耐光堅ろう度試験法に関する研究 : キセノン・耐光(候)試験機の性能を中心に
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(2) 19J. 奥 川 敏 郎. この よ うな欧 米 の情勢下 に,わ が 国 も前記 の通 り西 ドイツか ら輸入 され た 同機 を モ デル と して光源 の研究 を始 め本体 の試作完成 まで に約 1年 余 を要 し た もの と見 られ るが ,同 光源 を利用 した耐光 (候 )試 験機 タイプの ものが逐 次. :. 製作 で きるよ うにな ったので あ る。 か くして,戦 後 の耐光試験法 に関す る研究者達 は 日光 暴露試験 を基本 と し て各種 人工 光源 の試験機 のだ遷 と共 に幾 多 の試験検討 を余儀 な くされ たので :. あ る。 以上 キ セ ノ ンアー ク形試験機 出現 まで の経過 の あ らま しで あ る。本研究 で は, この 試験機 の性能 が 日光暴露 あ るいはカーボ ン光源暴露 との比 較 によ り どの程 度 の合致性 の ものかを知 る こ とを も って 主 た る目的 とし,つ いで 今後. :. 同試験法 に関す る問題点 の探索 に資 したい と考 え る次 第 で あ る。 2。. 2。. 1. キ セ ノ ン ア ー ク形 耐 光 試 験 機 の 性 能. 本機 の構造概要. 種 々の形式があるのでその代表的な構造を示すと図1お よび2の 通りである。 図. 1. キセ ノン耐光 (候 ) 試 験機外観 図※. 図2. キセ ノン耐光 (候 )試 験機構造図※. ※図 1お よび 2は 東洋理 化 KK製 キ セ ノ ンフ ェー ドメー タXF¨ 1. 1.5KW..
(3) 192. 耐光堅ろう度試験法 に関す る研究. 光源 は相 関色温度 が 5,500∼ 6,500Kの キ セ ノ ン ラ ンプで ,そ の光源 と試 験片 との間 に フ ィル ターがあ り紫外線 を完全 に低減 して280nm以 下 の領域 で. 0と な るよ うに して あ る。 機種 として は表 1に 示す よ うに 3種 類が あ って 試験 の 目的 によ り選択入手 で きる。. ン. ン ・. 光. ラ 容. 露. プ量. 表 1 機種と操作上の条件 キセ ノ 形 式. 法. 方. 切 替. 刊. 剪替法 1直 射法. 6.0. 疏 ﹁. 計＜ 度 一. 光 源 か ら試料 ま で の距 離 (Cm). (%)￨. 理 要 薫 鯰. 切 替 法 ￨. 1、. 力 (kW). 相対 温度. 6kw. 冷 式. ∞01衆 側 :88 1癬 側 2,688 と と 内 移 も 準. (Hr). 一制 度. 電. 2駄 WI水. 式. 試験 開始 にあた って フ ィル ター は清 浄 で カケや ヒビな どない こと. フィル タ使用限 界時間. LttW I水 冷 J直 射脚 ♂. 空 冷 式. 「. 8. 1. 25.4 63」 ヒ3. 65」 ヒ5. i 35±. 5. 1僣. 38:: 好樽38童 :135± 51僣 好樽. 傷 唱 舟. 蔦三:III蔦 : 1 1積. L尋. ￨. L. 為I. 注 (1)直 射法 とは 日光試験 にお ける直射 日光法を対象に したもの 注(2)切 替法 とは 日光試験 にお ける昼夜法を対象 としたもの 上言 ごの よ う に 3種 の 機 種 が製 作 され て い るが. 1.5kwと. 2。. 5kwが 主 に 出廻. って い る。 試験 の 方 法 は 最 後 に 参 考 まで に付 記 す るので 細 部 は これ を参 照希 う こ とに す る。. 2。. 2. 光源 の 分 光 エ ネル ギー特 性. 6). 耐光試験 において退色 に最 も重要 な因子 となるのが この光源 の有す る分光 分 布 の問題 にあると思 うが, 日光 ,カ ーボンアー ク,キ セノンアー ク等の分 光 エネルギーについては,そ れぞれ 日光 の分光 エネルギー との比較を試みた.
(4) ￨1 敏 り. 奥. 193. 郎. デ ー タが発表 されて い る。. a,カ ー ボ ンアニ ク灯 の特性. 1)6). 第 2図 に示す よ うに,こ の光源 の特性 として ,太 陽光 に比 して ,明 らか に 近 紫外線 の光 量 が強 い こ とが判 る。 それ 故 ,退 色性能 に お いて も日光 のばあ い と多少 の差 が 出るのは止 むを得 な い といわれてい る。 図3. 日光とカーボンアー ク灯における光のエネルギと波長との関係. 密閉式 カーボン アー ク灯 光 の相 対 エネ ルギ. 光. 500. 400. 600 波. b,キ セ ノ ンアー ク灯 の 特 性 図4. 700 長 (mμ. 800. 900. ). 6). 本光源 はキ セ ノ ンガスを ガ. 日光とキセ ノンアー ク灯における光の エネルギと波長との関係. ラス管 に封入 した放電 灯 で あ. 光 の相対 エネ ルギ. る。 色温度 は 前項 に述 べ た 5.500∼ 65000Kで. ,そ の分光 エ ネル ギー 曲線 は,図 4に 見 ｀ られ る通 り, ほぼ 40nm紫 :. 2。. ｀ 外線 か ら走外線 まで連続 ス ペ. クセノン アー ク費 丁. 光 _ど ´ ´. ク トル を 出 してい る。 そ して 近走外部 に強 い光 量があ るで. 200. 400. 600 800 光の波長 (m″. 1o00 ). 1200. この儘 で は不適 当で あ る。 そ のた め水 フ ィル タを使 用 して.
