ISO 16474-2:2013
(Main)Paints and varnishes — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 2: Xenon-arc lamps
Paints and varnishes — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 2: Xenon-arc lamps
ISO 16474-2:2013 specifies methods for exposing specimens to xenon-arc light in the presence of moisture to reproduce the weathering effects that occur when materials are exposed in actual end-use environments to daylight or to daylight filtered through window glass. The specimens are exposed to filtered xenon-arc light under controlled conditions (temperature, humidity and/or wetting). Various types of xenon-arc lamps and various filter combinations may be used to meet all the requirements for testing different materials. Specimen preparation and evaluation of the results are covered in other International Standards for specific materials. General guidance is given in ISO 16474‑1. Xenon-arc exposures for plastics are described in ISO 4892‑2.
Peintures et vernis — Méthodes d'exposition à des sources lumineuses de laboratoire — Partie 2: Lampes à arc au xénon
L'ISO 16474-2:2013 spécifie des méthodes pour l'exposition d'éprouvettes à des sources lumineuses à arc au xénon en présence d'humidité pour reproduire les effets de vieillissement qui se produisent lorsque des matériaux sont exposés, dans les environnements d'utilisation finale réels, à la lumière du jour ou bien à la lumière du jour filtrée à travers un vitrage de fenêtre. Les éprouvettes sont exposées à des sources lumineuses à arc au xénon filtrées, dans des conditions maîtrisées (température, humidité et/ou mouillage). Divers types de lampes à arc au xénon et différentes combinaisons de filtres peuvent être utilisés pour répondre à toutes les exigences relatives aux essais de différents matériaux. La préparation des éprouvettes et l'évaluation des résultats sont traitées dans d'autres Normes internationales concernant les matériaux spécifiques. Des lignes directrices générales sont données dans l'ISO 16474‑1. L'exposition des matières plastiques aux lampes à arc au xénon est décrite dans l'ISO 4892‑2.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16474-2
First edition
2013-11-15
Paints and varnishes — Methods of
exposure to laboratory light sources —
Part 2:
Xenon-arc lamps
Peintures et vernis — Méthodes d’exposition à des sources lumineuses
de laboratoire —
Partie 2: Lampes à arc au xénon
Reference number
ISO 16474-2:2013(E)
©
ISO 2013
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ISO 16474-2:2013(E)
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Published in Switzerland
ii © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO 16474-2:2013(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 2
5 Apparatus . 3
5.1 Laboratory light source . 3
5.2 Test chamber . 4
5.3 Radiometer . 5
5.4 Black-standard/black-panel thermometer . 5
5.5 Wetting and humidity-control equipment . 5
5.6 Specimen holders . 5
5.7 Apparatus to assess changes in properties . 6
6 Test specimens. 6
7 Exposure conditions . 6
7.1 Radiation . 6
7.2 Temperature . 6
7.3 Relative humidity of chamber air . 7
7.4 Spray cycle . 8
7.5 Cycles with dark periods . 8
7.6 Sets of exposure conditions . 9
8 Procedure. 9
8.1 General . 9
8.2 Mounting the test specimens . 9
8.3 Exposure . 9
8.4 Duration of test .10
8.5 Measurement of radiant exposure .10
8.6 Determination of changes in properties after exposure .10
9 Test report .10
Annex A (informative) Filtered xenon-arc radiation — Spectral power distribution .11
Annex B (normative) Additional exposure cycles .13
Bibliography .15
© ISO 2013 – All rights reserved iii
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ISO 16474-2:2013(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2. www.iso.org/directives
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received. www.iso.org/patents
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 35, Paints and varnishes, Subcommittee SC 9,
General test methods for paints and varnishes.
This first edition of ISO 16474-2, together with ISO 16474-1, cancels and replaces ISO 11341:2004 which
has been technically revised.
ISO 16474 consists of the following parts, under the general title Paints and varnishes — Methods of
exposure to laboratory light sources:
— Part 1: General guidance
— Part 2: Xenon-arc lamps
— Part 3: Fluorescent UV lamps
— Part 4: Open-flame carbon-arc lamps
iv © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO 16474-2:2013(E)
Introduction
Coatings of paints, varnishes and similar materials (subsequently referred to simply as coatings) are
exposed to laboratory light sources, in order to simulate in the laboratory the ageing processes which
occur during natural weathering or during exposure tests under glass cover.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16474-2:2013(E)
Paints and varnishes — Methods of exposure to laboratory
light sources —
Part 2:
Xenon-arc lamps
1 Scope
This part of ISO 16474 specifies methods for exposing specimens to xenon-arc light in the presence of
moisture to reproduce the weathering effects that occur when materials are exposed in actual end-use
environments to daylight or to daylight filtered through window glass.
The specimens are exposed to filtered xenon-arc light under controlled conditions (temperature,
humidity and/or wetting). Various types of xenon-arc lamps and various filter combinations may be
used to meet all the requirements for testing different materials.
Specimen preparation and evaluation of the results are covered in other International Standards for
specific materials.
General guidance is given in ISO 16474-1.
NOTE Xenon-arc exposures for plastics are described in ISO 4892-2.
