特開 2024-25380 試験装置および試験方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024025380

(43)【公開日】2024-02-26

(54)【発明の名称】試験装置および試験方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 17/00 20060101AFI20240216BHJP

   G01N 21/17 20060101ALI20240216BHJP

【ＦＩ】

G01N17/00

G01N21/17 A

G01N21/17 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022128761

(22)【出願日】2022-08-12

(71)【出願人】

【識別番号】505455945

【氏名又は名称】コイズミ照明株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】川▲崎▼ 宏治

【テーマコード（参考）】

2G050

2G059

【Ｆターム（参考）】

2G050AA02

2G050AA04

2G050BA09

2G059AA05

2G059BB08

2G059EE01

2G059FF01

2G059GG02

2G059HH02

2G059HH03

2G059JJ17

2G059KK01

2G059KK04

2G059LL02

(57)【要約】

【課題】耐久性試験にかかる時間を短縮することが可能な試験装置および試験方法を提供する。
【解決手段】試験装置１００は、試験装置本体１４０の内部に配置された試料５００に光を照射して、試料５００の耐久性を試験するための試験装置１００である。試験装置１００は、光源１１１と、導光部１２０とを備える。光源１１１は、紫外光波長域から青色光波長域にピーク波長を有する光を出射する。導光部１２０は、光源１１１から出射した光を試料５００に導光する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試験装置本体の内部に配置された試料に光を照射して、前記試料の耐久性を試験するための試験装置であって、
紫外光波長域から青色光波長域にピーク波長を有する光を出射する光源と、
前記光源から出射した光を試料に導光する導光部と
を備える、試験装置。

【請求項2】

前記導光部は、筒部材を含み、
前記筒部材の内面は、前記光源から出射した光を反射して前記試料に導光する、請求項１に記載の試験装置。

【請求項3】

前記筒部材の内面は、鏡面である、請求項２に記載の試験装置。

【請求項4】

前記筒部材の中心軸は、前記光源の光軸と略一致する、請求項２または請求項３に記載の試験装置。

【請求項5】

前記試料は、有機物を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の試験装置。

【請求項6】

前記光源は、光を間欠的に出射する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の試験装置。

【請求項7】

前記試料を加熱する加熱部をさらに備え、
前記光源は、前記加熱部により加熱された状態の前記試料に光を照射する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の試験装置。

【請求項8】

試料に光を照射して、前記試料の耐久性を試験するための試験方法であって、
紫外光波長域から青色光波長域にピーク波長を有する光を、光源から出射し、
前記光源から出射した光を試料に導光する、試験方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、試験装置および試験方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、紫外光を出射する光源を備え、試料に紫外光を照射して試料の耐久性を試験する試験装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、紫外線を出射する紫外線放射用光源（以下、単に光源と記載する）と、光源の下方に配置され、試料が載置される試料台とを備えた試験装置が記載されている。光源は、高圧放電灯を用いて構成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９－１５２３９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、試料の耐久性を試験する試験装置では、例えば屋外等の使用環境に比べて強い光を試料に照射する。このため、試験装置を用いることによって、例えば、数年から数十年にわたって生じる劣化を、数か月程度の期間で再現することが可能である。

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の試験装置では、光源から出射した光は発散するため、光源から遠ざかるにしたがって光の強度が低下する。このため、試料に照射される光の強度が低下するので、耐久性試験にかかる時間を短縮することが困難である。

【0006】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、耐久性試験にかかる時間を短縮することが可能な試験装置および試験方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願に開示する試験装置は、試験装置本体の内部に配置された試料に光を照射して、前記試料の耐久性を試験するための試験装置である。前記試験装置は、光源と、導光部とを備える。前記光源は、紫外光波長域から青色光波長域にピーク波長を有する光を出射する。前記導光部は、前記光源から出射した光を試料に導光する。

【0008】

本願に開示する試験装置において、前記導光部は、筒部材を含んでもよい。前記筒部材の内面は、前記光源から出射した光を反射して前記試料に導光してもよい。

【0009】

本願に開示する試験装置において、前記筒部材の内面は、鏡面であってもよい。

【0010】

本願に開示する試験装置において、前記筒部材の中心軸は、前記光源の光軸と略一致してもよい。

【0011】

本願に開示する試験装置において、前記試料は、有機物を含んでもよい。

【0012】

本願に開示する試験装置において、前記光源は、光を間欠的に出射してもよい。

【0013】

本願に開示する試験装置は、前記試料を加熱する加熱部をさらに備えてもよい。前記光源は、前記加熱部により加熱された状態の前記試料に光を照射してもよい。

【0014】

本願に開示する試験方法は、試料に光を照射して、前記試料の耐久性を試験するための試験方法であって、紫外光波長域から青色光波長域にピーク波長を有する光を、光源から出射し、前記光源から出射した光を試料に導光する。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、耐久性試験にかかる時間を短縮することが可能な試験装置および試験方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態に係る試験装置の構造を概略的に示す断面図である。