(5) 耐光堅 ろう度試験 法に関す る研究. =94. 日光と水 フ ィルタ通過後 のキセ ノンアー ク灯 の分光分布. 図5. 菫過後の クセ生 ン アーク灯 水 ラィルタ〕 12. その一 夕1は 図 5に 示 され. ￨. 1ヽ. 280nm以 下. の紫 外部 も カ ッ トされ る。. 、 、. 卜. 減 しよ り太 陽光 に近似 させ てい る同時 に. 日 光. ― 100 光 ｀ ク)8〔 キ [l 女寸 60. この部分 の エ ネル ギ ー を低. る通 りで あ る。. 4〔. ギ 9 ０ 一０ ３. 波. 2。. 3. 500 600 長 (mμ ). ′ キ セ ノ ン ラ ン プ の耐 久 陛. 現在 の と ころ,こ の光源 の寿 命 は1500時 間 といわれ てい る。 これ は長期間 の テ ス トを要す るばあ いが 多 いので経済的 な面 か ら今後寿 命 を長 く保 つ 研究 が 望 まれ てい る。. 2。. 4. 各 種 光源 の強度比. 試料表面 上 に お け る紫 外 ,可 視 ,お よび赤外線 の光量を積算 温度計 によ っ て 測定 し,同 時 に 日光 の光量 を カ ウ ン トして これを 1と したばあ いの 強度比 を求 めた ものを表 2に 示す。 表 2 光源の強度化 光. 日 波. 域. 2日 28日 正 午晴. キ セ ノ ン. カー ボ ン 0ア ー ク. ・ア ー ク. 紫 外 線 用. ￨サ. 300- 400. 1. 1.8. 6.5. 可 視 400∼ 700. 1. 1.6. 0.24. (. 0.56. 700-1200. 1. 8.3. 0.73. 1. 0.40. 8cm. 25cm. 紫 外. 赤 外. 光 源 との 距 離. 直 射 光. 1. ン 0シ ヤイ ン. 1。. 1. 48cm.
(6) 奥. 敏. ゴθ5. 郎. 6). 5. 2。. 川. 電 源 電 圧 変 動 に よ る影 響. キ セ ノ ンテ ス タの みで な くカー ボ ンの場合 も全 て電気 的装置 によ るものは 電圧 の変動 によ る影響 の少 ない こ とが望 まれ る。 この点 の 試験 を行 い照度 の変化 な ど測 定 した結果 の一 例 を表 3に 示す。 表3. 電源・電圧変化 によるキセ ノン試験機 の電圧・ 電流・ 電力・照度 の変化. 200 1 66. 1 24.5 1 1,620 1 294,000 1. 210 1 67 220 1 68. 1 25。. loo.o. 4 1 1,700 1 322,000 1. 1 26.8 1 1,820 1 350,000 1. lo9。. 119.0. 注 表 中照度は試料面上 に東芝 5号 形照度計の受光器を置 き測定 し20° の値 に補正 した数値を示す。. 6. 2。. 電 源 電 圧 の 変 化 と退 色 に 及 ぼ す 影 響. o. C. 6). 試料 として ブルー ス ケー ル の 3級 ,4級 ,お よび LSPを 用 いた結果 を表. 4に 示す。 表 4 退色試験結果 露. 光. 試. 料. ブル ー ス ケール. 3級. 1 電 源電圧. 1. 露光 時間. 葬. 脚激傾Yン 24. 6。. 77. 7.52. 6。. 98. 7.67. 8.3. 7。. ブル ースヶ ―ル. 185. 10. 7。. 4級. 200. 10. 7.15. 215. 10. 7。. L.S.P 注. NBS単. 11 19. 位 3) So F.H2). ￨. 1.36 1.49 1。. 86. 185. 10. 22.1. 13。. 4. 200. 10. 24。. 6. 16。. 9. 215. 10. 25.9. 19.1. 1)刺 激値 は反射 率 曲線 か ら島津表色積分 計算器 によ り求 めた値。.
(7) 耐光堅ろう度試験法 に関す る研究. 19δ. 2)Lo So Pの 退色結果を標準退色紙片 と比較 し,各 々標準退色時間を求 めたもの。. 3)N.Bo S単 位を求 めるため,つ ぎの. Adams‐ Nickersonの 色差式を用 いて求 め. た もの。 △E=f〔. (VX― Vy)2+(0。. {Δ. 23Δ. Vy)2+(o.4△ (Vz一 Vy)}2.1/2〕. ただ し,係 数 f=50. 2。. 7. 運 転 中 の温 湿 度 変 化. 試験機 内 の温湿度 の安定性 が重要 な こ とで あ るが ,そ の測定 の一 例を図 6 に示 した。 これ によ って ,機 内温湿度 は比 較的 短時間 で 安定 した状態 にな る こ とが半」る。 図6. キセノン試験機温湿度調節曲線. ゛ ッ パネル温 度 ラ ク フ 几 綱震 度 売工 と. プラ ックパ ネ ル 温度. 3.5∼ 40° 空気 温度約 ブ ラ ックパ ネル 温度約 55° 湿度約 75%. C C. ６ 寺. ０潤. ０転 ５ 運. 90 100分. ここに,直 射法お よび切替法何れ も本機 の操作条件 として表 1に 掲げた通 り, 黒板温度計温度 は 63。 35.5±. 3°. Cで あ るが 相対温度は前者 の 直射法 のばあい. 5%と なるよう調節使用 され る。 また切替法 では消灯 によって湿度 は. 上昇 して約90%と なるよう製作 されている。.
