Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 2: Xenon-arc lamps

ISO 4892-2:2013 specifies methods for exposing specimens to xenon-arc light in the presence of moisture to reproduce the weathering effects (temperature, humidity and/or wetting) that occur when materials are exposed in actual end-use environments to daylight or to daylight filtered through window glass.

Plastiques — Méthodes d'exposition à des sources lumineuses de laboratoire — Partie 2: Lampes à arc au xénon

L'ISO 4892-2:2013 spécifie des méthodes pour l'exposition d'éprouvettes à des sources lumineuses à arc au xénon, en présence d'humidité, pour reproduire les effets de vieillissement (température, humidité et/ou mouillage) qui se produisent lorsque des matériaux sont exposés, dans des environnements d'utilisation finale réels, à la lumière du jour et à la lumière du jour filtrée à travers un vitrage de fenêtre.

General Information

Status
Published
Publication Date
27-Feb-2013
Current Stage
9093 - International Standard confirmed
Start Date
29-Jun-2018
Completion Date
29-Jun-2018
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ISO 4892-2:2013 - Plastics -- Methods of exposure to laboratory light sources
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ISO 4892-2:2013 - Plastiques -- Méthodes d'exposition a des sources lumineuses de laboratoire
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4892-2
Third edition
2013-03-01
Plastics — Methods of exposure to
laboratory light sources —
Part 2:
Xenon-arc lamps
Plastiques — Méthodes d’exposition à des sources lumineuses de
laboratoire —
Partie 2: Lampes à arc au xénon
Reference number
ISO 4892-2:2013(E)
ISO 2013
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 4892-2:2013(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2013

All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form

or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior

written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of

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Published in Switzerland
ii © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO 4892-2:2013(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 1

4 Apparatus ..................................................................................................................................................................................................................... 2

4.1 Laboratory light source ................................................................................................................................................................... 2

4.2 Test chamber ............................................................................................................................................................................................ 4

4.3 Radiometer ................................................................................................................................................................................................. 5

4.4 Black-standard/black-panel thermometer ..................................................................................................................... 5

4.5 Wetting and humidity-control equipment ...................................................................................................................... 5

4.6 Specimen holders ................................................................................................................................................................................. 5

4.7 Apparatus to assess changes in properties .................................................................................................................... 6

5 Test specimens........................................................................................................................................................................................................ 6

6 Exposure conditions ......................................................................................................................................................................................... 6

6.1 Radiation ...................................................................................................................................................................................................... 6

6.2 Temperature .............................................................................................................................................................................................. 6

6.3 Relative humidity of chamber air ........................................................................................................................................... 7

6.4 Spray cycle .................................................................................................................................................................................................. 7

6.5 Cycles with dark periods ................................................................................................................................................................ 8

6.6 Sets of exposure conditions ......................................................................................................................................................... 8

7 Procedure..................................................................................................................................................................................................................... 9

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 9

7.2 Mounting the test specimens ...................................................................................................................................................... 9

7.3 Exposure ....................................................................................................................................................................................................... 9

7.4 Measurement of radiant exposure ......................................................................................................................................... 9

7.5 Determination of changes in properties after exposure ..................................................................................... 9

8 Exposure report .................................................................................................................................................................................................... 9

Annex A (informative) Filtered xenon-arc radiation — Relative spectral irradiance ....................................10

Annex B (normative) Additional exposure cycles ................................................................................................................................11

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................13

© ISO 2013 – All rights reserved iii
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ISO 4892-2:2013(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International

Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.

Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies

casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 4892-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 6, Ageing,

chemical and environmental resistance.

This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 4892-2:2006), which has been technically

revised. It also cancels and replaces the Amendment ISO 4892-2:2006/Amd.1:2009.

ISO 4892 consists of the following parts, under the general title Plastics — Methods of exposure to

laboratory light sources:
— Part 1: General guidance
— Part 2: Xenon-arc lamps
— Part 3: Fluorescent UV lamps
— Part 4: Open-flame carbon-arc lamps
iv © ISO 2013 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 4892-2:2013(E)
Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources —
Part 2:
Xenon-arc lamps
1 Scope

This part of ISO 4892 specifies methods for exposing specimens to xenon-arc light in the presence

of moisture to reproduce the weathering effects (temperature, humidity and/or wetting) that occur

when materials are exposed in actual end-use environments to daylight or to daylight filtered through

window glass.

Specimen preparation and evaluation of the results are covered in other International Standards for

specific materials.
General guidance is given in ISO 4892-1.
NOTE Xenon-arc exposures of paints and varnishes are described in ISO 11341.
2 Normative references

The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are

indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated

references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 4582, Plastics — Determination of changes in colour and variations in properties after exposure to

daylight under glass, natural weathering or laboratory light sources

ISO 4892-1, Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 1: General guidance

ISO 9370, Plastics — Instrumental determination of radiant exposure in weathering tests — General

guidance and basic test method
3 Principle

3.1 A xenon arc, fitted with filters, is used to simulate the relative spectral irradiance of daylight in the

ultraviolet (UV) and visible regions of the spectrum.

