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(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】P2024062078
(43)【公開日】2024-05-09
(54)【発明の名称】耐候性試験装置、及び耐候性試験方法
(51)【国際特許分類】
G01N 17/00 20060101AFI20240430BHJP
【ＦＩ】
G01N17/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022169844
(22)【出願日】2022-10-24
(71)【出願人】
【識別番号】000003193
【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100169063
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 洋平
(74)【代理人】
【識別番号】100136722
【弁理士】
【氏名又は名称】▲高▼木 邦夫
(72)【発明者】
【氏名】宮本 慎一
(72)【発明者】
【氏名】栃木 華恵
(72)【発明者】
【氏名】柏女 恵
【テーマコード（参考）】
2G050
【Ｆターム（参考）】
2G050BA04
2G050BA09
2G050CA03
2G050DA03
(57)【要約】
【課題】耐候性試験を促進することができる耐候性試験装置を提供する。
【解決手段】耐候性試験装置１は、試料Ｓを保持可能な保持部１０と、保持部１０を内部に収納する試験容器１１と、光照射及び液体噴霧の少なくとも一方の劣化環境を試験容器１１内の試料に対して供与する劣化環境供与部（光照射装置１２、液体噴霧装置１３）と、を備える。耐候性試験装置１は、劣化環境供与部が試料Ｓに対して劣化環境を供与する際に試験容器１１内の雰囲気にオゾンガスを含ませるように構成されている。
【選択図】図１
【解決手段】耐候性試験装置１は、試料Ｓを保持可能な保持部１０と、保持部１０を内部に収納する試験容器１１と、光照射及び液体噴霧の少なくとも一方の劣化環境を試験容器１１内の試料に対して供与する劣化環境供与部（光照射装置１２、液体噴霧装置１３）と、を備える。耐候性試験装置１は、劣化環境供与部が試料Ｓに対して劣化環境を供与する際に試験容器１１内の雰囲気にオゾンガスを含ませるように構成されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料を保持可能な保持部と、
前記保持部を内部に収納する試験容器と、
光照射及び液体噴霧の少なくとも一方の劣化環境を前記試験容器内の前記試料に対して供与する劣化環境供与部と、を備え、
前記劣化環境供与部が前記試料に対して前記劣化環境を供与する際に前記試験容器内の雰囲気にオゾンガスを含ませるように構成されている、耐候性試験装置。
前記保持部を内部に収納する試験容器と、
光照射及び液体噴霧の少なくとも一方の劣化環境を前記試験容器内の前記試料に対して供与する劣化環境供与部と、を備え、
前記劣化環境供与部が前記試料に対して前記劣化環境を供与する際に前記試験容器内の雰囲気にオゾンガスを含ませるように構成されている、耐候性試験装置。
【請求項2】
前記劣化環境供与部は、前記試料に対して光を照射するように構成された光照射装置と、前記試料に対して液体を噴霧するように構成された液体噴霧装置とを有する、
請求項１に記載の耐候性試験装置。
請求項１に記載の耐候性試験装置。
【請求項3】
前記試験容器は、光を透過可能な光透過部を有し、
前記光照射装置は、前記試験容器の外に配置され、前記光照射装置の光源からの光を前記透過部を介して前記保持部に保持された前記試料に照射する、
請求項２に記載の耐候性試験装置。
前記光照射装置は、前記試験容器の外に配置され、前記光照射装置の光源からの光を前記透過部を介して前記保持部に保持された前記試料に照射する、
請求項２に記載の耐候性試験装置。
