1. QUV
   • QUV는 결과를 빨리 볼 수 있으며 경제적이고, 장착된 UV 램프는 햇빛에 존재하는 UV를 거의 그대로 재현한다. 그러나, 장파장의 빛은 가지고 있지 않아서 일부 특정 물질에 대해서는 변화를 측정하기 어려운 점이 있다.
   • 햇빛의 단파장을 거의 근사하게 조사할 수 있기에 코팅, 지붕 재, 플라스틱에 대한 내구성 시험에는 아주 적합하다. 장착된 형광 UV 램프는 매우 안정적으로 일정하게 빛을 쪼여준다.
   • QUV 시험기로는 “응축(100%RH)”시험이 가능한데, 이로써 옥외에서의 습기에 의한 영향을 아주 그대로 재현이 가능하다. 실제로 습기는 도장의 도막을 들뜨게 하는 등의 손상에 큰 영향을 끼친다.
2. Q-SUN
   • Q-SUN 제논 테스터는 UV 및 적외선, 가시광선을 비롯한 햇빛의 모든 파장의 빛을 거의 모두 조사한다. 따라서, 이 시험기는 염료, 안료, 섬유, 잉크 및 대부분 실내에 거치되는 물질의 변화를 보는데 적합하다. 그러나, 제논 램프는 형광램프에 비해 근원적으로 빛의 안정성이 다소 떨어져서, QUV의 응축 시험과 비교하면 습기에 의한 영향을 재현함이 부족하다.
   • 제논 램프는 햇빛의 모든 파장의 빛을 가지고 있으며, optical filter를 사용하면 유리를 통해 들어오는 햇빛을 그대로 재현할 수 있다.
   • Q-SUN 테스터는 습기에 민감한 물질들, 즉, 섬유, 잉크, 화장품, 의약품 등의 내광성 시험에 적합하며, 특히, 물질이 습기를 품고 있는 상황일 경우의 시험에 아주 적합하여, 자동차의 크리어 코트에 대한 산성비 영향을 시험하는데 최적이다.
3. Q-Lab의 옥외 노출 시험
   • Q-Lab의 Arizona 및 Florida는 세계적으로 알려지고 인정된 옥외 자연 시험장이다. 이 곳에서의 시험을 통해 물질의 변화에 대한 예측이 가능 하며, 수년의 옥외 시험이 필요한 경우라도 짧은 시간 내에 알아볼 수 있는 장비 및 시험기술을 보유하고 있다.
   • Florida는 풍부한 일조량, 고온 다습한 기후 등의 전형적 아열대지역 이어서, 물질이 기후변화에 따라 어떻게 변화하는 가를 측정하는 벤치 마크 장소로 최적이며, 시험을 종료하기까지 수개월 또는 1년 이상 소요된다 해도, 그 결과는 엄연히 사실을 반영하는 것이므로 동시에 촉진시험을 통한 결과를 분석함에도 좋은 기준이 된다.
   • Arizona 사막은 극도로 건조하며 Florida에 비해서도 UV량은 높고, 극심한 온도편차가 존재하므로, 그에 따른 물질의 손상이 발생한다.
   • Q-TRAC은 햇빛을 집중시켜 물질에 조사하는 장치로서, Florida에서 이 장치를 사용했을 경우 1년에 자연상태5년치의 햇빛을 쏘이게 된다.

아주 단순한 질문이지만 답은 결코 간단치 않다. 옥외 노출 시험에 해당하는 결과에 상응하는 테스터에 의한 해당 시험기간을 계산하는 매직넘버란 이론상 가능할 수 없다. 그 이유는 내후성 시험을 위해 개발된 테스터가 미비해서가 아니며, 아무리 대단히 정교한 시험기가 존재한다 해도 그 매직넘버를 찾아낼 수 없는 것은 옥외에서의 노출상황에 영향을 미치는 요소들이 다양하며 복합적이기 때문이다.

옥외 시험과 테스터에 의한 시험의 상호 관계에 영향을 미치는 요소는 다음과 같다.

