ISO 16474-1:2013
(Main)Paints and varnishes — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 1: General guidance
Paints and varnishes — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 1: General guidance
ISO 16474-1:2013 provides information and general guidance relevant to the selection and operation of the methods of exposure described in detail in subsequent parts. It also describes general performance requirements for devices used for exposing paints and varnishes to laboratory light sources. Information about such performance requirements is required only by producers of artificial accelerated weathering or artificial accelerated irradiation devices. ISO 16474-1:2013 also provides information on the interpretation of data from artificial accelerated weathering or artificial accelerated irradiation exposures.
Peintures et vernis — Méthodes d'exposition à des sources lumineuses de laboratoire — Partie 1: Lignes directrices générales
L'ISO 16474-1:2013 fournit des informations et des lignes directrices générales pour la sélection et l'application des méthodes d'exposition décrites en détail dans les autres parties. Elle décrit également des exigences en termes de performances globales pour les appareillages utilisés pour l'exposition des peintures et des vernis à des sources lumineuses de laboratoire. Les informations concernant de telles exigences en termes de performances sont destinées aux fabricants des appareillages de vieillissement accéléré artificiel ou des dispositifs de rayonnement accéléré artificiel. L'ISO 16474-1:2013 fournit également des informations sur l'interprétation des données issues des essais d'exposition de vieillissement accéléré artificiel ou à un rayonnement accéléré artificiel.
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Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16474-1
First edition
2013-11-15
Paints and varnishes — Methods of
exposure to laboratory light sources —
Part 1:
General guidance
Peintures et vernis — Méthodes d’exposition à des sources lumineuses
de laboratoire —
Partie 1: Lignes directrices générales
Reference number
ISO 16474-1:2013(E)
©
ISO 2013
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ISO 16474-1:2013(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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ISO 16474-1:2013(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 2
4.1 General . 2
4.2 Significance . 2
4.3 Use of accelerated tests with laboratory light sources . 4
5 Requirements for laboratory exposure devices . 4
5.1 Irradiance . 4
5.2 Temperature . 6
5.3 Humidity and wetting . 8
5.4 Other requirements for the exposure device . 9
6 Test specimens — Preparation, replicates, storage and conditioning .9
6.1 Handling of test specimens . 9
6.2 Form, shape, preparation . 9
6.3 Number of test specimens .10
6.4 Storage and conditioning .10
7 Test conditions and procedure .11
7.1 Set points for exposure conditions .11
7.2 Property measurements on test specimens .11
8 Periods of exposure and evaluation of test results .12
8.1 General .12
8.2 Sampling .12
8.3 Determination of changes in properties after exposure .12
8.4 Use of control materials .12
8.5 Use of results in specifications .12
9 Test report .13
Annex A (informative) Procedure for measuring the irradiance uniformity in the specimen
exposure area .15
Annex B (informative) Factors that decrease the degree of correlation between artificial
accelerated weathering or artificial accelerated irradiation exposures and actual-
use exposures .18
Annex C (informative) Solar spectral irradiance standard .21
Bibliography .22
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ISO 16474-1:2013(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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2. www.iso.org/directives
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received. www.iso.org/patents
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 35, Paints and varnishes, Subcommittee SC 9,
General test methods for paints and varnishes.
This first edition of ISO 16474-1, together with ISO 16474-2, cancels and replaces ISO 11341:2004, which
has been technically revised. This first edition of ISO 16474-1, together with ISO 16474-3, cancels and
replaces ISO 11507:2007, which has been technically revised.
ISO 16474 consists of the following parts, under the general title Paints and varnishes — 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
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ISO 16474-1:2013(E)
Introduction
Coatings from paints, varnishes and similar materials are often used outdoors or in indoor locations
where they are exposed to solar radiation or to solar radiation behind glass for long periods. It is therefore
very important to determine the effects of solar radiation, heat, moisture and other climatic stresses on
the colour and other properties of polymers. Outdoor exposures to solar radiation and to solar radiation
[9]
filtered by window glass are described in ISO 2810 . However, it is often necessary to determine more
rapidly the effects of light, heat and moisture on the physical, chemical and optical properties of coatings
with artificial accelerated weathering or artificial accelerated irradiation exposures that use specific
laboratory light sources. Exposures in these laboratory devices are conducted under more controlled
conditions than found in natural environments and are intended to accelerate polymer degradation
and product failures. Relating results from accelerated weathering or artificial accelerated irradiation
exposures to those obtained in actual-use conditions is difficult because of variability in both types of
exposure and because laboratory tests often do not reproduce all the exposure stresses experienced
by coatings exposed in actual-use conditions. In addition, the increase in rate of degradation by the
accelerated test compared with natural exposure conditions varies with the type of material and its
formulation. No single laboratory exposure test can be specified as a total simulation of actual-use
exposures. The relative durability of materials in actual-use exposures can be very different depending
on the location of the exposure because of differences in solar radiation, time of wetness, temperature,
pollutants and other factors. Therefore, even if results from specific accelerated weathering or artificial
accelerated irradiation exposures are found to be useful for comparing the relative durability of
materials exposed in a particular outdoor location or in particular actual-use conditions, it cannot
be assumed that they will be useful for determining the relative durability of materials exposed in a
different outdoor location or in different actual-use conditions.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16474-1:2013(E)
Paints and varnishes — Methods of exposure to laboratory
light sources —
Part 1:
General guidance
1 Scope
1.1 This part of ISO 16474 provides information and general guidance relevant to the selection and
operation of the methods of exposure described in detail in subsequent parts. It also describes general
performance requirements for devices used for exposing paints and varnishes to laboratory light sources.
