Frequently Asked Questions

Q: QUV促進耐候性試験機、Q-SUNキセノンアーク耐光性試験、Q-Lab屋外試験のどれを選んだらよいのか分かりません。

  1. QUV
    • QUV耐候性試験機は素早く経済的です。紫外線(UV)蛍光ランプによって、太陽光に含まれる紫外線を最も忠実にシミュレートします。ただしQUVでは、特定の素材の試験に必要なより長波長域の光照射に欠けます。
    • 短波長UV(紫外線):QUV試験機は、太陽光の紫外線部分の短波長領域に最も近似したシミュレーションが行えるため、コーティング材、屋根材、プラスティックなどの耐久性の高い素材や製品の試験に向いています。使用されている紫外線(UV)蛍光ランプの安定した波長域により、同一条件での高い測定精度や再現性を実現します。
    • 結露システム:QUV試験機の結露システム(相対湿度100%)は、屋外における湿度の影響を最も現実性の高い形で促進します。湿気が浸透すると、塗料にブリスター(ふくれや気泡)などのダメージを起こしかねません。
  2. Q-SUN
    • Q-SUNキセノンアーク試験機は、紫外線(UV)、可視光線、赤外線を含むフルスペクトル(全波長域)の太陽光を再現します。これは染料、顔料、織物/繊維製品、インクや屋内用資材の試験に特に有効です。しかしながら、キセノンアークランプは本来の性質上、蛍光ランプに比べて安定性に欠ける上、水噴霧(スプレー)はQUV試験機の結露サイクルに比べて現実性に劣ります。
    • フルスペクトル(全波長域)太陽光:キセノンアークランプは全波長域の太陽光を発生させます。Q-SUN試験機では、光学フィルターを用いて日光および窓ガラスを通した太陽光への暴露条件を再現することが可能です。
    • 湿気および水分:Q-SUN試験機は、織物/繊維製品、インク、化粧品、医薬品など、湿気に弱い素材や材料の耐光性試験に最適です。優れた水分保持特性を持ち、自動車のクリアコートに対して行う「ジャクソンヴィル式酸食試験」の促進試験に適した唯一のキセノン試験機でもあります.
  3. Q-Labの屋外試験
    • アリゾナ州およびフロリダ州Q-Lab試験所は、共に世界水準を誇る過酷な太陽光と湿気の条件を有することから、最も現実性の高い製品品質判断を行うことができます。完了まで長い年月を要する暴露試験がある一方で、この両試験所は短期間で有益なデータを得るための技術も有しています。
    • フロリダ自然耐候性試験:フロリダの亜熱帯気候は、豊かな太陽光と高温多湿の条件下での暴露を可能にします。フロリダにおける標準自然暴露試験はほとんどの資材に推奨されるもので、完了まで数ヶ月あるいは数年を要するものの、その試験結果は最も現実性が高く、促進試験の基準となるデータを提供してくれます。
    • アリゾナ自然耐候性試験:アリゾナ砂漠での暴露は湿度に欠けるものの、フロリダを越える紫外線量と変化の激しい極度な気温による熱変化ショックの可能性を提供します。
    • Q-TRAC自然太陽光集約型試験機:わずか1年の間にフロリダでの5年間の暴露に値するほどの強度で、自然な太陽光に試料をさらします。

Q: Q-SUNキセノン試験機やQUV耐候性試験機では、何時間が一年間の屋外暴露に値しますか?