【請求項4】
前記光源は、１５ｍＷ／ｃｍ２以上６０ｍＷ／ｃｍ２以下の光量を有する、
請求項３に記載の耐候性試験装置。
請求項３に記載の耐候性試験装置。
【請求項5】
前記光照射装置は、前記光源からの光を平行光にする光学系を有し、
前記光学系は、少なくとも１つのコリメートレンズを含む、
請求項３に記載の耐候性試験装置。
前記光学系は、少なくとも１つのコリメートレンズを含む、
請求項３に記載の耐候性試験装置。
【請求項6】
前記光源は、キセノンランプである、
請求項３に記載の耐候性試験装置。
請求項３に記載の耐候性試験装置。
【請求項7】
オゾンガスを生成するオゾン生成器を更に備え、
前記オゾン生成器は、前記試験容器の内又は外に設けられる、
請求項１に記載の耐候性試験装置。
前記オゾン生成器は、前記試験容器の内又は外に設けられる、
請求項１に記載の耐候性試験装置。
【請求項8】
前記試験容器内のオゾンガス濃度を測定可能なオゾン検出器を更に備える、
請求項７に記載の耐候性試験装置。
請求項７に記載の耐候性試験装置。
【請求項9】
前記オゾン生成器及びオゾン検出器を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記オゾン検出器で検出されたオゾンガス濃度が設定値となるように前記オゾン生成器によって生成するオゾンの量を制御する、
請求項８に記載の耐候性試験装置。
前記制御部は、前記オゾン検出器で検出されたオゾンガス濃度が設定値となるように前記オゾン生成器によって生成するオゾンの量を制御する、
請求項８に記載の耐候性試験装置。
【請求項10】
前記試験容器内の雰囲気におけるオゾンガス濃度は０．２ｐｐｍ以上である、
請求項１に記載の耐候性試験装置。
請求項１に記載の耐候性試験装置。
【請求項11】
前記試験容器は、第１試験容器及び第２試験容器を含み、
前記劣化環境供与部は、前記第１試験容器及び前記第２試験容器の一方に収納された前記試料に対して光を照射するように構成された光照射装置と、前記第１試験容器及び前記第２試験容器の他方に収納された前記試料に対して液体を噴霧するように構成された液体噴霧装置とを有し、
前記試料を前記第１試験容器と前記第２試験容器との間で搬送可能なように構成されている、
請求項１に記載の耐候性試験装置。
前記劣化環境供与部は、前記第１試験容器及び前記第２試験容器の一方に収納された前記試料に対して光を照射するように構成された光照射装置と、前記第１試験容器及び前記第２試験容器の他方に収納された前記試料に対して液体を噴霧するように構成された液体噴霧装置とを有し、
前記試料を前記第１試験容器と前記第２試験容器との間で搬送可能なように構成されている、
請求項１に記載の耐候性試験装置。
【請求項12】
オゾンガスを生成する第１オゾン生成器と、
オゾンガスを生成する第２オゾン生成器と、を更に備え、
前記第１オゾン生成器で生成されたオゾンガスは、前記第１試験容器内に含まれ、
前記第２オゾン生成器で生成されたオゾンガスは、前記第２試験容器内に含まれる、
請求項１１に記載の耐候性試験装置。
オゾンガスを生成する第２オゾン生成器と、を更に備え、
前記第１オゾン生成器で生成されたオゾンガスは、前記第１試験容器内に含まれ、
前記第２オゾン生成器で生成されたオゾンガスは、前記第２試験容器内に含まれる、
請求項１１に記載の耐候性試験装置。
【請求項13】
前記試験容器内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記試験容器内に気体を導入するガス導入部と、
前記気体を加湿する加湿部と、
前記試料の温度を調整する温度調整部と、
前記圧力、前記気体の導入量、前記気体の湿度、及び前記試料の温度の少なくとも１つを計測する計測部と、
前記計測部による計測値に基づいて、前記圧力調整部、前記ガス導入部、前記加湿部、前記温度調整部、及び、前記劣化環境供与部の少なくとも１つを制御する制御部と、を更に備える、
請求項１に記載の耐候性試験装置。
前記試験容器内に気体を導入するガス導入部と、