• 노출 장소의 위도상 위치(적도에 가까울수록 UV량이 높다)
• 고도(높을수록 UV량이 높다)
• 해당 지역의 특색, 즉, 시료를 건조시키는 바람의 영향 및 이슬 맺힘에 영향을 주는 강, 바다와의 인접성
• 같은 지역인 경우에도 해마다 다른 기후 특성에 따라서 2배 가까운 차이가 발생할 수 있다.
• 계절적 요인(여름철 노출 시 겨울철에 비해 7배의 UV조사량 가능)
• 시료의 햇빛 입사 각도 (정남향 5도 경사각 대비 정북향 차이)
• 시료의 거치 상태 (시료를 대기와 차단시키는 물질이 존재하는 경우와 대기와 직접 통하도록 되어있는 경우 손상도가 50% 차이 발생)
• 테스터의 가동 사이클(빛의 조사 시간 및 습기 분무 조건 등)
• 가동 온도(온도가 높을수록 변화폭 큼)
• 독특한 물질일 경우
• 실험실 자체 조명의 스펙트럼(SPD)이 영향을 미치게 되는 경우

따라서 엄밀하게 이야기하면 테스터에 의한 촉진 시험과 옥외 노출 시험 사이의 함수관계를 결정하는 매직넘버를 찾는 것은 의미가 없는 것이니, 한쪽은 일정한 조건이 유지되는 환경이고, 다른 한쪽은 늘 변화가 있는 곳이기 때문이다. 매직넘버를 찾는 것은 실험에 의한 데이터를 어느 수준으로 의도적으로 통제 해야 한다는 역설적 의미를 뜻함이다.

다르게 이야기하면, 내후, 내광 시험을 통한 데이터는 비교 상대수치인 것이며, 때로는 테스터를 이용하여 아주 훌륭한 결과치를 얻을 수 있기도 하겠지만, 그렇다 해도 그것은 상대적인 것이지 결코 절대적일 수 없다. 테스터를 사용한 결과치는 해당물질의 내후, 내광에 대한 내구성이 상대적으로 다른 물질에 비해 어떤 위치인가를 보여주는 것이며, 그 것은 Florida에서의 옥외 노출시험의 경우에도 마찬가지이다. 옥외에서 정남향 5도 각도로 놓여진 Black Box의 1년간의 변화 상태를 실내 및 자동차에서의 같은 기간 내 변화와 비교할 수는 없다. 비록 옥외 노출시험이라 해도 사물이 실 상황에서 내구성이 어떠할 것인가에 대한 상대적 예측을 할 수 있게 하는 것이지 절대적인 것을 제시할 수는 없다.

하지만 그렇다 해도 비교수치 자체로서 큰 의미가 있다. 예를 들면, 물질의 조성을 조금만 수정해도 기존물질에 비해 내구성을 2배로 늘릴 수 있다거나, 비슷하게 보이는 물질이라 해도 어떤 것은 쉽게 변질되고, 어떤 것은 평균 정도의 기간을 견뎌내는데, 어떤 것은 아주 오랜 기간에도 변질이 되지 않는 것을 알 수 있다. 또는 극단적인 경우, 가격이 저렴한 물질이라 해도 지금 사용하고 있는 물질과 내구성에 차이가 없어서 5년 정도 사용해도 괜찮을 수 있다.

우열의 차이를 분석해서 응용한 좋은 예를 하나 들어보자. 크리어 코팅재를 개발하는 업체가 있었는데 처음 나온 제품은 QUV 시험 200-400시간 이내에 갈라지는 현상이 발견되었다. 이것은 종래의 것에 비해서도 빠른 변화를 나타낸 것이었다. 그러나 연구에 연구를 거듭하여 3년 만에 QUV시험에서 2,000-4,000시간을 견디는 새 제품을 만들었으니, 이는 물론 기존의 제품을 앞지르는 것이었다. QUV에 의한 시험과 동시에 Florida에서도 옥외 노출시험을 병행하였는데, 그 결과도 새 제품이 종래의 것 보다 10배 이상의 내구성을 보여주었다. 만일 제품 개발 담당자가 Florida 옥외 시험결과가 나올 때까지 기다려 제품의 조성 등을 바꾸려 하였다면, 소요기간은 더 오래 걸렸을 것이며, 따라서 시장에 나올 상품을 생산하기까지는 한참을 더 기다려야 했을 것이다. 