【図2】試験装置の導光部が光を導光する様子を概略的に示す断面図である。

【図3】試験装置の構成を示すブロック図である。

【図4】第１実施形態の変形例の試験装置の構造を概略的に示す断面図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る試験装置の構造を概略的に示す断面図である。

【図6】試験装置の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

【0018】

（第１実施形態）
図１から図３を参照して、本発明の第１実施形態に係る試験装置１００について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る試験装置１００の構造を概略的に示す断面図である。試験装置１００は、所定の波長の光を試料に照射し、試料の耐久性を試験する加速試験装置である。例えば、試験装置１００は、樹脂等からなる試料の耐候性を試験するために用いられる。

【0019】

図１に示すように、本実施形態の試験装置１００は、光源１１１と、導光部１２０とを少なくとも備える。光源１１１は、特に限定されるものではないが、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子を含む。光源１１１は、紫外光（紫外線ともいう）波長域から青色光波長域にピーク波長を有する光を出射する。本実施形態において、紫外光波長域とは、２８０ｎｍ以上、４１０ｎｍ以下の波長域を意味する。また、青色光波長域とは、４３０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の波長域を意味する。従って、本実施形態において、紫外光波長域から青色光波長域とは、２８０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の波長域を意味する。例えば、本実施形態では、光源１１１は、３６５ｎｍ、３８５ｎｍ、３９５ｎｍまたは４０５ｎｍのピーク波長を有する紫外光ＬＥＤを含む。

【0020】

また、試験装置１００は、複数種類の光源１１１を備えてもよい。そして、試料５００の種類等によって、最適なピーク波長の光源１１１を用いて試験が行われてもよい。

【0021】

導光部１２０は、光源１１１から出射した光を試料５００に導光する。試料５００は、特に限定されるものではないが、例えば、有機物を含む。本実施形態では、試料５００は、例えば、樹脂である。試料５００は、例えば、ポリカーボネート、エポキシ、アクリルまたはシリコーンであってもよい。本実施形態では、試料５００は、例えば、ポリカーボネートである。なお、試料５００は、樹脂でなくてもよく、例えば、紙、ゴムまたは塗装膜であってもよい。また、試料５００は、無機物であってもよい。試料５００の厚みおよび形状は、特に限定されるものではないが、例えば、数ｍｍの厚みを有する板状である。また、試料５００の色は、特に限定されるものではないが、例えば、透明である。本実施形態では、試料５００の色は、無色透明である。また、本実施形態では、試料５００は、光源１１１から出射する光に対して透光性を有する。

【0022】

図２は、試験装置１００の導光部１２０が光を導光する様子を概略的に示す断面図である。図２に示すように、本実施形態では、導光部１２０は、内面１２０ａを有する筒部材を含む。内面１２０ａは、光源１１１から出射した光を反射して試料５００に導光する。本実施形態では、導光部１２０は、円筒部材を含む。なお、導光部１２０は、例えば、多角形状、楕円形状、長円形状などの断面を有する筒部材を含んでもよい。また、導光部１２０の外形は、例えば、円錐形状、多角柱形状または多角錘形状であってもよい。

【0023】

導光部１２０は、所定の長さを有する。導光部１２０は、試料５００と光源１１１との間の距離に応じた長さを有する。具体的には、本実施形態では、試料５００は、導光部１２０の一端部１２０ｂに載置される。導光部１２０の他端部１２０ｃは、光源基板１１２に載置される。従って、導光部１２０の長さは、試料５００と光源１１１との間の距離Ｌ１と、光源１１１の高さＬ２との和に等しい。

【0024】

試料５００と光源１１１との間の距離Ｌ１は、特に限定されるものではないが、例えば、３ｍｍ以上、２００ｍｍ以下である。また、距離Ｌ１は、例えば、５ｍｍ以上、１００ｍｍ以下である。また、距離Ｌ１は、例えば、５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下である。本実施形態では、距離Ｌ１は、約１０ｍｍである。このように、試料５００と光源１１１との間の距離Ｌ１（ここでは、約１０ｍｍ）を短くすることによって、光源１１１から試料５００まで光を導光する際の内面１２０ａでの反射回数を抑制できる。このため、光が内面１２０ａで吸収される量を抑制できるので、より多くの光を試料５００に照射することができる。その結果、光の利用効率を高くできる。

