ISO 22531:2020

Optics and photonics - Optical materials and components - Test method for climate resistance of optical glass

This document specifies the test method for climate resistance of optical glass and the classification of the optical glass according to the test results.

Optique et photonique — Matériaux et composants optiques — Méthode d'essai pour la résistance climatique du verre optique

Le présent document spécifie la méthode d'essai pour la résistance climatique du verre optique et la classification du verre optique en fonction des résultats d'essai.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 26-May-2020
• ICS: 37.020 - Optical equipment
• Technical Committee: ISO/TC 172/SC 3 - Optical materials and components
• Drafting Committee: ISO/TC 172/SC 3/WG 1 - Raw optical glass
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Start Date: 31-Oct-2025
• Completion Date: 13-Dec-2025

Overview

ISO 22531:2020 specifies a laboratory test method for the climate resistance of optical glass and the procedure for classifying glass based on the results. It defines the test setup, specimen preparation, temperature cycling, measurement of optical degradation (haze) and the calculation method used to quantify change in optical quality after exposure to a controlled humid/thermal environment.

Key topics and technical requirements

• Test principle: Measure haze of polished optical-glass specimens before and after a controlled temperature/humidity cycling; climate resistance is determined by the change in haze.
• Specimens: Square plates 30 mm × 30 mm × 3 mm; 5 to 8 specimens per test. Surfaces polished with cerium oxide slurry and cleaned (organic solvent, detergent, distilled water, alcohol such as IPA). Immediate testing within defined exposure/storage windows is required.
• Test apparatus:
  • Glass water tank (borosilicate per ISO 3585 or quartz, 5–20 mm thickness) inside a thermostatic chamber.
  • Stirring unit with stirring rod and fan; stirring fan rotated at 100 r/min. Seal (e.g., O‑ring) to maintain humidity.
  • Water purity: ISO 3696 grade 2, volume 1.8 L.
  • Thermostatic chamber with automatic temperature control and a through‑hole for the stirring rod.
• Temperature profile and timing:
  • Maintain air in tank at 57.5 °C (tolerance ±0.5 °C) and hold for 50 minutes, then apply cyclic profile so tank air cycles between 57.5 °C and 64.0 °C.
  • Cycle duration as specified in Annex A and total exposure of 48 hours.
• Measurement and calculation:
  • Haze measured using a haze meter per ISO 14782 (measurements >5 mm from specimen edge).
  • Change in haze ΔH(k) computed per specimen; exclude the single maximum and minimum ΔH values, then average remaining values to obtain the reported ΔHave for classification.

Applications and who uses it

• Manufacturers and quality engineers of optical components (lenses, prisms, windows) who need to validate long‑term optical performance under humid thermal stress.
• R&D teams developing new optical glass formulations or coatings for harsh environments.
• Test labs and certification bodies performing environmental durability testing for optics and photonics products.
• Product managers and procurement teams specifying climate‑resistance requirements in supplier contracts.

Related standards

• ISO 14782 - Haze measurement for transparent materials (required measurement method)
• ISO 3585 - Borosilicate glass 3.3 - Properties (tank material)
• ISO 3696 - Water for analytical laboratory use - Specification and test methods

Keywords: ISO 22531:2020, climate resistance, optical glass, haze, haze meter, optics and photonics, test method, environmental testing, glass water tank, thermostatic chamber.

