ISO 4892-1:2016
(Main)Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 1: General guidance
Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 1: General guidance
ISO 4892-1:2016 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 plastics to laboratory light sources. Information regarding performance requirements is for producers of artificial accelerated weathering or artificial accelerated irradiation devices. NOTE In this part of ISO 4892, the term "light source" refers to radiation sources that emit UV radiation, visible radiation, infrared radiation or any combination of these types of radiation. ISO 4892-1:2016 also provides information on the interpretation of data from artificial accelerated weathering or artificial accelerated irradiation exposures. More specific information about methods for determining the change in the properties of plastics after exposure and reporting these results is given in ISO 4582.
Plastiques — Méthodes d'exposition à des sources lumineuses de laboratoire — Partie 1: Lignes directrices générales
ISO 4892-1:2016 fournit des informations et un guide général pour la sélection et l'application des méthodes d'exposition détaillées dans les autres parties de la norme. Elle décrit également les exigences générales de performance des dispositifs utilisés pour exposer les plastiques aux sources lumineuses de laboratoire. Les informations relatives aux exigences de performance sont destinées aux fabricants d'appareillages d'essai de vieillissement accéléré artificiel ou d'irradiation accélérée artificielle. NOTE Dans la présente partie de l'ISO 4892, le terme "source lumineuse" désigne les sources de rayonnement qui émettent un rayonnement UV, visible ou infrarouge, ou toute combinaison de ces types de rayonnement. ISO 4892-1:2016 fournit également des informations sur l'interprétation des données issues des essais de vieillissement accéléré artificiel ou d'irradiation accélérée artificielle. Des informations plus spécifiques sur les méthodes de détermination des changements de propriétés des plastiques après exposition et de notification des résultats sont données dans l'ISO 4582.
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4892-1
Third edition
2016-05-01
Plastics — Methods of exposure to
laboratory light sources —
Part 1:
General guidance
Plastiques — Méthodes d’exposition à des sources lumineuses de
laboratoire —
Partie 1: Lignes directrices générales
Reference number
ISO 4892-1:2016(E)
©
ISO 2016
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ISO 4892-1:2016(E)
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the requester.
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ii © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 4892-1:2016(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principle . 2
4.1 General . 2
4.2 Significance . 3
4.3 Use of accelerated tests with laboratory light sources . 4
5 Requirements for laboratory exposure devices . 5
5.1 Irradiance . 5
5.2 Temperature . 6
5.3 Humidity and wetting . 8
5.4 Other requirements for the exposure device . 9
6 Test specimens.10
6.1 Form, shape and preparation .10
6.2 Number of test specimens .11
6.3 Storage and conditioning .11
7 Test conditions and procedure .11
7.1 Set points for exposure conditions .11
7.2 Property measurements on test specimens .12
8 Periods of exposure and evaluation of test results .13
8.1 General .13
8.2 Use of control materials .13
8.3 Use of results in specifications .13
9 Test report .14
Annex A (normative) Procedures for measuring the irradiance uniformity in the specimen
exposure area .16
Annex B (informative) Factors that decrease the degree of correlation between artificial
accelerated weathering or artificial accelerated irradiation exposures and actual-
use exposures .19
Annex C (informative) Solar spectral irradiance standards.22
Bibliography .24
© ISO 2016 – All rights reserved iii
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ISO 4892-1:2016(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 (see 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 (see 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 61, Plastics, Subcommittee SC 6, Ageing, chemical
and environmental resistance.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 4892-1:1999), which has been technically
revised.
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 2016 – All rights reserved
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ISO 4892-1:2016(E)
Introduction
Plastics 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 plastics.
Outdoor exposures to solar radiation and to solar radiation filtered by window glass are described in
[1]
ISO 877 (all parts). However, it is often necessary to determine more rapidly the effects of radiation,
heat and moisture on the physical, chemical and optical properties of plastics 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 eventual 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 never reproduce exactly all the exposure stresses experienced by plastics
exposed in actual-use conditions. 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 UV 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.
© ISO 2016 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 4892-1:2016(E)
Plastics — Methods of exposure to laboratory light
sources —
Part 1:
General guidance
1 Scope
This part of ISO 4892 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 plastics to laboratory light sources.
Information regarding performance requirements is for producers of artificial accelerated weathering
or artificial accelerated irradiation devices.
NOTE In this part of ISO 4892, the term “light source” refers to radiation sources that emit UV radiation,
visible radiation, infrared radiation or any combination of these types of radiation.
This part of ISO 4892 also provides information on the interpretation of data from artificial accelerated
weathering or artificial accelerated irradiation exposures. More specific information about methods for
determining the change in the properties of plastics after exposure and reporting these results is given
in ISO 4582.
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 291, Plastics — Standard atmospheres for conditioning and testing
ISO 293, Plastics — Compression moulding of test specimens of thermoplastic materials
ISO 294-1, Plastics — Injection moulding of test specimens of thermoplastic materials — Part 1: General
principles, and moulding of multipurpose and bar test specimens
ISO 294-2, Plastics — Injection moulding of test specimens of thermoplastic materials — Part 2: Small
tensile bars
ISO 294-3, Plastics — Injection moulding of test specimens of thermoplastic materials — Part 3: Small plates
ISO 295, Plastics — Compression moulding of test specimens of thermosetting materials
ISO 2818, Plastics — Preparation of test specimens by machining
ISO 3167, Plastics — Multipurpose test specimens
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 4892-2, Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 2: Xenon-arc lamps
ISO 4892-3, Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 3: Fluorescent UV lamps
ISO 4892-4, Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 4: Open-flame carbon-
arc lamps
© ISO 2016 – All rights reserved 1
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ISO 4892-1:2016(E)
ISO 9370, Plastics — Instrumental determination of radiant exposure in weathering tests — General
guidance and basic test method
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
NOTE Definitions of other terms that are related to weathering tests are found in Reference [2].
3.1
control
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 plastic made with the original
formulation.
3.2
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
3.3
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 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.
3.4
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 may be 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 lightfastness tests.
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
2 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 4892-1:2016(E)
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 plastic
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.
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 UV 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 passbands are used) do not take into consideration the
effects of temperature, moisture and differences in relative spectral irradiance 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 exterior 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 and actual exposures to calculate an acceleration factor is described in Reference [3].
4.2.4 There are a number of factors that may decrease the degree of correlation between accelerated
tests using laboratory light sources and exterior exposures (more specific information on how each
factor may alter the stability ranking of materials is given in Annex B):
a) the differences in the relative spectral irradiance of the laboratory light source and solar radiation;
b) the irradiance levels higher than those experienced in actual-use conditions;
c) the exposure cycles that use continuous exposure to radiation from a laboratory light source
without any dark periods;
d) the specimen temperatures higher than those in actual conditions;
© ISO 2016 – All rights reserved 3
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ISO 4892-1:2016(E)
e) the exposure conditions that produce unrealistic temperature differences between light- and dark-
coloured specimens;
f) the exposure conditions that produce very frequent cycling between high and low specimen
temperatures, or that produce unrealistic thermal shock;
g) the unrealistic levels of moisture in the accelerated test compared with actual-use conditions;
h) the absence of biological agents, pollutants or acidic precipitation or condensation.