単純な質問ではありますが、残念ながら単純な答えは存在しません。試験機での時間数に何か特別な数字を掛けて屋外暴露に変換する、というのは論理的に不可能なのです。問題は、我々がまだ完璧な耐候試験機を開発できていないということではありません。いかに精巧で高額な試験機を作っても、全てに通用する計算式というのはやはり存在しないのです。最大の問題は、屋外暴露環境の固有の変動性と複雑性にあります。試験機による暴露と屋外暴露との関係は、以下を含む様々な変数に依存します:

  • 暴露場所の地理的緯度(赤道に近ければ近いほど紫外線量が増加)
  •  高度(高ければ高いほど紫外線量が増加) 
  • 地域の地理的特色:試験サンプルを乾燥させる風の有無や、結露を促すまとまった水がある場所までの距離など 
  • 年度ごとのランダムな天候変動:同一の場所で連続年試験を行った場合でも、2倍ほどその劣化状況が変化することもあります。 
  • 季節的変動:冬季暴露は夏季の7分の1ほどの強度にしかならないこともあります。 
  • 試料の方位(南5度に対して真北など) 
  • 試料の絶縁性:絶縁性の裏板を用いた屋外試験試料は、非絶縁性のものより5割ほども速く劣化を起こすことがしばしばあります。  
  • 試験機の稼動サイクル(照射時間と湿潤時間) 
  • 試験機の稼動温度(高温であればあるほど高い促進効果) 
  • 試験対象となる特定の資材  
  • 試験所の光源のスペクトルパワー分布(SPD)

明らかに、促進耐候性試験時間数と屋外暴露期間の関係における変換率を語るのは論理的に無意味です。一つは一定条件であり、もう一つは変数だからです。変換率を求めるには、その妥当性の枠を超えたデータの扱いをする必要があります。

言い換えれば、耐候性試験データは比較データであるということです。促進耐候性試験機によって非常に良質な耐久性データを得ることは可能でも、それは比較データであって絶対的なものではありません。最高でも試験所での耐候性試験に期待できるのは、他の素材と比較した場合の対象素材の相対的な耐久性の格付けに関する信頼できる証拠です。実際、フロリダでの暴露試験においても同様のことが言えます。南5度の方角における屋外の「ブラックボックス」暴露法による一年と、家や車における一年とがどう比較できるかというのは、誰も分かりません。屋外試験でさえ、実際の製品や素材の耐久寿命の相対的な指標としかならないのです。

しかしながら、比較データは非常に強力なものとなり得ます。例えば、少し変更を加えた組成が標準の素材に比べて倍以上の耐久性を持つことに気づいたり、あるいは複数のサプライヤーが提供する見た目は全く同様の素材について、あるものは非常に速く、多くは平均的な期間で劣化し、また限られた一部がより長い暴露でしか劣化しないということが分かるかもしれません。またあるいは、より安価な組成でも、例えば5年間の実使用で妥当な品質基準を達成した標準的な素材と同レベルの耐久性を持つことに気づくかもしれません。

比較データの意義を示すいい例をご紹介しましょう。あるコーティング材製造業者が新しいタイプのクリアコーティングを開発していました。当初のQUV試験では200時間から400時間の間に重度のひび割れが起きました。これは同じ目的で使用される従来のコーティングよりもずっと早い段階での劣化です。しかし、その後3年に亘る配合の改良とQUV試験機による再試験の繰り返しで、コーティングの質は向上され、様々な配合でもQUV試験機において2000時間から4000時間の耐久性を示すようになりました。これは従来のコーティングをはるかに上回る結果です。フロリダで続けて実施された並行試験でも、これに近似した10倍の耐久性の向上が見られました。しかし、もしコーティング配合の調合員がフロリダでの試験結果を待ってその製法を変えていたら、彼らは今頃もまだ配合改良の初期段階で、現在のようにその製品が市場での成功を収めていることはなかったでしょう。

一方、それでもやはり「目の子算」的な変換率をと言うのであれば、立証に基づいて求めるほかありません。全てに通用する一般的な変換率を得ることは不可能でも、多くの試験所や研究所は、それぞれでQ-SUNあるいはQUV試験機での時間数を屋外での暴露時間数に変換するための独自の「概算法」を導き出しています。しかしながら、ここで重要なのは、これらの概算法は各試験所のそれぞれの促進試験と屋外暴露の実際の結果比較から導き出されたものであるということです。さらに、概算的変換は以下の条件でのみ有効となります:

  • 試験対象となった特定の材料
  • 試験機での時間サイクルと温度の特定の組み合わせ 
  • 特定の屋外暴露試験地と試料設置手順

お持ちの素材で屋外暴露の経緯があれば、独自の概算法を導き出すのに数ヶ月以上はかからないはずです。それがない場合には、屋外使用の経緯を持つ競合素材を用いてみるのも可能かもしれません。

多くの試験所や研究所は、Q-SUNあるいはQUV試験機における時間数を実際の暴露時間数に変換するための独自の概算法を開発することに成功しています。

加えて、「相関性」というのが「格付けにおける相関性」という意味であるということは覚えておくべき重要点です。「促進試験機は屋外暴露とどんな相関性を持っているのか?」という質問は、本来は「促進試験機における資材の耐久性の格付けは、屋外での素材の格付けとどれだけ相似したものなのか?」と聞かれるべきです。格付けにおける相関性を測るには、スピアマンの順位相関係数をお奨めしています。これは統計学上の指標で、線形相関係数ほどデータに関する仮定を組む必要がなく計算が容易です。27の自動車コーティング材のQUV試験機による試験結果とフロリダでの耐久性における格付け調査で、QUV試験機の格付けとフロリダでの格付けの相関性は最高で0.89でした。フロリダにおける異なる暴露ケース間における格付け上の相関性は、0.88から0.95でした。言い換えれば、QUV試験機はフロリダ自体が再現できるレベルとほぼ同様のレベルで、フロリダにおける格付けを再現することができるということなのです。

詳細はテクニカルニュースLU-0833をご参照下さい。

Q: Q-SUNおよびQUV試験機は1平方メートルにつきどれくらいのラングレー、ジュールあるいはワットのエネルギーを発しますか?

この質問は単刀直入に聞こえますが、いくつかの誤った仮定に基づいています。一般的に言って、この質問者は試験機の光出力量(ラングレー、ジュール、あるいはワット/平方メートルで表現)を屋外太陽光の強度で割って、促進試験機での暴露時間を屋外暴露での年数に変換するためのカギとなる係数を導き出そうとしています。残念ながら、このような計算をするための数学的に有効な方法というのはありません。なぜなら、促進耐候性試験の多くの基本原理に反するからです(また言うまでもありませんが、ラングレーというのは定義上、太陽光のみに使われるものでその他の光源には当てはまらない単位です)。このような計算によって導き出された結果というのは、良くても意味を成さないものであり、最悪完全に誤った解釈を生むことになります。

このような計算が無効であることの理由のひとつに、波長域の影響を考慮しない点があります。光分解の程度を決定するのは、ジュールで示される総光量ではなく、これらのジュールがどのような波長域で存在しているかということです。例えば、使用している素材や材料によって、紫外線(短波長域)における1ジュールが、可視光線あるいは赤外線(より長波長域)における1ジュールよりも大きなダメージを引き起こすことがあります。

また、太陽光に含まれる紫外線量はかなり変動するもので、試料の耐候性試験に多大な影響を及ぼす可能性があります。ラングレーとジュールでは、季節ごと、日ごと、さらには毎時間における紫外線の大幅な変動を反映することができません。この理由から、反復試験試料がラングレー数において同一暴露量を受けた連続屋外暴露で、多数の調査がそのダメージの度合いに7倍もの差があったことを示しています。言い換えれば、ラングレーは屋外暴露の基準指標として使用するにはあまりにも一貫性に欠けるということです。結論は明らかです―ラングレーにも有効な用途はあるかもしれませんが、試験所における耐候性試験では間違いなくそうは言えません。

UVラングレーあるいはUVジュールなどの総紫外線量(TUV)の測定値でさえ、やはり同じ論理から誤解を招きかねません。紫外線の中でも一般的により短い波長のほうが、耐久性の高い素材への劣化を早めることになります。