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22531
First edition
2020-05
Optics and photonics — Optical
materials and components — Test
method for climate resistance of
optical glass
Optique et photonique — Matériaux et composants optiques —
Méthode d'essai pour la résistance climatique du verre optique
Reference number
©
ISO 2020
© ISO 2020
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 1
5 Test apparatus . 1
5.1 Configuration . 1
5.2 Thermostatic chamber . 3
5.3 Glass water tank and lid . 3
5.4 Water . 3
5.5 Stirring unit . 4
5.6 Seal . 4
5.7 Specimen holder . 4
5.8 Specimen holder stand. 4
5.9 Water tank stand . 4
6 Specimens . 5
6.1 Shape and size of specimens . 5
6.2 Number of specimens . 5
6.3 Surface treatment of specimens before test . 5
7 Test method . 6
7.1 Procedure of the test . 6
7.2 Calculation . 7
8 Classification and designation . 8
9 Test report . 8
Annex A (normative) Test conditions for the thermostatic chamber .10
Annex B (normative) Procedure for polishing and cleaning the specimens .12
Bibliography .14
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).
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constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 172, Optics and Photonics, Subcommittee
SC 3, Optical materials and components.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 22531:2020(E)
Optics and photonics — Optical materials and components
— Test method for climate resistance of optical glass
1 Scope
This document specifies the test method for climate resistance of optical glass and the classification of
the optical glass according to the test results.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3585, Borosilicate glass 3.3 — Properties
ISO 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 14782, Plastics — Determination of haze for transparent materials
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
haze
percentage of transmitted light, passing through a specimen, which deviates from the incident light by
no more than 0,044 rad (2,5°) by forward scattering
[SOURCE: ISO 14782:1999, 3.1]
4 Principle
To evaluate the climate resistance of optical glass in its operating environment, the hazes of polished
glass surfaces before and after testing are measured with the haze meter specified in ISO 14782, and
the climate resistance is determined by the change in the amount of haze.
5 Test apparatus
5.1 Configuration
The test apparatus consists of the components shown in Figure 1. The size and arrangement of the
components in the glass water tank are shown in Figure 2.
Key
1 stirring motor 8 thermostatic chamber
2 stirring rod 9 specimens
3 seal 10 specimen holder
4 lid 11 specimen holder stand
5 clamp 12 distilled water (1,8 l)
6 stirring fan 13 water tank stand
7 glass water tank
Figure 1 — Test apparatus
2 © ISO 2020 – All rights reserved

Dimensions in millimetres
Key
6 stirring fan
7 glass water tank
9 specimens
10 specimen holder (stainless steel)
Figure 2 — Arrangement of specimens and units in the glass water tank
5.2 Thermostatic chamber
The chamber shall have an automatic temperature adjustment capability.
The ceiling of chamber shall have a through-hole for the stirring rod which is rotated by the stirring
motor as shown in Figure 1.
5.3 Glass water tank and lid
The water tank and the lid shall be made of either borosilicate glass 3.3 in accordance with ISO 3585
or quartz glass, the thickness of which shall be between 5 mm and 20 mm. They shall be placed in the
thermostatic chamber as shown in Figure 1.
Eliminate the gap of the contacting part between the lid and the rim of the tank by lapping. A hole shall
be provided at the centre of the lid so that the stirring rod passes through it.
5.4 Water
The purity of the water used shall be in accordance with the grade 2 of ISO 3696. The amount of water
contained by the water tank shall be 1,8 l.
5.5 Stirring unit
The stirring unit consists of a stirring motor, a stirring rod and a stirring fan as shown in Figure 1. The
stirring rod shall be straight, not bent or warped. The dimension of the stirring fan is shown in Figure 2.
NOTE If the stirring rod is bent or warped, the stirring rod will be decentered during rotation and the
stirring fan will be shifted from the correct position.
5.6 Seal
An elastic seal, such as an O-ring, shall be provided at the gap between the stirring rod and the lid to
keep humidity in the tank constant during the test. Confirm the condition of the elastic seal before the
test and exchange the seal if it deteriorates.
5.7 Specimen holder
Figure 3 shows an example configuration of a hexadecagonal specimen holder at the position of 100 mm
under the stirring fan above the water level, which keeps the specimen’s surface vertical. This holder
shall be fabricated in a shape that allows up to eight specimens to be placed at equal intervals from the
central axis of the stirring rod as shown in Figure 1.
The specimen holder shall be placed in the centre of the water tank, as shown in Figure 2.
Dimensions in millimetres
Figure 3 — Configuration example of the specimen holder
5.8 Specimen holder stand
The specimen holder stand shall hold the specimens 100 mm from the inner bottom of the water tank.
5.9 Water tank stand
Place a stand under the water tank to ensure a pathway of airflow.
4 © ISO 2020 – All rights reserved