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 may not be sensitive to exposure stresses that produce failure
in the test material or it may be very sensitive to an exposure stress that has very little effect on the
test material. The variability in results for the reference material may 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 purpose can be found in Reference [4]. Reference [5] 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.
4 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 4892-1:2016(E)
5 Requirements for laboratory exposure devices
5.1 Irradiance
5.1.1 Laboratory light sources are used to provide irradiance for the test specimens. In ISO 4892-2, a
xenon-arc lamp is used to provide the irradiance for the specimens, in ISO 4892-3 a fluorescent UV lamp
and in ISO 4892-4 an open-flame sunshine carbon-arc lamp.
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 radiation source.
NOTE The spectral irradiance produced in an artificial accelerated weathering device is very important.
Ideally, the relative spectral irradiance produced by the device is expected to be a very close match to that of
solar radiation, especially in the short-wavelength UV region. Annex C provides information about important
benchmark solar spectra 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 If the minimum 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. The repositioning procedure and schedule shall be agreed upon by all
interested parties.
NOTE Reference [6] describes several possible procedures, including random positioning of replicate
specimens, that can be used to reduce the variability in exposure stresses experienced by specimens during
exposure.
5.1.5 If the irradiance at any position in the area used for specimen exposure is at least 90 % of the
maximum irradiance, it is not necessary to use periodic repositioning of the specimens during exposure
to ensure uniform radiant exposure. While periodic repositioning of the specimens may not be necessary,
it is nevertheless good practice in order to be sure that the variability in exposure stresses experienced
during the exposure period is kept to the minimum.
NOTE 1 Depending on the specific sensitivity of the material, periodic repositioning of the specimens is good
practice to minimize variability in stresses experienced during the exposure.
NOTE 2 Random placement of replicate specimens is also good practice to reduce the effect of any variability
in the conditions within the exposure area.
5.1.6 Follow the device manufacturer’s instructions for lamp and filter replacement and for pre-ageing
of lamps and/or filters.
5.1.7 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 ,
λ λ
in the plane of the specimen surface.
5.1.7.1 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. The radiometer shall be calibrated using a light source
© ISO 2016 – All rights reserved 5
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ISO 4892-1:2016(E)
filter combination of the same type that will be used f
...
DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 4892-1
ISO/TC 61/SC 6 Secretariat: DIN
Voting begins on: Voting terminates on:
2014-01-23 2014-06-23
Plastics — Methods of exposure to laboratory light
sources —
Part 1:
General guidance
Plastiques — Méthodes d’exposition à des sources lumineuses de laboratoire —
Partie 1: Lignes directrices générales
[Revision of second edition (ISO 4892-1:1999)]
ICS: 83.080.01
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
This draft has been developed within the International Organization for
Standardization (ISO), and processed under the ISO lead mode of collaboration
as defined in the Vienna Agreement.
This draft is hereby submitted to the ISO member bodies and to the CEN member
bodies for a parallel five month enquiry.
Should this draft be accepted, a final draft, established on the basis of comments
received, will be submitted to a parallel two-month approval vote in ISO and
THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED
formal vote in CEN.
FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS
THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY
NOT BE REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL
STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
To expedite distribution, this document is circulated as received from the
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
committee secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL,
composition will be undertaken at publication stage.
TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND
USER PURPOSES, DRAFT INTERNATIONAL
STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO
BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR
POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
Reference number
NATIONAL REGULATIONS.
ISO/DIS 4892-1:2013(E)
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED
TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS,
NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT
RIGHTS OF WHICH THEY ARE AWARE AND TO
©
PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION. ISO 2013
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/DIS 4892-1:2013(E)
Copyright notice
This ISO document is a Draft International Standard and is copyright-protected by ISO. Except as
permitted under the applicable laws of the user’s country, neither this ISO draft nor any extract
from it may be reproduced, stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means,
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Violators may be prosecuted.
ii © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO/DIS 4892-1
Contents Page
Foreword . iv
Introduction . v
1 Scope . 2
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions . 3
4 Principle. 4
4.1 General . 4
4.2 Significance . 4
4.3 Use of accelerated tests with laboratory light sources . 5
5 Requirements for laboratory exposure devices . 6
5.1 Irradiance. 6
5.2 Temperature . 7
5.3 Humidity and wetting . 9
5.4 Other requirements for the exposure device. 10
6 Test specimens . 10
6.1 Form, shape and preparation . 10
6.2 Number of test specimens. 11
6.3 Storage and conditioning . 12
7 Test conditions and procedure . 12
7.1 Set points for exposure conditions . 12
7.2 Property measurements on test specimens . 13
8 Periods of exposure and evaluation of test results . 13
8.1 General . 13
8.2 Use of control materials . 13
8.3 Use of results in specifications . 14
9 Test report . 14
Annex A (normative) Procedures for measuring the irradiance uniformity in the specimen
exposure area . 17
Annex B (informative) Factors that decrease the degree of correlation between artificial
accelerated weathering or artificial accelerated irradiation exposures and actual-use
exposures . 20
Annex C (informative) Solar spectral irradiance standards for daylight . 23
Bibliography . 25
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---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/DIS 4892-1
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 4892-1 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 4892-1:1999), which has been technically
revised. 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
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/DIS 4892-1
Introduction
Plastics are often used outdoors or in indoor locations where they are exposed to solar radiation or to solar
radiation behind glass for long periods. lt is therefore very important to determine the effects of solar radiation,
heat, moisture and other climatic stresses on the colour and other properties of plastics. Outdoor exposures to
[1]
solar radiation and to solar radiation filtered by window glass are described in ISO 877 . However, it is often
necessary to determine more rapidly the effects of light, heat and moisture on the physical, chemical and
optical properties of plastics 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 plastics exposed in actual-use conditions. 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 UV 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.
© ISO 2013 – All rights reserved v
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ISO/DIS 4892-1
Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources —
Part 1:
General guidance
1 Scope
1.1 This part of ISO 4892 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 plastics to laboratory light sources. Information regarding
performance requirements is for producers of artificial accelerated weathering or artificial accelerated
irradiation devices.
NOTE – In this standard, the term "light source" refers to radiation sources that emit UV radiation, visible radiation,
infrared radiation or any combination of these types of radiation.
1.2 This part of ISO 4892 also provides information on the interpretation of data from artificial accelerated
weathering or artificial accelerated irradiation exposures. More specific information about methods for
determining the change in the properties of plastics after exposure and reporting these results is given in
ISO 4582.