前記気体を加湿する加湿部と、
前記試料の温度を調整する温度調整部と、
前記圧力、前記気体の導入量、前記気体の湿度、及び前記試料の温度の少なくとも１つを計測する計測部と、
前記計測部による計測値に基づいて、前記圧力調整部、前記ガス導入部、前記加湿部、前記温度調整部、及び、前記劣化環境供与部の少なくとも１つを制御する制御部と、を更に備える、
請求項１に記載の耐候性試験装置。
【請求項14】
請求項１～１３の何れか一項に記載の耐候性試験装置を用いて前記試料の耐候性を評価する耐侯性試験方法であって、
前記劣化環境供与部によって前記試験容器内の前記試料に対して前記劣化環境を継続的に供与する工程を備え、
前記劣化環境を供与する工程は、前記試験容器内の雰囲気にオゾンガスが含まれた雰囲気下で実施される、耐候性試験方法。
前記劣化環境供与部によって前記試験容器内の前記試料に対して前記劣化環境を継続的に供与する工程を備え、
前記劣化環境を供与する工程は、前記試験容器内の雰囲気にオゾンガスが含まれた雰囲気下で実施される、耐候性試験方法。
【請求項15】
前記劣化環境を提供する工程では、前記試験容器内の雰囲気におけるオゾンガス濃度が０．２ｐｐｍ以上となるようにオゾンガスの生成が制御される、
請求項１４に記載の耐候性試験方法。
請求項１４に記載の耐候性試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐候性試験装置、及び耐候性試験方法に関する。
【背景技術】
【0002】
有機材料や無機材料が太陽などの光や熱、雨などの水分、大気中の酸素等によってどのくらいで劣化するかという耐候性試験を行う場合、実環境下で試験を行うことが最良である。しかし、実環境下での試験では、試験結果を得るまでに長期間を要してしまうことがある。そこで、太陽光よりも高光量の光源を有する耐候促進試験装置を用いて耐候性試験を行い、各種材料の耐候性の試験結果を早期に取得することが行われている。このような耐候性試験装置として、サンシャインウェザオメーター（ＳＷＯＭ）、メタルウェザーメーター（ＭＷ）、スーパーＵＶ（ＳＵＶ）、キセノンウェザーメーター（例えば特許文献１，２を参照）などが知られている。
【0003】
サンシャインウェザオメーターは、カーボンアークからなる光源を備え、紫外部から可視光部の波長を含む光をこの光源から試料に照射すると共に、水噴霧装置により一定時間試料に水を噴霧することにより、短期間で耐候性試験を実現する装置である。この装置では、ある程度の試験期間の短縮を行うことができる。また、メタルウェザーメーター及びスーパーＵＶは、サンシャインウェザオメーターよりも強力な光源であるメタルハライドランプを備え、紫外部から可視光部までの高光量の光をこの光源から試料に照射すると共に、水噴霧装置により一定時間試料に水を噴霧する装置である。これらの装置では、高光量の光源を用いているため、サンシャインウェザオメーターよりも短期間で耐候性試験を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特公平１－２１８９１号公報
【特許文献2】特公平１－２８８９７号公報
【特許文献3】特公昭４９－２７０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１～３に記載の耐候性試験装置では、高光量の光源を用いることに加えて、試料を配置する装置容器内の圧力や酸素濃度などを大気圧よりも高くして、実環境下と同等の試験結果を早期に得ることが試みられている。しかしながら、これらの装置構成において耐候性試験時間を更に短くするには、試験に用いる光量と圧力を更に高くする必要があり、例えば、容器の厚みを更に厚くして高圧力に耐えうる容器にすることが必要とされる。この場合、容器が更に大型化され、それに伴って装置重量も重くなってしまう。そこで、光量と圧力を大きく変更することなく、耐候性試験を促進できる装置構成や試験方法の開発が望まれている。
【0006】