促進耐候性試験機の評価をする上で、ラングレー、ジュール、あるいはTUVを使用した誤った結論の例をご紹介しましょう。QUV試験機は二種のランプを使用することができます:ピーク値が波長340nmのUV-Aランプ、あるいはピーク値が波長313nmのUV-Bランプの二つです。UV-Aランプは、UV-Bランプに比べてより高いジュール(とUVジュール)出力を持つということは、UV-Aランプのほうがより迅速な劣化を引き起こすと推論するのが妥当ではないか?―そうとは限りません。多くの資材は、UV-Aランプを用いたほうがより穏やかな速度で劣化します。これは発される紫外線がより長波長域の紫外線だからです。Q-SUN試験機では、使用されるフィルターに応じてこのような違いが見られます。

Q-SUNやQUV試験機の光の強度と太陽光を比較できないもう一つの理由が、そのような比較が湿気の影響を完全に無視することになる点です。我々が見る限り、多くの素材や材料においてより重要な影響を及ぼすのは、太陽光よりも雨や露です。時に紫外線による影響だと考えられる光沢の損失や変色のような劣化現象においてさえ、しばしば同様のことが言えます。湿気を考慮しなければ、変換のカギとなる係数を導き出すことなど到底不可能です。

最後に、光の強度に基づいた変換計算は、温度の影響を無視することから無効であると言えます。促進試験機では幅広い温度選択が可能であり、また屋外暴露でも幅広い温度条件に曝されます。温度は光分解の速度に多大な影響を与えます。我々の実験では、促進試験機において試験温度10度の上昇が劣化速度に倍の違いをもたらすケースも確認されています。

より詳細な情報は、Q-LabコーポレーションのテクニカルニュースLU-8030の「試験所および屋外暴露試験の時間数計算にジュールを使用したことによる誤差」をご参照下さい。

テクニカルニュースLU-0833でより詳細な情報をご参照下さい。

Q: なぜ耐候性あるいは耐光性試験をする必要があるのでしょうか? どんな投資収益が期待できますか?

耐候(光)性試験の大きな見返り:多くの場合、耐候(光)性試験はその投資に対して大きな利益をもたらします。ここに、比較的手頃な費用での試験から得られる利益の一部をご紹介します。

大誤算を回避:新製品や配合改良した製品は、日光や天候の影響を受けて非常に早く不良を招くことがあります。これを避ける一番の方法は、市場に出す前に試験することです。すでに市場において確立された製品でさえ、製造バッチに不備があったり、あるいは構成素材の貨物の一部が粗悪なものだったことによって問題が起きることがあります。新製品や業界で大々的に失態を招いた製品バッチの回収コストはどれほどになりますか?

材料コストを大幅にセーブ:例えば、より低コストの顔料、あるいは同じ顔料でもより低コストなサプライヤーの製品など、もしかすると製造されている製品はより安価な材料でも大して耐久性に違いが出ないかもしれません。もしかすると高額な添加物の量を減らしても、同様の性能を得られるかもしれません。またあるいは、完全に新しいポリマーの使用によって製品の耐久性に影響を及ぼすことなくコスト削減が実現できるかもしれません。その答えを知る唯一の方法は試験しかありません。材料コストにおける1%の節約は、どれほどの価値があるものですか?5%、あるいは10%ではどうでしょう?

新市場への参入:新市場へ参入するには、耐久性に対する顧客の期待に応える必要があります。求められる耐久性を有した製品であることを天に願うこともできれば、試験して確かめることもできます。もし製品の耐久性にさらなる開発が必要だと分かれば、その改良のために試験という手立てを使うこともできますし、新市場参入に求められる耐久性を達成できるまで、改良と再試験を重ねることが可能です。新市場参入が可能になることの財政価値はいかほどのものでしょうか?