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 291, Plastics —
Standard atmospheres for conditioning and testing
ISO 293, Plastics — Compression moulding of test specimens of thermoplastic materials
ISO 294-1, Plastics — Injection moulding of test specimens of thermoplastic materials — Part 1: General
principles, and moulding of multipurpose and bar test specimens
ISO 294-2, Plastics — Injection moulding of test specimens of thermoplastic materials — Part 2: Small tensile
bars
ISO 294-3, Plastics — Injection moulding of test specimens of thermoplastic materials — Part 3: Small plates
ISO 295, Plastics — Compression moulding of test specimens of thermosetting materials
ISO 2818, Plastics — Preparation of test specimens by machining
ISO 3167, Plastics — Multipurpose test specimens
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 4892-2, Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 2: Xenon-arc lamps
ISO 4892-3, Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 3: Fluorescent UV lamps
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ISO/DIS 4892-1
ISO 4892-4, Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 4: Open-flame carbon-arc
lamps
ISO 9370, Plastics — Instrumental determination of radiant exposure in weathering tests — General guidance
and basic test method
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
[2]
NOTE Definitions of other terms that are related to weathering tests are found in ASTM G 113 .
3.1
control
〈weathering testing〉 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 plastic made with the original formulation.
3.2
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
3.3
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.
3.4
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 may be 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 lightfastness tests.
3.5
reference material
material of known performance
3.6
reference specimen
portion of the reference material that is to be exposed
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ISO/DIS 4892-1
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 plastic 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.
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 UV 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
invald 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 passbands are used) do not take into consideration the effects of
temperature, moisture and differences in relative spectral irradiance 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 exterior 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 and actual exposures to calculate
[3]
an acceleration factor is described by J.A. Simms .
4.2.4 There are a number of factors that may decrease the degree of correlation between accelerated tests
using laboratory light sources and exterior exposures (more specific information on how each factor may alter
the stability ranking of materials is given in Annex B):
a) differences in the relative spectral irradiance of the laboratory light source and solar radiation;
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b) irradiance levels higher than those experienced in actual-use conditions;
c) exposure cycles that use continuous exposure to radiation 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.
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 may not be sensitive to exposure stresses that produce failure in the test
material or it may be very sensitive to an exposure stress that has very little effect on the test material. The
variability in results for the reference material may 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 purpose can be
[4] [5]
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
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ISO/DIS 4892-1
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
5.1 Irradiance
5.1.1 Laboratory light sources are used to provide irradiance for the test specimens. In ISO 4892-2 of this
standard a xenon-arc lamp is used to provide the irradiance for the specimens, in ISO 4892-3 a fluorescent
UV lamp, and in ISO 4892-4 an open-flame sunshine carbon-arc lamp.
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 radiation 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 important benchmark solar spectra 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 If the minimum 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. The repositioning procedure and schedule shall be agreed upon by all interested parties.
[6]
NOTE ASTM G 151 describes several possible procedures, including random positioning of replicate specimens,
that can be used to reduce the variability in exposure stresses experienced by specimens during exposure.
5.1.5 If the irradiance at any position in the area used for specimen exposure is at least 90 % of the
maximum irradiance, it is not necessary to use periodic repositioning of the specimens during exposure to
ensure uniform radiant exposure. While periodic repositioning of the specimens may not be necessary, it is
nevertheless good practice in order to be sure that the variability in exposure stresses experienced during the
exposure period is kept to the minimum.
NOTE 1 Depending on the specific sensitivity of the material, periodic repositioning of the specimens is good practice
to minimize variability in stresses experienced during the exposure.
NOTE 2 Random placement of replicate specimens is also good practice to reduce the effect of any variability in the
conditions within the exposure area.
5.1.6 Follow the device manufacturer's instructions for lamp and filter replacement and for pre-ageing of
lamps and/or filters.
5.1.7 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 the plane
λ λ
of the specimen surface.
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ISO/DIS 4892-1
5.1.7.1 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. 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 instr
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 4892-1
Troisième édition
2016-05-01
Plastiques — Méthodes d’exposition
à des sources lumineuses de
laboratoire —
Partie 1:
Lignes directrices générales
Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources —
Part 1: General guidance
Numéro de référence
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©
ISO 2016
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l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ISO 4892-1:2016(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe . 3
4.1 Généralités . 3
4.2 Portée des essais . 3
4.3 Utilisation d’essais accélérés avec des sources lumineuses de laboratoire . 4
5 Exigences relatives aux dispositifs d’exposition en laboratoire . 5
5.1 Irradiance . 5
5.2 Température . 6
5.3 Humidité et mouillage . 9
5.4 Autres exigences relatives aux dispositifs d’exposition .10
6 Éprouvettes d’essai .11
6.1 Nature, forme et préparation .11
6.2 Nombre d’éprouvettes .12
6.3 Stockage et conditionnement .12
7 Conditions d’essai et mode opératoire .13
7.1 Valeurs de consigne pour les conditions d’exposition .13
7.2 Mesurages de propriétés sur les éprouvettes .13
8 Périodes d’exposition et évaluation des résultats d’essai .14
8.1 Généralités .14
8.2 Utilisation de matériaux de contrôle .14
8.3 Utilisation des résultats dans les spécifications .14
9 Rapport d’essai .15
Annexe A (normative) Modes opératoires pour mesurer l’uniformité de l’irradiance sur la
surface d’exposition de l’éprouvette .17
Annexe B (informative) Facteurs diminuant le degré de corrélation entre les essais de
vieillissement accéléré artificiel ou d’irradiation artificielle et les expositions en
conditions d’utilisation réelles .20
Annexe C (informative) Normes d’irradiance spectrale solaire .23
Bibliographie .25
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ISO 4892-1:2016(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 (IEC) 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/IEC, 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/IEC, 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 dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information 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 responsable de ce document est l’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 4892-1:1999) qui a fait l’objet d’une
révision technique.
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 2016 – Tous droits réservés
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ISO 4892-1:2016(F)
Introduction
Les plastiques sont souvent utilisés en extérieur et en intérieur, où ils sont exposés au rayonnement
solaire de manière directe ou derrière une vitre pendant de longues périodes. Il est donc 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 plastiques. Les essais d’exposition directe au
rayonnement solaire et au rayonnement solaire filtré par une vitre sont décrits dans l’ISO 877 (toutes
[1]
les parties) . Cependant, il est souvent nécessaire de déterminer plus rapidement les effets du
rayonnement, de la lumière, de la chaleur et de l’humidité sur les propriétés physiques, chimiques et
optiques des plastiques avec des essais de vieillissement accéléré artificiel ou d’irradiation accélérée
artificielle qui utilisent des sources lumineuses de laboratoire spécifiques. Les expositions dans ces
appareillages de laboratoire sont effectuées dans des conditions davantage contrôlées que celles
rencontrées en environnement naturel et sont destinées à accélérer éventuellement la dégradation des
polymères et la défaillance du produit.