本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、耐候性試験を促進することができる耐候性試験装置及び耐候性試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
［１］本発明は、一側面として、耐候性試験装置に関する。この耐候性試験装置は、試料を保持可能な保持部と、保持部を内部に収納する試験容器と、光照射及び液体噴霧の少なくとも一方の劣化環境を試験容器内の試料に対して供与する劣化環境供与部と、を備える。この耐候性試験装置は、劣化環境供与部が試料に対して劣化環境を供与する際に試験容器内の雰囲気にオゾンガスを含ませるように構成されている。
【0008】
本発明者らの検討によれば、試料の劣化は、光による試料の構成材料の結合の切断、酸素等による試料の酸化、及び、水等による試料の構成材料の加水分解等が相互に影響し合って引き起こされることがわかってきている。そこで、本発明者らは、このうちの酸化に着眼し、酸素よりも強力なオゾンガスにより酸化を促進させることで、光量と圧力を大きく変更することなく耐候性試験を促進できることに想到した。この耐候性試験装置は、光照射及び液体噴霧の少なくとも一方の劣化環境を試料に対して供与する劣化環境供与部を備えており、この劣化環境供与部が試料に対して劣化環境を供与する際に試験容器内の雰囲気にオゾンガスを含ませるように構成されている。このように、この耐候性試験装置では、オゾンガスを含む雰囲気下で耐候性試験を行うことができるため、光照射や液体噴霧等による耐候性試験を、光量や圧力を大きく変更することなく、促進することが可能である。なお、酸化の促進の方法としては、液体噴霧の際に過酸化水素を噴霧することも考えられるが、強酸化性の物質であり、装置に使用する材料の選定が限定されたり、また取り扱いに注意が必要となる。これに対し、オゾンガスの場合、取り扱いが比較的容易であることから、設計自由度の高い耐候性試験装置とすることができる。
【0009】
［２］上記［１］の耐候性試験装置では、劣化環境供与部は、試料に対して光を照射するように構成された光照射装置と、試料に対して液体を噴霧するように構成された液体噴霧装置とを有していることが好ましい。この場合、光照射による試料の劣化と液体噴霧により試料の劣化とを行うことができ、実環境下と同等の試験結果を早期に得ることができる。
【0010】
［３］上記［２］の耐候性試験装置では、試験容器は、光を透過可能な光透過部を有し、光照射装置は、試験容器の外に配置され、光照射装置の光源からの光を透過部を介して保持部に保持された試料に照射してもよい。この場合、光照射装置が試験容器の外にあるため、試験容器内を高圧雰囲気等にして試験を行った場合に高圧雰囲気等による光照射装置の破損を防ぐことができる。これにより、試験容器内の圧力を耐候性試験に好適な値にして実環境下と同等の試験結果を容易に得ることができる。また、光照射装置を試験容器の外に配置することで、光照射装置の設計自由度を高めることができ、試料に照射する光量等を耐候性試験に好適なものとして実環境下と同等の試験結果を容易に得ることができる。
【0011】
［４］上記［３］の耐候性試験装置では、光源は、１５ｍＷ／ｃｍ２以上６０ｍＷ／ｃｍ２以下の光量を有してもよい。この場合、高光量の光を試料に照射することができるため、耐候性試験を容易に促進することが可能となる。
【0012】
［５］上記［３］又は［４］の耐候性試験装置では、光照射装置は、光源からの光を平行光にする光学系を有し、光学系は、少なくとも１つのコリメートレンズを含んでもよい。この場合、平行光を試料に照射することで、試料の各部における照射強度のずれを抑制することができ、より正確な耐候性試験を行うことができる。
【0013】
［６］上記［３］～［５］のいずれかの耐候性試験装置では、光源は、キセノンランプであってもよい。この場合、キセノンランプから照射される光の波長の波形は太陽光の波形に近いため、実環境下での試験に近い試験結果を容易に得ることが可能となる。即ち、実環境下での耐候性試験を再現した試験結果を早期に得ることが可能となる。