3.2 Specimens are exposed to various levels of light, heat, relative humidity and water (see 3.4) under

controlled environmental conditions.
3.3 The exposure conditions are varied by selection of
a) the light filter(s);
b) the irradiance level;
c) the temperature during exposure to light;

d) the relative humidity in the chamber during light and dark exposures, when exposure conditions

requiring control of humidity are used;
e) the way the test specimens are wetted (see 3.4);
© ISO 2013 – All rights reserved 1
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ISO 4892-2:2013(E)
f) the water temperature and wetting cycle;
g) the relative lengths of the light and dark periods.

3.4 Wetting is produced by spraying the test specimens with demineralized/deionized water, by

immersion in water or by condensation of water vapour onto the surfaces of the specimens.

3.5 The procedure includes measurements of the UV irradiance and UV radiant exposure in the plane

of the specimens.

3.6 It is recommended that a similar material of known performance (a control) be exposed

simultaneously with the test specimens to provide a standard for comparative purposes.

3.7 Intercomparison of results obtained from specimens exposed in different apparatus should not be

made unless an appropriate statistical relationship has been established between the apparatuses for the

particular material exposed.
4 Apparatus
4.1 Laboratory light source
4.1.1 General

The light source shall comprise one or more quartz-jacketed xenon-arc lamps which emit radiation from

below 270 nm in the ultraviolet through the visible spectrum and into the infrared. In order to simulate

daylight, filters shall be used to remove short-wavelength UV radiation (method A, see Table 1). Filters

to minimize irradiance at wavelengths shorter than 310 nm shall be used to simulate daylight through

window glass (method B, see Table 2). In addition, filters to remove infrared radiation may be used to

prevent unrealistic heating of the test specimens, which can cause thermal degradation not experienced

during outdoor exposures.

NOTE Solar spectral irradiance for a number of different atmospheric conditions is described in CIE Publication

No. 85. The benchmark daylight used in this part of ISO 4892 is that defined in Table 4 in CIE No. 85:1989.

4.1.2 Spectral irradiance of xenon-arc lamps with daylight filters

Filters are used to filter xenon-arc emissions in order to simulate daylight (CIE Publication No. 85:1989,

Table 4). The minimum and maximum levels of the relative spectral irradiance in the UV wavelength

range are given in Table 1 (see also Annex A).
2 © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO 4892-2:2013(E)

Table 1 — Relative spectral irradiance of xenon-arc lamps with daylight filters (method A)

c de c
Spectral passband Minimum CIE No. 85:1989, Table 4 Maximum
(λ = wavelength in nm) % % %
λ < 290 0,15
290 ≤ λ ≤ 320 2,6 5,4 7,9
320 < λ ≤ 360 28,2 38,2 39,8
360 < λ ≤ 400 54,2 56,4 67,5

This table gives the irradiance in the given passband, expressed as a percentage of the total irradiance between 290 nm

and 400 nm. To determine whether a specific filter or set of filters for a xenon-arc lamp meets the requirements of this table,

the spectral irradiance must be measured from 250 nm to 400 nm. The total irradiance in each wavelength passband is then

summed and divided by the total irradiance from 290 nm to 400 nm. Typically, this is done in 2 nm increments.

The minimum and maximum limits in this table are based on more than 100 spectral irradiance measurements with

[3]

water- and air-cooled xenon-arc lamps with daylight filters from different production lots and of various ages, used in

accordance with the recommendations of the manufacturer. As more spectral irradiance data become available, minor

changes in the limits are possible. The minimum and maximum limits are at least three sigma from the mean for all the

measurements.

The minimum and maximum columns will not necessarily sum to 100 % because they represent the minima and maxima

for the measurement data used. For any individual spectral irradiance, the percentages calculated for the passbands in this

table will sum to 100 %. For any individual xenon-arc lamp with daylight filters, the calculated percentage in each passband

shall fall within the minimum and maximum limits given. Exposure results can be expected to differ if obtained using

xenon-arc apparatus in which the spectral irradiances differ by as much as that allowed by the tolerances. Contact the

manufacturer of the xenon-arc apparatus for specific spectral irradiance data for the xenon-arc lamp and filters used.

The data from Table 4 in CIE Publication No. 85:1989 is the global solar irradiance on a horizontal surface for an air

mass of 1,0, an ozone column of 0,34 cm at STP, 1,42 cm of precipitable water vapour and a spectral optical depth of aerosol

extinction of 0,1 at 500 nm. These data are target values for xenon-arc lamps with daylight filters.

For the solar spectrum represented by Table 4 in CIE No. 85:1989, the UV irradiance (between 290 nm and 400 nm) is

11 % and the visible irradiance (between 400 nm and 800 nm) is 89 %, expressed as a percentage of the total irradiance

between 290 nm and 800 nm. The percentage of the UV irradiance and that of the visible irradiance incident on specimens

exposed in xenon-arc apparatus might vary due to the number of specimens being exposed and their reflectance properties.