(8) 奥. 川. 敏. 197. 郎. 以上 の通 リキ セノ ン試験機 の方法 によ るば あ い は,試 験規格 か らも判 るよ うに,室 温 +5° C∼ 40° C,ブ ラックパ ネル 温 度 50∼ 60° C,湿 度 40∼ 90%RH: とい う割合低室温で ,湿 度 を広範 囲 に調節可能 として い る点 が特徴 で あ る。 これ に対 して カー ボ ンアー ク法 (米 国法 )に お いて は,室 温 +10° C∼ 65° C, ブ ラ ックパ ネル 温度 は 63° C,湿 度 は 50%以 下 と規 定 してい る点が異 って い るのが特徴 といえ よ う。. 2.8 Blue Scaleの. 3). 標 準退色時間. 日光 ば く露 と人工光源照 射. (カ. ー ボ ンアー ク形 およびキ セ ノ ンアー ク形 試. 験機使用 )に よ る耐光堅 ろ う度 を 各種染色試料 69点 につ いて 比較検討を試 み た結果 によ る とつ ぎの通 りで あ る。 まづ ,こ の テ ス ト実施 に際 して種 々の条件 が 試験箇所 によ って相異 してい る こ とは当然 で あ るが本文 で は一応 これを省 略 し結果 のみを示す。 表. 5. ブルー スケー ルの 標準 退色 に要 した時 (日 )数 ンアー ク法 (時 間 ). 3級 の標準退色 1. 注. 6∼ 24. 1. 24-62. 1. 6-7. 日光ばく露 (A・ B)は 8カ 所,カ ーボンアーク法 (C)は 4カ 所 キセノンアーク (D)は 3カ 所でテス トを行なったもの。. ,. この よ うに,標 準 退色 時 (日 )数 は上級 にな る程 バ ラツキが 大 き くな って い るが ,視 感覚 によ る判 定方式 で あ るため に個人差が生 じ易 い ことと,長 時間 ￨. に亘 る程 その差 が 拡 が るのは当然 で もあ る。 しか し相互調整 によ りこの範 囲 を少 な くす ることはで きる。 これ らの数値 を比 較すれ ばキ セ ノ ン光源 と他 の光源 との関係 の おお よその 推測 はで きるが は っき りした比率 は判 らな い。 つ いで ,上 表 に お け る試験 の 日光暴露 の 際 にお ける光量を測定 した結果 を.
(9) 」98. 耐光堅 ろう度試験法 に関す る研究. 表 6に 示 して お く こ とにす る。 表6. ブルースケール各標準退色 までの所要光量. (日. 光暴露)2). (概 算値)単 位 :Langley(gr・ ca1/cm2) 波 標. 準. 第. 退. 色. 囲. 400∼ 700. 300-400. (nm) 1 700∼ 1,200 1. 11ュ 9。. 一. ︲ ︱︱︱ ︲戸︲︲ ︲. 7級. ﹂ ︱ ︱︲ ︱ 一. 3期. 〇 ⑩ 一 ５ ０ ４ ６ ・. 2期. ブルースケール. 計. 40 (13). ブルースケール 第. 範. 1期. ブル ー スケ ール. 第. 長. 5,055. 注 (1)測 定は工技院繊工試 (当 時)の 場合の測定値。 υ)( )内 は東京都立工試担当分の測定値。 6)測 定器は東洋理化KK製 積算照度計を使用。 上表 の数値 は紫 外部 ,可 視部 ,お よび赤外部 に分 けて測定 した もので あ る が ,第 1∼ 2期 ,第 2∼ 3期 の各 ス テ ップの倍 率 が ほぼ 4倍 の光 量間隔 とな って い る,従 って 総計をみ て も同様 の傾 向が現 われて い る こ とは興味 の あ る こ とで あ る。 つ いで なが ら,ブ ルー スケール (1∼ 8級 )に 関す るカー ボ ン ア ー ク と キ セ ノ ンアー ク 光 源 に対す る 退色変化 を比 較す るため,つ ぎの 図. 72)ぉ ょび 8を 挙 げ ることがで きる。 これ によ って各光源 の輻 射 エ ネル ギ ーの 相異 によ って染 色布 に及 ぼす割合 の 相違 がよ く比較検討で きると思 う。 図 7に ついて説 明 を加 えてみれ ば何れの ブルー ス ケー ル も変退色 グ レー ス ケ ールの 4号 の色 差 と同程度 まで退色 させ るために必要 な光量 は, 1級 上 の も のが下級 の ものの ほぼ 2倍 にな って い る ことで あ る。.
(10) 奥. 7. 図. り 敏. 紫外線カーボ ンによる純度低下率. 図8. (1955年 日本学術振興会年次報告 ). キセ ノン ラ ンプ によ る純度低下率 (1960年 日本学術振興会年 次報告 ). 一. 純 度 低 下 率 ︵％ ︶. 2。. 199. 郎. ￨￨. 9. 2)3). 各 種 染 色 試 料 に 対 す る比 較 試 験. キ セ ノ ン型耐光試験機 がで きてその信頼 性 を検討す る比 較試験 はかな り多 く発表 されてい る。 これ らの うちか ら若干 の報告 を摘記 してみ よ う。 報告 , 12) 近藤 ,代 田,そ の他 によ って 日光 暴露 ,キ セノ ン形 およびカー ボ ン形耐光 試 験機 によ る 3種 類 の方法 で43種 の染色物を対 象 にその堅 ろ う度 を比較 した も ので あ るが ,試 験成績 はつ ぎの よ うで あ る。. (1)日 光暴露 のば あ い と一 致す るもの は. ,. キ セノ ン形 の ばあい・……・036点 カー ボ ン形. ″ ……… … 020点. 前者 の方 が圧 倒 的 に良 い成績 を示 してい る。. (2)キ セ ノ ン形 テ ス タによ るばあい と 日光暴露 のば あ い との結果 に差 を示 した もので も,そ の等級差 は 5級 程度 で あ ったの に対 し,カ ーボ ン形 0。. の もの によ るばあい1。 5∼ 2級 差 に達す るものがあ った。. (3)キ セ ノ ン形 の 2種 ,す なわ ち西独製 の Xenotest Wと 国産 の Xenon.