수 없음이 명료하나, 실험실의 많은 연구원들이 Q-SUN 및 QUV 시험시간과 자연상태에서의 옥외 시험간의 상관관계를 연계하는 나름의 수치를 가지고 있음이 사실이다. 그러나, 이런 경우에서 말하는 상관연계수치란 자기들 스스로 설정한 시험 조건, 즉, 일정한 tester 및 옥외 노출조건 전제로 해서만 얻어진 결과인 것이다.

즉, 아래와 같은 전제를 두고 얻어진 결과일 것이다.

• 특정물질에 국한됨
• 테스터의 가동조건, 즉, 사이클 타임 및 온도 등이 정해진 상황
• 특정한 옥외 시험장에서 시험하고, 시료 거치 등의 조건도 동일함.

만일 어떤 물질에 대한 옥외시험 결과를 이미 알고 있다면, 상관연계지수를 얻는 것은 수개월 이내에 가능할 것이다. 옥외 시험에 의한 시험 수치를 가지고 있지 않다면 옥외시험 수치를 알고 있는 다른 물질을 참조할 수 있다. 이런 방법을 통해 상관연계지수, 즉, 특정물질에 대한 매직넘버를 얻는 것이 가능할 수 있다.

강조할 바는 ‘매직넘버’, 즉 상관 연계지수’ 란  ‘순위 관계’를 밝히는 것으로 이해함이 옳다. 즉, 테스터에 의한 촉진 시험이 옥외 노출시험과 어떻게 연계될 수 있는가라는 질문은, 두 가지의 내구성을 측정하는 실험에 있어서 ‘순위’가 서로 일치하느냐 하는 것이 핵심적 요체이다. 순위를 확인하기 위한 방법으로, 1차 함수적인 상관관계가 크게 필요치 않은 ‘Spearman’s rho’ 통계치 처리 방법을 추천한다. 실제로 27개의 자동차 코팅물질에 대한 QUV 및 Florida 옥외시험 결과를 상기의 통계치 처리 방법으로 분석한 결과 0.89라는 연계지수를 얻었고, 옥외시험을 몇 번에 걸쳐 하여 같은 방법으로 분석한 결과 0.88에서 0.95사이의 연계지수를 얻게 되었다면, 이는 QUV에 의한 시험결과에 따른 내구성 비교의 ‘순위’가 Florida 옥외 시험결과에 따른 순위와 일치함을 보여주는 것이다.

상세 사항은 기술자료 LU-0833을 참조하기 바람.

이 질문은 명료해 보이지만 사실은 잘못된 가정을 깔고 있다. 사람들이 이 질문을 던지는 이유는 Langleys, joules, Watts/m2로 표기되는 테스터가 내는 빛의 세기를 옥외에서의 빛의 세기로 나누어 테스터와 옥외 노출시험간의 매직넘버를 알고자 하는 욕구에서이다. 그러나 불행히도 그런 수학적 계산을 할 수 있는 방법은 없으니, 이는 테스터에 의한 촉진시험의 기본적 원칙에 위배되는 것이다.( Langley 단위의 정의 자체가 햇빛의 세기만을 다루는 것이며, 다른 빛의 광원과는 상관이 없는 것이기 때문이다.) 따라서, 위에서 얘기하는 매직넘버를 구하고자 하는 의도 자체가 의미 없을 뿐 아니라, 전적으로 잘못된 생각인 것이다.

위에서 언급한 바에 대하여 우선 먼저 지적되어야 할 바는 빛의 파장에 대한 고려가 없다는 점이다. 광분해에 있어서 지대한 영향력을 가지는 것은 jules로 표시되는 빛의 투사 총량이 문제가 아니고, 파장 별로 어떻게 구성되어 있느냐 하는 것이니, 예를 들면, 어떤 물질에 대해서는 단파장에 속하는 UV 부분이 장파장에 속하는 가시광선 및 적외선 부분에 비해 훨씬 큰 파괴력을 가진다는 것이다.

더 나아가서 햇빛의 UV량이 주는 영향은 물질의 내후성에 따라서 크게 다를 수 있다는 것이다. Langleys 및 joules로 표시되는 조사량은 계절 별, 일자 별, 때로는 시각에 따라서 달라지는 UV량과는 직접적 영향이 있지 않으니, 실제로 같은 량의 Langleys로 표시되는 빛을 받은 경우라도, 물질의 손상 정도는 7배까지도 차이가 날 수 있다. 한마디로 Langley 단위는 옥외 노출시험 결과를 표시하기에도 합당치 못하고, 테스터에 의한 실험결과를 표기하기에도 그렇다.