4.1.3 Spectral irradiance of xenon-arc lamps with window glass filters

Filters are used to filter the xenon-arc lamp emissions in order to simulate daylight which has passed

through window glass. The minimum and maximum levels of the relative spectral irradiance in the UV

region are given in Table 2 (see also Annex A).

Table 2 — Relative spectral irradiance for xenon-arc lamps with window glass filters (method B)

CIE No. 85:1989, Table 4, plus
c c
Spectral passband Minimum Maximum
effect of window glass
(λ = wavelength in nm) % %
λ < 300 0,29
300 ≤ λ ≤ 320 0,1 ≤ 1 2,8
320 < λ ≤ 360 23,8 33,1 35,5
© ISO 2013 – All rights reserved 3
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ISO 4892-2:2013(E)
Table 2 (continued)
CIE No. 85:1989, Table 4, plus
c c
Spectral passband Minimum Maximum
effect of window glass
(λ = wavelength in nm) % %
360 < λ ≤400 62,4 66,0 76,2

This table gives the irradiance in the given passband, expressed as a percentage of the total irradiance

between 290 nm and 400 nm. To determine whether a specific filter or set of filters for a xenon-arc lamp meets

the requirements of this table, the spectral irradiance must be measured from 250 nm to 400 nm. The total

irradiance in each passband is then summed and divided by the total irradiance between 290 nm and 400 nm.

Typically, this is done in 2 nm increments.

The minimum and maximum limits in this table are based on more than 30 spectral irradiance meas-

urements with water- and air-cooled xenon-arc lamps with window glass filters from different production lots

[3]

and of various ages, used in accordance with the recommendations of the manufacturer. As more spectral

irradiance data become available, minor changes in the limits are possible. The minimum and maximum limits

are at least three sigma from the mean for all the measurements.

The minimum and maximum columns will not necessarily sum to 100 % because they represent the

minima and maxima for the data used. For any individual spectral irradiance, the percentages calculated for

the passbands in this table will sum to 100 %. For any individual xenon-arc lamp with window glass filters, the

calculated percentage in each passband shall fall within the minimum and maximum limits given. Exposure

results can be expected to differ if obtained using xenon-arc apparatus in which the spectral irradiances differ

by as much as that allowed by the tolerances. Contact the manufacturer of the xenon-arc apparatus for specific

spectral irradiance data for the xenon-arc lamp and filters used.

The data from Table 4 in CIE No. 85:1989 plus the effect of window glass was determined by mul-

tiplying the CIE No. 85:1989, Table 4, data by the spectral transmittance of 3-mm-thick window glass (see

ISO 11341). These data are target values for xenon-arc lamps with window glass filters.

For the CIE No. 85:1989 plus window glass data, the UV irradiance between 300 nm and 400 nm is typ-

ically about 9 % and the visible irradiance (between 400 nm and 800 nm) is typically about 91 %, expressed as

a percentage of the total irradiance between 300 nm and 800 nm. The percentage of the UV irradiance and that

of the visible irradiance incident on specimens exposed in xenon-arc apparatus might vary due to the number

of specimens being exposed and their reflectance properties.
4.1.4 Irradiance uniformity

The irradiance at any position in the area used for specimen exposure shall be at least 80 % of the

maximum irradiance. Requirements for periodic repositioning of specimens when this requirement is

not met are described in ISO 4892-1.

NOTE For some materials of high reflectivity, high sensitivity to irradiance and temperature, periodic

repositioning of specimens is recommended to ensure uniformity of exposures, even when the irradiance

uniformity in the exposure area is within the limits so that repositioning is not required.

4.2 Test chamber

The design of the test chamber may vary, but it shall be constructed from inert material. In addition

to the controlled irradiance, the test chamber shall provide for control of temperature. For exposures

that require control of humidity, the test chamber shall include humidity-control facilities that meet

the requirements of ISO 4892-1. When required by the exposure used, the apparatus shall also include

facilities for the provision of water spray or the formation of condensate on the surface of the test

specimens, or for the immersion of the specimens in water. Water used for water spray shall meet the

requirements of ISO 4892-1.

The light source(s) shall be located, with respect to the specimens, such that the irradiance at the

specimen surface complies with 6.1.

NOTE If the lamp system (one or more lamps) is centrally positioned in the chamber, the effect of any

eccentricity of the lamp(s) on the uniformity of exposure can be reduced by using a rotating frame carrying the

specimens or by repositioning or rotating the lamps.
4 © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO 4892-2:2013(E)

Should any ozone be generated from operation of the lamp(s), the lamp(s) shall be isolated from the test

specimens and operating personnel. If the ozone is in an air stream, it shall be vented directly to the

outside of the building.
4.3 Radiometer

When a radiometer is used, it shall comply with the requirements outlined in ISO 4892-1 and ISO 9370.