6 Specimens
6.1 Shape and size of specimens
The shape of the specimen shall be a square-formed plate, and its size shall be 30 mm × 30 mm × 3 mm.
6.2 Number of specimens
The number of specimens per test shall be 5 to 8.
6.3 Surface treatment of specimens before test
Both sides of surfaces of each specimen shall be polished with cerium oxide slurry, then contamination
shall be removed from the polished surfaces with an organic solvent. After that, the polished specimens
are cleaned with detergent, distilled water and alcohols such as IPA (isopropyl alcohol). The detailed
cleaning method shall be described in Annex B. The cleaning shall be started within 24 h after
the polished surface has been exposed to the atmosphere, and after that, the test shall be started
immediately.
If the cleaning procedure of the specimens is started more than 24 h after polishing, the protective
materials, i.e. the films or resins for the glass lens polishing process shall be applied to the polished
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 22531
Première édition
2020-05
Optique et photonique — Matériaux
et composants optiques — Méthode
d'essai pour la résistance climatique
du verre optique
Optics and photonics — Optical materials and components — Test
method for climate resistance of optical glass
Numéro de référence
©
ISO 2020
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2020
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
Fax: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 1
5 Appareillage d'essai . 1
5.1 Configuration . 1
5.2 Enceinte thermostatique . 3
5.3 Réservoir d’eau en verre et couvercle . 3
5.4 Eau . 3
5.5 Groupe agitateur . 4
5.6 Joint d’étanchéité . 4
5.7 Porte-éprouvette . 4
5.8 Support du porte-éprouvette. 4
5.9 Support du réservoir d'eau . 4
6 Éprouvettes . 5
6.1 Forme et dimensions des éprouvettes . 5
6.2 Nombre d'éprouvettes . 5
6.3 Traitement de surface des éprouvettes avant essai . 5
7 Méthode d'essai . 6
7.1 Procédure de l’essai . 6
7.2 Calcul . 8
8 Classification et désignation . 9
9 Rapport d’essai . 9
Annexe A (normative) Conditions d'essai de l’enceinte thermostatique .10
Annexe B (normative) Procédure de polissage et de nettoyage des éprouvettes .12
Bibliographie .14
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 attirée 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 nature volontaire des normes, 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’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le Comité technique ISO/TC 172, Optique et photonique, sous-
comité SC 3, Matériaux et composants optiques.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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NORME INTERNATIONALE ISO 22531:2020(F)
Optique et photonique — Matériaux et composants
optiques — Méthode d'essai pour la résistance climatique
du verre optique
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie la méthode d'essai pour la résistance climatique du verre optique et la
classification du verre optique en fonction des résultats d’essai.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du présent document. 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 3585, Verre borosilicaté 3.3 — Propriétés
ISO 14782, Plastiques — Détermination du trouble des matériaux transparents
ISO 3696, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse http:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
voile
pourcentage de lumière transmise, traversant une éprouvette, qui s’écarte de la lumière incidente de
0,044 rad (2,5°) au maximum par diffusion vers l’avant
[SOURCE: ISO 14782:1999, 3.1]
4 Principe
Pour évaluer la résistance climatique du verre optique dans son environnement d’utilisation, les voiles
de surfaces de verre poli sont mesurés avec l'indicateur de voile spécifié dans l’ISO 14782 avant et après
essai, et la résistance climatique est déterminée à partir de la variation de la quantité de voile.
5 Appareillage d'essai
5.1 Configuration
L’appareillage d’essai comprend les composants représentés à la Figure 1. Les dimensions et la
disposition des composants dans le réservoir d’eau en verre sont indiquées à la Figure 2.
Légende
1 moteur agitateur 8 enceinte thermostatique
2 tige d’agitation 9 éprouvettes
3 joint d’étanchéité 10 porte-éprouvette
4 couvercle 11 support du porte-éprouvette
5 bride 12 eau distillée (1,8 l)
6 ventilateur de brassage 13 support du réservoir d'eau
7 réservoir d’eau en verre
Figure 1 — Appareillage d'essai
2 © ISO 2020 – Tous droits réservés