총 UV량(TUV), 즉, UV Langley 또는 UV joule로 측정단위를 정하여 분석하는 것은 적합하지 않으니, UV 파장에서는 단파장이 얼마나 되느냐가 물질의 손상에 결정적 영향을 끼치는 까닭이다.

여기서 Langleys, joules 및 TUV단위로 촉진내후성 시험을 평가하는 것이 잘못된 것임을 말해주는 한 예를 들어보자.  QUV 시험기는 두 가지 lamp를 사용하는데, 340nm 파장의 UV-A lamp 및 313nm 파장의 UV-B lamp가 그 것이다. UV-A lamp는 UV-B lamp보다UV joules을 더 많이 내므로 UV-A lamp가 더 빠르게 심한 손상을 주지는 않을까? 그런데 상황은 꼭 그렇지 않다. 그 이유는 UV-A lamp는 장파장 빛을 내기 때문에 그런 것이고, Q-SUN의 경우에도 사용하는 필터에 따라서 차이가 있음을 알 수 있다.

또 다른 이유는 Q-SUN 또는 QUV 시험기의 빛의 강도만을 비교해서는 안 되는 것이니, 습기의 영향이 지대할 수도 있기 때문이다. 많은 경우에 그 사실이 확인될 수 있으니, 때로는 강우나 이슬의 영향이 더 심각할 수 있다. 때로 UV에 의한 유발효과로 보일 수 있지만, 광택저하 나 변색 등은 습기에 의해 영향을 받음이 확실하다. 따라서, 습기에 의한 영향을 간과한다면 소위 말하는 매직넘버를 찾을 수 없다.

마지막으로 빛의 강도만을 가지고 매직넘버를 찾는 것이 잘못된 경우가 온도를 간과해서 비롯된 것일 수 있다. 촉진 내후성 시험을 하는 경우에도, 옥외 시험을 하는 경우에도 온도 범위를 큰 폭으로 설정해서 할 수 있다. 온도는 물질의 광변화 속도에 큰 영향을 줄 수 있음이니, Tester에 의한 촉진 시험에서 온도를 10도 높이면 변화의 속도가 배로 빨라질 수 있다.

Jules단위로 Tester 및 옥외 노출시험을 평가함에 따른 오류에 관련한 상세 내용을 파악하려면 기술자료 LU-8030을 참조하기 바람.

QUV 와 Q-SUN사이의 소요 시험시간에 대한 상관연계지수 관련 상세 사항에 대해서 알고자 하면 LU-0833을 참조하기 바람.

내후, 내광 시험을 통한 반사 이익: 실제로 내후, 내광 시험을 통해 얻어진 결과로 큰 투자수익을 기대할 수 있다. 아주 경제적 투자를 했다 해도 분명히 득을 볼 수 있다.

재앙을 미연에 방지함: 신제품 또는 개선제품이 햇빛 및 기후 영향으로 시중에 선보이자 마자 문제가 될 수 있다. 이에 대한 가장 최선의 대책은 사전 검사를 통해 문제가 발생되지 않도록 하는 것이다. 기존 제품의 경우에도 일부 문제되는 부품 등이 사용되었을 경우 문제가 야기될 수 있다. 만일 그렇게 되어서 신제품의 리콜 사태, 또는 필드에서 엄청난 재앙이 발생된다면 도대체 그 비용은 얼마일까요?

큰 폭의 재료비 절감: 당신 제품의 내구성은 값싼 다른 제품과 비슷한 것이 아닌지? 당신의 안료가 훨씬 값이 싼 다른 안료와 차이가 없거나, 또는 비슷한 수준의 제품이 경쟁사로부터는 싼 값에 공급되고 있지는 않는지? 같은 성능의 제품을 저렴한 첨가제를 사용하여 얻을 수 잇는 것은 아닌지, 또는 전혀 새로운 폴리머를 원료로 사용하여 단가는 낮추되 성능은 유지할 수 있는 것은 아닌지? 답을 찾는 것은 시험을 해봐야 한다는 것이다. 재료비를 1% 낮춘다면, 아니, 5%, 10%를 낮출 수 있다면?