4.4 Black-standard/black-panel thermometer

The black-standard or black-panel thermometer used shall comply with the requirements for these

devices given in ISO 4892-1.

The preferred maximum surface temperature device is the black-standard thermometer. The relevant

cycles are described in Table 3 and Table B.1.
4.5 Wetting and humidity-control equipment
4.5.1 General

Specimens may be exposed to moisture in the form of water spray or condensation, or by immersion.

Specific exposure conditions using water spray are described in Table 3 (see also Table B.1) and Table 4

(see also Table B.2). If condensation, immersion or other methods are used to
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 4892-2
Troisième édition
2013-03-01
Plastiques — Méthodes d’exposition
à des sources lumineuses de
laboratoire —
Partie 2:
Lampes à arc au xénon
Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources —
Part 2: Xenon-arc lamps
Numéro de référence
ISO 4892-2:2013(F)
ISO 2013
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ISO 4892-2:2013(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2013

Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée

sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur

l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à

l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
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Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés
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ISO 4892-2:2013(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Principe .......................................................................................................................................................................................................................... 1

4 Appareillage .............................................................................................................................................................................................................. 2

4.1 Source lumineuse de laboratoire ............................................................................................................................................ 2

4.2 Enceinte d’essai ...................................................................................................................................................................................... 4

4.3 Radiomètre ................................................................................................................................................................................................. 5

4.4 Thermomètre à étalon noir/à panneau noir ................................................................................................................. 5

4.5 Instrument de mouillage et de réglage de l’humidité............................................................................................ 5

4.6 Porte-éprouvettes ................................................................................................................................................................................. 6

4.7 Appareillage d’évaluation des changements de propriétés ............................................................................. 6

5 Éprouvettes d’essai ............................................................................................................................................................................................ 6

6 Conditions d’exposition ................................................................................................................................................................................ 6

6.1 Rayonnement ........................................................................................................................................................................................... 6

6.2 Température .............................................................................................................................................................................................. 6

6.3 Humidité relative de l’air de l’enceinte .............................................................................................................................. 7

6.4 Cycle de vaporisation......................................................................................................................................................................... 8

6.5 Cycles avec des périodes d’obscurité ................................................................................................................................... 8

6.6 Séries de conditions d’exposition ........................................................................................................................................... 9

7 Mode opératoire.................................................................................................................................................................................................10

7.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................10

7.2 Montage des éprouvettes d’essai .........................................................................................................................................10

7.3 Exposition.................................................................................................................................................................................................10

7.4 Mesurage de l’exposition énergétique .............................................................................................................................10

7.5 Détermination des changements des propriétés après exposition ........................................................10

8 Rapport d’exposition.....................................................................................................................................................................................11

Annexe A (informative) Rayonnement à arc au xénon filtré — Répartition spectrale ..................................12

Annexe B (normative) Cycles d’exposition supplémentaires ..................................................................................................13

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................15

© ISO 2013 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 4892-2:2013(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne

la normalisation électrotechnique.

Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives

ISO/CEI, Partie 2.

La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de

Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.

Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités

membres votants.

L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de

ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.

L’ISO 4892-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 6, Vieillissement

et résistance aux agents chimiques et environnants.

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 4892-2:2006) qui a fait l’objet d’un

révision technique. Elle annule et remplace aussi l’ISO 4892-2:2006/Amd.1:2009.

L’ISO 4892 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Plastiques — Méthodes

d’exposition à des sources lumineuses de laboratoire:
— Partie 1: Lignes directrices générales
— Partie 2: Lampes à arc au xénon
— Partie 3: Lampes fluorescentes UV
— Partie 4: Lampes à arc au carbone
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 4892-2:2013(F)
Plastiques — Méthodes d’exposition à des sources
lumineuses de laboratoire —
Partie 2:
Lampes à arc au xénon
1 Domaine d’application

La présente partie de l’ISO 4892 spécifie des méthodes pour l’exposition d’éprouvettes à des sources

lumineuses à arc au xénon, en présence d’humidité, pour reproduire les effets de vieillissement

(température, humidité et/ou mouillage) qui se produisent lorsque des matériaux sont exposés, dans

des environnements d’utilisation finale réels, à la lumière du jour et à la lumière du jour filtrée à travers

un vitrage de fenêtre.

La préparation des éprouvettes et l’évaluation des résultats sont traitées dans d’autres Normes

internationales pour des matériaux spécifiques.
Des lignes directrices générales sont données dans l’ISO 4892-1.

NOTE Les expositions à l’arc au xénon des peintures et vernis est décrite dans l’ISO 11341.

2 Références normatives

Les documents suivants, en totalité ou en partie, sont référencés de manière normative dans le présent

document et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l’édition citée

s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y

compris les éventuels amendements).