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 4618, Paints and varnishes — Terms and definitions
ISO 9370, Plastics — Instrumental determination of radiant exposure in weathering tests — General
guidance and basic test method
ISO 16474-1, Paints and varnishes — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 1: General guidance
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4618 and the following apply.
3.1
radiant exposure
H
amount of radiant energy to which a test panel has been exposed
Note 1 to entry: Radiant exposure is given by the equation HE=⋅dt .
∫
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ISO 16474-2:2013(E)
where
H is the radiant exposure, in joules per square metre;
E is the irradiance, in watts per square metre;
t is the exposure time, in seconds.
Note 2 to entry: If the irradiance E is constant throughout the whole exposure time, the radiant exposure H is
given simply by the product of E and t.
4 Principle
4.1 A xenon arc, fitted with suitable filters and properly maintained, is used to simulate the spectral
power distribution of daylight in the ultraviolet (UV) and visible regions of the spectrum.
4.2 Specimens are exposed to various levels of irradiance (radiant exposure), heat, relative humidity
and water (see 4.4) under controlled environmental conditions.
4.3 The exposure conditions may be varied by selection of
a) the light filter(s);
b) the irradiance level;
c) the temperature during light exposure;
d) the relative humidity of the chamber air during light and dark exposures, when test conditions
requiring control of humidity are used;
e) the type of wetting (see 4.4);
f) the water temperature and wetting cycle;
g) the timing of the light/dark cycle.
4.4 Wetting is usually produced by spraying the test specimens with demineralized/deionized water,
by immersion in water or by condensation of water vapour onto the surfaces of the specimens.
4.5 The procedure shall include measurements of the irradiance and radiant exposure in the plane of
the specimens.
4.6 It is recommended that a similar material of known performance (a control) be exposed
simultaneously with the test specimens to provide a standard for comparative purposes.
4.7 Intercomparison of results obtained from specimens exposed in different equipments should not
be made unless an appropriate statistical relationship has been established between the equipments for
the particular material to be tested.
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ISO 16474-2:2013(E)
5 Apparatus
5.1 Laboratory light source
5.1.1 General
The light source shall comprise one or more quartz-jacketed xenon-arc lamps which emit radiation from
below 270 nm in the ultraviolet through the visible spectrum and into the infrared. In order to simulate
daylight, filters shall be used to remove short-wavelength UV radiation (method A, see Table 1). Filters
to minimize irradiance at wavelengths shorter than 310 nm shall be used to simulate daylight through
window glass (method B, see Table 2). In addition, filters to remove infrared radiation may be used to
prevent unrealistic heating of the test specimens, which can cause thermal degradation not experienced
during outdoor exposures.
NOTE Solar spectral irradiance for a number of different atmospheric conditions is described in CIE No. 85.
The benchmark daylight used in this part of ISO 16474 is that defined in CIE No. 85:1989, Table 4.
5.1.2 Spectral irradiance of xenon-arc lamps with daylight filters
[2]
Filters are used to filter xenon-arc emissions in order to simulate daylight (CIE No. 85:1989, Table 4 ).
The minimum and maximum levels of the relative spectral irradiance in the UV wavelength range are
given in Table 1 (see also Annex A).
a,b
Table 1 — Relative spectral irradiance of xenon-arc lamps with daylight filter (method A)
c d,e c
Spectral passband Minimum CIE No. 85:1989, Table 4 Maximum
(λ = wavelength in nm) % % %
λ < 290 0,15
290 ≤ λ ≤ 320 2,6 5,4 7,9
320 < λ ≤ 360 28,2 38,2 39,8
360 < λ ≤ 400 54,2 56,4 67,5
a
This table gives the irradiance in the given passband, expressed as a percentage of the total irradiance between
290 nm and 400 nm. To determine whether a specific filter or set of filters for a xenon-arc lamp meets the requirements of
this table, the spectral irradiance has to be measured from 250 nm to 400 nm. Typically, this is done in 2 nm increments. The
total irradiance in each wavelength passband is then summed and divided by the total irradiance from 290 nm to 400 nm.
b
The minimum and maximum limits in this table are based on more than 100 spectral irradiance measurements
with water- and air-cooled xenon-arc lamps with daylight filters from different production lots and of various ages, used
in accordance with the recommendations of the manufacturer. As more spectral irradiance data become available, minor
changes in the limits are possible. The minimum and maximum limits are at least three sigma from the mean for all the
measurements.
c
The minimum and maximum columns will not necessarily sum to 100 % because they represent the minima and
maxima for the measurement data used. For any individual spectral irradiance, the percentages calculated for the passbands
in this table will sum to 100 %. For any individual xenon-arc lamp with daylight filters, the calculated percentage in each
passband shall fall within the minimum and maximum limits given. Exposure results can be expected to differ if obtained
using xenon-arc apparatus in which the spectral irradiances differ by as much as that allowed by the tolerances. Contact the
manufacturer of the xenon-arc apparatus for specific spectral irradiance data for the xenon-arc lamp and filters used.
d
The data from CIE Publication No. 85:1989, Table 4 is the global solar irradiance on a horizontal surface for an air
mass of 1,0, an ozone column of 0,34 cm at STP, 1,42 cm of precipitable water vapour and a spectral optical depth of aerosol
extinction of 0,1 at 500 nm. These data are target values for xenon-arc lamps with daylight filters.
e
For the solar spectrum represented in CIE No. 85:1989, Table 4, the UV irradiance (between 290 nm and 400 nm) is
11 % and the visible irradiance (between 400 nm and 800 nm) is 89 %, expressed as a percentage of the total irradiance
between 290 nm and 800 nm. The percentage of the UV irradiance and that of the visible irradiance incident on specimens
exposed in xenon-arc apparatus can vary due to the number of specimens being exposed and their reflectance properties.