(11) 2θ. θ. 耐光堅ろう度試験法に関す る研究. Fade Meterと によ る結果 は殆ん ど一致 したが , 2点 のみ は 0.5級 程 の 差 を生 じた。 以上 が主 な要点 で あ るが43点 とい う限定 され た僅 かな試料 で 多 くの染色物. ￨. に対 す る結果 を論 ず る訳 にはいかないが,傾 向 は把 握 され るもの と思 う。 報告 , 23) 日本学 術振興会 第 134委 員会 の 委員 らによ って ,つ ぎの種類別試 料 につい て ,大 変大 がか りな協 同実験 を行 った。試験 の方法 と種類 は,概 ね前記 1と 伺 一で あ るが ,他 に種 々の 目的を持 ち行 われた もので あ る。 イ,試 料 の繊維別 内訳 吊 織 物 ………………15点 糸 ス フ織物 ……………… 6″ ・8″ ・。 ・ ・… ・ ・ ・ ・・ ・ 毛 織 物・ 0・. ・ ・ ・ ・6″ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・… ・ ・ 絹 織 物・ アセテー ト織物 ……… 4点 ナイ ロ ン織物 …… …… 8″ ビニ ロン織物 … … …… 6″ ポ リエ ス テル 織物 …… 6″ ア ク リル 織物 …………10″ 計. 69点. 使用染料 の種類 は一般 に常用 され るものを広範 囲 に採 り,ス フ織 物 は 3点 を樹 脂加 工 を施 して テ ス トして い る。 口,試 験 の種類 とその数 日光 暴露 -7カ 所 (東 京 ,神 奈川 ,滋 賀 ,愛 知 ,大 阪 (劾 ,兵 庫 ) カー ボ ン形 -4カ 所 キ セ ノ ン形 -3カ 所 ハ ,試 験結果 の概要 上記 の如 き規模 で 長期 に亘 って 各担 当者 はそれぞれ の方 法 で 与 え られ た試 料 につ いて 試験 し,そ の試験結果 を各個所 で 判定 した ものを報告 したわ けで.
(12) 奥. 川. 敏. 2θ 」. 郎. あ るが,最 終的 には代表者 3名 の合議判定方式 によ って決定 された。 その判 定結果 の集計 を表 7に 示す。 表. 7. 9) 繊維別 ・ 光源別 0判 定結果 のバ ラ ツキ集計表. ｀ ＼｀ ｀｀ ＼、 ご ＼. 男i＼. ＼＼. 織. 物. ツキ (級 差 ). 0.5 試験法別 日 )L カー ボ ンアー ク型 キ セ ノ ンアー ク型. ￨. :. 日 光 カー ボ ンア ー ク型 キ セ ノ ンア ー ク型. 1. 2. 日 )L カー ボ ンア ー ク型 キ セ ノ ンア ー ク型. ￨. :. 物. 日 光 カー ボ ンア ー ク型 キ セ ノ ンア ー ク型. 1. 2. ア セ テー ト 織 物. 日 光 カー ボ ンアーク型 キ セ ノ ンアー ク型. ￨. 〕. ￨. ち. ￨. :. (15点 ) フ. 織. 物. (6点 ) 毛. 織. 物. (8点 ) 糸 局. 織. (6点 ). (4点 ) ナ イ ロ ン 織 物. (8点 ). 日 光 カー ボ ンアー ク型 キ セ ノ ンア ー ク型. ビ ニ ロ ン 織. (6点 ) ポ リエステル織物 (6′ 点). ア ク リル 織 物. (10点 ). 日 )L カー ボ ンア ー ク型 キ セ ノ ンア ー ク型. 31. カー ボ ンアー ク型 キ セ ノ ンアー ク型. 28. 11. 41. ６. 光. ０ ２. (69ノ 点). 日 光 カー ボ ンア ー ク型 キ セ ノ ンア ー ク型. ８ ２. 合. 総. 日 光 カー ボ ンア ー ク型 キ セ ノ ンア ー ク型. 上表 か ら推察 され るよ うに何れ の試験 にお いて もかな りの バ ラツキが生 じ て い る。総合欄 に全体 的数字 が あ るが,こ れ によ って , 日光暴露試験 は級差.
(13) 2θ. 2. 耐光堅ろう度試験法 に関す る研究. 0の もの僅 か 3点 とい う結果 に終 っていて何 とな く物足 りな い感 がす るが 試 験 の性格 上 ,ま た実 際問題 と して止 むを得 な い結果 なので あ る。 これ に対 し て ,カ ーボ ンアー ク形 とキ セノ ンアー ク形 の ばあいを見 ると,矢 張 り後者 の 方 が比 較的 に1政 差 が少 な い方 に集 中 してい る こ とが判 る。 本研究報告 のば あ いは,他 に種 々の 目的を も って検討が進 め られ たので あ って , これ らにつ いては,他 日適 当な時機 に述 べ る こ ととした い。 とも角. ,. 耐光 試験法 は,他 の堅 ろ う度試験法 に比 して試験操作 の取 扱上 か ら非 常 に厄 介 な試験法 で あ るとい う こ とがいえ る。 その他報告. 2)10)に. よ ると, 3者. (日. 光 ,カ ー ボ ン,キ セノ ン)の 試験結果. が天然繊維 再 生 セル ロー ズ系繊維 で は余 り大 きな差 は認 め られな い が合成 繊 維 には差 が見 られ るよ うで あ り,古 くは Friele&Selling10)の 報告 によ る と,ポ リエ ス テル 繊維 に対 し, 日光暴露 とキ セ ノ ン光 源 の ばあ い は試験結果 はよ く一致 してい るが カーボ ン形 による結果 が非 常 に低 い堅 ろ う度 を示す と してい る。 また,近 藤 らの結果 によれ ば,ナ フ トー ル 染色 の 綿 とア セ テ ー ト" テ トロ ン,ア ク リル の ばあ い, 3者 間 に若干 の差 が見 られ ることを指摘 して い る。 この よ うに光源 によ り,相 手繊維 によ り,ま た染料 によ り光 の挙動 が 異 ることが推測 され るので あ るが ,こ れ らの点 か ら考察すれ ば,前 記試験 中 の 試料 の 中 に もか よ うな影 響 を受 け た ものが あ るよ うに も考 え られ ,更 に再 検討を加 え る要 が あ るので はなか ろ うか。. 3。. お わ り に. 上記 のよ うに,キ セノ ンアー ク形耐光 (候 )試 験機 が国産化せ られて既 に10 余年を経 た今 日,光 源 その他 の性能 において,一 応外国品に劣 らぬ もので あ ,. ることは各種 のデー タによって立証 された。 そして本文 では この テスターの 性能 を中心 として,従 来 のカーボ ンアー ク形 テスターとの比較,あ るいは 日 光暴露 との比較試験を通 して 3者 間の近似性を一極めて概括的なものではあ ったが一を述べ た ものである。 そ して本機 による場合 カーボ ンアー ク形のも.