ISO 4582, Plastiques — Détermination des changements de coloration et des variations de propriétés après

exposition à la lumière du jour sous verre, aux agents atmosphériques ou aux sources lumineuses de laboratoire

ISO 4892-1, Plastiques — Méthodes d’exposition à des sources lumineuses de laboratoire — Partie 1: Lignes

directrices générales

ISO 9370, Plastiques — Détermination au moyen d’instruments de l’exposition énergétique lors d’essais

d’exposition aux intempéries — Lignes directrices générales et méthode d’essai fondamentale

3 Principe

3.1 Un arc au xénon équipé de filtres est utilisé pour simuler la répartition spectrale de la lumière du

jour dans la région des ultraviolets (UV) et la région visible du spectre.

3.2 Les éprouvettes sont exposées à différents niveaux de lumière, de chaleur, d’humidité relative et

d’eau (voir 3.4) dans des conditions environnementales contrôlées.
3.3 Les conditions d’exposition varient par la sélection
a) du ou des filtres de la lampe,
b) du niveau d’irradiance,
c) de la température durant l’exposition à la lumière,
© ISO 2013 – Tous droits réservés 1
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ISO 4892-2:2013(F)

d) de l’humidité relative de l’air de la chambre durant les expositions à la lumière et à l’obscurité,

lorsque des conditions d’exposition nécessitant le contrôle de l’humidité sont utilisées,

e) du type de mouillage des éprouvettes (voir 3.4),
f) de la température de l’eau et du cycle de mouillage, et
g) des durées relatives des périodes de lumière et d’obscurité.

3.4 Le mouillage est produit en vaporisant les éprouvettes d’essai avec de l’eau déminéralisée/déionisée,

par immersion dans l’eau ou par condensation de vapeur d’eau sur la surface exposée de l’éprouvette.

3.5 Le mode opératoire inclut le mesurage de l’irradiance et de l’exposition énergétique sur la surface

des éprouvettes.

3.6 Il est recommandé d’exposer en même temps que le matériau à soumettre à essai un matériau similaire

dont les performances sont connues (un témoin), de façon à fournir un étalon à des fins de comparaison.

3.7 Il convient de ne pas comparer les résultats obtenus à partir d’éprouvettes exposées dans différents

appareillages, sauf si une relation statistique appropriée a été établie entre les dispositifs pour le matériau

à soumettre à l’exposition.
4 Appareillage
4.1 Source lumineuse de laboratoire
4.1.1 Généralités

La source lumineuse doit être constituée d’une ou de plusieurs lampes à arc au xénon placées dans un

tube en quartz qui émettent un rayonnement allant d’une longueur d’onde inférieure à 270 nm dans la

région des ultraviolets jusque dans la région des infrarouges en passant par la région visible du spectre.

Afin de simuler la lumière du jour, des filtres doivent être utilisés pour retirer le rayonnement UV de

courte longueur d’onde (Méthode A, voir Tableau 1). Des filtres permettant de minimiser l’irradiance à

des longueurs d’onde inférieures à 310 nm doivent être utilisés pour simuler la lumière du jour à travers

un vitrage de fenêtre (Méthode B, voir Tableau 2). En outre, des filtres permettant de supprimer le

rayonnement infrarouge peuvent être utilisés pour éviter un chauffage non réaliste des éprouvettes d’essai

pouvant provoquer une dégradation thermique qui ne se produit pas durant les expositions à l’extérieur.

NOTE L’irradiance spectrale solaire pour certaines conditions atmosphériques est décrite dans la

Publication CIE n° 85. La lumière du jour de référence utilisée dans la présente partie de l’ISO 4892 est issue de la

Publication CIE n° 85:1989, Tableau 4.

4.1.2 Irradiance spectrale des lampes à arc au xénon avec filtres de la lumière du jour

Des filtres sont utilisés pour filtrer les émissions d’arc au xénon afin de simuler la lumière du jour

(Publication CIE n° 85:1989, Tableau 4). Les niveaux minimal et maximal de l’irradiance spectrale

relative dans la plage de longueur d’onde d’UV du rayonnement sont donnés dans le Tableau 1 (voir

également l’Annexe A).
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Tableau 1 — Irradiance spectrale relative pour les arcs au xénon avec des filtres de la lumière

du jour (Méthode A)
Publication CIE n° 85:1989,
c c
Bande passante spectrale Minimum Maximum
Tableau 4
(λ = longueur d’onde en nm) % %
λ < 290 0,15
290 ≤ λ ≤ 320 2,6 5,4 7,9
320 < λ ≤ 360 28,2 38,2 39,8
360 < λ ≤ 400 54,2 56,4 67,5

Ce tableau indique l’irradiance dans la bande passante donnée, exprimée sous forme de pourcentage de l’irradiance

totale de 290 nm à 400 nm. Pour déterminer si un filtre spécifique ou un ensemble de filtres pour une lampe à arc au xénon

sont conformes aux exigences de ce tableau, l’irradiance spectrale de 250 nm à 400 nm doit être mesurée. L’irradiance totale

dans chaque bande passante de longueur d’onde est alors additionnée et divisée par l’irradiance totale de 290 nm à 400 nm.

Habituellement cela est fait par incréments de 2 nm.