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ISO 16474-2:2013(E)
5.1.3 Spectral irradiance of xenon-arc lamps with window glass filters
Filters are used to filter the xenon-arc lamp emissions in order to simulate daylight which has passed
through window glass. The minimum and maximum levels of the relative spectral irradiance in the UV
region are given in Table 2 (see also Annex A).
a,b
Table 2 — Relative spectral irradiance for xenon-arc lamps with window glass filters (method B)
c c
Spectral passband Minimum CIE No. 85:1989, Table 4 plus Maximum
d,e
effect of window glass
(λ = wavelength in nm) % % %
λ < 300 0,29
300 ≤ λ ≤ 320 0,1 ≤ 1 2,8
320 < λ ≤ 360 23,8 33,1 35,5
360 < λ ≤ 400 62,4 66,0 76,2
a
This table gives the irradiance in the given passband, expressed as a percentage of the total irradiance between
290 nm and 400 nm. To determine whether a specific filter or set of filters for a xenon-arc lamp meets the requirements of
this table, the spectral irradiance has to be measured from 250 nm to 400 nm. Typically, this is done in 2 nm increments. The
total irradiance in each passband is then summed and divided by the total irradiance between 290 nm and 400 nm.
b
The minimum and maximum limits in this table are based on more than 30 spectral irradiance measurements with
water- and air-cooled xenon-arc lamps with window glass filters from different production lots and of various ages, used
in accordance with the recommendations of the manufacturer. As more spectral irradiance data become available, minor
changes in the limits are possible. The minimum and maximum limits are at least three sigma from the mean for all the
measurements.
c
The minimum and maximum columns will not necessarily sum to 100 % because they represent the minima and
maxima for the data used. For any individual spectral irradiance, the percentages calculated for the passbands in this table
will sum to 100 %. For any individual xenon-arc lamp with window glass filters, the calculated percentage in each passband
shall fall within the minimum and maximum limits given. Exposure results can be expected to differ if obtained using
xenon-arc apparatus in which the spectral irradiances differ by as much as that allowed by the tolerances. Contact the
manufacturer of the xenon-arc apparatus for specific spectral irradiance data for the xenon-arc lamp and filters used.
d
The data from CIE No. 85:1989, Table 4 plus the effect of window glass was determined by multiplying the CIE
No. 85:1989, Table 4 data by the spectral transmittance of 3-mm-thick window glass (see Table A.1). These data are target
values for xenon-arc lamps with window glass filters.
e
For the CIE No. 85:1989 plus window glass data, the UV irradiance between 300 nm and 400 nm is typically about
9 % and the visible irradiance (between 400 nm and 800 nm) is typically about 91 %, expressed as a percentage of the total
irradiance between 300 nm and 800 nm. The percentage of the UV irradiance and that of the visible irradiance incident on
specimens exposed in xenon-arc apparatus can vary due to the number of specimens being exposed and their reflectance
properties.
5.1.4 Irradiance uniformity
The irradiance at any position in the area used for specimen exposure shall be at least 80 % of the
maximum irradiance. Requirements for periodic repositioning of specimens when this requirement is
not met are described in ISO 16474-1.
For some materials of high reflectivity, or/and high sensitivity to irradiance and temperature, periodic
repositioning of specimens is recommended to ensure uniformity of exposures, even when the irradiance
uniformity in the exposure area is within the limits so that repositioning is not required.
5.2 Test chamber
The design of the test chamber may vary, but it shall be constructed from inert material. In addition
to the controlled irradiance, the test chamber shall provide for control of temperature. For exposures
that require control of humidity, the test chamber shall include humidity-control facilities that meet
the requirements of ISO 16474-1. When required by the exposure used, the apparatus shall also include
facilities for the provision of water spray or the formation of condensate on the surface of the test
specimens, or for the immersion of the specimens in water. Water used for water spray shall meet the
requirements of ISO 16474-1.
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ISO 16474-2:2013(E)
The light source(s) shall be located, with respect to the specimens, such that the irradiance at the
specimen surface complies with 5.1.
NOTE If the lamp system (one or more lamps) is centrally positioned in the chamber, the effect of any
eccentricity of the lamp(s) on the uniformity of exposure can be reduced by using a rotating frame carrying the
specimens or by repositioning or rotating the lamps.
Should any ozone be generated from operation of the lamp(s), the lamp(s) shall be isolated from the test
specimens and operating personnel. If the ozone is in an air stream, it shall be vented directly to the
outside of the building.
5.3 Radiometer
The radiometer used shall comply with the requirements outlined in ISO 16474-1 and ISO 9370.
5.4 Black-standard/black-panel thermometer
The black-standard or black-panel thermometer used shall comply with the requirements for these
devices given in ISO 16474-1.
NOTE The preferred maximum surface temperature device is the black-standard thermometer. The cycles
are described in Table 3 and Table B.1.