(14) 2θ ′. ￨1 敏 郎 奥 り. の よ り若干 日光 照射 のば あ い に近似 性 を 持 つ もので あ る こ とを理 解 され たの で はないか と察す るので あ る。 なお本機 の性能 について は部分 的 に用 い られ る付属設備例 え ば,ブ ラ ックパ ネル 温度 計 ,定 電圧装置 ,吸 湿装置 な どの こ とは省 略 し要部 の み に止 めたが今後 も光源 の寿命 の延 長 その他機能 の 向上 に つい て 研究 がな され ることで あろ う。 一 方本機 を使用 しての試験法 その 物 につ いて も個人差 の 防止 に必要 な種 々 の 問題 が含 まれてお り,こ れ らの研究 も続 け られな けれ ばな らな い。 い くら 機械 が 精巧 な もので あ って も試験 の過程 において判定差 を生 ず る因子 が あ っ ては な らな い わ けで あ る。 以上 を も って キ セ ノ ン試験機 に関す る これ までの研究 の一 端 を述 べ た。 なお ,参 考 のた め ISO規 格 を付記 したが ,わ が 国 に お いて も本光 源 を も つ 試験機 および試験法 の 日本 工 業規格. (JIS)が. 近 く制定公布 され る予定. で あ ることを付 言 し本報告 を終 る。. 参. 文. 考. 1)染 色物お よび染料 の堅 ろう度試験方法解説 2)日 本学術振興会第120委 員会 3)日 本学術振興会第 134委 員会. 4). 献 日本規格協会発行. (染 色加工 )年 次報告. 〃. ″. 昭和38,39年 度 昭和40,41年 度. 5)JSIF Report No.26 April.1961.. 6)島 津評論 VOl,16,Vol.171960。. 7)東 洋理化. 技術 ニ ュース 1963. 8)須 賀長市 日本 ゴム協会誌 V01.361963. 9)JSIF Report No.48 Jun。 1968.. 10)Friele L.FoC&Selling HoJ.: Melliand Textilber.,381269,1957_. 11)ISO/TC38/SCI:Dra■ ISO Recommendttion No。 12)島 津製作所発行 カタログ 13)東 洋理化 Ko K.発 行 カタログ. 7。. 昭和35年 度. (染 色堅ろう度 )業 績報告. 〃. 昭37。. 1222..
(15) 2θ. 耐光堅 ろう度試験法 に関す る研究. 4. 付記. 人工 日光堅 ろう度試験方法11) (キ セ ノ ン ・ ラ ン プ試 験 ) 提案. ISO推. 薦法. 目的および範囲. 1。. 1.1こ の方法 は,あ らゆ る種類 な らびに あ らゆ る形状 の繊維 品 の人工 光 源 の 作用 に対す る染色 的抵抗性 を判定す る もので あ る。. 2.要. 旨. 1繊 維 品 の試験片 を規 定 の条件 の下 で ,毛 織物 を染色 した 8種 類 の ブル. 2。. ー スケー ル とともに,キ セノ ンアー ク光 にば く露す る。 その堅 ろ う度 は試験 ´ 片 の退色 とブルー スケールの退色 とを比 較す ることによ って判定す る。. 3.装 置 および材 料 3.1ブ ルー スケール 1.1こ の試験 に用 い るブルー スケール は,下 表 の染料 で染色 した青色. 3。. の 羊 毛布で あ る。 これ らは (非 常 に高 い耐光 堅 ろ う度. No。. 1(非 常 に低 い耐光堅 ろ う度 )か ら No.8. )(7.1項 参照)ま で あ り,各 ブルー スケ ール. の堅 ろ う度 は隣接下級 の ブルー スケールの ほぼ 2倍 にな って い る。 尋. 牢 願. l. 2 3. C.1.No。. 名. 料. 染. Acilan Briniant Blue FFR(FBy) ″. ″. ″. FFB(FBy). C.I.Acid Blue ). C00massie Brilliant Blue R(IoC.I。. 4. C.I.Acid Blue. Suprarnin Blue EG(FBy). Solway Blue RN(ICI). 6. Alizarine Light Blue 4 GL(S). 7. SOledon Blue 4BC Powder(I・. 1ndigosol Blue AGG(DH) 3。. lo9。. C・ I.Acid Blue 83。 C.I・ Acid Blue 121。. Co I・ Acid Blue. 5 .8. lo4。. C・. C.IO Acid Blue I。. ). 47. 23。. C.I.S01ubilized Vat Blue 5。. C.Io SOlubilized Vat Blue 8.. 1_2湿 度 調 整 用 テ ス トコ ン トロー ル は 赤 色 ア ゾ染 料 で 染 色 した 綿布 で. あ る。 これ は漂 白 シル ケ ッ トポプ リンを 4gノ 1,Brenthol AN(Co I.Azoic.