【0025】

図１に示すように、導光部１２０は、中心軸Ｌ１２０を有する。中心軸Ｌ１２０は、筒部材の中心を通る仮想軸である。また、中心軸Ｌ１２０は、内面１２０ａの中心を通る仮想軸である。本実施形態では、中心軸Ｌ１２０は、光源１１１の光軸Ｌ１１１と略一致する。中心軸Ｌ１２０は、光源１１１の光軸Ｌ１１１に沿って延びる。なお、本実施形態では、中心軸Ｌ１２０は光軸Ｌ１１１と略一致するため、図１では、中心軸Ｌ１２０と光軸Ｌ１１１とを１つの線で描いている。

【0026】

導光部１２０の材質は、特に限定されるものではないが、導光部１２０は、例えば、金属製である。また、導光部１２０の内面１２０ａは、特に限定されるものではないが、例えば、鏡面であることが好ましい。本実施形態では、導光部１２０の内面１２０ａは、鏡面である。内面１２０ａは、例えば、鏡面加工が施されていてもよい。具体的には、本実施形態では、内面１２０ａは、電解研磨によって鏡面加工が施されている。紫外光から青色光に対する内面１２０ａの反射率は、例えば、９０％以上である。内面１２０ａに鏡面加工を施すことによって、内面１２０ａに鏡面加工を施さない場合に比べて、試料５００を照射する光の強度を例えば約４倍に高くできる。つまり、光の利用効率を約４倍に高くできるとともに、試験時間を約１／４に短縮可能である。

【0027】

導光部１２０の材質は、アルミニウムに限らず、例えば、銀または銅などの金属であってもよい。また、導光部１２０の材質は、例えば、樹脂であってもよい。導光部１２０の内面１２０ａは、例えば、紫外光に対して反射率の高いコーティングが施されていてもよい。例えば、導光部１２０の内面１２０ａは、白金またはパラジウムがコーティングされていてもよい。

【0028】

また、上述したように、試料５００と光源１１１との間の距離Ｌ１を短くすることによって、内面１２０ａに鏡面加工やコーティングを容易に施すことができる。

【0029】

以上、図１を参照して説明したように、試験装置１００は、紫外光波長域から青色光波長域にピーク波長を有する光を出射する光源１１１と、光源１１１から出射した光を試料５００に導光する導光部１２０とを備える。従って、光源１１１から出射した光を試料５００に導光できるので、試料５００に照射される光の強度が低下することを抑制できる。よって、耐久性試験にかかる時間を短縮することができる。

【0030】

なお、試料５００を例えば光源１１１から数ｍｍの距離まで近づけると、試料５００が溶けた場合に溶けた試料５００が光源１１１に付着する場合がある。その一方、導光部１２０を設けない状態において、試料５００を光源１１１から数ｍｍ以上離隔させると、試料５００に照射される光の強度が低下する。しかしながら、本実施形態では、導光部１２０を備えることによって、試料５００を光源１１１から離隔させた場合であっても、試料５００に照射される光の強度が低下することを抑制できる。

【0031】

また、上記のように、導光部１２０は、筒部材を含み、筒部材の内面１２０ａは、光源１１１から出射した光を反射して試料５００に導光する。従って、導光部１２０の内部から外部に光が漏れることを抑制できるので、試料５００に照射される光の強度が低下することをより抑制できる。

【0032】

また、導光部１２０が筒部材を含むことによって、光源１１１と試料５００との間の距離Ｌ１に起因して、試料５００に照射される光の強度が急激に変化することを抑制できる。よって、距離Ｌ１を微調整する必要がない。なお、導光部１２０が、例えば光源１１１からの光を集光するレンズを含む場合、光源１１１と試料５００との間の距離Ｌ１に起因して、試料５００に照射される光の強度が急激に変化する場合がある。従って、例えば、導光部１２０がレンズを含む場合、導光部１２０が筒部材を含む場合に比べて、より精度良く位置調整する必要がある。

【0033】

また、上記のように、内面１２０ａは、鏡面である。従って、内面１２０ａで光が吸収されることを抑制できるので、試料５００に照射される光の強度が低下することをさらに抑制できる。

【0034】

また、上記のように、中心軸Ｌ１２０は、光源１１１の光軸Ｌ１１１と略一致する。従って、試料５００に対して均一な光を照射できるので、試料５００の耐久性を適切に評価できる。なお、中心軸Ｌ１２０が光軸Ｌ１１１に対してずれた位置に配置されている場合、試料５００に対して偏った不均一な光が照射される場合がある。

【0035】

また、上記のように、試料５００は、有機物を含む。有機物は、光によって変色したり溶けたりしやすいため、光照射による耐久性試験が行われやすい。また、光照射による耐久性試験は、数か月以上にも及ぶため時間がかかる。よって、試料５００が有機物を含む場合に本発明を適用して試験にかかる時間を短縮することは、特に効果的である。