5.5 Wetting and humidity-control equipment
5.5.1 General
Specimens may be exposed to moisture in the form of water spray or condensation, or by immersion.
Specific exposure conditions using water spray are described in Table 3 (see also Table B.1) and Table 4
(see also Table B.2). If condensation, immersion or other methods are used to expose the specimens to
moisture, details of the procedures and exposure conditions used shall be included in the exposure report.
Table 3 and Table 4 describe exposure conditions in which the relative humidity is controlled. Table B.1
and Table B.2 describe exposure conditions in which humidity control is not required.
NOTE The relative humidity of the air can have a significant influence on the photodegradation of coatings.
5.5.2 Relative-humidity control equipment
For exposures where relative-humidity control is required, the location of the sensors used to measure
the humidity shall be as specified in ISO 16474-1.
5.5.3 Spray system
The test chamber shall be equipped with a means of directing an intermittent water spray onto the fronts
or backs of the test specimens under specified conditions. The spray shall be uniformly distributed
over the specimens. The spray system shall be made from corrosion-resistant materials that do not
contaminate the water employed.
The water sprayed onto the specimen surfaces shall have a conductivity below 5 μS/cm, contain less
than 1 μg/g dissolved solids content and leave no observable stains or deposits on the specimens. Care
shall be taken to keep silica levels below 0,2 μg/g. A combination of deionization and reverse osmosis
may be used to produce water of the desired quality.
5.6 Specimen holders
Specimen holders may be in the form of an open frame, leaving the backs of the specimens exposed, or
they may provide the specimens with a solid backing. They shall be made from inert materials that will
not affect the results of the exposure, for example non-oxidizing alloys of aluminium or stainless steel.
© ISO 2013 – All rights reserved 5
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ISO 16474-2:2013(E)
Brass, steel or copper shall not be used in the vicinity of the test specimens. The backing used might
affect the results, as might any space between the backing and the test specimen, particularly with
transparent specimens, and shall be agreed on between the interested parties.
5.7 Apparatus to assess changes in properties
The apparatus required by the International Standards relating to the determination of the properties
chosen for monitoring shall be used.
6 Test specimens
Refer to ISO 16474-1.
7 Exposure conditions
7.1 Radiation
Unless otherwise specified, control the irradiance at the levels indicated in Table 3 (see also Table B.1) and
Table 4 (see also Table B.2). Other irradiance levels may be used when agreed on by the interested parties.
The irradiance, and the pass band in which it was measured, shall be included in the exposure report.
7.2 Temperature
7.2.1 Black-standard/black-panel temperature
For referee purposes, Table 3 and Table B.1 specifies black-standard temperatures. For normal work,
black-panel thermometers may be used in place of black-standard thermometers. However, allowance
will have to be made for the fact that the two types of thermometer indicate different temperatures, due
to their different thermal conductivities (see ISO 16474-1).
The black-panel temperatures specified in Table 4 and the black-standard temperatures specified in
Table 3 are those most commonly used but have no relationship to each other. Therefore, test results
obtained with the two tables might not be comparable.
NOTE 1 If a black-panel thermometer is used, the temperature indicated will be 3 °C to 12 °C lower than that
indicated by a black-standard thermometer under typical exposure conditions.
If a black-panel thermometer is used, then the panel material, the type of temperature sensor and the
way in which the sensor is mounted on the panel shall be included in the exposure report.
NOTE 2 If higher temperatures are used as specified in Table 3 and Table 4 for special exposures, the tendency
for specimens to undergo thermal degradation will increase and this might affect the results of such exposures.
Other temperatures may be used when agreed on by the interested parties, but shall be stated in the
exposure report.
If water spray is used, the temperature requirements apply to the end of the dry period. If the thermometer
does not reach a steady-state during the dry period after the short water-spray part of the cycle, check
and report if the specified temperature is reached during a longer dry period without water spray.
NOTE 3 During the water spray part of the cycle, the black-standard or black panel temperature is close to the
water temperature.
NOTE 4 The additional measurement of a white-standard/white-panel temperature with a
white-standard/white-panel thermometer according to ISO 16474-1 gives important information on the range of
surface temperatures of differently coloured test specimens.
6 © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO 16474-2:2013(E)
7.2.2 Chamber air temperature
Exposures may be run either with the chamber air temperature controlled at a specified level (see
Table 3 and Table 4) or allowing the air temperature to find its own level (see Table B.1 and Table B.2).