Information about such performance requirements is provided for producers of artificial accelerated
weathering or artificial accelerated irradiation devices.
1.2 This part of ISO 16474 also provides information on the interpretation of data from artificial
accelerated weathering or artificial accelerated irradiation exposures.
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 1513, Paints and varnishes — Examination and preparation of test samples
ISO 1514, Paints and varnishes — Standard panels for testing
ISO 2808, Paints and varnishes — Determination of film thickness
ISO 3270, Paints and varnishes and their raw materials — Temperatures and humidities for conditioning
and testing
ISO 4618, Paints and varnishes — Terms and definitions
ISO 9370, Plastics — Instrumental determination of radiant exposure in weathering tests — General
guidance and basic test method
ISO 15528, Paints, varnishes and raw materials for paints and varnishes — Sampling
ISO 16474-2, Paints and varnishes — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 2: Xenon-arc lamps
ISO 16474-3, Paints and varnishes — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 3:
Fluorescent UV lamps
ISO 16474-4, Paints and varnishes — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 4: Open-flame
carbon-arc lamps
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4618 and the following apply.
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ISO 16474-1:2013(E)
3.1
artificial accelerated irradiation
exposure of a material to a laboratory radiation source intended to simulate window-glass-filtered solar
radiation or radiation from interior lighting sources and where specimens are subjected to relatively
small changes in temperature and relative humidity in an attempt to produce more rapidly the same
changes that occur when the material is used in an indoor environment
Note 1 to entry: These exposures are commonly referred to as fading or light fastness tests.
3.2
artificial accelerated weathering
exposure of a material in a laboratory weathering device to conditions which may be cyclic and intensified
compared with those encountered in outdoor or in-service exposure
Note 1 to entry: This involves a laboratory radiation source, heat and moisture (in the form of relative humidity
and/or water spray, condensation or immersion) in an attempt to produce more rapidly the same changes that
occur in long-term outdoor exposure.
Note 2 to entry: The device may include means for control and/or monitoring of the light source and other
weathering parameters. It may also include exposure to special conditions, such as acid spray to simulate the
effect of industrial gases.
3.3
control material
material which is of similar composition and construction to the test material and which is exposed at
the same time for comparison with the test material
Note 1 to entry: An example of the use of a control material would be when a formulation different from one currently
being used is being evaluated. In that case, the control would be the coating made with the original formulation.
3.4
file specimen
portion of the material to be tested which is stored under conditions in which it is stable and which is
used for comparison between the exposed and unexposed states
3.5
reference material
material of known performance
3.6
reference specimen
portion of the reference material that is to be exposed
4 Principle
4.1 General
Specimens of the samples to be tested are exposed to laboratory light sources under controlled
environmental conditions. The methods described include the requirements which have to be met for
the measurement of the irradiance and radiant exposure in the plane of the specimen, the temperature
of specified white and black sensors, the chamber air temperature and the relative humidity.
4.2 Significance
4.2.1 When conducting exposures in devices that use laboratory light sources, it is important to
consider how well the accelerated-test conditions simulate the actual-use environment for the paint or
varnish being tested. In addition, it is essential to consider the effects of variability in both the accelerated
test and actual exposures when setting up exposure experiments and when interpreting the results from
artificial accelerated weathering or artificial accelerated irradiation exposures.
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ISO 16474-1:2013(E)
4.2.2 No laboratory exposure test can be specified as a total simulation of actual-use conditions. Results
obtained from artificial accelerated weathering or artificial accelerated irradiation exposures can be
considered as representative of actual-use exposures only when the degree of rank correlation has been
established for the specific materials being tested and when the type and mechanism of degradation are
the same. The relative durability of materials in actual-use conditions can be very different in different
locations because of differences in solar radiation, time of wetness, relative humidity, temperature,
pollutants and other factors. Therefore, even if results from a specific exposure test conducted in
accordance with any of the parts of this International Standard are found to be useful for comparing the
relative durability of materials exposed in a particular environment, it cannot be assumed that they will
be useful for determining the relative durability of the same materials in a different environment.