La relation entre les résultats des essais de vieillissement accéléré ou d’irradiation accélérée artificielle
et ceux obtenus en conditions d’utilisation réelles s’avère difficile à établir en raison de la variabilité de
ces deux types d’exposition et du fait que les essais en laboratoire ne reproduisent jamais exactement
toutes les contraintes d’exposition rencontrées par les plastiques exposés aux conditions d’utilisation
réelles. Aucun essai individuel d’exposition en laboratoire ne peut être spécifié comme une simulation
complète des expositions en conditions d’utilisation réelles.
La durabilité relative des matériaux exposés aux conditions d’utilisation réelles peut être très
différente selon l’emplacement de l’exposition en raison des différences de rayonnement UV, de période
d’humidité, de température, de polluants et d’autres facteurs. Par conséquent, même si les résultats
d’essais spécifiques de vieillissement accéléré ou d’irradiation accélérée artificielle sont jugés utiles
pour comparer la durabilité relative des matériaux exposés dans un emplacement extérieur donné ou
dans des conditions d’utilisation réelles, il ne peut être supposé qu’ils seront utiles pour déterminer
la durabilité relative des matériaux exposés dans un autre emplacement extérieur ou dans d’autres
conditions d’utilisation réelles.
© ISO 2016 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 4892-1:2016(F)
Plastiques — Méthodes d’exposition à des sources
lumineuses de laboratoire —
Partie 1:
Lignes directrices générales
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 4892 fournit des informations et un guide général pour la sélection et
l’application des méthodes d’exposition détaillées dans les autres parties de la norme. Elle décrit
également les exigences générales de performance des dispositifs utilisés pour exposer les plastiques
aux sources lumineuses de laboratoire. Les informations relatives aux exigences de performance sont
destinées aux fabricants d’appareillages d’essai de vieillissement accéléré artificiel ou d’irradiation
accélérée artificielle.
NOTE Dans la présente partie de l’ISO 4892, le terme «source lumineuse» désigne les sources de rayonnement
qui émettent un rayonnement UV, visible ou infrarouge, ou toute combinaison de ces types de rayonnement.
La présente partie de l’ISO 4892 fournit également des informations sur l’interprétation des données
issues des essais de vieillissement accéléré artificiel ou d’irradiation accélérée artificielle. Des
informations plus spécifiques sur les méthodes de détermination des changements de propriétés des
plastiques après exposition et de notification des résultats sont données dans l’ISO 4582.
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 291, Plastiques — Atmosphères normales de conditionnement et d’essai
ISO 293, Plastiques — Moulage par compression des éprouvettes en matières thermoplastiques
ISO 294-1, Plastiques — Moulage par injection des éprouvettes de matériaux thermoplastiques — Partie 1:
Principes généraux, et moulage des éprouvettes à usages multiples et des barreaux
ISO 294-2, Plastiques — Moulage par injection des éprouvettes de matériaux thermoplastiques — Partie 2:
Barreaux de traction de petites dimensions
ISO 294-3, Plastiques — Moulage par injection des éprouvettes de matériaux thermoplastiques — Partie 3:
Plaques de petites dimensions
ISO 295, Plastiques — Moulage par compression des éprouvettes de matériaux thermodurcissables
ISO 2818, Plastiques — Préparation des éprouvettes par usinage
ISO 3167, Plastiques — Éprouvettes à usages multiples
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
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ISO 4892-1:2016(F)
ISO 4892-2, Plastiques — Méthodes d’exposition à des sources lumineuses de laboratoire — Partie 2:
Lampes à arc au xénon
ISO 4892-3, Plastiques — Méthodes d’exposition à des sources lumineuses de laboratoire — Partie 3:
Lampes fluorescentes UV
ISO 4892-4, Plastiques — Méthodes d’exposition à des sources lumineuses de laboratoire — Partie 4:
Lampes à arc au carbone
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 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
NOTE Les définitions des autres termes se rapportant aux essais de vieillissement sont données dans la
Référence [2].
3.1
matériau de contrôle
〈essais de vieillissement〉 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 d’utilisation d’un matériau de contrôle consisterait à évaluer une formulation
différente de celle d’un matériau effectivement utilisé. Dans ce cas, le plastique élaboré avec la formulation
d’origine serait le matériau de contrôle.
3.2
éprouvette d’essai
partie du matériau soumis à essai stockée dans des conditions de stabilité et utilisée pour comparer les
états exposé et non exposé
3.3
vieillissement accéléré artificiel
exposition d’un matériau dans un dispositif de vieillissement en laboratoire à des conditions qui
peuvent être cycliques et intensifiées par rapport à celles rencontrées lors d’une exposition à l’extérieur
ou en service
Note 1 à l’article: Cet essai implique une source de rayonnement de laboratoire, de la chaleur et de l’humidité (sous
forme d’humidité relative et/ou d’une vaporisation d’eau, d’une condensation ou d’une immersion) afin de tenter
de produire plus rapidement les mêmes changements que ceux rencontrés lors d’une exposition à l’extérieur.
Note 2 à l’article: Le dispositif peut comprendre des systèmes de contrôle et/ou de surveillance de la source
lumineuse et d’autres paramètres de vieillissement. Il peut également permettre l’exposition à des conditions
spéciales (pulvérisation d’acide, par exemple) afin de simuler l’effet des gaz industriels.
3.4
irradiation accélérée artificielle
exposition d’un matériau à une source de rayonnement de laboratoire servant à simuler le filtrage
du rayonnement solaire par les vitres ou le rayonnement à partir de sources d’éclairage intérieures,
et où des éprouvettes peuvent être soumises à des changements relativement faibles de température
et d’humidité relative afin de produire plus rapidement les mêmes changements que ceux qui ont lieu
lorsque le matériau est utilisé dans un environnement intérieur.
Note 1 à l’article: Ces essais d’exposition sont généralement appelés «essais de décoloration» ou «essais de
résistance à la lumière».
3.5
matériau de référence
matériau de performance connue
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ISO 4892-1:2016(F)
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 l’essai sont exposées aux sources lumineuses de
laboratoire dans des conditions environnementales contrôlées. Les méthodes décrites incluent les
exigences à satisfaire pour le mesurage de l’irradiance et de l’exposition énergétique dans le plan
de l’éprouvette, de la température des capteurs blancs et noirs spécifiés, de la température de l’air à
l’intérieur de l’enceinte et de l’humidité relative.
4.2 Portée des essais
4.2.1 Lors de la réalisation d’essais d’exposition dans des dispositifs 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 le plastique soumis à l’essai. De
plus, lors de la mise en place d’expériences d’exposition et de l’interprétation des résultats d’essais de
vieillissement accéléré artificiel ou d’irradiation accélérée artificielle, il est essentiel de tenir compte des
effets de variabilité au cours de l’essai accéléré et des expositions réelles.