7.3 Relative humidity of chamber air
Exposures may be conducted either with the relative humidity controlled at a specified level (see Table 3
and Table 4) or allowing the relative
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 16474-2
Première édition
2013-11-15
Peintures et vernis — Méthodes
d’exposition à des sources lumineuses
de laboratoire —
Partie 2:
Lampes à arc au xénon
Paints and varnishes — Methods of exposure to laboratory light
sources —
Part 2: Xenon-arc lamps
Numéro de référence
ISO 16474-2:2013(F)
©
ISO 2013
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ISO 16474-2:2013(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2013
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Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés
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ISO 16474-2:2013(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 2
5 Appareillage . 3
5.1 Source lumineuse de laboratoire . 3
5.2 Enceinte d’essai . 5
5.3 Radiomètre . 6
5.4 Thermomètre à étalon noir/à panneau noir . 6
5.5 Équipement de mouillage et de régulation de l’humidité . 6
5.6 Porte-éprouvettes . 7
5.7 Appareillage d’évaluation des modifications de propriétés . 7
6 Éprouvettes d’essai . 7
7 Conditions d’exposition . 7
7.1 Rayonnement . 7
7.2 Température . 7
7.3 Humidité relative de l’air dans l’enceinte . 8
7.4 Cycle de vaporisation.10
7.5 Cycles avec des périodes d’obscurité .11
7.6 Séries de conditions d’exposition .11
8 Mode opératoire.11
8.1 Généralités .11
8.2 Montage des éprouvettes d’essai .11
8.3 Exposition.12
8.4 Durée de l’essai .12
8.5 Mesurage de l’exposition énergétique .12
8.6 Détermination des modifications des propriétés après exposition .12
9 Rapport d’essai .12
Annexe A (informative) Rayonnement à arc au xénon filtré — Répartition spectrale énergétique 13
Annexe B (normative) Cycles d’exposition supplémentaires .15
Bibliographie .17
© ISO 2013 – Tous droits réservés iii
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ISO 16474-2:2013(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues
(voir www.iso.org/brevets).
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation
de la conformité, aussi bien que pour des informations au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de
l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC) voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 35, Peintures et vernis, sous-comité
SC 9, Méthodes générales d’essais des peintures et vernis.
Cette première édition de l’ISO 16474-2, conjointement avec l’ISO 16474-1, annule et remplace
l’ISO 11341:2004, qui a fait l’objet d’une révision technique.
L’ISO 16474 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Peintures et vernis —
Méthodes d’exposition à des sources lumineuses de laboratoire:
— Partie 1: Lignes directrices générales
— Partie 2: Lampes à arc au xénon
— Partie 3: Lampes fluorescentes UV
— Partie 4: Lampes à arc au carbone
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ISO 16474-2:2013(F)
Introduction
Les feuils de peintures, de vernis et de matériaux analogues (désignés ci-après simplement sous
l’appellation de feuils) sont exposés à des sources lumineuses de laboratoire, afin de simuler en laboratoire
les processus de vieillissement qui interviennent pendant le vieillissement naturel ou pendant des essais
d’exposition sous couvercle de verre.
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NORME INTERNATIONALE ISO 16474-2:2013(F)
Peintures et vernis — Méthodes d’exposition à des sources
lumineuses de laboratoire —
Partie 2:
Lampes à arc au xénon
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 16474 spécifie des méthodes pour l’exposition d’éprouvettes à des sources
lumineuses à arc au xénon en présence d’humidité pour reproduire les effets de vieillissement qui se
produisent lorsque des matériaux sont exposés, dans les environnements d’utilisation finale réels, à la
lumière du jour ou bien à la lumière du jour filtrée à travers un vitrage de fenêtre.
Les éprouvettes sont exposées à des sources lumineuses à arc au xénon filtrées, dans des conditions
maîtrisées (température, humidité et/ou mouillage). Divers types de lampes à arc au xénon et différentes
combinaisons de filtres peuvent être utilisés pour répondre à toutes les exigences relatives aux essais de
différents matériaux.
La préparation des éprouvettes et l’évaluation des résultats sont traitées dans d’autres Normes
internationales concernant les matériaux spécifiques.
Des lignes directrices générales sont données dans l’ISO 16474-1.
NOTE L’exposition des matières plastiques aux lampes à arc au xénon est décrite dans l’ISO 4892-2.
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 4618, Peintures et vernis — Termes et définitions
ISO 9370, Plastiques — Détermination au moyen d’instruments de l’exposition énergétique lors d’essais
d’exposition aux intempéries — Lignes directrices générales et méthode d’essai fondamentale
ISO 16474-1, Peintures et vernis — Méthodes d’exposition à des sources lumineuses de laboratoire —
Partie 1: Lignes directrices générales
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 4618 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
exposition énergétique
H
quantité d’énergie rayonnante à laquelle un panneau d’essai a été exposé
Note 1 à l’article: L’exposition énergétique est donnée par l’équation HE=⋅dt .
∫
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où
H est l’exposition énergétique, en joules par mètre carré;
E est l’éclairement énergétique, en watts par mètre carré;
t est le temps d’exposition, en secondes.
Note 2 à l’article: Si l’éclairement énergétique E est constant pendant toute la durée de l’exposition, l’exposition
énergétique H est donnée simplement par le produit de E par t.
4 Principe
4.1 Un arc au xénon, équipé de filtres adaptés et correctement entretenus, est utilisé pour simuler la
répartition spectrale énergétique de la lumière du jour dans la région des ultraviolets (UV) et la région
visible du spectre.
4.2 Les éprouvettes sont exposées à différents niveaux d’éclairement énergétique (exposition énergétique),
de chaleur, d’humidité relative et d’eau (voir 4.4) dans des conditions environnementales maîtrisées.
4.3 Les conditions d’exposition peuvent varier selon le choix:
a) du ou des filtres de la lampe;
b) du niveau d’éclairement énergétique;
c) de la température durant l’exposition à la lumière;
d) de l’humidité relative de l’air dans l’enceinte durant les expositions à la lumière et à l’obscurité,
lorsque des conditions d’essai nécessitant une régulation de l’humidité sont utilisées;
e) du type de mouillage (voir 4.4);
f) de la température de l’eau et du cycle de mouillage;
g) de la durée du cycle de lumière/obscurité.
