내후성에 대해서

내후성에 대해서

내후성이란 플라스틱이나 도료, 섬유, 유기소재 등의 공산품이 태양광·온도·습도·비 등 실외의 자연환경에 내 에 가능한 성질인 것을 말합니다.

열화의 인자로는 광, 열, 물을 들 수 있습니다.

구체적인 영향으로는 태양광에 의한 변색이나 분화현상(초킹), 온도 변화에 의한 소재의 팽창·신축, 비에 의한 가수분해·침식이나 밤낮의 온도차에 의한 결로등이 있습니다.

내후성을 파악하는 것은 제품의 품질이나 수명, 재료 선택 의 관점에서 중요한 요소라고 할 수 있습니다.

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빛은 전자파의 일종으로 파장의 종류에 따라 물질에 미치는 영향이 다릅니다.

파장이 짧은 쪽이 에너지는 강해지고, 파장이 길면 에너지는 낮아 물질에 미치는 영향은 약해집니다.

인간의 시각에 반응하는 것은 가시광선이며, 파장은 약 400~800nm입니다.

가시광선 이외의 영역은 사람의 눈에 보이지 않는 성질로, 엑스레이와 살균 소독에 사용되는 자외선, 히터에 사용되는 적외선 등이 있습니다.

자외선은 파장의 차이에 따라 UVC와 UVB, UVA의 3종류가 있습니다.

이 중 UVC 대부분은 지구를 덮고 있는 오존층에 의해 흡수되기 때문에 지표에 도달하지 않습니다.

또 지상에 닿는 자외선 중 90% 이상을 UVA가 차지하고 있고, UVB는 나머지 10% 미만에 불과합니다.

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내후성 시험이란?

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촉진 내후성 시험 및 부식 시험

내후성이란 플라스틱이나 도료, 섬유, 유기 소재 등의 공산품이 태양광, 온도, 습도, 비 등 실외 자연 환경에 대한 내구성을 말합니다.

주요 열화 인자로는 기존부터 광·열·수의 3가지 요소를 들 수 있으며 구체적인 영향으로는 태양광에 의한 변색이나 분화현상(초킹), 온도 변화에 의한 소재의 팽창·신축, 비에 의한 가수분해·침식이나 밤낮의 온도차에 의한 결로로부터의 고온 상태에서의 가수분해, 산화등이 있습니다.

내후성을 파악하는 것은 제품의 품질이나 수명, 재료 선택 의 관점에서 매우 중요합니다.

물질의 내후성 연구는 1900년대 초, 미국에서 실외에 설치된 남향의 폭로대에 샘플을 세우면서 시작되었습니다.

1908년에는 ASTM(미국 재료 시험 협회)와 도료 메이커가 도료 샘플을 많이 시험하기 시작했습니다.

도료는 건재, 간판, 차량 등 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 어피어런스 및 제품 방어를 위해 크게 기여하고 있습니다.

이렇게 해서 내후성 시험은 빈번하게 이루어지게 되어 실외 노출 시험 방법으로 세계적으로 인지되어 갔습니다.

그 후 인공적으로 그러한 환경을 만들고, 보다 빠르고, 현실에 가까운(옥외 폭로와의 상관성이 높은) 시험을 할 수 없는가 연구되어 갔습니다.

거기서 옥외 폭로 시험에서 중요시되는 3요소 "광·열·수"의 환경을 시험기로 재현하려는 움직임이 시작되었습니다.

100년 이상 전에는 광원으로서 주류였던 "카본 아크등"이 우선은 시험기의 광원으로서 채용되었습니다.

카본아크는 지금도 페이드미터나 선샤인 카본아크로 국내에서는 매우 유명합니다.

하지만 해외에서는 대부분 폐허가 되었고, 그 이유는 광원이 태양광 스펙트럼과 동떨어져 있기 때문입니다.

또한 램프의 점등시간은 매우 짧고 바로 교체해야 하는 점이나 카본에서 발생하는 그을음으로 인해 시험샘플이나 시험담당자가 더러워지기 때문입니다.

현대에는 기술의 진보로 다양한 광원을 만들 수 있게 되었습니다.

내후성 시험기에 있어서는 크세논 가스가 봉입된 크세논 램프식이 주류를 이루고 있어 국내의 여러가지 업계의 고객이 크세논 시험기로 전환해 오고 있습니다.

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단파장 차단법

광화학적 열화는 화학결합을 깨뜨리는 광자에 의해 발생됩니다.

각각의 화학 결합에는 반응을 일으키는 충분 에너지를가진임계파장이있습니다.

빛의 강도와는 관계없이 임계파장보다 짧은 파장의 빛은 화학결합을 깨뜨릴 수 있지만 그보다 긴 파장의 빛은 깨질 수 없습니다.

따라서 광원의 단파장을 차단하는 것은 매우 중요합니다.

예를 들어 어떤 폴리머가 295nm보다 단파장의 자외선에 대해서만 반응한다면 그것은 실외에서는 결코 광화학적 열화를 일으키지 않습니다.

그러나 같은 폴리머를 2nm 이하를 자른 광원으로 노출하는 경우 그것은 열화를 일으킵니다.

단파장을 발하는 광원은 촉진성을 높이지만, 반대로 비정상적인 결과를 일으킬 수 있음니다.

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온도·습도·강우의 영향

수분의 영향은 수지 제품의 가수분해나 가소제의 용출이 문제가 될 수 있습니다.

또한 수지가 팽윤하게 되어 변형이나 강도 저하 등이 일어나게 됩니다.

또한, 자연계의 강우는 고온으로 가열된 재료에 열적인 스트레스가 되는 급격한 온도 변화로서 히트 쇼크의 영향을 줍니다.

그로 인해 재료의 종류에 따라 인장 강도가 변화할 수 있습니다.

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