4.2.2 Aucun essai d’exposition en laboratoire ne peut être spécifié comme une simulation complète
des conditions d’utilisation réelles. Les résultats obtenus à partir de ces essais de vieillissement accéléré
artificiel ou d’irradiation accélérée artificielle peuvent être considérés comme représentatifs des
expositions en conditions d’utilisation réelles uniquement lorsque le degré de corrélation a été établi
pour les matériaux spécifiques soumis à l’essai et que le type et le mécanisme de dégradation sont
similaires. La durabilité relative des matériaux dans des conditions d’utilisation réelles peut être très
différente à des emplacements différents en raison de différences de rayonnement ultraviolet, de durée
d’exposition à l’humidité, d’humidité relative, de température, de polluants et d’autres facteurs. Par
conséquent, même lorsque les résultats d’un essai d’exposition spécifique réalisé 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 seront utiles pour
déterminer la durabilité relative des mêmes matériaux dans un environnement différent.
4.2.3 Même s’il est tentant de déterminer un «facteur d’accélération général» associant les heures
«x» ou les mégajoules de l’exposition énergétique dans un essai de vieillissement accéléré artificiel ou
d’irradiation accélérée artificielle aux mois ou années «y» de l’exposition réelle, ce facteur ne doit pas
être affecté à tous les matériaux. Ces facteurs d’accélération ne sont pas valables pour plusieurs raisons:
a) Les facteurs d’accélération dépendent du matériau et peuvent nettement différer d’un matériau à
l’autre et selon les différentes formulations du même matériau;
b) La variabilité du rythme de dégradation au cours des essais de vieillissement accéléré artificiel ou
d’irradiation accélérée artificielle et des essais en conditions réelles peut avoir un effet significatif
sur le facteur d’accélération calculé;
c) Les facteurs d’accélération calculés sur la base du rapport d’irradiance entre une source lumineuse
de laboratoire et le rayonnement solaire (même si des bandes passantes identiques sont utilisées)
ne tiennent pas compte des effets de la température, de l’humidité et des différences d’irradiance
spectrale relative entre la source lumineuse de laboratoire et le rayonnement solaire.
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ISO 4892-1:2016(F)
NOTE Les facteurs d’accélération déterminés pour une formulation spécifique d’un matériau ne sont valables
que s’ils sont fondés sur des donnés obtenues à partir d’un nombre suffisant d’essais environnementaux extérieurs
ou intérieurs séparés et d’essais de vieillissement accéléré artificiel ou d’irradiation accélérée artificielle, de
sorte que les résultats utilisés pour relier le temps à la défaillance dans chaque exposition puissent être analysés
par des méthodes statistiques. Un exemple d’analyse statistique utilisant de multiples expositions en laboratoire
et dans des conditions réelles pour calculer un facteur d’accélération, est décrit dans la Référence [3].
4.2.4 Un certain nombre de facteurs sont susceptibles de réduire le degré de corrélation entre les essais
accélérés utilisant les sources lumineuses de laboratoire et les expositions extérieures (des informations
plus spécifiques sur la capacité de chaque facteur à altérer le degré de stabilité des matériaux sont
données dans l’Annexe B):
a) les différences dans l’irradiation spectrale relative entre la source lumineuse de laboratoire et le
rayonnement solaire;
b) les niveaux d’irradiance supérieurs à ceux rencontrés dans des conditions d’utilisation réelles;
c) les cycles d’exposition impliquant une exposition continue à un rayonnement provenant d’une
source lumineuse de laboratoire sans aucune période d’obscurité;
d) les températures d’éprouvettes supérieures à celles rencontrées en conditions réelles;
e) les conditions d’exposition entraînant des différences de température peu réalistes entre les
éprouvettes de couleurs claires et foncées;
f) les conditions d’exposition entraînant des cyclages très fréquents entre les températures
d’éprouvettes basses et élevées, ou entraînant un choc thermique peu réaliste;
g) les niveaux d’humidité pendant l’essai accéléré peu réalistes par rapport aux conditions d’utilisation
réelles;
h) l’absence d’agents biologiques, de polluants, de précipitations acides ou de condensation.
4.3 Utilisation d’essais accélérés avec des sources lumineuses de laboratoire
4.3.1 Il est préférable d’utiliser les résultats des essais de vieillissement accéléré artificiel ou
d’irradiation accélérée artificielle effectués conformément à l’une des parties de la présente Norme
internationale pour comparer la performance relative des matériaux. Des comparaisons entre matériaux
ne peuvent être effectuées que si ces matériaux font conjointement l’objet d’un essai dans le même
dispositif 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 courante consiste à réaliser un essai afin d’établir que le niveau qualitatif de
différents lots ne varie pas par rapport à celui d’un matériau de contrôle dont la performance est connue.
4.3.1.1 Il est fortement recommandé d’exposer au moins un matériau de contrôle à chaque essai afin
de comparer la performance des matériaux d’essai avec celle du matériau de contrôle. Il convient que le
matériau de contrôle soit de composition et de construction similaires et qu’il soit choisi de sorte que
ses types de défaillance soient identiques à ceux du matériau soumis à l’essai. Il est préférable d’utiliser
deux matériaux de contrôle, l’un d’une durabilité relativement satisfaisante et l’autre d’une durabilité
relativement faible.
4.3.1.2 Il est nécessaire d’utiliser un nombre suffisant de répliques de chaque matériau de contrôle et
de chaque matériau d’essai afin de permettre une évaluation statistique des résultats. Sauf spécification
contraire, utiliser un minimum de trois répliques pour tous les matériaux de contrôle et d’essai. Si les
propriétés des matériaux sont mesurées par 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 d’essai sont exposés en même temps, comme
un matériau de référence vieilli (tissu témoin en laine bleue, par exemple). La (les) propriété(s) du
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ISO 4892-1:2016(F)
matériau d’essai est (sont) mesurée(s) après qu’une propriété définie du matériau de référence ait atteint
un niveau spécifié. Lorsque le matériau de référence diffère du matériau d’essai de par sa composition,
il peut ne pas être sensible à des contraintes d’exposition engendrant une défaillance du matériau
d’essai ou être très sensible à une contrainte d’exposition ayant un effet limité sur le matériau d’essai.
La variabilité des résultats obtenus pour le matériau de référence peut être très différente de celle du
matériau d’essai. Toutes ces différences entre le matériau de référence et le matériau d’essai peuvent
produire des résultats erronés lorsque le matériau de référence fait office de matériau de contrôle ou
sert à déterminer la durée de la période d’exposition.
NOTE 1 Les définitions des matériaux de contrôle et de référence adaptées aux essais de vieillissement sont
données à l’Article 3.
NOTE 2 Des matériaux de référence vieillis peuvent également être utilisés pour surveiller l’homogénéité des
conditions opératoires au cours d’un essai d’exposition. Des informations sur la sélection et la caractérisation
des matériaux de référence utilisés à cet effet sont données dans la Référence [4]. La Référence [5] décrit un
mode opératoire qui utilise la variation de l’indice carbonyle d’un matériau de référence vieilli spécifique en
polyéthylène pour surveiller les conditions d’exposition au vieillissement naturel et au vieillissement accéléré
artificiel.