【0036】

引き続き図１を参照して、試験装置１００について説明する。試験装置１００は、光源ユニット１１０と、ヒートシンク１３０と、試験装置本体１４０とをさらに備える。光源ユニット１１０は、光源１１１と、光源１１１が搭載される光源基板１１２とを含む。光源基板１１２は、光源１１１に電気的に接続される。光源基板１１２は、金属配線を有する。光源基板１１２には、抵抗等の電子部品が搭載されてもよい。

【0037】

ヒートシンク１３０は、光源１１１で発生した熱を空気中等に放熱する。ヒートシンク１３０は、例えば、金属製である。ヒートシンク１３０は、例えば、複数のフィン１３０ａを有する。ヒートシンク１３０は、例えば、光源ユニット１１０の光源基板１１２に接触する。ヒートシンク１３０には、光源１１１からの熱が光源基板１１２を介して伝達される。

【0038】

試験装置本体１４０は、例えば、導光部１２０および試料５００を覆う。本実施形態では、試験装置本体１４０は、ヒートシンク１３０、光源ユニット１１０、導光部１２０および試料５００の上方および側方を覆う。試験装置本体１４０は、光源１１１が出射する光以外の光が試料５００に照射されることを抑制する。試験装置本体１４０は、例えば、光源１１１から出射した光を遮光する樹脂、または、金属によって形成される。本実施形態では、試験装置本体１４０は、紫外光を遮光するアクリル樹脂製である。

【0039】

試験装置１００は、光測定器１５０と、撮像部１６０と、温度計１７０とをさらに備える。

【0040】

光測定器１５０は、光源１１１から出射した光の強度を測定する。光測定器１５０は、例えば、フォトダイオードを含む。本実施形態では、光測定器１５０は、少なくとも紫外光波長域から青色光波長域までの光の強度を測定する。光測定器１５０は、例えば、試料５００が試験装置１００内の所定位置に配置された状態（図１の状態）において、光源１１１から出射し導光部１２０によって導光され試料５００を透過した光の強度を測定する。従って、試料５００が、例えば、無色透明から茶色等に変色すると、光測定器１５０の測定値が低下するため、試料５００が変色したことがわかる。なお、光測定器１５０は、例えば、試料５００が試験装置１００内に配置されていない状態（図示せず）において、光源１１１から出射し導光部１２０によって導光された光の強度を測定してもよい。

【0041】

撮像部１６０は、試料５００を撮像する。撮像部１６０により試料５００の変色等を検出可能である。撮像部１６０は、例えば、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサ等の撮像素子であってもよい。また、撮像部１６０は、スマートフォン、デジタルカメラまたはビデオカメラ等の撮像が可能な電子機器であってもよい。

【0042】

温度計１７０は、試料５００の温度を計測する。温度計１７０は、例えば、試料５００の表面温度を計測する。温度計１７０は、非接触式の温度計であることが好ましい。温度計１７０は、例えば、赤外線センサを含む。

【0043】

次に、図１および図３を参照して、試験装置１００の構成についてさらに説明する。図３は、試験装置１００の構成を示すブロック図である。図１および図３に示すように、試験装置１００は、電源装置１８０および制御装置２００をさらに備える。

【0044】

電源装置１８０は、光源１１１に電気的に接続されており、光源１１１に電力を供給する。具体的には、電源装置１８０は、光源ユニット１１０の光源基板１１２に電気的に接続される。電源装置１８０は、光源基板１１２を介して光源１１１に電力を供給する。

【0045】

制御装置２００は、制御部２０１および記憶部２０２を含む。制御部２０１は、プロセッサを有する。制御部２０１は、例えば、中央処理演算機（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）を有する。または、制御部２０１は、汎用演算機を有してもよい。制御部２０１は、試験装置１００全体を制御する。制御部２０１は、例えば、光源１１１を制御する。

【0046】

記憶部２０２は、データおよびコンピュータプログラムを記憶する。記憶部２０２は、主記憶装置と、補助記憶装置とを含む。主記憶装置は、例えば、半導体メモリである。補助記憶装置は、例えば、半導体メモリおよび／またはハードディスクドライブである。記憶部２０２はリムーバブルメディアを含んでいてもよい。

【0047】

試験装置１００は、表示部２１０および入力部２２０をさらに備える。表示部２１０および入力部２２０は、制御装置２００に電気的に接続される。表示部２１０は、例えば、表示パネルを含む。表示部２１０は、例えば、光測定器１５０の測定結果、撮像部１６０の撮像した画像、および、温度計１７０の計測結果等を表示する。

【0048】

入力部２２０は、ユーザによる入力操作を受け付ける。入力部２２０は、例えば、光源１１１から光を出射する時間の入力、および、光源１１１から出射する光の強度の入力を受け付ける。また、入力部２２０は、光源１１１から光を、一定の強度で連続的に出射するか、間欠的に出射するかの入力を受け付けるように構成されてもよい。例えば、入力部２２０に対してユーザが、光源１１１から光を一定の強度で連続的に出射するように入力すると、略一定の強度の光が光源１１１から出射される。その一方、入力部２２０に対してユーザが、光源１１１から光を間欠的に出射するように入力すると、光源１１１から間欠的に光が出射される。