4.4 Le mouillage est en général produit en vaporisant les éprouvettes d’essai avec de l’eau
déminéralisée/déionisée, par immersion dans l’eau ou par condensation de vapeur d’eau sur les surfaces
des éprouvettes.
4.5 Le mode opératoire doit inclure les mesurages de l’éclairement énergétique et de l’exposition
énergétique dans le plan des éprouvettes.
4.6 Il est recommandé d’exposer en même temps que les éprouvettes d’essai un matériau similaire
dont les performances sont connues (un témoin) de façon à fournir un étalon à des fins de comparaison.
4.7 Il convient de ne pas comparer les résultats obtenus à partir d’éprouvettes exposées dans des
équipements différents sauf si une relation statistique appropriée a été établie entre les différents
équipements pour le matériau spécifique devant être soumis à essai.
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5 Appareillage
5.1 Source lumineuse de laboratoire
5.1.1 Généralités
La source lumineuse doit être constituée d’une ou de plusieurs lampes à arc au xénon placées dans un
tube en quartz qui émettent un rayonnement allant d’une longueur d’onde inférieure à 270 nm dans la
région des ultraviolets jusque dans la région des infrarouges en passant par la région visible du spectre.
Afin de simuler la lumière du jour, des filtres doivent être utilisés pour retirer le rayonnement UV de
courte longueur d’onde (méthode A, voir Tableau 1). Des filtres permettant de limiter l’éclairement
énergétique à des longueurs d’onde inférieures à 310 nm doivent être utilisés pour simuler la lumière
du jour à travers un vitrage de fenêtre (méthode B, voir Tableau 2). En outre, des filtres permettant de
supprimer le rayonnement infrarouge peuvent être utilisés pour éviter un chauffage non réaliste des
éprouvettes d’essai, pouvant provoquer une dégradation thermique qui ne se produit pas durant les
expositions à l’extérieur.
NOTE L’éclairement énergétique spectral solaire pour diverses conditions atmosphériques est décrit dans la
Publication CIE N° 85. La lumière du jour de référence utilisée dans la présente partie de l’ISO 16474 est issue du
Tableau 4 de la Publication CIE N° 85:1989.
5.1.2 Éclairement énergétique spectral des lampes à arc au xénon avec filtres de la lumière du jour
Des filtres sont utilisés pour filtrer les émissions d’arc au xénon afin de simuler la lumière du jour
[2]
(Publication CIE N° 85:1989, Tableau 4 ). Les niveaux minimal et maximal de l’éclairement énergétique
spectral relatif dans la plage de longueur d’onde du rayonnement UV sont donnés dans le Tableau 1 (voir
également Annexe A).
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ISO 16474-2:2013(F)
Tableau 1 — Éclairement énergétique spectral relatif pour les lampes à arc au xénon avec filtre
a b
de la lumière du jour (méthode A)
c c
Bande passante spectrale Niveau minimal Publication CIE N° 85:1989, Niveau maximal
d e
Tableau 4
(λ = longueur d’onde en nm) % % %
λ < 290 0,15
290 ≤ λ ≤ 320 2,6 5,4 7,9
320 < λ ≤ 360 28,2 38,2 39,8
360 < λ ≤ 400 54,2 56,4 67,5
a
Les données du présent tableau représentent l’éclairement énergétique dans la bande passante donnée, exprimé sous
forme de pourcentage de l’éclairement énergétique total de 290 nm à 400 nm. Pour déterminer si un filtre spécifique ou un
ensemble de filtres d’une lampe à arc au xénon satisfont aux exigences du présent tableau, l’éclairement énergétique spectral
de 250 nm à 400 nm doit être mesuré. En général, cela s’effectue par incréments de 2 nm. L’éclairement énergétique total
dans chaque bande passante de longueur d’onde est alors calculé en ajoutant les incréments puis est divisé par l’éclairement
énergétique total de 290 nm à 400 nm.
b
Les données minimales et maximales du présent tableau sont basées sur plus de 100 mesurages de l’éclairement
énergétique spectral de lampes à arc au xénon refroidies à l’eau et à l’air, avec des filtres de la lumière du jour de différents
lots et âge, et utilisées conformément aux recommandations du fabricant. Lorsque davantage de données relatives à
l’éclairement énergétique spectral seront disponibles, des modifications mineures des limites sont possibles. Les données
minimales et maximales représentent au moins les limites à trois sigma par rapport à la moyenne de toutes les mesures.
c
Les colonnes «Niveau minimal» et «Niveau maximal» ne donnent pas nécessairement un total de 100 % car elles
représentent le minimum et maximum des données utilisées. Pour tout éclairement énergétique spectral individuel, les
pourcentages calculés pour les bandes passantes du présent tableau donnent un total de 100 %. Pour toute lampe au xénon
individuelle avec des filtres de la lumière du jour, le pourcentage calculé dans chaque bande passante doit se trouver dans
les limites minimale et maximale du présent tableau. On peut s’attendre à obtenir des résultats d’exposition différents
entre les expositions utilisant des dispositifs à arc au xénon pour lesquels l’éclairement énergétique spectral varie dans la
mesure autorisée par les tolérances. Contacter le fabricant des dispositifs à arc au xénon pour obtenir les données relatives
à l’éclairement énergétique spectral spécifique des lampes à arc au xénon et filtres utilisés.
