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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Publication Date
05-Nov-2013
Current Stage
9093 - International Standard confirmed
Start Date
27-May-2019
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ISO 16474-2:2013 - Paints and varnishes -- Methods of exposure to laboratory light sources
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ISO 16474-2:2013 - Peintures et vernis -- Méthodes d'exposition a des sources lumineuses de laboratoire
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Standards Content (sample)

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
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 16474-2:2013(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2013

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Published in Switzerland
ii © ISO 2013 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
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
---------------------- Page: 3 ----------------------
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
---------------------- Page: 4 ----------------------
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.
© ISO 2013 – All rights reserved v
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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
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 .
© ISO 2013 – All rights reserved 1
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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.
2 © ISO 2013 – All rights reserved
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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

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.

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.

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

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

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

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

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

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

The data from 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.

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.

© ISO 2013 – All rights reserved 3
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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

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.

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.

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

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

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

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

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

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

The data from 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.

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.
4 © ISO 2013 – All rights reserved
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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
---------------------- Page: 11 ----------------------
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
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 16474-2:2013(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2013

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Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
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

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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
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés
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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
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 .
© ISO 2013 – Tous droits réservés 1
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ISO 16474-2:2013(F)
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.
2 © ISO 2013 – Tous droits réservés
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ISO 16474-2:2013(F)
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

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.

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.

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.

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.

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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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

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.

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.

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.

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.

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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