【0014】
［７］上記［１］～［６］のいずれかの耐候性試験装置は、オゾンガスを生成するオゾン生成器を更に備え、オゾン生成器は、試験容器の内又は外に設けられていることが好ましい。この場合、オゾンガスを含む雰囲気下での耐候性試験をより確実に行うことができ、耐候性試験を促進することが可能となる。
【0015】
［８］上記［７］の耐候性試験装置は、試験容器内のオゾンガス濃度を測定可能なオゾン検出器を更に備えてもよい。この場合、試験容器内のオゾンガス濃度が耐候性試験の促進に適切な値となっているかを知ることができ、耐候性試験の促進をより確実に行うことが可能となる。
【0016】
［９］上記［８］の耐候性試験装置は、オゾン生成器及びオゾン検出器を制御する制御部を更に備えてもよく、制御部は、オゾン検出器で検出されたオゾンガス濃度が設定値となるようにオゾン生成器によって生成するオゾンの量を制御してもよい。この場合、試験容器内のオゾンガス濃度が耐候性試験の促進に適切な設定値となっているかを調整することができ、耐候性試験の促進をより確実に行うことが可能となる。
【0017】
［１０］上記［１］～［９］のいずれかの耐候性試験装置では、試験容器内の雰囲気におけるオゾンガス濃度は０．２ｐｐｍ以上であることが好ましい。この場合、オゾンガスによる耐候性試験装置の促進をより確実に実施することが可能となる。
【0018】
［１１］上記［１］～［１０］のいずれかの耐候性試験装置において、試験容器は、第１試験容器及び第２試験容器を含んでもよく、劣化環境供与部は、第１試験容器及び第２試験容器の一方に収納された試料に対して光を照射するように構成された光照射装置と、第１試験容器及び第２試験容器の他方に収納された試料に対して液体を噴霧するように構成された液体噴霧装置とを有してもよい。この耐候性試験装置は、試料を第１試験容器と第２試験容器との間で搬送可能なように構成されていてもよい。この場合、他方の試験容器内において試料に対して液体噴霧試験を行った後に、試料を、一方の試験容器へ搬送することができる。これにより、液体噴霧試験後における試験容器内の湿度を調整しなくても、別の試験容器内において光照射による耐候性試験を行える。したがって、この耐候性試験装置によれば、耐候性試験を促進しつつ、効率的に耐候性試験を実施することができる。
【0019】
［１２］上記［１１］の耐候性試験装置は、オゾンガスを生成する第１オゾン生成器と、オゾンガスを生成する第２オゾン生成器と、を更に備えてもよく、第１オゾン生成器で生成されたオゾンガスは、第１試験容器内に含まれ、第２オゾン生成器で生成されたオゾンガスは、第２試験容器内に含まれてもよい。この場合、片方の容器内にのみオゾン生成器を備えた場合よりも耐候性試験を更に促進することが可能となる。更に、各試験容器内のオゾン濃度を個別に設定できるため、各試験容器内での試験に応じた試験条件を設定して、より効果的な耐候性試験を実施することが可能となる。
【0020】
［１３］上記［１］～［１２］のいずれかの耐候性試験装置は、試験容器内の圧力を調整する圧力調整部と、試験容器内に気体を導入するガス導入部と、気体を加湿する加湿部と、試料の温度を調整する温度調整部と、圧力、気体の導入量、気体の湿度、及び試料の温度の少なくとも１つを計測する計測部と、計測部による計測値に基づいて、圧力調整部、ガス導入部、加湿部、温度調整部、及び、劣化環境供与部の少なくとも１つを制御する制御部と、を更に備えてもよい。この場合、熱、水（雨）、酸素による試料の劣化を評価する耐候性試験をより具体的に行うことができ、また加圧することによりその耐候性試験を促進することが可能となる。すなわち、酸素による試料の劣化が促進され、光照射による劣化と、酸素、水（雨）、温度等による劣化とをバランスよく進行させることができ、実環境下で長時間かけて行った耐候性試験と同様の試験結果をより短時間で再現することが可能となる。
【0021】