【0049】

耐久性試験を行う場合、光源１１１は、光を間欠的に出射してもよい。例えば、光源１１１は、光の出射と光の出射停止とを１秒間ずつ交互に行ってもよい。また、例えば、光源１１１は、光の出射の累積時間が数十秒、数分または十数分になるまで、間欠的に光を出射してもよい。例えば、光源１１１は、光の出射の累積時間が３分または６分になるまで、間欠的に光を出射してもよい。

【0050】

なお、本実施形態では、光源１１１は、光の出射と光の出射停止とを１秒間ずつ交互に行う例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、光源１１１は、光の出射を１秒間以外の時間だけ行ってもよい。つまり、光源１１１は、例えば、光の出射を１秒未満、数秒または数十秒以上行ってもよい。また、例えば、光源１１１は、光の出射停止を１秒間以外の時間だけ行ってもよい。つまり、光源１１１は、例えば、光の出射停止を１秒未満、数秒または数十秒以上行ってもよい。また、光の出射時間と光の出射停止時間とを異なる時間にしてもよい。例えば、光源１１１は、光の出射を１秒間、光の出射停止を２秒間にして、間欠的に光を出射してもよい。光源１１１のデューティ比（出射時間／（出射時間＋出射停止時間））は、１／２以下が好ましく、１／３以下がさらに好ましい。

【0051】

光源１１１から間欠的に光が出射することによって、例えば、試料５００の温度が高くなりすぎることを抑制できる。よって、温度上昇に起因して試料５００が溶けることを抑制できる。つまり、実際の事象とは異なる要因によって試料５００が溶けることを抑制できる。従って、実際の使用環境に近い状態で試料５００の耐久性を試験できる。

【0052】

次に、光源１１１から光を連続的または間欠的に出射する場合についてさらに説明する。

【0053】

例えば、紫外光を吸収して熱に変換する添加剤を含有する樹脂の耐久性を評価する場合がある。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）または光安定剤（ＨＡＬＳ）等が挙げられる。紫外線吸収剤（ＵＶＡ）は、紫外光による樹脂の化学結合の切断を抑制する添加剤である。光安定剤（ＨＡＬＳ）は、紫外光により生じたラジカルを鎮静化する添加剤である。

【0054】

このような添加剤を含有する樹脂を試料５００として試験する場合、試料５００の温度が上昇することによって試料５００が溶解する場合がある。この場合、樹脂の実際の耐久性と、耐久性試験の結果とが、乖離するおそれがある。従って、紫外光を吸収して熱に変換する添加剤を含有する樹脂の耐久性を評価する場合は、光源１１１から間欠的に光を出射することによって、熱を放熱するための時間を確保して樹脂の温度上昇を抑えながら試験することが好ましい。

【0055】

その一方、紫外光を吸収して熱に変換する添加剤を含有しない樹脂を試料５００として評価する場合、試料５００の温度はあまり上昇しないので、試料５００は溶解しない。従って、紫外光を吸収して熱に変換する添加剤を含有しない樹脂の耐久性を評価する場合は、光源１１１から連続的に光を出射することによって、短時間で試験することが好ましい。

【0056】

次に、上記した本実施形態の効果を確認するために行った確認実験について説明する。まず、試料５００と光源１１１との間の距離Ｌ１を１０ｍｍから１００ｍｍまで変化させた場合における耐久性試験について説明する。この確認実験では、上記実施形態に対応する実施例１～実施例３について行った。

【0057】

（実施例１）
実施例１では、試料５００の材質をポリカーボネートとした。試料５００の色は、無色透明にした。光源１１１として、３６５ｎｍのピーク波長を有する紫外光を出射するＬＥＤを用いた。導光部１２０は、内面１２０ａを有するアルミニウム製の円筒部材を用いた。内面１２０ａには、電解研磨により鏡面加工を施した。なお、試料５００として、上記添加剤を含有する樹脂を用いた。

【0058】

そして、試料５００と光源１１１との間の距離Ｌ１を１０ｍｍにし、光源１１１から光を一定の強度で連続的に３分間出射した。

【0059】

（実施例２）
実施例２では、距離Ｌ１を５０ｍｍにし、光源１１１から光を一定の強度で連続的に５分８秒出射した。なお、実施例２において光源１１１から出射する光の強度は、実施例１において光源１１１から出射する光の強度と同じにした。また、光の出射時間を５分８秒にすることによって、試料５００に照射される光のエネルギーを実施例１と同じにした。また、実施例２のその他の条件は、実施例１と同じにした。なお、本実施形態において、光のエネルギー［Ｊ（ジュール）］とは、光の強度に照射時間を掛けたものである。光のエネルギーは、積算光量とも呼ばれる。