4.2.3 Even though it is very tempting, it is invalid to assign to all materials a “general acceleration factor”
relating “x” hours or megajoules of radiant exposure in an artificial accelerated weathering or artificial
accelerated irradiation exposure to “y” months or years of actual exposure. Such acceleration factors are
invalid for the following reasons:
a) acceleration factors are material-dependent and can be significantly different for each material and
for different formulations of the same material;
b) variability in the rate of degradation in both actual-use and artificial accelerated weathering
or artificial accelerated irradiation exposures can have a significant effect on the calculated
acceleration factor;
c) acceleration factors calculated based on the ratio of irradiance between a laboratory light source and
solar radiation (even when identical pass-bands are used) do not take into consideration the effects
of temperature, moisture and differences in spectral power distribution between the laboratory
light source and solar radiation.
NOTE Acceleration factors determined for a specific formulation of a material are valid, but only if they are
based on data from a sufficient number of separate outdoor or indoor environmental tests and artificial accelerated
weathering or artificial accelerated irradiation exposures so that results used to relate times to failure in each
exposure can be analysed using statistical methods. An example of a statistical analysis using multiple laboratory
[1]
and actual exposures to calculate an acceleration factor is described by J.A. Simms .
4.2.4 There are a number of factors that might decrease the degree of correlation between accelerated
tests using laboratory light sources and exterior exposures (more specific information on how each factor
can alter the stability ranking of materials is given in Annex B):
a) differences in the spectral irradiance of the laboratory light source and solar radiation;
b) irradiance levels higher than those experienced in actual-use conditions;
c) exposure cycles that use continuous exposure to light from a laboratory light source without any
dark periods;
d) specimen temperatures higher than those in actual conditions;
e) exposure conditions that produce unrealistic temperature differences between light- and dark-
coloured specimens;
f) exposure conditions that produce very frequent cycling between high and low specimen
temperatures, or that produce unrealistic thermal shock;
g) unrealistic levels of moisture in the accelerated test compared to actual-use conditions;
h) the absence of biological agents, pollutants or acidic precipitation or condensation.
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ISO 16474-1:2013(E)
4.3 Use of accelerated tests with laboratory light sources
4.3.1 Results from artificial accelerated weathering or artificial accelerated irradiation exposures
conducted in accordance with any of the parts of this International Standard are best used to compare the
relative performance of materials. Comparisons between materials can only be made when the materials
are tested at the same time in the same exposure device. Results can be expressed by comparing the
exposure time or radiant exposure necessary to reduce the level of a characteristic property to some
specified level. A common application of this is a test conducted to establish that the level of quality of
different batches does not vary from that of a control of known performance.
4.3.1.1 It is strongly recommended that at least one control be exposed with each test for the purpose
of comparing the performance of the test materials to that of the control. The control material should be
of similar composition and construction and be chosen so that its failure modes are the same as that of
the material being tested. It is preferable to use two controls, one with relatively good durability and one
with relatively poor durability.
4.3.1.2 Sufficient replicates of each control and each test material being evaluated are necessary in
order to allow statistical evaluation of the results. Unless otherwise specified, use a minimum of three
replicates for all test and control materials. When material properties are measured using destructive
tests, a separate set of specimens is needed for each exposure period.
4.3.2 In some specification tests, test materials are exposed at the same time as a weathering reference
material (e.g. blue wool test fabric). The property or properties of the test material are measured after
a defined property of the reference material reaches a specified level. If the reference material differs in
composition from the test material, it might not be sensitive to exposure stresses that produce failure
in the test material or it might be very sensitive to an exposure stress that has very little effect on the
test material. The variability in results for the reference material might be very different from that for
the test material. All these differences between the reference material and the test material can produce
misleading results when the reference material is used as a control or to determine the length of the
exposure period.
NOTE 1 Definitions of control and reference materials that are appropriate to weathering tests are given in Clause 3.
NOTE 2 Weathering reference materials can also be used to monitor the consistency of the operating conditions
in an exposure test. Information about the selection and characterization of reference materials used for this
[2] [3]
purpose can be found in ASTM G 156 . ISO/TR 19032 describes a procedure which uses the change in the
carbonyl index of a specific polyethylene weathering reference material to monitor conditions in both natural
weathering and artificial accelerated weathering exposures.
4.3.3 In some specification tests, properties of test specimens are evaluated after a specific exposure
time or radiant exposure using a test cycle with a prescribed set of conditions. Results from any accelerated
exposure test conducted in accordance with any of the parts of this International Standard should not be
used to make a “pass/fail” decision for materials, based on the level of a specific property after a specific
exposure time or radiant exposure, unless the combined reproducibility of the effects of a particular
exposure cycle and property measurement method has been established.