새로운 시장에의 진입: 새로운 시장에 진출하려면 내구성에 관한 한 고객의 욕구를 맞춰야 한다. 당연히 그러기를 바라지만, 그러려면 시험을 해봐야 한다. 만일 제품의 내구성을 향상시켜야 한다면, 시험을 통하지 않고는 방법이 없다. 시장에 제대로 진출하려면, 제품을 수준에 맞도록 다시 기획하고, 시험해봐야 한다. 새로운 시장에 진출하기 위해서는 얼마의 투자를 해야 하는가?

제품의 수명 연장: 제품에 대한 아주 미미한 변화, 예를 들어 새로운 색상을 응용한다든지 하여 내광성을 높일 수도 있으니, 아주 작은 변화가 큰 차이를 만들 수 있다. 내구성만큼 제품의 수명을 늘릴 수 있는 다른 요인이 있는가?

내구성 향상: 흔한 일이지만 작은 변화를 통해 내구성을 향상시킬 수 있다. 즉, 비용을 크게 들이지 않고도 대단한 내구성 향상이 가능하다. 그렇게 하려면 다른 물질들을 시험도하고, 다른 물질과 같이 섞어서 다시 시험도하여 그 길을 찾아볼 수 있다. 내구성이 개선된 물질을 찾는 것은 얼마나 가치 있는 일인가?

보증에 따른 손실 격감: 보증에 따른 손실(warranty claims)이 얼마나 피해를 주고 있는가? 그 손실률을 줄인다면 손해액을 줄일 수 있지 않겠는가?

공급자에 대한 정당한 손해배상 제기: 공급자들은 과연 제대로 비용에 걸맞게 내구성 관리가 된 제품을 공급하고 있는가? 어느 상황에서는 그렇게 하고 있다고 판단된다. 그러나, 공급자측에서 그렇다고 하여 당신에게도 그 내용이 합당한 것인가? 그 사실을 알기 위해서는 매 공급자 별로 확인이 필요한 것이니, 즉, 당신의 실험실에서 직접, 또는 Q-Lab과 같은 제3의 시험실을 통해 시험을 거쳐야 한다.

시장 점유율 확대: 내구성이 우월한 제품을 보유하고 있다면 경쟁사에 비해 당연히 시장점유율을 올릴 수 있다. 그렇지만 내구성에 대한 실험을 통해 확인해 보지 않고서는 내구성 향상을 꾀할 수 없다.

정부 규제보다 앞서 가라: 환경 및 안전 규격을 준수함은 그에 따른 검증된 원료를 사용해야 하므로 원가를 인상시키게 된다. 해가 갈수록 점점 많은 물질들이 그 규약에 제약을 받는다. 따라서 환경친화적으로 제품을 기획하는 것이 최근의 흐름이다. 그러나, 그렇다고 해도 그 중 어떤 원료는 내구성을 향상시키지만, 그렇지 못한 것도 있다. 실험을 통해 그 것을 구분할 수 있다. 그렇다면 어떻게 해야 값비싼 규약을 지키면서도 적합한 물질을 골라 원가를 절약할 수 있는가? 만일 새로운 제재가 시작되어 내구성이 약한 물질을 다른 것으로 대체하거나, 비싼 원료를 사용할 수 밖에 없다면 원가전반에 어떤 영향이 있는가?

경쟁자를 넘어서라: 원료물질에 대한 혁신적 대응 속도는 점점 빨라지고 있다. 좀더 좋은 좀더 값싼 원료들이 거의 매일 새롭게 출현하고 있다. 당신이 그 것을 제대로 활용하고 있지 못하는 동안, 누군가가 이미 앞서가고 있다. 그런 물질들을 확인하는 유일한 방법은 시험해 보는 것이다. 경쟁자보다 앞서서 새 물질을 활용하는 것은 얼마나 유리할 것인가?  뒤늦게 그것을 따라잡으려 한다면 그 비용은 어떠할 것인가?

좋은 평판 얻기: 현재 판매하고 있는 제품 그 자체가 앞으로의 평판을 좌우한다. 지금 현재 시장에서의 제품에 대한 나쁜 선례는 향후 유령처럼 따라붙을 수 있다. 반면에 한결 같이 유지되는 좋은 평판은 내내 계속 유지될 수 있다. 즉, 내구성향상을 위한 투자는 몇몇 다른 투자 항목처럼 평판을 유지시키고 고양시키는 투자인 것이다. 좋은 평판보다 더 가치 있는 일이 무엇인가?