(16) 奥. 川. 敏. 2θ. 郎. 5. coupling component 4)￨こ て 飽充したのち, 20gノ l Brentamine Fast ′ Scarlё t R salt(CoI.Azoic Diazo Component 13)で る。 3。. (7。. 顕色 した もので あ. 1項 参照 ). 3ブ ルー ス ケー ル と湿 度調 整用 テ ス トコ ン トロール の原本. 1。. (Master. SetS)は 参照用 と して各 国 に保管 されて い る。 3。. 2装 3。. 置. 2.1光 源 光源 は相 関色温度 が 5,500∼ 6,5000Kの キ セ ノ ンアー クラ. プで あ る。 3。 2。. 2フ ィル タ フ ィル ター は光源 と試験片 お よび ブルー スケー ル の 間. に置 き紫 外線 を完全 に低減 して 310∼ 320nmの 領域 で 0と な るよ うにす る。. ガラスフイルターは耐光 3。. (日. 光)堅 ろう度試験. (ISOノ R105,第. 11編 ,第. 2節 )で 用 い るもの と同 じ透過性 を もつ ものが適 当で あ る。 3。. 2.3ば く露条件 試験片 は換 気 の よい露光 チ ャ ンバ ー 中で露光 す る。 3。 2。. 3.1正 常条件. (温 帯 ). 適 正 実効湿度 :湿 度 調 整用 テ ス トコ ン トロール の耐光堅 ろ う度 5, ブ ラ ックパ ネル温 度最高 45° C. 3.2.3.2制 限条件 :湿 度 に対 す る試験片 の感度 を試験 す るには,つ ぎ の よ うな制限条件 が有効 で あ る。 低 実効湿度 :湿 度調整用 テ ス トコ ン トロール の耐光堅 ろ う度 6∼ 7, ブ ラ ックパ ネル 温 度最高 55° C 高 実効湿度 :湿 度調 整用 テ ス トコ ン トロール の耐光堅 ろ う度 4,ブ ラ ックパ ネル 温度最 高 40° C(7.8項 参照) 試 験 片 とブルー ス ケ ール によ って 占め られ る面 積 に対 す る光 の 強 さ の 変化 は20%を 越 えて はな らな い。 ‐3。. 3不 透 明厚紙 または他 の不透 明薄板. :. た とえ ば,ア ル ミニ ウム薄板 ,ま た はアル ミ箔 を張 りつ けた板紙 。 3。. 4変 退色用 グ レー ス ケー ル 4。. (7.4項 ). 試. 験. 片.
(17) 2θ. δ. 耐光堅ろう度試験法 に関する研究. 4.1同 一 試験片 を用 い,こ れを 区切 って順次 に数期間露光 す るばあいには 繊 維 品 の大 きさは 1×. 4。. ,. 5cmよ り小 さ くな い もの とすれ ば実 際 に都合 が よい。. 試験片 は布 片 ,糸 の ばあ いは厚紙 に密 に巻 くか平行 に 引揃 えて厚 紙 に取 り付 ける。 またパ ラ繊維 の ばあ いは杭 って押 しつ け,均 一 な表面 と して厚紙 に取 りつ ける。. 4.2取 扱 いの上 か ら, 1枚 の 試験片. (ま. たは多数 の試験片 )お よび これ に. 似 た大 きさの ブル ー ス ケ ール は 7.5項 に示す よ うな や り方 で厚 紙 の上 に取 り 付 けるが よい。 5。. 5.1 3。. 響 熟. 作. 2項 記載 の条件 の下 に,試 験 片 (ま たは一 群 の試験片)と. ブル ー ス. ケ ール とを同時 に露光す るが,こ の 場合露光方法 および露光 時間 は各試験片 とそれ らの 比較用 の ブルー ス ケ ール の耐光堅 ろ う度 を完全 に判 定 で きるよ う に し,か つ 試験期間 中多 くの 試験片 とブル ー ス ケー ル とは次 々に おお って ゆ く。 (2.操 作方 法 に対 す る 7.5項 参照 ). 5.2初 期耐光 堅 ろ う度 の判定 5。. 2.1試 験 中 の試験片 に変 退色 (7.6項 参 照 )が ちよ うど認 め られ た時. に,そ れ と同 じよ うな変 退色 を した ブルー ス ケ ールの 等級を記録す るか. ,. または その代 りに ブルー スケー ル の 3級 の変 退色 がち ょ うど認 め られ た時 に,試 験片 に も変退色 が生 じて い れ ば ブルー スケール 1,. 2,お. よび 3級. (7.7項 参照 )の 変退色 と比 較 して判定す る。 必要 に応 じて初期堅 ろ う度判. 定後 も耐光 堅 ろ う度 を完全 に判定す るの に必要 なだけ露光 を続 ける。. 5.3耐 光 堅 ろ う度 の判定 試験片 の変 退色 をプ ルー ス ケ ール に生 じた変 退色 と比 較す る. (7。. 6項 参照)。. ,. 試験片 の耐光 堅 ろ う度 は試験 片 と同 じよ うな変退色 (試 験片 の露 光 した部分 と否 との視覚 的開 き)を 示 した ブルー ス ケ ール の級数 に相 当す る。 試験片 が 二 つ の ブル ー ス ケ ールの 中間 の変 退色 を示す場 合 には,適 宜 中間 の等級 を う′ けれ ばよい。 た とえ ば,耐 光 堅 ろ う度 3-4と は,そ の繊維 品 が ブル ー ス ケ ール 4級 ほ どは堅 ろ うで はな い が ,ブ ルー ス ケ ール 3級 よ り堅:ろ うとい う こ.
