de los Ejemplos 1 y 2 fue cambiado varios nm a la longitud de onda más larga para la luz del día máxima. Una ligera modificación del espesor o contenido de plomo del filtro, proporcionará 23 una distribución espectral de potencia que es esencialmente una igualación exacta para la luz del día máxima. Los datos en la Tabla 1 y Figuras 7-9, muestran que el uso de los filtros de la invención en los dispositivos de laboratorio de intemperización acelerada, proporciona la capacidad para obtener resultados de prueba en periodos de tiempo cortos, que efectivamente simulan resultados obtenidos en exposiciones al aire libre actuales sin reacciones de degradación no realistas. Varias modificaciones y combinaciones de las modalidades descritas, serán aparentes para aquellos expertos en la técnica, y aquellas modificaciones están propuestas para estar dentro del ámbito de la invención como se define en las reivindicaciones adjuntas. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención.

Claims (15)

24 REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Dispositivo de intemperizacion acelerada, adecuado para muestras de productos de prueba, caracterizado porque el dispositivo de intemperizacion acelerada comprende: un soporte de intemperizacion adaptado para sujetar la muestra del producto; y un iluminador dispuesto aproximado al soporte de intemperizacion, el iluminador está adaptado para proporcionar iluminación a la muestra del producto; en donde el iluminador incluye una fuente de luz que tiene características espectrales en al menos, el intervalo de 200 nm a 400 nra; y un filtro óptico dispuesto próximo a la fuente de luz, el filtro óptico comprende un cristal que tiene un contenido de plomo de entre 0.5% y 50% en peso.

2. Dispositivo de intemperizacion acelerada, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cristal es cilindrico.

3. Dispositivo de intemperizacion acelerada, de 25 conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cristal tiene un espesor de entre 0.7 mm y 10 mm.

4. Dispositivo de intemperización acelerada de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el cristal tiene un contenido de plomo de 30% en peso.

5. Dispositivo de intemperización acelerada de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el filtro óptico comprende: un filtro óptico transmisivo ultravioleta operablemente acoplado al filtro óptico de cristal de plomo.

6. Dispositivo de intemperización acelerada de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el filtro óptico transmisivo ultravioleta es construido de cristal de cuarzo.

7. Dispositivo de intemperización acelerada de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el filtro óptico transmisivo ultravioleta incluye un revestimiento absorbente infrarrojo.

8. Dispositivo de intemperización acelerada de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque 26 incluye una pluralidad de filtros ópticos transmisivos ultravioletas .

9. Dispositivo de intemperizacion acelerada de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque incluye dos filtros ópticos transmisivos ultravioletas.

10. Dispositivo de intemperizacion acelerada de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el filtro óptico de cristal de plomo está dispuesto entre los filtros ópticos transmisivos ultravioletas.

11. Dispositivo de intemperizacion acelerada adecuado para muestras de productos de prueba, caracterizado porque el dispositivo de intemperizacion acelerada comprende: un soporte de intemperizacion adaptado para sujetar la muestra del producto; y un iluminador dispuesto aproximado al soporte de intemperizacion, el iluminador está adaptado para proporcionar iluminación a la muestra del producto; en donde el iluminador incluye una fuente de luz que tiene características espectrales en al menos, el intervalo de 200 nm a 400 nm; y un filtro óptico substancialmente libre de componentes absorbentes de luz visible, dispuestos próximos a 27 la fuente de luz, en donde el filtro óptico proporciona una primera relación de una primera irradiación total para longitudes de onda más cortas de 290 nm, a una segunda irradiación total para longitudes de onda entre 300 nm a 400 nm, en donde la primera relación es menor que 2.0xl0"6; y una segunda relación de una irradiación a 310 nm a la segunda irradiación total, en donde la segunda irradiación es al menos, 1.2xl0"3.

12. Dispositivo de intemperización acelerada de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cristal de plomo tiene un espesor seleccionado para proporcionar una longitud de onda límite para la iluminación que pasa a través del cristal de plomo, de entre 290 a 300 nm.

13. Dispositivo de intemperización acelerada de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la iluminación de la fuente de luz incluye un componente espectral de al menos 290 nm a 400nm.

14. Dispositivo de intemperización acelerada de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la iluminación de la fuente de luz incluye una irradiación de 28 entre de 0.35 W/m2 y 1.31 W/m2 a 340 nm.

15. Dispositivo de intemperizacion acelerada de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el filtro ótico transmisivo ultravioleta proporciona al menos, 60% de la transmisión de luz a 250 nm y al menos 80% de tranmisión de luz a 300nm. 29 RESUMEN DE LA INVENCIÓN La presente descripción se dirige a un filtro óptico que ventajosamente se aproxima a la luz solar y que es tanto durable como estable por periodos prolongados de tiempo cuando se somete a intensidad de luz severa, cargas térmicas y de humedad de dispositivos de intemperización acelerada. El filtro óptico incluye un cristal que tiene un contenido de plomo de entre 0.5% y 50% en peso. En algunos ejemplos, el filtro puede ser construido para tener un espesor de 0.7 mm a 10 mm. En otro aspecto de la descripción, el filtro óptico es parte de un montaje de filtro óptico adecuado para manipular la distribución espectral de potencia. El montaje de filtro óptico incluye un filtro óptico de cristal de plomo que tiene un contenido de plomo de entre 0.5% y 50% en peso y un filtro óptico transmisivo ultravioleta. En un ejemplo, el filtro óptico transmisivo ultravioleta es construido de cristal de cuarzo. El filtro óptico transmisivo ultravioleta puede incluir además, un revestimiento absorbente infrarrojo. En todavía otro aspecto de la presente descripción, un filtro óptico construido de un cristal de plomo, tiene un espesor seleccionado de manera tal que la iluminación que pasa a través del cristal de plomo, tiene una primera relación y una segunda relación. La primera relación es una primera 30 irradiación total para longitudes de onda más cortas que 290 nm a una segunda irradiación total para longitudes de onda entre 300 nm a 400 nm, de manera tal que la primera relación es menos de 2.0 xlO"6. La segunda relación es una irradiación a 310 nm a la segunda irradiación total, en donde la segunda relación es al menos, 1.2xl0"3.