내구성 기준을 가지고 있는가? : 어떤 고객들은 상품 구매 전에 내광성 시험결과를 요구하기도 한다. 이럴 경우, 어느 형태의 시험결과라도 없다면 제품 판매의 길은 봉쇄된다.

지금까지는 내후성시험을 해본 바가 없어서 어떻게 진행해야 하는지 막막하지만, 이제 준비가 되었다면 크게 우려할 바는 없다. 아주 간단하지만, 빨리 효율적으로 일을 진행하기 위해서 다음 사항을 확인하라.

먼저 전화나 e-mail을 통해 우리에게, Q-Lab, 연락하라. Florida +1(305) 245-5600, 또는 e-mail, q-lab@q-lab.com 으로 연락하시되, 아래의 질의에 대한 답이 필요함.

• 무슨 제품이며, 주요 재질이 무엇인지?
• 사용 용도는 무엇이며 주로 어느 지역에서 사용될 것인지?
• 예상되는 사용기간은 얼마이며 예측되는 품질의 결함은?
• 시험을 통해 알고자 하는 주요 사항은 무엇인지?

연락을 주시면, 우리측에서 누군가가 곧바로 연락을 드리거나, 즉각 답을 드릴 수 있을 것임. 문의하신 바에 따라 최선의 시험 방법을 제시하고, 추가로 다음의 질의를 하게 될 것임.

• 시험의 목적이 기존의 어느 기준의 만족 여부인지, 내구성 개선인지?
• 시험비용의 예산은?
• 시험을 통해 알고자 하는 바는 무엇인지?
• 시험기간에 대한 제약이 있는지?

그에 따라서 테스터에 의한 촉진 시험을 할 것인지, 자연 옥외 시험을 할 것인지 결정할 것이고, 의도하는 바를 살펴서 다음의 조건에 동의를 얻고 최적의 시험방법을 택할 것임.

• 시험 방법 및 시편 노출 방법
• 시험할 시편의 수량
• 시편의 치수 및 그에 따른 거치 적합성
• 평가 및 측정의 항목 및 측정 회수
• 총 노출 시간 및 시험 중 일시 중단 하였다가 시험 계속 여부
• 테스트 비용의 처리 방법

위에 언급된 내용에 대한 정보가 모두 취합되면 시험진행과 관련된 여러 항목에 대한 확인과 아울러 가격예산 정보가 공여될 것임. 필요한 경우, 그 이후에라도 시험 항목의 변경 등이 필요하다면 협의를 통해 반영이 가능함.

그 다음 과정은 Q-Lab으로 시험할 시편을 보내는 것인데, Q-Lab에서는 동의된 협약에 의해 구매동의서, 또는 선 결제 이후 시험에 착수함이 원칙임. 시편 송부 시에 시편에 대한 ID list를 Spread Sheet에 작성하여 보내줌이 필요하며, 그렇게 하여야 computer를 이용하여 label을 쉽게 준비할 수 있음. 만일 고객 측에서 필요로 하는 시험관련 정보가 별도로 있다면, 별개의 용지에 명기하여 Q-Lab에서 알 수 있도록 밝혀주어야 함.

시험 준비가 완료되면, Q-Lab에서 사용하는 용어로 “Checking in”상태가 되면, 고객에게 즉시 알려서 “빠진 정보”여부를 확인하고, 시험을 시작함. Q-Lab의 원칙은 빠른 서비스로서, 가능한 쓸데없는 시간을 줄이고, 일단 시편 노출이 시작되면 e-mail로 고객에게 해당 계정 및 www.myweathertest.com에 접속할 수 있는 password를 알려주게 됨. Website를 통해 제때에 시험에 대한 진행상황을 알 수 있음.

시험 진행 중에 의문사항이 있으면, Q-Lab Florida, Arizona, Ohio에 연락하여 언제라도 도움을 받을 수 있음.

우리의 서비스에 대한 의견은 언제라도 어느 경로를 통해서라도 연락 주시기 바라며, website를 통해 의견을 남기실 수도 있음.