5 Requirements for laboratory exposure devices
Laboratory exposure devices shall be equipped with facilities to provide specimens with irradiance
(5.1), temperature (5.2), humidity and wetting (5.3).
5.1 Irradiance
5.1.1 Laboratory light sources are used to provide irradiance for the test specimens. In ISO 16474-2 a
xenon-arc lamp is used to provide the irradiance for the specimens, in ISO 16474-3 a fluorescent UV lamp,
and in ISO 16474-4 an open-flame carbon-arc lamp.
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ISO 16474-1:2013(E)
5.1.2 The exposure device shall provide for placement of specimens and any designated sensing devices
in positions that allow uniform irradiance from the light source.
NOTE The spectral irradiance produced in an artificial accelerated weathering device is very important.
Ideally, the relative spectral irradiance produced by the device should be a very close match to that of solar
radiation, especially in the short-wavelength UV region. Annex C provides information about a benchmark solar
spectrum that can be used for comparing the spectral irradiance produced in the artificial accelerated exposure
to that for solar radiation. Subsequent parts of this International Standard contain specific requirements for the
relative spectral irradiance produced in the devices described in those parts.
5.1.3 Exposure devices shall be designed such that the irradiance at any location in the area used for
specimen exposures is at least 70 % of the maximum irradiance measured in this area. Procedures for
measuring irradiance uniformity by the device manufacturers are given in Annex A.
NOTE The irradiance uniformity in exposure devices depends on several factors, such as deposits that
can develop on the optical system and chamber walls. In addition, irradiance uniformity can be affected by the
type of specimen and the number of specimens being exposed. The irradiance uniformity as guaranteed by the
manufacturer is valid for new equipment and well-defined measuring conditions.
5.1.4 Depending on the specific sensitivity of the material periodic repositioning of the specimens is
good practice in order to be sure that the variability in exposure stresses experienced during the exposure
period is kept to the minimum. If the irradiance at any position in the area used for specimen exposure
is between 70 % and 90 % of the maximum irradiance, specimens shall be periodically repositioned to
reduce the variability in radiant exposure.
NOTE Random placement of replicate specimens is also good practice to reduce the effect of any variability
in the conditions within the exposure area.
5.1.5 Follow the device manufacturer’s instructions for lamp and filter replacement and for pre-ageing
of lamps and/or filters.
5.1.6 A radiometer that complies with the requirements outlined in ISO 9370 may be used to measure
the irradiance E or spectral irradiance E and the radiant exposure H or spectral radiant exposure H in
λ λ
the plane of the specimen surface.
5.1.6.1 If used, the radiometer shall be mounted so that it receives the same radiation as the specimen
surface. If it is not positioned in the specimen plane, it shall have a sufficiently wide field of view and be
calibrated for irradiance at the specimen distance.
5.1.6.2 The field radiometer shall be calibrated in the emission region of the light source used with
a reference radiometer. The radiometer shall be calibrated using a light source filter combination of
the same type that will be used for testing or an appropriate spectral mismatch factor has been taken
into account. The calibration shall be checked in accordance with the radiation measuring instrument
manufacturer’s instructions.
For fluorescent UV lamps, it has been shown that the field radiometers have to be calibrated with lamps
that have a spectral power distribution which is identical to that of the lamps that will be used for testing.
NOTE Refer to ISO 9370 for definitions of field and reference radiometers.
5.1.6.3 When measured, the irradiance in the wavelength range agreed upon by all interested parties
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 16474-1
Première édition
2013-11-15
Peintures et vernis — Méthodes
d’exposition à des sources lumineuses
de laboratoire —
Partie 1:
Lignes directrices générales
Paints and varnishes — Methods of exposure to laboratory light
sources —
Part 1: General guidance
Numéro de référence
ISO 16474-1:2013(F)
©
ISO 2013
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ISO 16474-1:2013(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés
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ISO 16474-1:2013(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe . 2
4.1 Généralités . 2
4.2 Signification . 3
4.3 Utilisation des essais accélérés avec des sources lumineuses de laboratoire . 4
5 Exigences relatives aux appareillages d’exposition de laboratoire .5
5.1 Éclairement énergétique . 5
5.2 Température . 6
5.3 Humidité et mouillage . 8
5.4 Autres exigences relatives aux appareillages d’exposition .10
6 Éprouvettes d’essai — Préparation, nombre d’éprouvettes identiques, stockage
et conditionnement .10
6.1 Manipulation des éprouvettes d’essai.10
6.2 Forme, façonnage, préparation .10
6.3 Nombre d’éprouvettes d’essai .11
6.4 Stockage et conditionnement .11
7 Conditions et mode opératoire d’essai .12
7.1 Points de consigne pour les conditions d’exposition .12
7.2 Mesurages des propriétés des éprouvettes d’essai .13
8 Périodes d’exposition et évaluation des résultats d’essais .13
8.1 Généralités .13
8.2 Échantillonnage .13
8.3 Évaluation des modifications de propriétés après exposition .13
8.4 Utilisation des matériaux témoins .13
8.5 Utilisation des résultats dans les spécifications .14
9 Rapport d’essai .14
Annexe A (informative) Mode opératoire de mesurage de l’uniformité de l’éclairement
énergétique dans la surface d’exposition des éprouvettes .17
Annexe B (informative) Facteurs diminuant le degré de corrélation entre des expositions de
vieillissement accéléré artificiel ou de rayonnement accéléré artificiel et des expositions
en conditions réelles d’utilisation .20
Annexe C (informative) Norme relative à l’éclairement énergétique spectral solaire .23
Bibliographie .25
© ISO 2013 – Tous droits réservés iii
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ISO 16474-1:2013(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 procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
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. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues
(voir www.iso.org/brevets).