既製品改良/拡大:比較的小さな変化、例えば新しい色の採用などでも耐光性には大きな影響を与えることがあります。製品ラインに大きな変化をもたらす可能性のあるこのような小規模の改良をうまく成功に結びつけるには、試験によってその耐久性を評価する必要があります。耐久性に傷をつけることなく、製品ラインを拡大する価値はどれほどありますか?

製品耐久性の改善:材料や素材の小さな変化が耐久性を大きく改善することはよくあることです。弊社の顧客企業は多くの場合、コストを上げることなく、耐久性を飛躍的に向上させています。これを実現する唯一の方法は、異なる材料や材料の組み合わせを試験することです。より耐久性の高い製品を作る価値はどれほどありますか?

保証クレームの減少:保証クレームのコストはいくらくらいかかっていますか?保証クレーム率を低下させることでどれくらいの節約になりますか?

サプライヤーの主張を実証:各サプライヤーは、自分たちの製品がコストと耐久性のベストの組み合わせを実現していると真に信じています。そしてそれは恐らく、それぞれ間違っていない主張でしょう―特定の条件の組み合わせにおいて。サプライヤーにとって「妥当」とされるものが、貴方の製品にとって妥当だとどう分かるのでしょうか?貴方が求める特定の要件にふさわしいサプライヤーを見分けるには、自社の試験所や研究室で、あるいはQ-Labのような独立した第三者組織で、サプライヤーを一社ずつ試験する必要があります。

市場シェアの拡大:より耐久性に優れた製品は、競合企業を抑えた市場シェアの拡大にもつながります。しかし、耐久性を試験することなく、より優れた耐久性の製品開発を行うことはできません。

政府の規制に先行したアクション:  環境や安全に関する規制は、多くの実証済み原料の使用をどんどん高額なものにしています。そして毎年、規制の対象となる材料は増え続けています。環境に優しい材料を使った製品改良が今、生き残りのカギとなっているのです。これらの新原料には耐久性に影響を与えないものもあれば、中には低下させるものもあります。確信を得る唯一の手立ては試験することです。高コストにつながる規制を回避する材料を選ぶことで、どれほどの節約ができるでしょうか?もし新規制によって耐久性が乏しい代替素材や高額の素材を使うことを余儀なくされたら、そこで発生するコストはどれほどになりますか?

競合に勝つ:材料におけるイノヴェーションの速度は加速するばかりです。日々、より優れた安価な素材が登場しています。利用しなければ、他の企業が先手を打ちます。これらの素材を評価する唯一の方法は試験することです。競合企業よりも先に新素材を利用する価値は?そして、後を追う立場に置かれるコストとは?

ブランドの評判を高める:今日市場に売り出している製品は、企業のずっと先の将来の評判に影響を与えます。市場における未熟な失敗は、今後何年も企業の名に付きまとうことになります。その一方で、一貫した耐久性を持つ製品は、その製品寿命を通して企業やブランドのクオリティを証明する広告的役割を果たします。耐久性試験への投資は、その他の投資には真似できない方法で企業の評判を守り、高めることができます。お客様にとって高い評判とはどれほどの価値を持つものですか?

耐久性水準の遵守を保証:顧客によっては、製品購入の事前条件として耐光性試験データを要求します。その場合には、自社の試験所や研究室での試験、あるいは独立した試験所での委託試験を通して試験データを取得しない限り、全く製品の販売ができないことになります。

Q: 一度も耐候性試験を行ったことはないのですが、今回試験のためにいくつか試料を送りたいと思っています。どうすれば良いですか?

試験を実施する準備はできているけれど、初めてでその手順が分からないという方でも心配することはありません。手順はいたってシンプルです。ただし、スムース且つ迅速に事を運ぶために、いくつか覚えておいて頂きたい重要点があります.