(18) 奥. 川 敏 郎. 2θ. 7. とを意 味 してい る。. 5.4試 験片 の色 が ブルー ス ケー ル 1級 よ りも さ らに堅 ろ うで ない場合 には 1級 とす る。. 5耐 光堅 ろ う度 が 4級 またはそれ以上 の ばあ い は,い わゆ る初期堅 ろ う. 5。. 度. (5。. 2項 参照 )の 判定 が意味 を もつ。 この初期堅 ろ う度 が 3級 またはそれ. 6(3)" 以 下 の場 合 には,そ の等級 を カ ッコ内 に入 れ る。 た とえ ば,等 級 “ とはその試験片 で ブルース ケ ール 3級 が変退色 し始 めた時 に,極 め て 僅 か に 変退色 したが露光 を続 けた場 合 ,そ の耐光堅 ろ う度 はプ ルー スケール 6級 と 同等 とな る ことを 示す。 5。. 6湿 度調 整 ,一 部分をおお った湿 度調 整用 テ ス トコ ン トロール とブル ー. ス ケー ル とを同 時 に露光 す るが ,こ の場合前者 の色 の 開 きが変退色用 グ レス ケ ール 4号 にな るまで 続 ける。 ラ ンプ上 の 湿 度調'整 用 テ ス トコン トロール を 調節 して選 定露光状態 とす る. (3。. 2.3項 参照)。. 6.表 6。. 示. 1耐 光堅 ろ う度 の等級 を表示す る。 この等級 が 4ま たはそれ以上で ,初「. 期 堅 ろ う度 が 3ま たはそれ以下 で あ る場合 は,後 者 の等級 を カ ッコ内 に入 れ る。 また露光条 件 と使 用 した退色 ラ ンプの種類 も表示す る。. 7.備. 考. 7.1ブ ルー スケ ールのセ ッ トは National Standards lnstitutionか ら得 ‐ られ る。 この ブルー ス ケー ル は色 お よび退色挙 動 が ブルー ス ケ ールの原本 と 一 致す るよ うに特別 に染色 されてい る、 ブルー ス ケ ール を再 び染色す る時. ,. 前 ロ ッ トの色 合 せ の場合 の染 料所要量 は,初 めの使用量 としば しば違 う こと がわか った。 そ こで染 料使用量 はかえ って誤解 させ るので ,こ の表 か ら故 意 に省 略 してあ る。 湿度調整用 テ ス トコン トロール は National Standards lnstitutionか ら 入手 で きる。 7。. 2 3.2。. 3節 に規定す る温度条件 に 合致 す るよ うに,過 剰赤外線 を除去. す るため にガ ラス フ イル ター か水 フ ィル ター を用 い る場合 には,ほ こ りな ど.
(19) 2θ. 8. 耐光堅ろう度試験法 に関する研究. によ って 生ず る必 要 以上 の濾過操作 を避 けるために, しば しば掃 除 を しな け れ ばな らな い。 7。. 3ブ ラ ックパ ネル 温度計 は少 な くとも. 4。. 5cm×. 10cmの 金属パ ネルか ら. な り,そ の温 度 は,温 度計 か ,ま たはその受感部 が中央 に位置 していてパ ネ ル と相接 してい る熱電 対 を以 て測定す る。 パ ネルの光源 に接 して い る部分 は. ,. 試験片 に達す る全 ス ペ ク トル に対 して 5%以 下 の赤外線反射 をす る黒で な け _れ. ばな らな い。光源 に面 して いないパ ネルの 部分 は熱絶 縁 されてい る こと。 7。. 4次 節参照 (a)繊 維 品 の染色 堅 ろ う度 :試 験 の通則. (J. ″ の. 〃. (C). 〃. ″. の. :変 :耐. 退色用 グ レー スケ ール 光 (日 光 堅 ろ う度 ). '7.5耐 光堅 ろ う度試験実施 に対す る提 案操作方法. 7.5.1方 7.5。. 1。. 法1. 1こ の方法 は理 想的 と考 え られ ,論 争 の場合使 用 され る。 この試. 験 には各試験片 に対 して 1組 の ブルー ス ケ ールが 必要 で あ り,従 って 数 多 くの 試験片 を同時 に試験 しな けれ ばな らな い ときには実際的 で な い。 そのよ うな場 合 には,方 法 2が 提案 されてい る。 '7。. (7。. 5。. 2項 参照). 5.1.2試 験片と ISOノ R105,第 11編 ,第 1図 に示されるブルースケー ル をそれ ぞれの 3分 の 1の 部分 におお いを す る。 3.2。. 3項 記載 の条件. の もとで露光す る。 しば しばおお い を 持 ち上 げて ,試 験片 を検査 し. ,. 光 の影響 を追求 す る。 変退色 がち ょ うど認 め られ た ときに,こ れ と同 じよ うな変化 を示す ブルー ス ケ ール の番号 を記す。 7.5.1。. 3試 験片 の感光 部分 とおお った部分 との色 の 開 きが グ レー ス ケ ー. ル の 4級 に等 し くな るまで露 光 を続 け る。 (第 7.4項 参照))。 試験片 と ブルー ス ケ ー ル の 2番 目の 3分 の 1部 分 を ,別 の不透 明お お いで おお う。 (第 1図 の DC) 7.5。. 1.4+分 露光 した部分 とおお った部分 との色 の 開 きが グ レー スケ ー. ル の 3級 に等 し くな るまで露光 を続 け る。 も し試験片 が退色す る以前.
