Frequently Asked Questions

Q: Quante ore in una camera di prova allo xeno Q-SUN o un tester d'invecchiamento accelerato QUV sono equivalenti ad un anno di esposizione naturale all'aria aperta?

Questa è una domanda semplice, ma purtroppo la risposta non è altrettanto semplice. Teoricamente è impossibile avere un numero magico che si può moltiplicare per le ore di esposizione nei tester d'invecchiamento accelerato per calcolare anni di esposizione all'aperto. Il problema non consiste nel fatto che il tester perfetto non è stato ancora sviluppato. Per quanto sofisticato o costoso fosse il tester d'invecchiamento accelerato, non è possibile trovare il fattore magico. Il problema maggiore è la variabilità e la complessità intrinseca delle esposizioni all'aperto.  La relazione tra l'esposizione dei tester e l'esposizione all'aria aperta dipende da una serie di variabili, tra cui:

  • La latitudine geografica del luogo di esposizione (più vicino all'equatore significa più radiazioni UV).
  • Altitudine (più alta significa più radiazioni UV).
  • Le caratteristiche geografiche locali, come il vento per asciugare i campioni di prova oppure la vicinanza di uno specchio d'acqua per favorire la formazione di rugiada.
  • Le variazioni annuali casuali del tempo, che possono causare la variazione del degrado fino al 2:1 in anni successivi nella stessa posizione.
  • Le variazioni stagionali (ad esempio, l'esposizione invernale può causare un degrado di solo 1/7 ° dell'esposizione estiva).
  • L'orientamento del campione (5° sud, nord verticale).
  • L'isolamento del campione (i campioni esterni isolati spesso si degradano 50% più velocemente rispetto ai campioni non isolati).
  • Ciclo di funzionamento del tester (ore di luce e ore di umidità).
  • Temperature di esercizio del tester (più caldo è più veloce).
  • Il materiale testato specifico.
  • La distribuzione spettrale (SPD) della sorgente luminosa di laboratorio.

Ovviamente, è logicamente privo di significato parlare di un fattore di conversione tra le ore d'invecchiamento accelerato e mesi di esposizione all'aria aperta. Il primo fattore è una condizione costante, mentre l'altro è variabile. La ricerca di un fattore di conversione richiede di spingere i dati oltre i limiti della loro validità.

In altre parole: I dati atmosferici sono dati comparativi. Tuttavia, è possibile ottenere degli ottimi dati utilizzando i tester d'invecchiamento accelerato. Ma dovete rendervi conto che i dati così ottenuti sono dei dati comparativi e non assoluti. Il massimo che si può chiedere dai dati d'invecchiamento accelerato in laboratorio sono delle indicazioni attendibili sulla classifica relativa della resistenza di un materiale rispetto ad altri materiali. In effetti, la stessa considerazione può essere fatta sui test di esposizione in Florida. Nessuno conosce il fattore comparativo tra un anno di esposizione all'aperto in condizioni di "scatola nera" a 5° sud rispetto ad un anno di esposizione in un'abitazione o autoveicolo. Anche i test all'aperto forniscono solo indicazioni relative alla vita di servizio reale.

Tuttavia, i dati comparativi possono essere molto importanti. Per esempio, si potrebbe scoprire che una formulazione leggermente modificata ha raddoppiato la durabilità del materiale standard. Oppure si potrebbe scoprire che tra i diversi fornitori di materiali che sembrano identici, alcuni presentino molto rapidamente dei guasti, la maggior parte non in intervallo temporale medio ed alcuni solo dopo un'esposizione prolungata. Oppure si potrebbe scoprire che una formulazione meno costosa presenta una durabilità equivalente al materiale standard, fornendo delle prestazioni accettabili, diciamo durante 5 anni di servizio effettivo.

Ecco un buon esempio sull'importanza dei dati comparativi. Un produttore di rivestimenti stava sviluppando un nuovo tipo di rivestimento di colore chiaro. I test iniziali effettuati con il tester QUV hanno causato forti fessurazioni in un intervallo da 200 a 400 ore. Tale intervallo è molto più corto rispetto ai rivestimenti convenzionali utilizzati per lo stesso scopo. Tuttavia, dopo 3 anni di continue modifiche nella formulazione e di nuovi test eseguiti con il tester QUV, il rivestimento è stato migliorato in modo che formulazioni varie erano in grado di resistere da 2.000 a 4.000 ore nel tester QUV - un intervallo molto migliorato rispetto ai rivestimenti convenzionali. Le successive prove parallele in Florida, hanno mostrato un aumento simile di 10:1 della durabilità. Comunque se i chimici avessero atteso i dati prodotti a Florida prima di cambiare le loro formulazioni, essi sarebbero ancora nelle prime fasi di riformulazione. Il rivestimento non avrebbe avuto il successo commerciale di oggi.

D'altra parte, se se desideri ancora un fattore di conversione "empirico", trovarne uno dagli sperimenti. Nonostante l'impossibilità di un fattore di conversione universale, centinaia di laboratori hanno sviluppato con successo la propria regola empirica per la conversione delle proprie ore di esposizione ai tester Q-SUN o QUV in ore di esposizione all'aria aperta. Tuttavia, è importante ricordare che queste regole empiriche sono state sviluppate utilizzando dei confronti empirici dei test accelerati nel proprio laboratorio con le proprie esposizioni all'aperto. Inoltre, la regola delle conversioni empiriche sono validi solo per:

  • Il materiale specifico testato.
  • L'insieme specifico di cicli e temperatura dei tester di laboratorio.
  • La locazione specifica per l'esposizione esterna e la procedura di montaggio del campione.

Nel caso si ha già un'esperienza in condizioni esterne con i vostri materiali, non c'è bisogno di più di un paio di mesi per sviluppare la propria regola empirica. Nel caso in cui non si ha un'esperienza simile con gli elementi propri, esiste la possibilità di lavorare con materiali concorrenti che hanno una storia di servizio all'esterno.

Molti laboratori hanno sviluppato con successo la propria regola empirica per la conversione delle proprie ore di esposizione ai tester Q-SUN o QUV in ore di esposizione all'aria aperta.

Inoltre, è importante ricordare: "Correlazione" significa "Correlazione assoluta". Quando viene chiesto: 'Come viene fatta la correlazione dei tester d'invecchiamento accelerato alle condizioni esterne?' ciò che realmente dovrebbe chiedere è 'Quanto sono accurati i ranking della durabilità dei materiali nel tester accelerato per duplicare i ranking dei materiali all'aperto? Per misurare la correlazione assoluta si consiglia l'utilizzo ella funzione rho di Spearman, una misura statistica facile da calcolare e che non richiede delle ipotesi forti sui dati che vengono richiesti dalle misure di correlazione lineare.  Uno studio dei ranking di durabilità del tester QUV e delle esposizioni in Florida di 27 vernici per auto producono correlazioni assolute fino a 0,89 tra i ranking del tester QUV ed i ranking in Florida. La correlazione assoluta tra le diverse esposizioni in Florida era tra 0,88 e 0,95. In altre parole, il tester QUV è in grado di riprodurre i ranking in Florida quasi nella stessa maniera in cui le esposizioni in Florida possono riprodurre stesse.

Per ulteriori informazioni, consultare il Bollettino Tecnico LU-0833.

 

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