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation
de la conformité, aussi bien que pour des informations au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de
l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC) voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 35, Peintures et vernis, sous-comité
SC 9, Méthodes générales d’essais des peintures et vernis.
Cette première édition de l’ISO 16474-1, conjointement avec l’ISO 16474-2 et l’ISO 16474-3 annule
et remplace l’ISO 11341:2004 qui a fait l’objet d’une révision technique. Cette première édition de
l’ISO 16474-1, conjointement avec l’ISO 16474-3, annule et replace l’ISO 11507:2007, qui a fait l’objet
d’une révision technique.
L’ISO 16474 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Peintures et vernis —
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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ISO 16474-1:2013(F)
Introduction
Les feuils à base de peintures, de vernis et de matériaux analogues sont souvent utilisés en extérieur
et en intérieur, où ils sont exposés au rayonnement solaire ou au rayonnement solaire derrière du
vitrage pendant de longues périodes. Il est par conséquent très important de déterminer les effets du
rayonnement solaire, de la chaleur, de l’humidité et des autres contraintes climatiques sur la couleur et
les autres propriétés des polymères. Les essais d’exposition au rayonnement solaire et au rayonnement
[9]
solaire filtré par un vitrage de fenêtre sont décrits dans l’ISO 2810 . Cependant, il est souvent nécessaire
de déterminer plus rapidement les effets de la lumière, de la chaleur et de l’humidité sur les propriétés
physiques, chimiques et optiques des feuils avec des essais d’exposition de vieillissement accéléré artificiel
ou à un rayonnement accéléré artificiel qui utilisent des sources lumineuses de laboratoire spécifiques.
Les expositions dans ces appareillages d’exposition de laboratoire sont effectuées dans des conditions
plus maîtrisées que dans un environnement naturel et sont destinées à accélérer la dégradation des
polymères et la défaillance du produit. La relation des résultats issus des expositions de vieillissement
accéléré artificiel ou à un rayonnement accéléré artificiel avec ceux obtenus dans des conditions réelles
d’utilisation s’avère difficile en raison de la variabilité de ces deux types d’exposition et du fait que
les essais d’exposition en laboratoire ne reproduisent pas souvent toutes les contraintes d’exposition
rencontrées par les feuils exposés aux conditions réelles d’utilisation. De plus, l’augmentation de la
vitesse de dégradation par un essai accéléré par comparaison aux conditions d’exposition naturelle
varie selon le type de matériau et sa formulation. Aucun essai simple d’exposition en laboratoire ne
peut être spécifié comme une simulation totale des expositions aux conditions réelles d’utilisation. La
durabilité relative des matériaux exposés aux conditions réelles d’utilisation peut être très différente
selon l’emplacement de l’exposition en raison des différences de rayonnement solaire, de période
d’humidité, de température, de polluants et d’autres facteurs. Par conséquent, même si les résultats
émanant d’expositions de vieillissement accéléré artificiel ou à un rayonnement accéléré artificiel sont
jugés utiles pour comparer la durabilité relative des matériaux exposés dans un emplacement extérieur
donné ou aux conditions réelles d’utilisation, il ne peut être supposé qu’ils sont utiles pour déterminer
la durabilité relative des matériaux exposés à un autre emplacement extérieur ou à d’autres conditions
réelles d’utilisation.
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NORME INTERNATIONALE ISO 16474-1:2013(F)
Peintures et vernis — Méthodes d’exposition à des sources
lumineuses de laboratoire —
Partie 1:
Lignes directrices générales
1 Domaine d’application
1.1 La présente partie de l’ISO 16474 fournit des informations et des lignes directrices générales
pour la sélection et l’application des méthodes d’exposition décrites en détail dans les autres parties.