d
Les données du Tableau 4 de la Publication CIE N° 85:1989 sont: l’éclairement énergétique solaire total sur une surface
horizontale avec une masse d’air de 1,0, une colonne atmosphérique d’ozone de 0,34 cm à température et pression normales,
1,42 cm de vapeur d’eau pouvant être condensée et la profondeur optique spectrale d’extinction par aérosol de 0,1 nm à
500 nm. Ces données sont des valeurs cibles pour les lampes à arc au xénon avec filtres de la lumière du jour.
e
Pour le spectre solaire représenté dans le Tableau 4 de la Publication CIE N° 85:1989, l’éclairement énergétique UV
(290 nm à 400 nm) est de 11 % et l’éclairement énergétique visible (400 nm à 800 nm) est de 89 % lorsqu’ils sont exprimés
sous forme de pourcentages de l’éclairement énergétique total de 290 nm à 800 nm. Les pourcentages de l’éclairement
énergétique UV et de l’éclairement énergétique visible sur les éprouvettes exposées aux dispositifs à arc au xénon peuvent
varier en raison du nombre et des propriétés de réflexion des éprouvettes exposées.
5.1.3 Éclairement énergétique spectral des lampes à arc au xénon avec filtres de vitrage de fenêtre
Des filtres sont utilisés pour filtrer les émissions des lampes à arc au xénon afin de simuler la lumière
du jour à travers un vitrage de fenêtre. Les niveaux minimal et maximal de l’éclairement énergétique
spectral relatif dans la région UV sont donnés dans le Tableau 2 (voir également Annexe A).
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ISO 16474-2:2013(F)
Tableau 2 — Éclairement énergétique spectral relatif pour les lampes à arc au xénon avec filtres
a b
de vitrage de fenêtre (méthode B)
c c
Bande passante spectrale Niveau minimal Publication CIE N° 85:1989, Niveau maximal
Tableau 4, plus effet du vitrage de
d e
fenêtre
(λ = longueur d’onde en nm) % % %
λ < 300 0,29
300 < λ ≤ 320 0,1 ≤ 1 2,8
320 < λ ≤ 360 23,8 33,1 35,5
360 < λ ≤ 400 62,4 66,0 76,2
a
Les données du présent tableau représentent l’éclairement énergétique dans la bande passante donnée, exprimé sous
forme de pourcentage de l’éclairement énergétique total de 290 nm à 400 nm. Pour déterminer si un filtre spécifique ou un
ensemble de filtres d’une lampe à arc au xénon satisfont aux exigences du présent tableau, l’éclairement énergétique spectral
de 250 nm à 400 nm doit être mesuré. En général, cela s’effectue par incréments de 2 nm. L’éclairement énergétique total
dans chaque bande passante de longueur d’onde est alors calculé en ajoutant les incréments puis est divisé par l’éclairement
énergétique total de 290 nm à 400 nm.
b
Les données minimales et maximales du présent tableau sont basées sur plus de 30 mesurages de l’éclairement
énergétique spectral de lampes à arc au xénon refroidies à l’eau et à l’air, avec des filtres de vitrage de fenêtre de différents
lots et âges et utilisées conformément aux recommandations du fabricant. Lorsque davantage de données relatives à
l’éclairement énergétique spectral seront disponibles, des modifications mineures des limites sont possibles. Les données
minimales et maximales représentent au moins les limites à trois sigma par rapport à la moyenne de toutes les mesures.
c
Les colonnes «Niveau minimal» et «Niveau maximal» ne donnent pas nécessairement un total de 100 % car elles
représentent le minimum et maximum des données utilisées. Pour tout éclairement énergétique spectral individuel, les
pourcentages calculés pour les bandes passantes du présent tableau donnent un total de 100 %. Pour toute lampe au xénon
individuelle avec filtres de vitrage de fenêtre, le pourcentage calculé dans chaque bande passante doit se trouver dans les
limites minimale et maximale du présent tableau. On peut s’attendre à obtenir des résultats d’exposition différents entre
les expositions utilisant des dispositifs à arc au xénon pour lesquels l’éclairement énergétique spectral varie dans la mesure
autorisée par les tolérances. Contacter le fabricant des dispositifs à arc au xénon pour obtenir les données relatives à
l’éclairement énergétique spectral spécifique des lampes à arc au xénon et aux filtres utilisés.
d
Les données de la colonne «Publication CIE N° 85:1989, Tableau 4, plus effet du vitrage de fenêtre» ont été déterminées
en multipliant les données du Tableau 4 de la Publication CIE N° 85:1989 par la transmittance spectrale d’un vitrage de
fenêtre de 3 mm d’épaisseur (voir Tableau A.1). Ces données sont des valeurs cibles pour les lampes à arc au xénon avec
filtres de la lumière du jour.
e
Pour les données de la colonne «Publication CIE N° 85:1989, Tableau 4, plus effet du vitrage de fenêtre», l’éclairement
énergétique UV (300 nm à 400 nm) est en général d’environ 9 % et l’éclairement énergétique visible (400 nm à 800 nm) est en
général de 91 % lorsqu’ils sont exprimés sous forme de pourcentages de l’éclairement énergétique total de 300 nm à 800 nm.