［１４］本発明は、別の側面として、耐候性試験方法に関する。この耐候性試験方法は、上記［１］～［１３］のいずれかの耐候性試験装置を用いて試料の耐候性を評価する耐侯性試験方法であって、劣化環境供与部によって試験容器内の試料に対して劣化環境を継続的に供与する工程を備える。劣化環境を供与する工程は、試験容器内の雰囲気にオゾンガスが含まれた雰囲気下で実施される。この耐候性試験方法では、オゾンガスを含む雰囲気下で耐候性試験を行うことができるため、光照射や液体噴霧等による耐候性試験を、光量や圧力を大きく変更することなく、促進することが可能である。
【0022】
［１５］上記［１４］の耐候性試験方法において、劣化環境を提供する工程では、試験容器内の雰囲気におけるオゾンガス濃度が０．２ｐｐｍ以上となるようにオゾンガスの生成が制御されることが好ましい。この場合、オゾンガスによる耐候性試験方法の促進をより確実に実施することが可能となる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、耐候性試験を促進することができる耐候性試験装置及び耐候性試験方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る耐候性試験装置及び耐候性試験方法について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いる場合があり、重複する説明は省略する。
【0026】
［第１実施形態］
図１を参照して、第１実施形態に係る耐候性試験装置１について説明する。図１は、第１実施形態に係る耐候性試験装置１を模式的に示す断面図である。耐候性試験装置１は、各種の耐侯性試験を実施する試験装置である。耐候性試験装置１は、図１に示すように、保持部１０、試験容器１１、光照射装置１２（劣化環境付与部）、液体噴霧装置１３（劣化環境付与部）、排水機構１４、オゾン生成器１５、オゾンガスセンサ１６（オゾン検出器）、及び、制御部１７を備えている。耐候性試験装置１は、更に、圧力調整器１８（圧力調整部）、ガス導入部１９、加湿部２０、温度調整部２１、圧力計２２、ガス濃度計２３、湿度計２４、温度計２５、水位センサ２６、及び、温度センサ２７を備えていてもよい。
図１を参照して、第１実施形態に係る耐候性試験装置１について説明する。図１は、第１実施形態に係る耐候性試験装置１を模式的に示す断面図である。耐候性試験装置１は、各種の耐侯性試験を実施する試験装置である。耐候性試験装置１は、図１に示すように、保持部１０、試験容器１１、光照射装置１２（劣化環境付与部）、液体噴霧装置１３（劣化環境付与部）、排水機構１４、オゾン生成器１５、オゾンガスセンサ１６（オゾン検出器）、及び、制御部１７を備えている。耐候性試験装置１は、更に、圧力調整器１８（圧力調整部）、ガス導入部１９、加湿部２０、温度調整部２１、圧力計２２、ガス濃度計２３、湿度計２４、温度計２５、水位センサ２６、及び、温度センサ２７を備えていてもよい。
【0027】
耐候性試験装置１では、試験容器１１において、試料Ｓを保持部１０に保持させた上で、光照射装置１２により試料Ｓに対して光を継続的に照射して試料Ｓの劣化を評価する耐候性試験（以下、「光照射試験」とも称す）を行う。また、耐候性試験装置１では、試験容器１１において、試料Ｓを保持部１０に保持させた上で、液体噴霧装置１３により試料Ｓに対して液体（例えば水）を継続的に噴霧して試料Ｓの劣化を評価する耐候性試験（以下、「液体噴霧試験」とも称す。）を行う。耐候性試験装置１では、試料Ｓに対して、光の照射、液体の噴霧等を行う。これら耐候性試験により、試料Ｓが太陽などの光や熱、雨などの水分、大気中の酸素等によってどのくらいで劣化するかという耐候性試験を行う。
【0028】
保持部１０は、耐候性試験に用いられる試料Ｓを保持する平板状の部材である。試料Ｓは、例えば、保持部１０上に配置されて、アルミテープなどで貼り付けられることにより保持される。なお、保持部１０に、試料Ｓを保持可能な構造を設けておいてもよい。
【0029】