Les données minimales et maximales de ce tableau sont fondées sur plus de 100 mesurages d’irradiance spectrale de

lampes à arc au xénon refroidies à l’eau et à l’air, avec des filtres de lumière du jour provenant de différents lots et d’âges

[3]

divers , utilisés conformément aux recommandations du fabricant. Lorsque davantage de données relatives à l’irradiance

spectrale seront disponibles, des modifications mineures des limites sont possibles. Les données minimales et maximales

représentent au moins les limites à trois sigma par rapport à la moyenne de tous les mesurages.

Les colonnes «Minimum» et «Maximum» ne feront pas nécessairement un total de 100 % car elles représentent le

minimum et maximum pour les données de mesure utilisées. Pour toute irradiance spectrale individuelle, le pourcentage

calculé pour la bande passante dans ce tableau fera un total de 100 %. Pour toute lampe à arc au xénon individuelle avec des

filtres de la lumière du jour, le pourcentage calculé dans chaque bande passante doit se trouver dans les limites minimale

et maximale données. On peut s’attendre à obtenir des résultats d’exposition différents entre les expositions utilisant des

dispositifs à arcs au xénon dans lesquels l’irradiance spectrale diffère dans la mesure autorisée par les tolérances. Contacter

le fabricant des dispositifs à arcs au xénon pour connaître les données d’irradiance spectrale spécifiques pour les lampes à

arcs au xénon et aux filtres utilisés.

Les données du Tableau 4 de la Publication CIE n° 85:1989 sont: l’irradiance solaire totale sur une surface horizontale

avec une masse d’air de 1,0, une colonne atmosphérique d’ozone de 0,34 cm à température et pression normales, 1,42 cm de

vapeur d’eau insaturée et une profondeur optique spectrale d’extinction par aérosol de 0,1 nm à 500 nm. Ces données sont

des valeurs cibles pour les lampes à arc au xénon avec filtres de la lumière du jour.

Pour le spectre solaire représenté dans le Tableau 4 de la Publication CIE n° 85:1989, l’irradiance UV (entre 290 nm

à 400 nm) est de 11 % et l’irradiance visible (entre 400 nm à 800 nm) est de 89 % lorsqu’elles sont exprimées sous forme

de pourcentage de l’irradiance totale de 290 nm à 800 nm. Les pourcentages d’irradiance UV et visible sur les éprouvettes

exposées aux dispositifs à arcs au xénon peuvent varier en raison du nombre et des propriétés de réflexion des éprouvettes

exposées.

4.1.3 Irradiance spectrale des lampes à arc au xénon avec filtres de vitrage de fenêtre

Des filtres sont utilisés pour filtrer les émissions des lampes à arc au xénon afin de simuler la lumière

du jour au travers d’un vitrage de fenêtre. Les niveaux minimal et maximal pour l’irradiance spectrale

relative dans la plage de longueur d’onde de rayonnement UV sont donnés dans le Tableau 2 (voir

également l’Annexe A).
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ISO 4892-2:2013(F)

Tableau 2 — Irradiance spectrale pour les arcs au xénon avec filtres de vitrage de fenêtre

(Méthode B)
Publication CIE n° 85:1989,
c c
Bande passante spectrale Minimum Tableau 4 plus vitrage de Maximum
fenêtre
(λ = longueur d’onde en nm) % %
λ < 300 0,29
300 ≤ λ ≤ 320 0,1 ≤ 1 2,8
320 < λ ≤ 360 23,8 33,1 35,5
360 < λ ≤ 400 62,4 66,0 76,2

Ce tableau indique l’irradiance dans la bande passante donnée, exprimée sous forme de pourcentage de l’irradiance

totale de 290 nm à 400 nm. Pour déterminer si un filtre spécifique ou un ensemble de filtres pour une lampe à arc au xénon

sont conformes aux exigences de ce tableau, l’irradiance spectrale de 250 nm à 400 nm doit être mesurée. L’irradiance totale

dans chaque bande passante de longueur d’onde est alors additionnée et divisée par l’irradiance totale de 290 nm à 400 nm.

Habituellement cela est fait par incréments de 2 nm.

Les données minimales et maximales de ce tableau sont fondées sur plus de 100 mesurages d’irradiance spectrale de

lampes à arc au xénon refroidies à l’eau et à l’air, avec des filtres de lumière du jour provenant de différents lots et d’âges

[3]

divers , utilisés conformément aux recommandations du fabricant. Lorsque davantage de données relatives à l’irradiance

spectrale seront disponibles, des modifications mineures des limites sont possibles. Les données minimales et maximales

représentent au moins les limites à trois sigma par rapport à la moyenne de tous les mesurages.

