Door: FHI, Federatie van Technologie Branches In oktober 2021 hebben we met de werkgroep Klimaat een start gemaakt met een nieuw onderwerp namelijk UV/ Solar testen. De tweede bijeenkomst met betrekking tot dit onderwerp is bij Accell Group in Heerenveen. We zijn hier ontvangen met een heerlijke lunch en bovendien een hele mooie locatie voor de werkgroep Klimaat om samen te komen! Dank voor deze uitnodiging!
Voorstelronde
Sommige deelnemers sluiten bij deze bijeenkomst voor de eerste keer aan. Daarom wordt er een voorstelrondje gedaan waarbij iedereen de gelegenheid heeft om zichzelf te introduceren.
Bespreken test plan (Marcel van Doesburg – Eurofins Materials Science Netherlands)
Tijdens deze presentatie is besproken wat het verschil is “verwering” en “solar testen”. Verwering is het effect van weer en klimaat op materialen en producten terwijl bij solar testing alleen gekeken wordt naar de effecten van zonlicht.
Voor het uitvoeren van artificial weathering tests zijn er veel variabelen die gecontroleerd kunnen worden.
Denk hierbij aan
- Stralingsintensiteit
- Spectrale stralings distributie
- Temperatuur oppervlakte samples of referentie
- Temperatuur testkamer
- Relatieve luchtvochtigheid testkamer
- Cycles (droog/regen of licht/donker)
- Calibratie van equipment
- Indoor/ outdoor (filters)
- Backed/ open backed
- Testduur
Vervolgens hebben we een gedeelte uit de MIL-STD-810G besproken. Detailed guidance on solar radiation testing. Hierbij is een onderscheidt gemaakt tussen de effecten die kunnen optreden ten gevolge van zonlicht.
Twee soorten effecten treden er op:
- Warmte effecten
- Actinische effecten (photo degradation))
Deze standaard is erg gedetaileerd en maakt een goede translatie van werkelijke omgevingscondities naar laboratorium testen. De uitvoering van deze testen is niet altijd eenvoudig en vraagt soms om “tailor-made solutions”.
Voor het opstellen van de juiste solar test is het belangrijk om het klimaat te karakteriseren waar een product wordt gebruikt. Hiervoor kan er gebruik gemaakt worden van diverse landkaarten. Zo zijn er kaarten waar de horizontale solar radiation wordt aangegeven (Solargis) en kaarten waarbij het klimaat wordt gedefinieerd m.b.v. een 3 letterige codering (hanschen koppen).
Er kan onderscheidt worden gemaakt tussen UV-A/B testen en Solar testen. UV testen zijn geschikt om materialen snel te laten degraderen. De hoeveelheid UV-straling is veel hoger dan in zonlicht. Het nadeel is dat er geen goede correlatie met de levensduur van een product kan worden gemaakt omdat het spectrum niet op zonlicht lijkt. Er ontbreken heel veel golflengtes. Solar testen hebben wel een goede correlatie met de levensduur van een product maar dat betekent wel vaak een langere testtijd.
Binnen de werkgroep gaan we een aantal veldtesten en laboratorium testen uitvoeren. Met de data uit deze testen zal er gekeken worden naar een correlatie tussen de diverse testen.
De diverse deelnemers aan deze testen zullen zelf een verificatieprotocol opstellen voor de samples welke ze zelf aanleveren. Denk hierbij kleurpuntsmetingen, treksterkte, buigtesten en visuele inspectie.
Ervaringen solar testen producten Accell (Frits van der Galiën)
Kenmerken van veroudering/ verwering
- Color change
- Fading
- Gloss loss
- Strength loss
- Degradation
- Cracking
- Peeling
- Chalking
Voor het uitvoeren van Solar testen wordt er gebruik gemaakt van de standaard ISO4892-2. Deze testen worden uitgevoerd met Q-Sun Xenon Test Chamber Model Xe-3.
Vaak worden er kleurpuntsmetingen gedaan op de diverse samples. Kleur en beleving van kleur is vaak een subjectief gegeven. Kleuren kunnen echter worden gemeten volgens de zogenaamde CIE-lab methode. Hierbij worden de kleuren geïdentificeerd aan de hand van hun “L” waarde (grijswaarde), “a” waarde (positie tussen rood en groen) en de “b” waarde (positie tussen blauw en geel). Wanneer de positie van een kleur is bepaald is het mogelijk om de “afstand” tot een tweede kleur te bepalen, met andere woorden het kleurverschil. Kleursverschillen worden uitgedrukt in ΔE. Hiervoor wordt een colorimeter gebruikt.