試験容器１１は、試料Ｓに対して光照射や液体噴霧等の各種の耐候性試験を行う際に用いられる圧力容器である。試験容器１１は、容器外形を形成する側壁及び底である箱部１１ａと、箱部１１ａの上部に設けられる蓋部１１ｂとを有している。箱部１１ａ及び蓋部１１ｂにより、試料Ｓ及び保持部１０を収納する内部空間Ｔが形成される。蓋部１１ｂは、試料Ｓを内部空間Ｔ内に収納したり及び取り出したりできるよう開閉可能に箱部１１ａに取り付けられている。また、蓋部１１ｂは、耐候性試験においては内部空間Ｔ内の雰囲気や圧力を維持して気密を保つように箱部１１ａに取り付けられている。試験容器１１の材料は、試験容器内の圧力に対する耐圧性を有するものであれば、各種の材料を用いることができるが、例えば、ＳＵＳ、アルミニウム合金、鉄、チタン合金、タングステン合金、及び、炭素鋼繊維のうちのいずれか、又は、これらのうち少なくとも２つを組み合わせたもの等から構成することができる。また、試験容器１１の内面は、被覆材により被覆されていてもよい。当該被覆材を構成する材料は、当該被覆材が光照射装置１２から照射される光等により劣化しない、又は、耐候性試験に影響を与えるガス等を発生させなければ、特に限定されない。当該被覆材を構成する材料は、有機物及び無機物のうち少なくとも一方、又は、これらを組み合わせたもの等であってもよい。
【0030】
試験容器１１の蓋部１１ｂは、その中央に、保持部１０（試料Ｓ）に対向する開口を有しており、当該開口には光透過部１１ｃが気密に嵌め込まれている。光透過部１１ｃは、保持部１０に対向するように位置し、光照射装置１２から照射される光Ｌを著しく減衰させることなく透過させて試料Ｓに光Ｌがそのまま照射されるように構成されている。光透過部１１ｃは、光照射装置１２から照射される光Ｌ（特に紫外線）を透過可能な材料から構成されればよく、例えば石英ガラス板である。なお、光透過部１１ｃは、試験容器１１の一部を構成することから、試験容器１１内の雰囲気や圧力を保つ構造となっている。
【0031】
光照射装置１２は、試料Ｓに対して光照射といった劣化環境を継続的に供与する装置であり、光Ｌを照射する光源１２ａを有する。光照射装置１２は、試験容器１１の外に配置され、光源１２ａからの光Ｌを光透過部１１ｃを介して保持部１０に保持された試料Ｓに照射する。光源１２ａは、例えば、１５ｍＷ／ｃｍ２以上６０ｍＷ／ｃｍ２以下の光量を有する。なお、ここで用いる「光量（ｍＷ／ｃｍ２）」は、光源１２ａから照射される光の波長３６５ｎｍでの光量（照度）を意味しており、例えば、紫外線積算光量計（ウシオ電機株式会社製UIT-250 受光器UVD-S365）といった方法で測定した値である。
【0032】
光照射装置１２は、平行光を試料Ｓに照射する構成であってもよい。光照射装置１２は、光源１２ａからの光を平行光にするコリメートレンズ１２ｂを含む光学系を更に有してもよい。また、光照射装置１２の光源１２ａは、例えばキセノンランプであってもよい。光源１２ａからの光Ｌは、少なくとも紫外線を含んでいてもよい。この場合、太陽光に含まれ、かつ、材料等の劣化に影響を与えやすい紫外線を照射光に含むことになり、実環境下での試験を再現した試験結果を容易に得ることが可能となる。
【0033】
液体噴霧装置１３は、試験容器１１において、保持部１０により保持された試料Ｓに対して液体を噴霧する装置である。液体噴霧装置１３は、試料Ｓに対して液体（例えば水）を噴霧する噴霧部１３ａと、噴霧する液体を収納する噴霧タンク１３ｂとを有している。噴霧部１３ａは、試料Ｓに水等の液体を噴霧できればよく、例えばスプレーノズルである。液体噴霧装置１３で噴霧する液体は、純水、水道水、酸性雨を模したペーハー（ｐＨ）を調整した水、金属イオンを含んだ水、またはこれらを混合した水等であってもよい。これにより、実環境下での雨を模擬することができる。
【0034】