Elle décrit également des exigences en termes de performances globales pour les appareillages utilisés
pour l’exposition des peintures et des vernis à des sources lumineuses de laboratoire. Les informations
concernant de telles exigences en termes de performances sont destinées aux fabricants des appareillages
de vieillissement accéléré artificiel ou des dispositifs de rayonnement accéléré artificiel.
1.2 La présente partie de l’ISO 16474 fournit également des informations sur l’interprétation des données
issues des essais d’exposition de vieillissement accéléré artificiel ou à un rayonnement accéléré artificiel.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou 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 1513, Peintures et vernis — Examen et préparation des échantillons pour essai
ISO 1514, Peintures et vernis — Panneaux normalisés pour essais
ISO 2808, Peintures et vernis — Détermination de l’épaisseur du feuil
ISO 3270, Peintures et vernis et leurs matières premières — Températures et humidités pour le
conditionnement et l’essai
ISO 4618, Peintures et vernis — Termes et définitions
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
ISO 15528, Peintures, vernis et matières premières pour peintures et vernis — Échantillonnage
ISO 16474-2, Peintures et vernis — Méthodes d’exposition à des sources lumineuses de laboratoire —
Partie 2: Lampes à arc au xénon
ISO 16474-3, Peintures et vernis — Méthodes d’exposition à des sources lumineuses de laboratoire —
Partie 3: Lampes fluorescentes UV
ISO 16474-4, Peintures et vernis — Méthodes d’exposition à des sources lumineuses de laboratoire —
Partie 4: Lampes à arc au carbone
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ISO 16474-1:2013(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 4618 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
rayonnement accéléré artificiel
exposition d’un matériau à une source de rayonnement en laboratoire destinée à simuler un rayonnement
solaire filtré par un vitrage de fenêtre ou un rayonnement provenant de sources d’éclairage intérieur,
au cours de laquelle les échantillons sont soumis à des variations relativement faibles de température
et d’humidité relative de manière à tenter de reproduire plus rapidement les mêmes variations qui
surviennent lorsque le matériau est utilisé dans un environnement intérieur
Note 1 à l’article: Ces expositions sont communément appelées «essais de décoloration» ou «essais de solidité
à la lumière».
3.2
vieillissement accéléré artificiel
exposition d’un matériau dans un appareillage de vieillissement en laboratoire à des conditions qui
peuvent être cycliques et intensifiées par comparaison à celles rencontrées lors d’une exposition en
extérieur ou en service
Note 1 à l’article: Une source de rayonnement de laboratoire, de la chaleur et de l’humidité (sous la forme d’une
humidité relative et/ou d’une pulvérisation d’eau, d’une condensation ou d’une immersion) sont appliquées de
manière à tenter de reproduire plus rapidement les mêmes variations qui surviennent lors d’une exposition en
extérieur à long terme.
Note 2 à l’article: L’appareillage peut comprendre des moyens destinés à maîtriser et/ou à surveiller la source
lumineuse et les autres paramètres de vieillissement. Il peut également comprendre une exposition à des
conditions spéciales, telles qu’une pulvérisation d’acide pour simuler l’effet de gaz industriels.
3.3
matériau témoin
matériau de composition et de construction similaires au matériau d’essai, exposé en même temps que
ce dernier et utilisé à des fins de comparaison
Note 1 à l’article: Un exemple de l’utilisation d’un matériau témoin consisterait à évaluer une formulation
différente de celle d’un matériau effectivement utilisé. Dans ce cas, le feuil élaboré avec la formulation d’origine
constituerait le témoin.
3.4
éprouvette de contrôle
partie du matériau soumis à essai stockée dans des conditions de stabilité et utilisée pour comparer
l’état d’exposition et l’état d’origine
3.5
matériau de référence
matériau de performances connues
3.6
éprouvette de référence
partie du matériau de référence devant être soumise à une exposition
4 Principe
4.1 Généralités
Les éprouvettes des échantillons à soumettre à essai sont exposées aux sources lumineuses de
laboratoire dans des conditions environnementales maîtrisées. Les méthodes décrites comprennent les
exigences qui doivent être satisfaites en ce qui concerne le mesurage du rayonnement et l’exposition
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ISO 16474-1:2013(F)
au rayonnement dans le plan de l’éprouvette, la température des capteurs noir et blanc spécifiés, la
température de l’air dans l’enceinte et l’humidité relative.
4.2 Signification
4.2.1 Lors de la réalisation des essais d’exposition dans des appareillages qui utilisent des sources
lumineuses de laboratoire, il est important de considérer le degré de simulation des conditions d’essai
accéléré par rapport à l’utilisation dans l’environnement réel pour la peinture ou le vernis soumis à un
essai. En outre, il est essentiel de considérer les effets de variabilité à la fois lors de l’essai accéléré et dans
le cadre des expositions dans les conditions réelles, lors de la mise en place d’expériences d’expositions
et lors de l’interprétation des résultats des essais d’exposition de vieillissement accéléré artificiel ou de
rayonnement accéléré artificiel.