【0060】

（実施例３）
実施例３では、距離Ｌ１を１００ｍｍにし、光源１１１から光を一定の強度で連続的に８分３６秒出射した。なお、実施例３において光源１１１から出射する光の強度は、実施例１および実施例２において光源１１１から出射する光の強度と同じにした。また、光の出射時間を８分３６秒にすることによって、試料５００に照射される光のエネルギーを実施例１および実施例２と同じにした。なお、実施例３のその他の条件は、実施例１および実施例２と同じにした。

【0061】

実施例１～実施例３について、試料５００の溶解および変色を確認した。その結果を、以下の表１に示す。

【0062】

【表1】

【0063】

表１を参照して、距離Ｌ１を短くした方が、試料５００の劣化を短時間で評価できることが判明した。具体的には、実施例１では、試料５００は、溶解および変色した。実施例２では、試料５００は、溶解した一方、変色しなかった。実施例３では、試料５００は、わずかに溶解し、変色しなかった。つまり、例えば、距離Ｌ１を１０ｍｍにした実施例１では、距離Ｌ１を１００ｍｍにした実施例３に比べて、１／３程度の評価時間であるにもかかわらず、溶解も変色も進行することが判明した。つまり、実施例１では、実施例３に比べて、評価時間を１／３よりも少なくできることが判明した。

【0064】

次に、光源１１１から光を連続的または間欠的に出射する場合における耐久性試験について説明する。この確認実験では、上記実施形態に対応する実施例１、実施例４および実施例５について行った。

【0065】

（実施例４）
実施例４では、光源１１１からの光の出射時間を１秒、光の出射停止時間を２秒にして、出射と出射停止とを交互に行った。そして、光源１１１の光の出射の累積時間を３分とした。これにより、試料５００に照射される光のエネルギーを実施例１と同じにした。なお、試料５００としては、実施例１と同様、上記添加剤を含有する樹脂を用いた。実施例４のその他の条件は、実施例１と同じにした。

【0066】

（実施例５）
実施例５では、光源１１１からの光の出射時間を１秒、光の出射停止時間を２秒にして、出射と出射停止とを交互に行った。そして、光源１１１の光の出射の累積時間を６分とした。これにより、試料５００に照射される光のエネルギーを実施例１および実施例４の２倍にした。なお、実施例５のその他の条件は、実施例１および実施例４と同じにした。

【0067】

実施例１、実施例４および実施例５について、試料５００の溶解および変色を確認した。その結果を、以下の表２に示す。

【0068】

【表2】

【0069】

表２を参照して、光を間欠的に出射した場合（実施例４、５）、光を連続的に出射する場合（実施例１）に比べて、熱による試料５００の溶解を抑制できることが判明した。

【0070】

具体的には、実施例１では、試料５００は、溶解した。その一方、実施例４および実施例５では、試料５００は、わずかに溶解した。また、実施例５では、試料５００の溶解の程度は、実施例４と同程度であった。つまり、実施例５では、実施例１および実施例４に比べて、試料５００に照射した光のエネルギーが２倍であるにもかかわらず、試料５００の溶解は、実施例４からほとんど進行しなかった。これは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、実施例４および実施例５では、１秒間光を出射した後、２秒間光の出射を停止するため、熱を放熱する時間を確保でき、試料５００の温度が上昇することを抑制できたためであると考えられる。

【0071】

また、実施例１では、試料５００は、変色した。その一方、実施例４および実施例５では、試料５００は、変色しなかった。つまり、実施例４では、実施例１に比べて、試料５００に照射した光のエネルギーが同じであるにもかかわらず、試料５００の変色は見られなかった。また、実施例５では、実施例１に比べて、試料５００に照射した光のエネルギーが２倍であるにもかかわらず、試料５００の変色は見られなかった。これは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、実施例１では、熱により試料５００が溶解し、溶解により分子結合の相互作用が弱まり、吸収端が低エネルギー側にシフトした。このため、紫外光の影響を受けやすくなり、変色に至ったと考えられる。つまり、変色についても、熱による溶解が影響すると考えられる。従って、光源１１１から光を間欠的に出射した方が、光を連続的に出射する場合に比べて、試料５００を適切に試験できると考えられる。

【0072】

以下、第１実施形態の変形例について説明する。

【0073】

図４を参照して第１実施形態の変形例について説明する。図４は、第１実施形態の変形例の試験装置１００の構造を概略的に示す断面図である。この変形例では、導光部１２１が筒部材以外の部材を含む例について説明する。