4.3.3 Dans certains essais de spécification, les propriétés des éprouvettes sont évaluées après un
temps d’exposition ou une exposition énergétique spécifique en utilisant un cycle d’essai avec un
ensemble de conditions prescrit. Il convient de ne pas utiliser les résultats d’un essai d’exposition
accéléré effectué conformément à l’une des parties de la présente Norme internationale pour établir un
degré de «réussite/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 d’un cycle d’exposition particulier et de la méthode de mesurage des propriétés n’ait été établie.
5 Exigences relatives aux dispositifs d’exposition en laboratoire
5.1 Irradiance
5.1.1 Les sources lumineuses de laboratoire sont utilisées pour fournir l’irradiance aux éprouvettes.
Pour produire l’irradiance des éprouvettes, une lampe à arc au xénon est utilisée dans l’ISO 4892-2, une
lampe fluorescente UV dans l’ISO 4892-3 et une lampe à arc au carbone dans l’ISO 4892-4.
5.1.2 Le dispositif d’exposition doit permettre de positionner les éprouvettes et tout capteur concerné
de manière à assurer une irradiance uniforme de la source de rayonnement.
NOTE L’irradiance spectrale produite dans un dispositif de vieillissement accéléré artificiel est très
importante. Idéalement, il est attendu que l’irradiance spectrale relative produite par le dispositif soit très proche
de celle du rayonnement solaire, notamment dans la région UV de courte longueur d’onde. L’Annexe C fournit
des informations sur les
...
PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 4892-1
ISO/TC 61/SC 6 Secrétariat: DIN
Début de vote: Vote clos le:
2014-01-23 2014-06-23
Plastiques — Méthodes d’exposition à des sources
lumineuses de laboratoire —
Partie 1:
Lignes directrices générales
Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources —
Part 1: General guidance
[Révision de la deuxième édition (ISO 4892-1:1999)]
ICS: 83.080.01
TRAITEMENT PARRALLÈLE ISO/CEN
Le présent projet a été élaboré dans le cadre de l’Organisation internationale de
normalisation (ISO) et soumis selon le mode de collaboration sous la direction
de l’ISO, tel que défini dans l’Accord de Vienne.
Le projet est par conséquent soumis en parallèle aux comités membres de l’ISO et
aux comités membres du CEN pour enquête de cinq mois.
En cas d’acceptation de ce projet, un projet final, établi sur la base des observations
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR
OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC reçues, sera soumis en parallèle à un vote d’approbation de deux mois au sein de
SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT
l’ISO et à un vote formel au sein du CEN.
ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu’il est
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
parvenu du secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
texte sera effectué au Secrétariat central de l’ISO au stade de publication.
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR
POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES
POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
ISO/DIS 4892-1:2014(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
©
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2014
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ISO/DIS 4892-1:2014(F)
Notice de droit d’auteur
Ce document de l’ISO est un projet de Norme internationale qui est protégé par les droits d’auteur
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ce projet ISO ne peut être reproduite, enregistrée dans un système d’extraction ou transmise sous
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ISO/DIS 4892-1
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe . 3
4.1 Généralités . 3
4.2 Portée des essais . 3
4.3 Utilisation d'essais accélérés avec des sources lumineuses de laboratoire . 4
5 Exigences relatives aux dispositifs d'exposition en laboratoire . 5
5.1 Irradiance . 5
5.2 Température . 6
5.3 Humidité et mouillage . 9
5.4 Autres exigences relatives aux dispositifs d'exposition. 10
6 Éprouvettes d'essai . 10
6.1 Nature, forme et préparation . 10
6.2 Nombre d'éprouvettes . 11
6.3 Stockage et conditionnement . 11
7 Conditions d'essai et mode opératoire . 12
7.1 Valeurs de consigne pour les conditions d'exposition . 12
7.2 Mesurages de propriétés sur les éprouvettes . 13
8 Périodes d'exposition et évaluation des résultats d'essai . 13
8.1 Généralités . 13
8.2 Utilisation de matériaux de contrôle . 13
8.3 Utilisation des résultats dans les spécifications . 14
9 Rapport d'essai . 14
Annexe A (normative) Modes opératoires pour mesurer l'uniformité de l'irradiance sur la surface
d'exposition de l'éprouvette . 16
Annexe B (informative) Facteurs diminuant le degré de corrélation entre les essais de
vieillissement accéléré artificiel ou d'irradiation artificielle et les expositions en
conditions d'utilisation réelles . 19
Annexe C (informative) Normes d'irradiance spectrale solaire . 22
Bibliographie . 25
© ISO 2013 – Tous droits réservés iii
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ISO/DIS 4892-1
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 4892-1 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 4892-1:1999), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
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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ISO/DIS 4892-1
Introduction
Les plastiques sont souvent utilisés en extérieur et en intérieur, où ils sont exposés au rayonnement solaire
de manière directe ou derrière une vitre pendant de longues périodes. Il est donc 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 plastiques. Les essais d'exposition directe au rayonnement solaire et au
[1]
rayonnement solaire filtré par une vitre sont décrits dans l'ISO 877 . 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 plastiques avec des essais de vieillissement accéléré artificiel ou d'irradiation
accélérée artificielle qui utilisent des sources lumineuses de laboratoire spécifiques. Les expositions dans ces
appareillages de laboratoire sont effectuées dans des conditions davantage contrôlées que celles rencontrées
en environnement naturel et sont destinées à accélérer la dégradation des polymères et la défaillance du
produit.
La relation entre les résultats des essais de vieillissement accéléré ou d'irradiation accélérée artificielle et
ceux obtenus en conditions d'utilisation réelles s'avère difficile à établir en raison de la variabilité de ces deux
types d'exposition et du fait que les essais en laboratoire ne reproduisent souvent pas toutes les contraintes
d'exposition rencontrées par les plastiques exposés aux conditions d'utilisation réelles. Aucun essai individuel
d'exposition en laboratoire ne peut être spécifié comme une simulation complète des expositions en
conditions d'utilisation réelles.
La durabilité relative des matériaux exposés aux conditions d'utilisation réelles peut être très différente selon
l'emplacement de l'exposition en raison des différences de rayonnement UV, de période d'humidité, de
température, de polluants et d'autres facteurs. Par conséquent, même si les résultats d'essais spécifiques de
vieillissement accéléré ou d'irradiation accélérée artificielle sont jugés utiles pour comparer la durabilité
relative des matériaux exposés dans un emplacement extérieur donné ou dans des conditions d'utilisation
réelles, il ne peut être supposé qu'ils seront utiles pour déterminer la durabilité relative des matériaux exposés
dans un autre emplacement extérieur ou dans d'autres conditions d'utilisation réelles.
© ISO 2013 – Tous droits réservés v
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 4892-1
Plastiques — 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 4892 fournit des informations et un guide général pour la sélection et
l'application des méthodes d'exposition détaillées dans les autres parties de la norme. Elle décrit également
les exigences générales de performance des dispositifs utilisés pour exposer les plastiques aux sources
lumineuses de laboratoire. Les informations relatives aux exigences de performance sont destinées aux
fabricants d'appareillages d'essai de vieillissement accéléré artificiel ou d'irradiation accélérée artificielle.