4.2.2 Aucun essai d’exposition en laboratoire ne peut être spécifié comme une simulation totale
des conditions réelles d’utilisation. Les résultats obtenus à partir de ces expositions de vieillissement
accéléré artificiel ou de rayonnement accéléré artificiel ne peuvent être considérés comme représentatifs
des expositions en conditions réelles d’utilisation que lorsque le degré de corrélation a été établi pour
les matériaux spécifiques soumis à essai et que le type et le mécanisme de dégradation sont similaires.
La durabilité relative des matériaux dans des conditions réelles d’utilisation peut être très différente à
des emplacements différents en raison de différences de rayonnement solaire, de période d’humidité,
d’humidité relative, de température, de polluants et d’autres facteurs. Par conséquent, même lorsque
les résultats d’un essai d’exposition spécifique effectué conformément à l’une des parties de la présente
Norme internationale sont jugés utiles pour comparer la durabilité relative des matériaux exposés à un
environnement particulier, il ne peut pas être supposé qu’ils sont utiles pour déterminer la durabilité
relative des mêmes matériaux dans un environnement différent.
4.2.3 Bien que cela soit très tentant, il n’est pas valable d’attribuer à tous les matériaux un «facteur
général d’accélération» reliant les heures «x» ou les mégajoules de l’exposition énergétique dans un essai
d’exposition de vieillissement accéléré artificiel ou de rayonnement accéléré artificiel aux mois ou aux
années «y» de l’exposition réelle. Ces facteurs d’accélération ne sont pas valables pour les raisons suivantes:
a) les facteurs d’accélération dépendent des matériaux et peuvent différer de façon significative d’un
matériau à l’autre et selon les différentes formulations du même matériau;
b) la variabilité de la vitesse de dégradation au cours des essais d’utilisation réelle et d’exposition
de vieillissement accéléré artificiel ou de rayonnement accéléré artificiel peut avoir un impact
significatif sur le facteur d’accélération calculé;
c) les facteurs d’accélération calculés sur la base du rapport d’éclairement énergétique entre une source
lumineuse de laboratoire et le rayonnement solaire (même lorsque des bandes passantes identiques
sont utilisées) ne prennent pas en considération les effets de la température, de l’humidité et les
différences de répartition spectrale énergétique entre la source lumineuse de laboratoire et le
rayonnement solaire.
NOTE Les facteurs d’accélération déterminés pour une formulation particulière d’un matériau ne sont
valables que s’ils sont fondés sur des données obtenues à partir d’un nombre suffisant d’essais environnementaux
distincts en extérieur ou en intérieur et d’essais d’exposition de vieillissement accéléré artificiel ou de rayonnement
accéléré artificiel de sorte que les résultats utilisés pour relier le temps à la défaillance dans chaque exposition
puissent être analysés à l’aide de méthodes statistiques. Un exemple d’analyse statistique utilisant de multiples
[1]
expositions en laboratoire et réelles pour calculer un facteur d’accélération est décrit par J.A. Simms .
4.2.4 Il existe un certain nombre de facteurs pouvant diminuer le degré de corrélation entre les essais
accélérés utilisant les sources lumineuses de laboratoire et les expositions en extérieur (des informations
plus spécifiques concernant la manière dont chaque facteur peut modifier le degré de stabilité des
matériaux sont données à l’Annexe B):
a) des différences d’éclairement énergétique spectral entre la source lumineuse de laboratoire et le
rayonnement solaire;
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ISO 16474-1:2013(F)
b) des niveaux d’éclairement énergétique supérieurs à ceux rencontrés en conditions réelles
d’utilisation;
c) des cycles d’exposition impliquant une exposition continue à une source lumineuse de laboratoire
sans aucune période d’obscurité;
d) des températures d’éprouvettes supérieures à celles rencontrées en conditions réelles d’utilisation;
e) des conditions d’exposition entraînant des différences de température peu réalistes entre les
éprouvettes de couleur claire et celles de couleur foncée;
f) des conditions d’exposition entraînant un cyclage très fréquent entre des températures basses et
élevées d’éprouvettes, ou entraînant un choc thermique peu réaliste;
g) des niveaux d’humidité lors de l’essai accéléré peu réalistes par comparaison aux conditions réelles
d’utilisation;
h) une absence d’agents biologiques, de polluants ou de précipitation ou de condensation acide.