Légende
6 ventilateur de brassage
7 réservoir d’eau en verre
9 éprouvettes
10 porte-éprouvette (acier inoxydable)
Figure 2 — Disposition des éprouvettes et des unités dans le réservoir d’eau en verre
5.2 Enceinte thermostatique
L’enceinte doit posséder une fonction de réglage automatique de la température.
Le plafond de l’enceinte doit comporter un trou traversant pour la tige d'agitation qui est mis en rotation
par le moteur agitateur, comme indiqué à la Figure 1
5.3 Réservoir d’eau en verre et couvercle
Le réservoir d’eau et le couvercle doivent être fabriqués soit en verre borosilicaté 3.3 conformément à
l’ISO 3585, soit en verre de quartz, dont l’épaisseur doit être comprise entre 5 mm et 20 mm. Ils doivent
être placés dans l’enceinte thermostatique représentée à la Figure 1.
Supprimer le jeu existant entre le couvercle et le bord du réservoir par rodage. Un orifice doit être
prévu au centre du couvercle pour faire passer la tige d’agitation.
5.4 Eau
La pureté de l’eau utilisée doit respecter les exigences de classe 2 de l’ISO 3696. Verser 1,8 l d’eau
distillée dans le réservoir d’eau. La quantité d'eau contenue dans le réservoir d'eau est de 1,8 l.
5.5 Groupe agitateur
Le groupe agitateur se compose d'un moteur agitateur, d'une tige d’agitation et d'un ventilateur de
brassage, tels qu’indiqués à la Figure 1. La tige d’agitation doit être droite, ne pas être pliée ou emballée.
Les dimensions du ventilateur de brassage sont indiquées à la Figure 2.
NOTE Si la tige d’agitation est tordue ou déformée, elle se décentre pendant la rotation et le ventilateur de
brassage se déplace par rapport à la position voulue.
5.6 Joint d’étanchéité
Un joint élastique, par exemple un joint torique, doit être prévu au niveau de l’espace existant entre la
tige d’agitation et le couvercle pour maintenir constante l’humidité dans le réservoir pendant l’essai.
Vérifier l’état du joint élastique avant l’essai et remplacer le joint s'il se détériore.
5.7 Porte-éprouvette
La Figure 3 montre un exemple de configuration d'un porte-éprouvette hexadécagonal placé 100 mm
sous le ventilateur de brassage au-dessus du niveau de l’eau, qui maintient la surface de l’éprouvette
verticale. Ce porte-éprouvette doit présenter une forme permettant à huit éprouvettes d’être placées à
intervalles réguliers à partir de l’axe central de la tige d’agitation, tel que représenté à la Figure 1.
Le porte-éprouvette doit être placé au centre du réservoir d’eau, tel que représenté à la Figure 2.
Dimensions en millimètres
Figure 3 — Exemple de configuration du porte-éprouvette
5.8 Support du porte-éprouvette
Le support du porte-éprouvette doit maintenir les éprouvettes à 100 mm du fond intérieur du
réservoir d’eau.
5.9 Support du réservoir d'eau
Placer un support sous le réservoir d’eau afin d’assurer une bonne circulation de l’air.
4 © ISO 2020 – Tous droits réservés

6 Éprouvettes
6.1 Forme et dimensions des éprouvettes
La forme de l’éprouvette doit être celle d'une plaque carrée, et ses dimensions doivent être de
30 mm × 30 mm × 3 mm.
6.2 Nombre d'éprouvettes
Le nombre d'éprouvettes par essai doit être compris entre 5 et 8.
6.3 Traitement de surface des éprouvettes avant essai
Les deux côtés des surfaces de chaque éprouvette doivent être polis avec une suspension d’oxyde
de cérium, et les contaminants retirés des surfaces polies avec un solvant organique. Après quoi, les
éprouvettes polies sont nettoyées avec un détergent, de l’eau distillée et des alcools tels que l’IPA
(alcool isopropylique). La méthode de nettoyage détaillée est décrite à l’Annexe B. Le nettoyage doit
commencer sous 24 h après que la surface polie a été exposée à l’atmosphère, et l’essai, être réalisé
immédiatement après.
Si la procédure de nettoyage des éprouvettes doit débuter plus de 24 h après le polissage, les matériaux
de protection, à savoir les films ou résines employés dans le procédé de polissage des lentilles en verre,
doivent être appliqués sur les surfaces polies immédiatement après le polissage, afin d’éviter toute
exposition de la surface du verre à l’atmosphère. Dissoudre le film protecteur avec un solvant organique
ou le retirer avant le nettoyage des éprouvettes.
Sachant que, même en présence de maté
...