【0074】

図４に示すように、導光部１２１は、光源１１１から出射した光を試料５００に導光する。導光部１２１は、光源１１１からの光を屈折して透過する透明部材を含む。導光部１２１は、光源１１１からの光が発散することを抑制する。本変形例では、導光部１２１は、光源１１１からの光を集光するレンズを含む。導光部１２１がレンズを含む場合、光源１１１からの光が集光される位置Ｐ１（以下、焦点Ｐ１と記載する）が試料５００の外部に位置するように、試料５００を配置することが好ましい。なお、導光部１２１は、光源１１１からの光を平行光にして試料５００に導光してもよい。

【0075】

導光部１２１は、例えば、光源１１１側に配置される光入射面１２１ａと、光源１１１とは反対側（試料５００側）に配置される光出射面１２１ｂとを有する。導光部１２１の形状は、特に限定されるものではないが、本変形例では、光入射面１２１ａは、凹形状を有し、光出射面１２１ｂは、凸形状を有する。光入射面１２１ａが凹形状を有することによって、導光部１２１を光源１１１に近づけた場合であっても、導光部１２１が光源１１１に接触することを抑制できる。

【0076】

導光部１２１は、光入射面１２１ａおよび光出射面１２１ｂが形成された本体部１２１ｃと、複数の脚部１２１ｄとを有する。本体部１２１ｃは、試料５００側から見て、光源１１１全体を覆う。本体部１２１ｃは、光源１１１の近傍に配置されることが好ましい。脚部１２１ｄは、光入射面１２１ａに配置される。脚部１２１ｄは、光源基板１１２に載置または固定される。

【0077】

また、導光部１２１の中心軸（図示せず）は、光源１１１の光軸Ｌ１１１（図１参照）と略一致する。導光部１２１の中心軸は、光源１１１の光軸Ｌ１１１に沿って延びる。

【0078】

導光部１２１の材質は、特に限定されるものではないが、導光部１２１は、例えば、ガラス製または樹脂製である。

【0079】

以上、図４を参照して説明したように、導光部１２１は、光源１１１からの光を集光するレンズを含む。この場合も、第１実施形態と同様、光源１１１から出射した光を試料５００に導光できるので、試料５００に照射される光の強度が低下することを抑制できる。よって、耐久性試験にかかる時間を短縮することができる。

【0080】

また、上記のように、焦点Ｐ１が試料５００の外部に位置するように、試料５００を配置することによって、試料５００の内部において光が集中し過ぎることを抑制できる。

【0081】

変形例のその他の構造および効果は、第１実施形態と同様である。

【0082】

（第２実施形態）
次に、図５および図６を参照して、本発明の第２実施形態に係る試験装置１００について説明する。第２実施形態では、第１実施形態と異なり、加熱された状態の試料５００に光を照射する例について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る試験装置１００の構造を概略的に示す断面図である。

【0083】

図５に示すように、本実施形態の試験装置１００は、加熱部２５０および載置台２６０をさらに備える。なお、図５では、光測定器１５０および撮像部１６０を描いていないが、試験装置１００は、光測定器１５０および撮像部１６０を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。

【0084】

加熱部２５０は、試料５００を加熱する。加熱部２５０は、特に限定されるものではないが、例えば、熱風を吹き出すヒートガンを含む。なお、加熱部２５０は、例えば、赤外光により試料５００を加熱する赤外光出射装置を含んでもよい。

【0085】

載置台２６０には、試料５００が載置される。載置台２６０は、例えば、導光部１２０上に配置される。載置台２６０は、光源１１１からの光を透過する。載置台２６０は、例えば、紫外光波長域から青色光波長域の光を透過する。載置台２６０は、例えば、無色透明である。また、載置台２６０は、少なくとも試料５００よりも高い耐熱性を有する。載置台２６０は、例えば、加熱部２５０からの熱で溶けない耐熱性を有する。載置台２６０は、例えば、２００℃以上、好ましくは２５０℃以上の耐熱性を有する。載置台２６０は、例えば、ガラス板によって形成される。

【0086】

温度計１７０は、試料５００の温度を計測する。本実施形態では、温度計１７０は、接触式の温度計である。温度計１７０は、例えば、熱電対を含む。なお、温度計１７０は、第１実施形態と同様、例えば、非接触式の温度計であってもよいし、赤外線センサを含んでもよい。

【0087】

次に、図６を参照して、試験装置１００の構成についてさらに説明する。図６は、試験装置１００の構成を示すブロック図である。

【0088】

図５および図６に示すように、加熱部２５０および温度計１７０は、制御装置２００に電気的に接続される。制御部２０１は、加熱部２５０を制御する。制御部２０１は、温度計１７０の検出結果に基づいて、加熱部２５０を制御する。