まず最初のステップは弊社にご連絡を頂くこと。初めてのお問い合わせであれば、電話とEメールのどちらでも構いません。新規のサービスを希望される場合、フロリダのQ-Lab社[+1 (305) 245-5600]までお問い合わせ頂くのが一番です。受付係に新規試験について相談したい旨をお伝え下さい。Eメール(q-lab@q-lab.com)でご連絡を頂き、追って弊社からのお電話を希望される場合には、以下のような情報も明記して頂ければ弊社のほうで準備を整えるのに助かります。
  • 対象の製品とその素材や成分
  •  製品の最終用途と予想される使用ロケーション
  • 予想される耐久期間と考えられる劣化現象
  • 試験を行う目的

すぐに弊社のカスタマーサービス担当者から連絡を差し上げるか、お話をさせて頂きます。我々が目標としているのは、お客様のニーズに合った最適な試験方法を決定することです。このお話の中では、以下のようなより詳細な質問をさせて頂くことになります:

  • 試験の目的は仕様に適合させるため、それとも耐久性改善のためですか?
  • 試験予算はどれくらいですか?
  • 試験を通して知りたい情報は何ですか?
  • どれくらいの試験期間を見ていますか?

促進および屋外試験の両方で採用可能なオプションを比較し、お客様にとって最適な耐候性試験、あるいはその組み合わせが何かを共に決定していきます。最終的に弊社とお客様との間で以下の点について同意を固めることになります:

  • 使用する試験手法と暴露法の種類
  • 試験対象となる試料の数量
  • 試料の寸法と試験におけるその適合性
  • 評価や測定の種類と頻度
  • 合計暴露時間/期間と合間の暴露中断の必要性
  • 試験費用の支払い方法

これが全て整ったところで、弊社担当者が試験の全パラメーターを含むコスト見積もりを用意します。これにより、弊社が提供する試験が確定され、お客様のほうで試験にかかる費用の見当がつきます。試験プログラムの変更を希望される場合は、再度ご連絡頂き、その旨をお伝えください。追って新たな試験プログラムおよび見積もり書をご用意いたします。

試験プログラムと費用内容について全ての合意が固まったら、早速Q-Labへ試料を送って頂くことになります。通常、試験が行われる試験所へ直接試料を送って頂いて問題ありません。試料と同梱して頂くか、別途送って頂く必要のあるものが数点あります。必要なのは、注文書と試験対象の試料のリストです。注文書、あるいは試験費用の前払いを頂くまではチェックイン手続きを進めることができません。加えて、製品商標を直接弊社のコンピューターシステムに移行するため、できればスプレッドシート形式の完全な製品IDリストもお送り頂く必要があります。これによって全体の工程を迅速化し、エラーの可能性を減らします。試験情報を別送される場合は、試料とご注文をリンクできるよう、荷物にカバーレターあるいはメモ書きを付けて頂きますようお願い致します。

試験のセットアップを行う工程を「チェックイン」と呼び、何か情報に不足がある場合には、この段階でお客様にご連絡をする必要が生じる場合がございます。弊社では、必要な情報全てと注文書が揃った状態で、試料の到着後できるだけ速やかに暴露を開始することを目標としています。試料の暴露が開始するとまもなく、弊社からお客様用ウェブサイト(www.myweathertest.com)へのお客様のユーザーアカウントとパスワードをお送り致します。お客様の試験に関する全記録やレポートはこのウェブサイトから入手することができます。

試験のセットアップ中に何か質問が生じた場合には、いつでもフロリダ、アリゾナ、あるいはオハイオ州にあるQ-Lab社の中からご都合の良いカスタマーサービスへご連絡頂けます。試験開始以降は担当のカスタマーサービス員にご連絡頂くか、試験を行っている試験所の技術員に直接お問い合わせ頂くことが可能です。

弊社のサービスに関して何かご意見がありましたら、是非お知らせ下さい。または弊社ウェブサイトのカスタマーサービスご意見ページもご利用頂けます。

 

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Q-Lab 電話番号

USA: +1-440-835-8700
Florida と Arizona Test Services: +1-305-245-5600
UK/Europe: +44-1204-861616
Germany: +49-681-857470
China: +86-21-5879-7970

 
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