NOTE Dans la présente norme, le terme "source lumineuse" désigne les sources de rayonnement qui émettent un
rayonnement UV, visible ou infrarouge, ou toute combinaison de ces types de rayonnement.
1.2 La présente partie de l'ISO 4892 fournit également des informations sur l'interprétation des données
issues des essais de vieillissement accéléré artificiel ou d'irradiation accélérée artificielle. Des informations
plus spécifiques sur les méthodes de détermination des changements de propriétés des plastiques après
exposition et de notification des résultats sont données dans l'ISO 4582.
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 291, Plastiques — Atmosphères normales de conditionnement et d'essai
ISO 293, Plastiques — Moulage par compression des éprouvettes en matières thermoplastiques
ISO 294-1, Plastiques — Moulage par injection des éprouvettes de matériaux thermoplastiques — Partie 1 :
Principes généraux, et moulage des éprouvettes à usages multiples et des barreaux
ISO 294-2, Plastiques — Moulage par injection des éprouvettes de matériaux thermoplastiques — Partie 2 :
Barreaux de traction de petites dimensions
ISO 294-3, Plastiques — Moulage par injection des éprouvettes de matériaux thermoplastiques — Partie 3 :
Plaques de petites dimensions
ISO 295, Plastiques — Moulage par compression des éprouvettes en matières thermodurcissables
ISO 2818, Plastiques — Préparation des éprouvettes par usinage
ISO 3167, Plastiques — Éprouvettes à usages multiples
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 4892-2, Plastiques — Méthodes d'exposition à des sources lumineuses de laboratoire — Partie 2 :
Lampes à arc au xénon
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ISO/DIS 4892-1
ISO 4892-3, Plastiques — Méthodes d'exposition à des sources lumineuses de laboratoire — Partie 3 :
Lampes fluorescentes UV
ISO 4892-4, Plastiques — Méthodes d'exposition à des sources lumineuses de laboratoire — Partie 4 :
Lampes à arc au carbone
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 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
NOTE Les définitions des autres termes se rapportant aux essais de vieillissement sont données dans
[2]
l'ASTM G 113 .
3.1
matériau de contrôle
〈essais de vieillissement〉 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 d'utilisation d'un matériau de contrôle consisterait à évaluer une formulation différente de
celle d'un matériau effectivement utilisé. Dans ce cas, le plastique élaboré avec la formulation d'origine serait le matériau
de contrôle.
3.2
éprouvette d'essai
partie du matériau soumis à essai stockée dans des conditions de stabilité et utilisée pour comparer les états
exposé et non exposé
3.3
vieillissement accéléré artificiel
exposition d'un matériau dans un dispositif de vieillissement en laboratoire à des conditions qui peuvent être
cycliques et intensifiées par rapport à celles rencontrées lors d'une exposition à l'extérieur ou en service
NOTE 1 à l'article : Cet essai implique une source de rayonnement de laboratoire, de la chaleur et de l'humidité (sous
forme d'humidité relative et/ou d'une vaporisation d'eau, d'une condensation ou d'une immersion) afin de tenter de
produire plus rapidement les mêmes changements que ceux rencontrés lors d'une exposition à l'extérieur sur une longue
période.
NOTE 2 à l'article : Le dispositif peut comprendre des systèmes de contrôle et/ou de surveillance de la source lumineuse
et d'autres paramètres de vieillissement. Il peut également permettre l'exposition à des conditions spéciales (pulvérisation
d'acide, par exemple) afin de simuler l'effet des gaz industriels.
3.4
irradiation accélérée artificielle
exposition d'un matériau à une source de rayonnement de laboratoire servant à simuler le filtrage du
rayonnement solaire par les vitres ou le rayonnement à partir de sources d'éclairage intérieures, et où des
éprouvettes peuvent être soumises à des changements relativement faibles de température et d'humidité
relative afin de produire plus rapidement les mêmes changements que ceux qui ont lieu lorsque le matériau
est utilisé dans un environnement intérieur.
NOTE 1 à l'article : Ces essais d'exposition sont généralement appelés "essais de décoloration" ou "essais de résistance
à la lumière".
3.5
matériau de référence
matériau de performance connue
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ISO/DIS 4892-1
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 l'essai sont exposées aux sources lumineuses de laboratoire
dans des conditions environnementales contrôlées. Les méthodes décrites incluent les exigences à satisfaire
pour le mesurage de l'irradiance et de l'exposition énergétique dans le plan de l'éprouvette, de la température
des capteurs blancs et noirs spécifiés, de la température de l'air à l'intérieur de l'enceinte et de l'humidité
relative.
4.2 Portée des essais
4.2.1 Lors de la réalisation d'essais d'exposition dans des dispositifs 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 le plastique soumis à l'essai. De plus, lors de la mise en
place d'expériences d'exposition et de l'interprétation des résultats d'essais de vieillissement accéléré artificiel
ou d'irradiation accélérée artificielle, il est essentiel de tenir compte des effets de variabilité au cours de l'essai
accéléré et des expositions réelles.
4.2.2 Aucun essai d'exposition en laboratoire ne peut être spécifié comme une simulation complète des
conditions d'utilisation réelles. Les résultats obtenus à partir de ces essais de vieillissement accéléré artificiel
ou d'irradiation accélérée artificielle peuvent être considérés comme représentatifs des expositions en
conditions d'utilisation réelles uniquement lorsque le degré de corrélation a été établi pour les matériaux
spécifiques soumis à l'essai et que le type et le mécanisme de dégradation sont similaires. La durabilité
relative des matériaux dans des conditions d'utilisation réelles peut être très différente à des emplacements
différents en raison de différences de rayonnement ultraviolet, de durée d'exposition à l'humidité, d'humidité
relative, de température, de polluants et d'autres facteurs. Par conséquent, même lorsque les résultats d'un
essai d'exposition spécifique réalisé 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 seront utiles pour déterminer la durabilité relative des mêmes matériaux dans
un environnement différent.
4.2.3 Même s'il est tentant de déterminer un "facteur d'accélération général" associant les heures "x" ou les
mégajoules de l'exposition énergétique dans un essai de vieillissement accéléré artificiel ou d'irradiation
accélérée artificielle aux mois ou années "y" de l'exposition réelle, ce facteur ne doit pas être affecté à tous les
matériaux. Ces facteurs d'accélération ne sont pas valables pour plusieurs raisons :
a) les facteurs d'accélération dépendent du matériau et peuvent nettement différer d'un matériau à l'autre et
selon les différentes formulations du même matériau ;
b) la variabilité du rythme de dégradation au cours des essais de vieillissement accéléré artificiel ou
d'irradiation accélérée artificielle et des essais en conditions réelles peut avoir un effet significatif sur le
facteur d'accélération calculé ;
c) les facteurs d'accélération calculés sur la base du rapport d'irradiance entre une source lumineuse de
laboratoire et le rayonnement solaire (même si des bandes passantes identiques sont utilisées) ne
tiennent pas compte des effets de la température, de l'humidité et des différences d'irradiance spectrale
relative entre la source lumineuse de laboratoire et le rayonnement solaire.