Les colonnes «Minimum» et «Maximum» ne feront pas nécessairement un total de 100 % car elles représentent le

minimum et maximum pour les données de mesurage utilisées. Pour toute irradiance spectrale individuelle, le pourcentage

calculé pour la bande passante dans ce tableau fera un total de 100 %. Pour toute lampe à arc au xénon individuelle avec des

filtres de la lumière du jour, le pourcentage calculé dans chaque bande passante doit se trouver dans les limites minimale

et maximale données. On peut s’attendre à obtenir des résultats d’exposition différents entre les expositions utilisant des

dispositifs à arcs au xénon dans lesquels l’irradiance spectrale diffère dans la mesure autorisée par les tolérances. Contacter

le fabricant des dispositifs à arcs au xénon pour connaître les données d’irradiance spectrale spécifiques pour les lampes à

arcs au xénon et aux filtres utilisés.

Les données du Tableau 4 de la Publication CIE n° 85:1989 plus les effets du vitrage de fenêtre ont été déterminées en

multipliant les données du Tableau 4 de la Publication CIE n° 85:1989 par la transmittance spectrale d’un vitrage de fenêtre

de 3 mm d’épaisseur (voir l’ISO 11341). Ces données sont des valeurs cibles pour les lampes à arc au xénon avec filtres de

vitrage de fenêtre.

Pour les données de la Publication CIE n° 85:1989 plus le vitrage de fenêtre, l’irradiance UV entre 300 nm à 400 nm

est généralement d’environ 9 % et l’irradiance visible (entre 400 nm à 800 nm) est généralement de 91 % lorsqu’elles sont

exprimées sous forme de pourcentage de l’irradiance totale de 300 nm à 800 nm. Les pourcentages d’irradiance UV et

visible sur les éprouvettes exposées aux dispositifs à arcs au xénon peuvent varier en raison du nombre et des propriétés de

réflexion des éprouvettes exposées.
4.1.4 Uniformité de l’irradiance

L’irradiance à toute position dans la surface utilisée pour l’exposition des éprouvettes doit être au moins

80 % de l’irradiance maximale. Les exigences de repositionnement périodique des éprouvettes, lorsque

cette exigence n’est pas satisfaite, sont décrites dans l’ISO 4892-1.

NOTE Pour certains matériaux à haute réflectivité et à haute sensibilité à l’irradiance et à la température,

le repositionnement périodique des éprouvettes est recommandé pour garantir l’uniformité des expositions,

même lorsque l’uniformité de l’irradiance dans la zone d’exposition est à l’intérieur des limites dans lesquelles le

repositionnement n’est pas exigé.
4.2 Enceinte d’essai

L’enceinte d’essai peut être de conception variée; toutefois elle doit être fabriquée dans un matériau

inerte. Outre le réglage de l’irradiance, l’enceinte d’essai doit permettre le réglage de la température.

Pour les expositions nécessitant le réglage de l’humidité, l’enceinte d’essai doit également permettre

ce réglage conformément aux exigences de l’ISO 4892-1. Lorsque cela est exigé par l’essai d’exposition

utilisé, les dispositifs doivent également permettre la vaporisation d’eau ou la formation de condensation

sur la surface des éprouvettes exposées ou l’immersion des éprouvettes d’essai dans l’eau. L’eau utilisée

pour la vaporisation d’eau doit satisfaire aux exigences de l’ISO 4892-1.
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ISO 4892-2:2013(F)

La ou les sources lumineuses doivent être situées, par rapport aux éprouvettes, de sorte que l’irradiance

sur la surface des éprouvettes soit conforme à 6.1.

NOTE Si le système de lampe (une ou plusieurs lampes) est positionné au centre de l’enceinte, l’effet de toute

excentricité de la ou des lampes sur l’uniformité de l’exposition peut être réduit en utilisant un châssis rotatif

supportant les éprouvettes ou en repositionnant ou en faisant tourner les lampes.

Dans le cas où le fonctionnement de la ou des lampes produirait de l’ozone, la ou les lampes doivent être

isolées des éprouvettes et du personnel. Si l’ozone est situé dans un courant d’air, ce dernier doit être

évacué directement à l’extérieur du bâtiment.
4.3 Radiomètre

Lorsqu’un radiomètre est utilisé, il doit être conforme aux exigences données dans l’ISO 4892-1 et l’ISO 9370.

4.4 Thermomètre à étalon noir/à panneau noir

Le thermomètre à étalon noir/à panneau noir utilisé doit être conforme aux exigences pour ces dispositifs

données dans l’ISO 4892-1.

Le thermomètre à étalon noir est préférable pour mesurer la température de surface maximale. Les

cycles sont décrits dans le Tableau 3 et le Tableau B.1.
4.5 Instrument de mouillage et de réglage de l’humidité
4.5.1 Généralités

Les éprouvettes peuvent être exposées à l’humidité sous forme de vaporisation d’eau, de condensation

ou d’immersion dans l’eau. Les conditions d’exposition spécifiques décrivant l’utilisation de vaporisation

d’eau figurent dans le Tableau 3 (voir également le Tableau B.1) et le Tableau 4 (voir également le

Tableau B.2). Si la condensation, l’immersion ou d’autres méthodes sont utilisées pour fournir une

contrainte d’humidité, les modes opératoires et les conditions d’exposition spécifiques utilisés doivent

être inclus dans le rapport d’exposition.

