CASES
プラスチックの素材別劣化比較
はじめに
プラスチックは、軽量かつ丈夫で加工性に優れていることから、身の回りの多くの製品に使用されています。
一方、屋外で長時間使用すると、紫外線劣化により変色などが生じ、見た目の美しさを損なう場合があります。
この事例では、2種類の耐候性試験によってプラスチックの劣化を再現し、外観の変化と色差を素材別に比較した結果を紹介します。
耐候性試験に使用したプラスチック素材4種
- アクリル樹脂 (車のライトカバー、水槽、看板など)
- ポリカーボネート樹脂 (カーポートの屋根、スマートフォンのカバー、眼鏡など)
- ポリエチレンテレフタレート樹脂 (ペットボトル、衣類など)
- ポリ塩化ビニル樹脂 (硬質：配管、ダクト、水道管のパイプなど)
全て同じ条件で試験し、製品の審美性への影響を比較しました。
耐候性試験の条件決定
通常、光源種類や試験条件は製品の使用環境や試験の目的に応じて選択・決定します。
本事例では、以下の条件を採用しました。
Table 1 試験条件の比較表
| 光源種類 | キセノン | メタルハライド |
| 太陽光の分光分布に極めて酷似している光源 | 太陽光の分光分布に近くないが、強い光で劣化促進性が高い | |
| 放射照度 | 180 W/m² (300 nm～400 nm) | 1500 W/m² (300 nm～400 nm) |
| 試験時間 | 472 時間 (1年相当) | 57 時間 (1年相当) |
| ブラックパネル温度 | 63 ℃ | |
| 湿度 | 50％ RH | |
| 評価方法 | 外観観察、色差測定 | |
※屋外暴露1年相当となる照射時間は、JIS D 0205及びCIE publication No.85を参考に算出
耐候性試験機
耐候性試験の結果
1年相当の耐候性試験を実施した結果、素材によって異なる劣化が確認されました。 (Table 2)
色差 (ΔE*ab)が1.6～3.2の場合、2つの色を離して見比べた時、基準となる色とと同一とみなされる (許容色差範囲) とされています。製品の色の管理の目安としては、ΔE＜1.5などが使用される事例もあります。
注) 光源種類によって、同じ想定年数の試験でも劣化度合いが異なる場合があります。
耐候性試験の用途
耐候性試験は、材質・用途や要求される耐久性に合わせて条件を設定することができます。
- 納入先から要求があった (JIS等の規格試験に限りません)
- 開発製品の設計耐用年数を検証したい
- 材料の仕入れ先変更のため比較が必要