NOTE Les facteurs d'accélération déterminés pour une formulation spécifique d'un matériau ne sont valables que
s'ils sont fondés sur des donnés obtenues à partir d'un nombre suffisant d'essais environnementaux extérieurs ou
intérieurs séparés et d'essais de vieillissement accéléré artificiel ou d'irradiation accélérée artificielle, de sorte que les
résultats utilisés pour relier le temps à la défaillance dans chaque exposition puissent être analysés par des méthodes
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ISO/DIS 4892-1
statistiques. Un exemple d'analyse statistique utilisant de multiples expositions en laboratoire et dans des conditions
[3]
réelles pour calculer un facteur d'accélération, est décrit par J.A. Simms .
4.2.4 Un certain nombre de facteurs sont susceptibles de réduire le degré de corrélation entre les essais
accélérés utilisant les sources lumineuses de laboratoire et les expositions extérieures (des informations plus
spécifiques sur la capacité de chaque facteur à altérer le degré de stabilité des matériaux sont données dans
l'Annexe B) :
a) des différences dans l'irradiation spectrale relative entre la source lumineuse de laboratoire et le
rayonnement solaire ;
b) des niveaux d'irradiance supérieurs à ceux rencontrés dans des conditions d'utilisation réelles ;
c) des cycles d'exposition impliquant une exposition continue à un rayonnement provenant d'une source
lumineuse de laboratoire sans aucune période d'obscurité ;
d) des températures d'éprouvettes supérieures à celles rencontrées en conditions réelles ;
e) des conditions d'exposition entraînant des différences de température peu réalistes entre les éprouvettes
de couleurs claires et foncées ;
f) des conditions d'exposition entraînant des cyclages très fréquents entre les températures d'éprouvettes
basses et élevées, ou entraînant un choc thermique peu réaliste ;
g) des niveaux d'humidité pendant l'essai accéléré peu réalistes par rapport aux conditions d'utilisation
réelles ;
h) l'absence d'agents biologiques, de polluants, de précipitations acides ou de condensation.
4.3 Utilisation d'essais accélérés avec des sources lumineuses de laboratoire
4.3.1 Il est préférable d'utiliser les résultats des essais de vieillissement accéléré artificiel ou d'irradiation
accélérée artificielle effectués conformément à l'une des parties de la présente Norme internationale pour
comparer la performance relative des matériaux. Des comparaisons entre matériaux ne peuvent être
effectuées que si ces matériaux font conjointement l'objet d'un essai dans le même dispositif 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 courante consiste
à réaliser un essai afin d'établir que le niveau qualitatif de différents lots ne varie pas par rapport à celui d'un
matériau de contrôle dont la performance est connue.
4.3.1.1 Il est fortement recommandé d'exposer au moins un matériau de contrôle à chaque essai afin de
comparer la performance des matériaux d'essai avec celle du matériau de contrôle. Il convient que le
matériau de contrôle soit de composition et de construction similaires et qu'il soit choisi de sorte que ses types
de défaillance soient identiques à ceux du matériau soumis à l'essai. Il est préférable d'utiliser deux matériaux
de contrôle, l'un d'une durabilité relativement satisfaisante et l'autre d'une durabilité relativement faible.
4.3.1.2 Il est nécessaire d'utiliser un nombre suffisant de répliques de chaque matériau de contrôle et de
chaque matériau d'essai afin de permettre une évaluation statistique des résultats. Sauf spécification
contraire, utiliser un minimum de trois répliques pour tous les matériaux de contrôle et d'essai. Si les
propriétés des matériaux sont mesurées par 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 d'essai sont exposés en même temps, comme un
matériau de référence vieilli (tissu témoin en laine bleue, par exemple). La (les) propriété(s) du matériau
d'essai est (sont) mesurée(s) après qu'une propriété définie du matériau de référence ait atteint un niveau
spécifié. Lorsque le matériau de référence diffère du matériau d'essai de par sa composition, il peut ne pas
être sensible à des contraintes d'exposition engendrant une défaillance du matériau d'essai ou être très
sensible à une contrainte d'exposition ayant un effet limité sur le matériau d'essai. La variabilité des résultats
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ISO/DIS 4892-1
obtenus pour le matériau de référence peut être très différente de celle du matériau d'essai. Toutes ces
différences entre le matériau de référence et le matériau d'essai peuvent produire des résultats erronés
lorsque le matériau de référence fait office de matériau de contrôle ou sert à déterminer la durée de la période
d'exposition.
NOTE 1 Les définitions des matériaux de contrôle et de référence adaptées aux essais de vieillissement sont données
à l'Article 3.
NOTE 2 Des matériaux de référence vieillis peuvent également être utilisés pour surveiller l'homogénéité des
conditions opératoires au cours d'un essai d'exposition. Des informations sur la sélection et la caractérisation des
[4] [5]
matériaux de référence utilisés à cet effet sont données dans l'ASTM G 156 . L'ISO/TR 19032 décrit un mode
opératoire qui utilise la variation de l'indice carbonyle d'un matériau de référence vieilli spécifique en polyéthylène pour
surveiller les conditions d'exposition au vieillissement naturel et au vieillissement accéléré artificiel.
4.3.3 Dans certains essais de spécification, les propriétés des éprouvettes sont évaluées après un temps
d'exposition ou une exposition énergétique spécifique en utilisant un cycle d'essai avec un ensemble de
conditions prescrit. Il convient de ne pas utiliser les résultats d'un essai d'exposition accéléré effectué
conformément à l'une des parties de la présente Norme internationale pour établir un degré de
"réussite/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 d'un cycle
d'exposition particulier et de la méthode de mesurage des propriétés n'ait été établie.
5 Exigences relatives aux dispositifs d'exposition en laboratoire
5.1 Irradiance
5.1.1 Les sources lumineuses de laboratoire sont utilisées pour fournir l'irradiance aux éprouvettes. Pour
produire l'irradiance des éprouvettes, une lampe à arc au xénon est utilisée dans l’ISO 4892-2, une lampe
fluorescente UV dans l’ISO 4892-3 et une lampe à arc au carbone dans l’ISO 4892-4.
5.1.2 Le dispositif d'exposition doit permettre de positionner les éprouvettes et tout capteur concerné de
manière à assurer une irradiance uniforme de la source de rayonnement.
NOTE L'irradiance spectrale produite dans un dispositif de vieillissement accéléré artificiel est très importante.
Idéalement, il convient que l'irradiance spectrale relative produite par le dispositif corresponde très étroitement à celle du
rayonnement solaire, notamment dans la région UV de courte longueur d'onde. L'Annexe C fournit des informations sur
les principaux spectres solaire
...
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