Les Tableaux 3 et 4 décrivent également différentes conditions d’essai dans lesquelles l’humidité relative

est régulée. Les Tableaux B.1 et B.2 décrivent les conditions d’essai dans lesquelles le mesurage de

l’humidité n’est pas nécessaire.

NOTE Le taux d’humidité relative de l’air peut avoir une influence significative sur la photodégradation

des polymères.
4.5.2 Équipement de réglage de l’humidité relative

Pour les expositions dans lesquelles il est nécessaire de contrôler l’humidité relative, l’emplacement des

capteurs utilisés pour mesurer l’humidité doit être conforme à l’ISO 4892-1.
4.5.3 Système de vaporisation

L’enceinte d’essai peut être équipée d’un dispositif permettant d’introduire une vaporisation d’eau

intermittente sur l’avant ou l’arrière des éprouvettes d’essai dans des conditions spécifiées. La

vaporisation doit être répartie uniformément sur les éprouvettes. Le système de vaporisation doit être

fabriqué dans des matériaux résistant à la corrosion qui ne contaminent pas l’eau employée.

L’eau vaporisée sur les surfaces des éprouvettes doit avoir une conductivité en dessous de 5 µS/cm, contenir

moins de 1 µg/g de matières solides dissoutes et ne pas laisser de taches ou de dépôts visibles sur les

éprouvettes. On doit prendre soin de maintenir les niveaux de silice en dessous de 0,2 µg/g. Une combinaison

de déionisation et d’osmose inverse peut être utilisée pour produire de l’eau de la qualité souhaitée.

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4.6 Porte-éprouvettes

Les porte-éprouvettes peuvent se présenter sous forme d’un châssis ouvert, laissant l’arrière de

l’éprouvette exposé, ou ils peuvent au contraire offrir un support plein pour les éprouvettes. Ils doivent

être fabriqués dans des matériaux inertes qui ne risquent pas d’altérer les résultats des expositions, par

exemple des alliages non oxydants d’aluminium ou d’acier inoxydable. Le laiton, l’acier ou le cuivre ne

doivent pas être utilisés à proximité des éprouvettes d’essai. Le type de support utilisé peut affecter les

résultats, de même que la présence d’un espace entre le support et l’éprouvette, en particulier dans le

cas d’éprouvettes transparentes, et doit faire l’objet d’un accord entre les parties intéressées.

4.7 Appareillage d’évaluation des changements de propriétés

Si une Norme internationale relative à la détermination des propriétés choisies pour évaluer les

changements est publiée (voir également l’ISO 4582), l’appareillage spécifié selon cette dite Norme

internationale doit être utilisée.
5 Éprouvettes d’essai
Se référer à l’ISO 4892-1.
6 Conditions d’exposition
6.1 Rayonnement

Sauf spécification contraire, régler l’irradiance aux niveaux indiqués dans le Tableau 3 (voir également

le Tableau B.1) et le Tableau 4 (voir également le Tableau B.2). D’autres niveaux d’irradiance peuvent être

utilisés après accord entre toutes les parties intéressées. L’irradiance et la bande passante dans laquelle

elle a été mesurée doivent être incluses dans le rapport d’exposition.
6.2 Température
6.2.1 Température de l’étalon noir et du panneau noir

À des fins de référence, le Tableau 3 et le Tableau B.1 spécifient des températures de l’étalon noir. Pour des

travaux normaux, des thermomètres à panneau noir peuvent être utilisés à la place des thermomètres à

étalon noir (voir le Tableau 4 et le Tableau B.2).

Les températures du panneau noir spécifiées dans Tableau 4 et les températures du panneau noir

spécifiées dans le Tableau 3 sont celles les plus communément utilisées mais aucune relation ne peut

être établie entre elles. Par conséquent les résultats d’essai obtenus à partir des tableaux peuvent ne pas

être comparables.

NOTE 1 Si des thermomètres à panneau noir sont utilisés, les températures indiquées sont de 3 °C à 12 °C

inférieures aux températures de l’étalon noir dans des conditions d’exposition caractéristiques.

Si un thermomètre à panneau noir est utilisé, le matériau du panneau, le type de capteur de température

et la manière dont le capteur a été fixé sur le panneau doivent être indiqués dans le rapport d’exposition.

NOTE 2 Si des températures plus élevées que celles spécifiées dans les Tableaux 3 et 4 sont utilisées pour des

expositions spécifiques, la tendance des éprouvettes à subir une dégradation thermique augmentera et cela peut

altérer les résultats obtenus à partir des essais d’exposition.

D’autres températures peuvent être sélectionnées par accord entre les parties intéressées, mais elles

doivent être indiquées dans le rapport d’exposition.

En cas de vaporisation, les exigences de température s’appliquent à la fin de la période de séchage. Si le

thermomètre n’atteint pas un état stable durant la période de séchage après la courte partie du cycle

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