DE2816548A1

DE2816548A1 - Verfahren zur pruefung der wetterbestaendigkeit von proben

Info

Publication number: DE2816548A1
Application number: DE19782816548
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Chem Dr Baumgaertel; Martin Dipl Chem Boysen; Guenter Dipl Chem Thomas
Original assignee: Deutsche Solvay Werke GmbH
Current assignee: Cavity GmbH
Priority date: 1978-04-17
Filing date: 1978-04-17
Publication date: 1979-10-25

Description

"verfahren zur Prüfung der Wetterbeständigkeit
von Proben'i (Zusatz zu Patent ...(Patentanmeldung P 24 23 052.2) Die Erfindung nach dem Hauptpatent ...(Patentanmeldung P 24 23 052.2) betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Prüfung der Wetterbeständigkeit von Proben im Freien, wobei die auf einem Prüfgestell bzw. Probenträger, das bzw.
der ggf. mit Halterungen bzw. Befestigungsvorrichtungen versehen ist, aufgebrachten bzw. befestigten Proben während des Tages der natürlichen Globalstrahlung und den Witterungseinflüssen ausgesetzt ist und ist dadurch gekennzeichnet, daß zur beschleunigten Prüfung die Proben während der Dämmerung, Dunkelheit bzw. der Nacht einer künstlichen optischen Bestrahlung einer oder mehrerer Strahlenquellen, die auch ultraviolette bzw. superaktinische Strahlung abgeben und während der gesamten Prüfdauer den üblichen Klimaeinflüssen eines Freiluftklimas ausgesetzt sind.
Gemäß der Erfindung nach dem Hauptpatent werden die Bewitterungsprüfungen im Freien beschleunigt durchgeführt, um bereits nach einer bestimmten Zeit eine annähernd zutreffende Voraussage über das Langzeitverhalten der Probekörper zu erhalten. Insbesondere wird die Dunkelheitsperiode in der Nacht dazu benutzt, die Probekörper den Einwirkungen einer künstlichen optischen Strahlung einer oder mehrerer Strahlenquellen auszusetzen, um die Prüfzeit abzukürzen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die durch das Verfahren und durch die Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent bewirkte Beschleunigung der Alterung der Probekörp gegenüber der no-rmalen Freibewitterung, wo dieselben unter einem Winkel von 45 ° zur Horizontalen nach- Süden ausgerichtet sind, noch zu-langsam erfolgt. Die Ursachen sind vermutlich folgende: Die Lufttemperaturen sind am Tage höher alls in der Nacht. Außerdem enthält die direkte Sonnenstrahlung einen hohen-Anteil an Infrarotstrahlung. Die bisher verwendeten Strahlenquellen, die auch ultraviolette bzw. superaktinische Strahlun-g abgeben, bewirken mit ihrem Anteil an energiereichen UV-Quanten.eine Zerstörung der Probenoberfläche bzw. eine Spaltung der-Kunststoffmoleküle der Proben aus Kunststoffen.
Die hierbei entstehenden Zerfallsprodukte bzw. Bruchstücke~ (Radikale) reagieren-jedoch während der Dunkelheit bzw. der Nacht, wo die Probekörper eine tiefere Temperatur aufweisen, anders (z.B. mit Luftsauerstoff oder mit Feuchtigkeit) als bei direkter Sonnenbestrahlung bzw. während der Tagesstùnden, wo die Probentemperatur höher liegt-.
In den üblichen Bewitterungsgeräten -(z.B. Xenotest-Gerät oder Weather/O-Meter-Gerät) ist jedoch der Anteil der IR-Strahlung zu hoch, so daß die Probenkörper zu stark aufgeheizt werden. Es laufen dabei in diesen Geräten Alterungsvorgänge ab, die für das Klima in den gemäßigten Breiten in keiner Weise typisch sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, das Verfahren und die Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent <Patentanmeldung P 24 23 052.2) so zu verbessern, daß der bisher für die beschleunigte Freibewitterungsprüfung zur Erzielung zutreffender Voraussagen über das Langzeitverhalten der Probekörper erforderliche Zeitraum noch weiter herabgesetzt werden kann, ohne daß jedoch diese Voraussagen eine qualitative Verschlechterung erfahren.
Gemäß der Erfindung besteht das Verfahren darin, daß während der Dämmerung, Dunkelheit bzw. der Nacht und/oder beim Absinken der Probentemperatur unter 18 OC, vorzugsweise unter 10 °C, Uie Proben zusätzlich beheizt oder einer oder mehreren Strahlenquellen, welche vorwiegend infrarote Strahlung abgeben, ausgesetzt werden.
Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform wird dabei die Stärke der Bestrahlung der Infrarotstrahler unter Verwendung eines oder mehrerer Temperaturfühler, die in der Ebene der Probekörper angebracht und mit einem elektrischen Regelgerät verbunden sind, auf ein bestimmtes Temperaturintervall eingestellt. Hierdurch wird eine zu starke Aufheizung der Proben, welche die Aussagekraft der Freibewitterungsprüfung verfälschen kann, vermieden. Vorteilhaft wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Bestrahlungsstärke der Infrarotstrahler so geregelt, daß die Oberflächentemperatur der bestrahlten Probekörper während der künstlichen Bestrahlungsperiode auf mindestens 18 OC bis höchstens 28 OC gehalten wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Prüfung der Wetterbeständigkeit von Proben, ist, ausgehend von der Vorrichtung nach dem Hauptpatent ...(Patentanmeldung P 24 23 052.2) dadurch gekennzeichnet, daß sie oberhalb, unterhalb oder seitlich von den Probekörpern zusätzlich eine oder mehrere Heizvorrichtungen, vorzugsweise Infrarotstrahler, aufweist. Hierbei können die Träger für die Heizvorrichtungen, vorzugsweise Infrarotstrahler, gleichzeitig als Träger für die Bestrahlungsvorrichtuna der künstlichen optischen Bestrahlung dienen. Nach einer anderen Ausführungsform sind die Heizvorrichtungen, vorzugsweise Infrarotstrahler, an einem oder mehreren, getrennten Trägern in einem bestimmten Abstand zu den Proben angebracht.
Zwecks Steuerung der auf die Proben auftreffenden Bestrahlungsstärke der Heizvorrichtungen sind eine oder mehrere Temperaturfühler in der Ebene oder in der Nähe der Ebene der Probekörper angeordnet und stehen mit einem elektrischen Regelgerät in Verbindung.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Infrarotstrahler bzw. die Heizvorrichtungen von einem reflektierenden Schirm teilweise derart umgeben, daß der nicht unmittelbar auf die Proben auftreffende Teil der Wärmestrahlen reflektiert und auf-die Proben zurückgeworfen wird.
In der beigefügten Zeichnung ist in Seitenansicht eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Weiterentwicklung der Vorrichtung gemaß Hauptpatent ...(Patentanmeldung P 24 23 052.2) gezeichnet. Hierin bedeuten die Ziffern (1): Strahlenquellen für ultraviolette bzw. superaktinische Strahlung (2): Wärmestrahler, vorzugsweise IR-Strahler (3): Reflektor (4): Probenträger bzw. Prüfgestell (5): Proben (6): Temperaturfühler (7): Regelgerät für (2)