Les pourcentages de l’éclairement énergétique UV et de l’éclairement énergétique visible sur les éprouvettes exposées aux
dispositifs à arc au xénon peuvent varier en raison du nombre et des propriétés de réflexion des éprouvettes exposées.
5.1.4 Uniformité de l’éclairement énergétique
L’éclairement énergétique à toute position sur la surface d’exposition des éprouvettes doit être au
minimum de 80 % de l’éclairement énergétique maximal. Les exigences relatives au repositionnement
périodique des éprouvettes, lorsque cette exigence n’est pas satisfaite, sont décrites dans l’ISO 16474-1.
Pour certains matériaux à haute réflectivité et/ou sensibles au rayonnement et à la température,
le repositionnement périodique des éprouvettes est recommandé pour garantir l’uniformité des
expositions, même lorsque l’uniformité de l’éclairement énergétique dans la zone d’exposition est à
l’intérieur des limites dans lesquelles le repositionnement n’est pas exigé.
5.2 Enceinte d’essai
L’enceinte d’essai peut être de conception variée. Toutefois, elle doit être fabriquée dans un matériau inerte.
Outre le réglage de l’éclairement énergétique, l’enceinte d’essai doit permettre de réguler la température.
Pour les expositions nécessitant une régulation de l’humidité, l’enceinte d’essai doit également inclure
des équipements de régulation de l’humidité conformes aux exigences de l’ISO 16474-1. Lorsque cela
est exigé par l’essai d’exposition utilisé, les dispositifs doivent également inclure les équipements
nécessaires à la vaporisation d’eau ou à la formation de condensation sur la surface des éprouvettes
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ISO 16474-2:2013(F)
exposées ou à l’immersion des éprouvettes d’essai dans l’eau. L’eau utilisée pour la vaporisation d’eau
doit satisfaire aux exigences de l’ISO 16474-1.
La ou les sources lumineuses doivent être situées, par rapport aux éprouvettes, de sorte que l’éclairement
énergétique sur la surface des éprouvettes soit conforme à 5.1.
NOTE Si le système de lampe (une ou plusieurs lampes) est positionné au centre de l’enceinte, l’effet de toute
excentricité de la ou des lampes sur l’uniformité de l’exposition peut être réduit en utilisant un châssis rotatif
supportant les éprouvettes ou en repositionnant ou en faisant tourner les lampes.
Dans le cas où le fonctionnement de la ou des lampes produirait de l’ozone, la ou les lampes doivent être
isolées des éprouvettes et du personnel. Si l’ozone est situé dans un courant d’air, ce dernier doit être
évacué directement à l’extérieur du bâtiment.
5.3 Radiomètre
Le radiomètre utilisé doit être conforme aux exigences données dans l’ISO 16474-1 et l’ISO 9370.
5.4 Thermomètre à étalon noir/à panneau noir
Le thermomètre à étalon noir/à panneau noir utilisé doit être conforme aux exigences applicables à ces
dispositifs données dans l’ISO 16474-1.
NOTE Le dispositif de mesurage des températures de surface maximales recommandé est le thermomètre à
étalon noir. Les cycles sont décrits dans le Tableau 3 et le Tableau B.1.
5.5 Équipement de mouillage et de régulation de l’humidité
5.5.1 Généralités
Les éprouvettes peuvent être exposées à l’humidité sous forme de vaporisation d’eau, de condensation
d’eau ou d’immersion dans l’eau. Les conditions d’exposition spécifiques décrivant l’utilisation de
vaporisation d’eau sont décrites dans le Tableau 3 (voir également Tableau B.1) et le Tableau 4 (voir
également Tableau B.2). Si la condensation, l’immersion ou d’autres méthodes sont utilisées pour fournir
une contrainte d’humidité, les modes opératoires et les conditions d’exposition spécifiques utilisés
doivent être inclus dans le rapport d’exposition.
Le Tableau 3 et le Tableau 4 décrivent également différentes conditions d’exposition dans lesquelles
l’humidité relative est régulée. Le Tableau B.1 et Tableau B.2 décrivent des conditions d’exposition dans
lesquelles la régulation de l’humidité n’est pas requise.
NOTE Le taux d’humidité relative de l’air peut avoir une influence significative sur la photodégradation des feuils.
5.5.2 Équipement de régulation de l’humidité relative
Pour les expositions dans lesquelles il est nécessaire de réguler l’humidité relative, l’emplacement des
capteurs utilisés pour mesurer l’humidité doit être conforme à l’ISO 16474-1.
5.5.3 Système de vaporisation
L’enceinte d’essai doit être équipée d’un dispositif permettant d’introduire une vaporisation d’eau
intermittente sur la face avant ou la face arrière des éprouvettes d’essai dans des conditions spécifiées.
La vaporisation doit être répartie uniformément sur les éprouvettes. Le système de vaporisation doit
être fabriqué dans des matériaux résistant à la corrosion qui ne contaminent pas l’eau utilisée.
L’eau vaporisée sur les surfaces de
...
Questions, Comments and Discussion
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