Daarnaast wordt ook gebruik gemaakt van de ISO Blue wool standards. Met deze methode wordt gekeken welke van de acht stroken op de blauwwollen standaardkaart in dezelfde mate is verkleurd.
|
|
Degree of fading |
Light fastness |
|
Grade 8 |
None |
Outstanding |
|
Grade 7 |
Very slight |
Excellent |
|
Grade 6 |
Slight |
Very good |
|
Grade 5 |
Moderate |
Good |
|
Grade 4 |
Appreciable |
Moderate |
|
Grade 3 |
Significant |
Fair |
|
Grade 2 |
Extensive |
Poor |
|
Grade 1 |
Very extensive |
Very poor |
 Voor de solar test |
 Na de solar test |
Na deze presentatie hebben we een rondleiding gehad bij het Accell Group Reliability lab. Hierbij zijn diverse mechanische testen en Solar systemen aan bod gekomen.
Boudwijn Jacobs (Signify) is in de volgende presentatie dieper ingegaan op UV testing binnen Signify, wat voor standaarden er beschikbaar zijn over dit onderwerp, en belangrijke tools voor dit soort testen. De zogenoemde “irradiance maps” laten duidelijk zien dat er een 1-op 1 relatie is tussen de hoeveelheid solar radiation en UV radiation hier op aarde. We kunnen hier 3 typen gebieden in onderscheiden:
High severity, relative weight 1.3: South West of USA, Mexico, Australia, North of Africa;
Moderate severity, rated 1 by default. 1700 kW.h/m² is used as annual horizontal irradiation:
South of Europe, Mid part of USA, India, East of China
Low severity, relative weight 0.7: Central and North Europe, North of USA and Canada, China
Er zijn veel standaarden beschikbaar die informatie kunnen geven voor het uitvoeren van een UV/ Solar of weathering test. Hieronder een opsomming van een aantal beschikbare standaarden.
ASTM G154 Standard Practice for Operating Fluorescent Ultraviolet (UV) Lamp
Apparatus for Exposure of Non-metallic Materials ≡ ISO 4892-3
ASTM G155 Standard Practice for Operating Xenon Arc Light Exposure of NonMetallic Materials ≡ ISO 4892-2
IEC 60068-2-5 Ed. 3.0 en:2018 – Simulated Solar Radiation at Ground Level
ISO 13468-1 Plastics -- Determination of the total luminous transmittance of
transparent materials -- Part 1: Single-beam instrument.
ISO 4892-2 Plastics - Methods of exposure to laboratory light sources -- Part
2: Xenon-arc lamps
ISO 4892-3 Plastics -- Methods of exposure to laboratory light sources -- Part
3: Fluorescent UV lamps
MIL-C-48497A Military specification on durability requirements for coatings.
SEPAP 12/24 Photovieillissement accéléré en SEPAP adapted by the French
National Center for Photoprotection Assessment (CNEP).
UL 4599 Resistance of Plastics to Chemical Reagents, equivalent to ASTM
D543
Twee manieren laten zien om de vergeling van transparante materialen te bepalen:
Methode A: Yellow Index hierbij wordt gekeken naar het verschil in transmissie coefficient tussen metingen bij 450 en 550 nm.
Methode B: transmissie bij een bepaalde golflengte. Hierbij wordt gekeken naar de absolute transmissie bij een bepaalde golflengte.
Vergelingseffecten van transparante materialen
Tot slot heeft Harry Roossien (R2R) een kort overzicht gegeven van de problemen die hij is tegengekomen bij bepaalde producten. Veel voorkomende issues zijn het bros worden van materialen en het verkleuren. Dit roept ook vragen op wat is het faalmechanisme wat hierbij optreedt en hoe kunnen we dit achterhalen. Er zijn veel technieken beschikbaar om het faalmechanisme te achterhalen. Als dit helder is kan er ook makkelijker naar een oplossing van het probleem worden gezocht.
Met deze toelichting zijn we aan het eind gekomen van onze bijeenkomst. We hebben de nodige afspraken gemaakt voor het uitvoeren van de field testen en gaan dit de komende periode een goed vervolg geven.
De volgende bijeenkomst zal naar verwachting plaatsvinden in september bij Thales Hengelo. Alvast bedankt voor de uitnodiging . Tot gauw bij de volgende PLOT ledenbijeenkomst!