Claims

Patentansprüche: 3 Verfahren zur Prüfung der Wetterbeständigkeit von Proben im Freien, wobei die auf einem Prüfgestell bzw. Probenträger, das bzw. der ggf. mit Halterungen bzw. Befestigungsvorrichtungen versehen ist, aufgebrachten bzw. befestigten Proben während des Tages der natürlichen Globalstrahlung und den Witterungseinflüssen ausgesetzt und während der Dämmerung, Dunkelheit bzw. der Nacht einer künstlichen optischen Bestrahlung einer oder mehrerer Strahlenquellen, die ultraviolette bzw. superaktinische Strahlung abgeben, und während der gesamten Prüfdauer den üblichen Klimaeinflüssen eines Freiluftklimas ausgesetzt sind, gemäß Patent (Patentanmeldung P 24 23 052.2), dadurch gekennzeichnet, daß während der Dämmerung, Dunkelheit bzw. der Nacht und/oder bei dem Absinken der Probentemperatur unter 18 OC, vorzugsweise unter 10 °C, die Proben zusätzlich beheizt, vorzugsweise der Einwirkung einer oder mehrerer Strahlenquellen, die vorwiegend infrarote Strahlung abgeben, ausgesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlungsstärke der Strahlenquellen,vorzugsweise Infrarotstrahler, unter Verwendung eines oder mehrerer Temperaturfühler, die in der Ebene der Probekörper angebracht sind, und mit einem damit verbundenen elektrischen Regelgerät auf ein bestimmtes Temperaturintervall eingestellt werden.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, -daß die Bestrahlungsstärke der Strahlenquellen, vorzugsweise Infrarotstrahler, so geregelt wird, daß die Oberflächentemperatur der bestrahlten Probekörper auf eine Temperatur von mindestens 18 OC bis höchstens 28 OC während der künstlichen Bestrahlungsperiode eingestellt wird.
LI. Vorrichtung zur Prüfung der Wetterbeständigkeit von Proben im Freien5 bestehend aus einem Prüfgestell bzw. einem Probenträger, der ggf. mit Halterungen zur Befestigung der Proben versehen ist, wobei das Prüfgestell bzw. der Probenträger und ein bzw. mehrere Träger für die Bestrahlungsvorrichtung mit einer Führungs- und/oder Antriebsvorrichtung bzw. Motor versehen sind und von diesem direkt oder indirekt antreibbar sind, daß der bzw. die Träger für die Bestrahlungsvorrichtung mit solchen Strahlenquellen versehen sind, die auch ultraviolette bzw. superaktinische Strahlen abgeben und daß das Prüfgestell bzw. der Probenträger und/oder die Träger für die Bestrahlungsvorrichtung mittels dieser Führungs-und/oder Antriebsvorrichtung bzw. Motor in Richtung einer gewünschten Bestrahlungsstellung, insbesondere bei Eintritt der Abenddämmerung aufeinanderzu und bei Eintritt der Morgendämmerung voneinanderweg, bewegbar angeordnet sind, gemäß Patent ...(Patentanmeldung P 24 23 052.2), dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb, unterhalb oder seitlich von den Proben eine oder mehrere Heizvorrichtungen, vorzugsweise Infrarotstrahler, angebracht sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Träger für die Bestrahlungsvorrichtung gleichzeitig Träger für eine oder mehrere Heizvorrichtungen, vorzugsweise einen oder mehrere Infrarotstrahler, ist bzw. sind, oder daß zusätzlich ein oder mehrere Träger für die Heizvorrichtung bzw. Infrarotstrahler angebracht sind, die die Heizvorrichtung bzw. Heizvorrichtungen, vorzugsweise Infrarotstrahler, in einem bestimmten Abstand zu den Proben halten.
6. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Temperaturfühler. in der Ebene oder in der Nähe der Ebene der Probekörper angeordnet ist bzw. sind und mit einem elektrischen Regelgerät in Verbindung steht bzw. stehen.
7. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlungsvorrichtung und/oder Heizvorrichtung von einem reflektierenden Schirm teilweise umgeben ist bzw. sind, der den Teil der Strahlen, der nicht auf die Proben unmittelbar auftritt, reflektiert und auf die Proben zurückwirft.