4.3 Utilisation des essais accélérés avec des sources lumineuses de laboratoire
4.3.1 Il est préférable d’utiliser les résultats des essais d’exposition de vieillissement accéléré artificiel
ou de rayonnement accéléré artificiel effectués conformément à l’une des parties de la présente Norme
internationale pour comparer les performances relatives des matériaux. Les comparaisons entre les
matériaux ne peuvent être effectuées que lorsque les matériaux sont soumis à essai simultanément dans le
même appareillage d’exposition. Les résultats peuvent être exprimés en comparant le temps d’exposition
ou l’exposition énergétique nécessaire pour réduire le niveau d’une propriété caractéristique à un niveau
spécifié. Une application consiste à établir que le niveau qualitatif de différents lots ne diffère pas de celui
d’un lot témoin aux performances connues.
4.3.1.1 Il est fortement recommandé d’exposer au moins un matériau témoin à chaque essai dans le
but de comparer les performances des matériaux d’essai à celles du matériau témoin. Il convient que le
matériau témoin soit de composition et de construction similaires et soit choisi de sorte que ses types de
défaillance soient identiques à ceux du matériau soumis à essai. Il est préférable d’utiliser deux matériaux
témoins, l’un d’une durabilité relativement bonne et l’autre d’une durabilité relativement médiocre.
4.3.1.2 Il est nécessaire d’utiliser un nombre suffisant d’éprouvettes identiques de chaque matériau
témoin et de chaque matériau soumis à essai de manière à permettre une évaluation statistique des
résultats. Sauf spécification contraire, utiliser un minimum de trois éprouvettes identiques pour tous les
essais et tous les matériaux témoins. Lorsque les propriétés des matériaux sont mesurées en utilisant des
essais destructifs, un jeu séparé d’éprouvettes est nécessaire pour chaque période d’exposition.
4.3.2 Dans certains essais de spécification, les matériaux sont exposés simultanément, comme pour
un matériau de référence de vieillissement (par exemple un tissu témoin en laine bleue). La propriété ou
les propriétés du matériau soumis à essai sont mesurées après qu’une propriété définie du matériau de
référence a atteint un niveau spécifié. Si le matériau de référence diffère du matériau soumis à essai de
par sa composition, il peut ne pas être sensible à une contrainte d’exposition entraînant une défaillance
du matériau soumis à essai ou être très sensible à une contrainte d’exposition ayant très peu d’effet sur
le matériau soumis à essai. La variabilité des résultats du matériau de référence peut être très différente
de celle du matériau soumis à essai. Toutes ces différences entre le matériau de référence et le matériau
soumis à essai peuvent conduire des résultats erronés lorsque le matériau de référence est utilisé comme
matériau témoin ou bien dans la détermination de la durée de la période d’exposition.
NOTE 1 Les définitions des matériaux témoins et de référence adaptées aux essais de vieillissement sont
données dans l’Article 3.
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ISO 16474-1:2013(F)
NOTE 2 Les matériaux de référence concernant le vieillissement peuvent également être utilisés pour
surveiller la cohérence des conditions de fonctionnement dans un essai d’exposition. Les informations concernant
[2]
la sélection et la caractérisation des matériaux de référence utilisés à cette fin se trouvent dans l’ASTM G156 .
[3]
L’ISO/TR 19032 décrit une méthode basée sur la variation de l’indice de carbonyle d’un matériau de référence
spécifique dont le vieillissement est représentatif de celui du polyéthylène afin de surveiller les conditions des
expositions de vieillissement naturel et de vieillissement accéléré artificiel.
4.3.3 Dans certains essais de spécification, les propriétés des éprouvettes d’essai sont évaluées
après un temps d’exposition ou une exposition énergétique spécifique en utilisant un cycle d’essai avec
un ensemble spécifié de conditions. Il convient de ne pas utiliser les résultats d’un essai d’exposition
accélérée effectué conformément à l’une des parties de la présente Norme internationale pour établir
un degré «de réussite/d’échec» des matériaux, fondé sur le niveau d’une propriété spécifique après un
temps d’exposition ou une exposition énergétique spécifique, à moins que la reproductibilité combinée
des effets du cycle d’exposition particulier et de la méthode de mesure des propriétés n’ait été établie.
5 Exigences relatives aux appareillages d’exposition de laboratoire
Les appareillages d’exposition de laboratoire doivent être équipés d’installations permettant d’appliquer
aux éprouvettes un éclairement énergétique (5.1), une température (5.2), une humidité et un mouillage (5.3).
5.1 Éclairement énergétique
5.1.1 Des sources lumineuses de laboratoire sont utilisées pour fournir un éclairement énergétique
aux éprouvettes d’essai. Dans l’ISO 16474-2, l’éclairement énergétique est fourni aux éprouvettes au
moyen d’une lampe à arc au xénon, dans l’ISO 16474-3, au moyen d’une lampe à fluorescence UV et dans
l’ISO 16474-4, au moyen d’une lampe à arc au carbone.
5.1.2 L’appare
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.