(20) 奥. ￨1 敏 り. 2θ 9'. 郎. に,ブ ル ー ス ケ ール 7級 が グ レー スケー ル の 4級 に等 しい色 の 開 き に まで退色 す る場合 に は,バ ク露 は この段 階 でや め る。 (試 験片 の耐光 堅 ろ う度 が 7級 かそれ以上で あれ ばグ レー スケー ル 3級 に等 しい色 の 開 きを生 ず るには非 常 に長時 間 の露光 を要す るで あろ う。 さ らに耐光 堅 ろ う度 が 8級 で あ る場合 には この よ うな色 の 開 きを得 る こ とは不可 能 とな るだろ う。 したが って 7級 ∼ 8級 範 囲 の もの には,ブ ルー スケ ール 7級 で 生 じた色 の 開 きが グ レー ス ケ ール 4級 に等 し くな るとき に 判 定す る。 それ は適 切 で ない露光 か ら誤差を生ず る こ とがあ って も. ,. この コン トラス トに達す る時間 が非 常 に長 いので ,こ の誤差 をな くす る こ とがで きる。 ) 7。 5。. 1.5耐 光堅 ろ う度 の判定 ここで 試験片 には 3区 域部分 がで きる。 す. なわ ち,露 光 されていない 1区 域 と,異 った程度 に変化 した 2区 域 で :. あ る。 これ らの変退色 を ブー ス ケー ル に生 じた変退色 と比 較 して 第 5。. 3-5.5項 にお けるよ うに耐光 堅 ろ う度 の等級 を つ ける。 も し 2種 類 の異 る判 定結果 が 2種 類 の異 った色 の 開 きの段 階 で得 られ るな らば,そ の試験片 の耐光堅 ろ う度 は,こ の 2つ の半」 定結果 を 算術 平均 して 出す。 7。 5。. 2ブゴ. 7。 5。. 法. 2. 2.1こ の方 法 は多数 の試験片を同時 に試験 しな けれ ばな らな い とき. に行 うべ きで あ る。 この方法 によれ ば,耐 光堅 ろ う度 の異 る多数 の試. :. 験片 について も ブルー ス ケ ール 1組 で 試験 がで きる。 7.5。. 2。. 2 1SOノ R105, 第 11編 ,第. 2図 に示 されて い るよ うに試験片 とブ. ル ー ス ケー ル を配列す る。各試験 片 とブル ー スケー ル には,そ れ ぞれ の全長 の 4分 の 1を カー ドABで おお う。 3。. 2。. 3項 記載 の条件 の下 で. 露光す る。 定期 的 におおいを もち上 げ て ,ブ ルー ス ケ ー ル を検査 し光 の影響 を追 求 す る。 ブルー ス ケー ル 3級 の変 退色 が ち ょうど認 め られ た時 に,試 験片 を検 査 し,光 の影響 を追求 す る。 ブル ー スケール 3級 の変退色 が ち ょ うど認 め られ た時 に,試 験片 を検査 し,ブ ル ー ス ケー. i.
(21) 耐光堅ろう度試験法 に関する研究. 21θ. ル 1,. 2,お. よび 3級 に生 じた変退色 と比較 して試験片 の耐光 堅 ろ う. 度 の等級 を つ ける。 7。 5。. 2.3お お い ABを 前 と同 じ位置 に正 確 に戻 し,ブ ルー スケー ル 4級. の変退色 が ち ょ うど認 め られ るまで 露光す る。 この時 に,ISOノ R105, 第 11編 ,第 2図 に示 され た位置 に 最初 のおおい に重 ね て別 のおお い. CDを 固定す る。 7.5.2.4ブ ルー スケ ール 6級 の変 退色 が ち ょうど認 め られ るまで 露光 を 続 ける。 つ ぎ に最後 のおおい EFを 所定 の位置 に固定 し,他 の 2枚 の おおいはその ままの位置 にお く。 (a)ブ ル ー ス ケ ール 7級 にグ レー スケ ー ル の 4級 に示 され る色 の 開 き と同等 の色 の 開 きを生ず るか ,あ るい はい)最 も耐光堅 ろ う度 の高 い試験片 に,グ レー ス ケ ール 3級 と同等 の 色 の 開 きを生 じるか ,い づ れ か先 に生ず るまで露光 を続 ける。 3枚 の おお い を取 り去 る。 7。. 5.2。 5。. 7。. 5試 験 片 の変退色 と ブルー スケ ール の変退色 とを比較 し,5。 3-. 5項 の よ うに して耐光堅 ろ う度 の等級 を つ け る。. 退色 "す なわ ち,染 料 の破壊 だけでな く 6“ 変退色 "な る術語 は真 の “. ,. 色相,濃 度,明 度またはこれら色特性の結合の変化をも包合している。もし 色 の 差 が色 相 とか ,明 度 の 変 化 で あれ ば ,つ ぎ の よ う に 耐 光 堅 ろ う度 等 級 に 略語 を加 え て 示 す こ とが で き る。. Bl=青 味 にな る (Redder)。. (Bluer)。. Y=黄 味 にな る. G=緑 味 にな る (Yellower)。. (Greener)。. Br=さ え る. R=赤. 味 にな る. (Brighter)。. D=く. す む (Duller)。. も し色相 の変化 に濃 度 の変化 が付随す る場合 には,こ の 時 に もつ ぎの よ う lld示. す こ とがで きる。 W=弱 くな る (Weaker)。 str=強 くな る (Stronger). 7.7光 互変 性 試験 片 の場合 には,そ の退 色 を判定す る前 に室温の暗所 に 2 時 間放置 し,調 整 しな けれ ばな らな い。 7。. 8実 効湿度 の定義 7。. 8.■. 定性 的 には,大 気温度 ,表 面 温 度 およ び露光 中 にお け る試験片 の.
(22) 211. 奥 川 敏 郎 水 分合有量 を支配す る相対 温度 の結合 した もの。. 2定 量 的 には,実 効湿度 は 1.2項 記載 の よ うに所定 の コン トロー. 7。 8。. 3。. ル はその測定 年度 にお ける異 った時 期 で ,西 欧諸国 にあ って は北面 して露. 光 す ることによ り測定 される。 この テス トコン トロール を 0∼100%範 囲 の 一定湿度 の大気 を含 む密閉器内においてブルースケール とともに露光す る時,結 果 はそれぞれにおいては変化せ ず,平 均値 は次のグラフで示す よ うになる。. ￨. 耐 光 堅 ろう 度. ヽ. ＼ ＼ ＼. ＼ ＼ ＼. 21「 ――― ずび. ラ. ￢ む. =衣 表戸. 実. ま ア. 効. 「. 湿. J「. 度. プ. %. 寸 び. Iお. 巧 丁. む. 0. このテス トコン トロールを温帯で R105/1,第 11編 にお ける規定条件 で露. ,そ の耐光堅 ろ う度 は平均 5で ある ことがわか った。. :光 す る時.
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