【0089】

具体的には、制御部２０１が加熱部２５０をオンすることによって、加熱部２５０は、熱風を試料５００に吹き付ける。これにより、試料５００の温度が上昇する。試料５００の温度が所定温度に達すると、制御部２０１は、試料５００の温度が略一定になるように加熱部２５０を制御する。制御部２０１は、試料５００の温度が略一定になるように、例えば、加熱部２５０のオンとオフとを繰り返す。また、制御部２０１は、試料５００の温度が略一定になるのであれば、試料５００の温度が所定温度に達した後は、加熱部２５０をオフにしてもよい。

【0090】

なお、本実施形態において、試料５００の温度が略一定とは、厳密に温度が一定であることのみを意味するものではなく、所定温度範囲内に維持されることも意味する。所定温度範囲とは、例えば、目標温度に対して±５℃、±１０℃、±２０℃、または、±３０℃の範囲である。

【0091】

制御部２０１は、試料５００の温度が所定温度範囲になるように、光源１１１を制御する。これにより、試料５００の温度を略一定に維持しながら、所定の波長の光（例えば、紫外光）による試料５００の耐久性を試験することができる。なお、試料５００を略一定の温度に維持する際の試料５００の温度（目標温度）は、特に限定されるものではないが、例えば、１２０℃以上２２０℃以下であることが好ましく、１５０℃以上１８０℃以下であることがより好ましい。

【0092】

本実施形態では、加熱部２５０により加熱された状態の試料５００に光（例えば、紫外光）を照射する。従って、上述した添加剤の影響を抑制した状態で、種々の試料５００の耐久性を試験することができる。

【0093】

なお、本実施形態において、加熱部２５０により加熱された状態の試料５００に光を照射するとは、試料５００に光を照射しているときに、加熱部２５０がオンしていることのみを意味するものではなく、試料５００が加熱部２５０により加熱されることによって、所定温度範囲内に維持されている試料５００に光を照射することも意味する。

【0094】

以下、詳細に説明する。上述したように、例えば紫外光を吸収して熱に変換する添加剤を含有する樹脂（以下、樹脂Ａと記載することがある）を試料５００として試験する場合、温度上昇に伴い試料５００の耐久性が低下する。その一方、例えば紫外光を吸収して熱に変換する添加剤を含有しない樹脂（以下、樹脂Ｂと記載することがある）を試料５００として試験する場合、温度上昇に伴う耐久性の低下はほとんど生じない。

【0095】

本実施形態では、樹脂Ａを試験する場合も、樹脂Ｂを試験する場合も、加熱部２５０により同じ温度まで加熱し、その状態で光を照射する。つまり、温度および光の強度を同じにした状態で、２種類の樹脂（樹脂Ａ、樹脂Ｂ）の耐久性を試験することができる。これにより、温度による影響を抑制した状態で、２種類の樹脂（樹脂Ａ、樹脂Ｂ）の光に対する耐久性を比較することができる。

【0096】

なお、２種類の樹脂（樹脂Ａ、樹脂Ｂ）の光に対する耐久性を略同じ温度で比較しようとした場合、光源１１１から間欠的に光を出射することによって、温度上昇を抑えながら試験することも考えられる。しかしながら、光源１１１から間欠的に光を出射する場合、光源１１１から連続的に光を照射する場合に比べて、試験時間が長くなる。本実施形態では、温度による影響を抑制した状態で光源１１１から連続的に光を照射するので、試験時間が長くなることを抑制できる。

【0097】

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施可能である。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0098】

例えば、上記の第１実施形態および第２実施形態では、光源１１１がＬＥＤ素子を含む例について示したが、本発明はこれに限らない。光源１１１は、ＬＥＤ素子以外の、例えば放電ランプを含んでもよい。

【0099】

また、上記の第１実施形態および第２実施形態では、試験装置１００が光測定器１５０、撮像部１６０および温度計１７０を備える例について示したが、本発明はこれに限らない。試験装置１００は、光測定器１５０、撮像部１６０および温度計１７０の１つ以上を備えなくてもよい。

【0100】

また、上記の第１実施形態および第２実施形態では、試験装置１００が表示部２１０および入力部２２０を備える例について示したが、本発明はこれに限らない。試験装置１００は、表示部２１０および入力部２２０の１つ以上を備えなくてもよい。

【0101】

また、上記の第１実施形態および第２実施形態では、表示部２１０と入力部２２０とを別々に設ける例について示したが、表示部２１０が入力部２２０を兼ねてもよい。この場合、例えば、入力部２２０は、ユーザによる入力操作を受け付けるタッチパネルを含んでもよい。

【産業上の利用可能性】

【0102】

本発明は、試験装置および試験方法の分野に有用である。

【符号の説明】

【0103】

１００ ：試験装置
１１１ ：光源
１２０、１２１ ：導光部
１２０ａ ：内面
１４０ ：試験装置本体
２５０ ：加熱部
５００ ：試料
Ｌ１１１ ：光軸
Ｌ１２０ ：中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】