排水機構１４は、試験容器１１内において液体噴霧装置１３から噴霧された液体を試験容器１１の外部へ排出する機構である。排水機構１４は、排水管１４ａ、上流バルブ１４ｂ、下流バルブ１４ｃ、及び、排水タンク１４ｄにより構成される。排水機構１４は、試験容器１１の底部に設けられている。排水管１４ａには、排水タンク１４ｄが設けられ、排水タンク１４ｄの上流側には上流バルブ１６ｂが、下流側には下流バルブ１６ｃが設けられている。下流バルブ１６ｃを閉じた状態で上流バルブ１６ｂを開くことで、試験容器１１及び排水タンク１４ｄの圧力を略等しくすることができる。これにより、水の排出時における試験容器１１内の圧力変化及びガス濃度変化を抑制することができる。この際、水の排出前に排水タンク１４ｄ内の圧力及びガス濃度を、試験容器１１内の圧力及びガス濃度に近づけてもよい。この場合、排出時における試験容器１１内の圧力変化及びガス濃度変化を抑制することができる。上流バルブ１４ｂを閉じた後、下流バルブ１４ｃを開くことで、試験容器１１の圧力やガス濃度等の変化を抑制しつつ、排水タンク１４ｄに溜まった水を外部に排出することができる。
【0035】
オゾン生成器１５は、オゾンガスを生成する装置であり、試験容器１１の内部に取り付けられている。オゾン生成器１５としては、各種のオゾンガス生成装置を用いることができ、沿面放電式、無声放電式、紫外線ランプ式、コロナ放電式、プラズマオゾン等の各種発生方法を用いた装置を使用することができる。オゾン生成器１５によって生成されたオゾン濃度は、オゾンガスセンサ１６によって検出され、制御部１７による制御の下、試験容器１１内のオゾン濃度が所定の設定値となるように調整されてもよい。オゾン濃度の設定値は特に限定されるものではなく、耐候性試験の種類に応じて変更してもよいが、耐候性試験の促進という観点から、大気中のオゾン濃度よりも高い０．２ｐｐｍ以上の濃度であることが好ましい。
【0036】
従来の耐候性試験装置（例えばメタルウェザー等）では、劣化を促進するため、試料に照射する光の光量を高くしている。試料の光による劣化（光酸化劣化）は、光を照射した際に、試料で生成されるラジカルに酸素が結合し、劣化していく。そのため、照射する光の光量を高くした場合、試料で生成されるラジカルも増加するので、導入する酸素もそれに伴って増加させなければならない。しかしながら、従来の耐候性試験装置では、酸素は大気のまま（酸素濃度が約２０％）であることが多い。このため、試料で生成したラジカルに結合する酸素が不足し、実環境下での劣化を再現出しづらいことが多い。これに対し、本実施形態に係る耐候性試験装置１では、オゾンガスを生成して、試験容器１１内に含ませるようにしている。このため、試料Ｓで生成されるラジカルの増加に対応することができる。
【0037】
制御部１７は、例えば、コンピュータ等から構成され、耐候性試験装置１の各種の計測器、各種センサ、及び、各種調整器等に電気的に接続されており、試験容器１１内における温度、圧力、水位、湿度、ガス濃度等の試験条件を調整する。制御部１７は、光照射装置１２及び液体噴霧装置１３にも接続されており、光照射装置１２からの光照射の量や時間、液体噴霧装置１３から噴霧される液体（水）の量や時間を制御する。
【0038】
圧力調整器１８は、例えば、バネなどの機械的な機構により圧力を制御することが可能なバルブ、例えば背圧バルブにより、試験容器１１内の圧力を調整する。圧力調整器１８による圧力調整は、圧力計２２により計測された圧力情報に基づいて、制御部１７により制御されてもよい。圧力調整器１８及びガス導入部１９により、試験容器１１内の絶対圧を、例えば０ＭＰａ～１．０ＭＰａの間に調整することができる。これにより、試験容器１１内に収納される試料Ｓに対するオゾンガスや酸素ガスによる劣化を更に促進させて、実環境下に近い耐候性試験とすることができる。なお、ここで用いる圧力は、大気圧を０ＭＰａとした場合の装置内の圧力の値である。圧力調整器１８による圧力調整の一例としては、上述した機械的な機構を有するバルブ（背圧バルブ）において、バルブ本体に取り付けられている調整バルブを目標とする圧力に設定する。その後、試験容器１１内の圧力が上昇して所定値を超えた場合、バルブに内蔵されたバネが縮むことで当該バルブが開放されて試験容器１１内のガスが外部へ放出される。これにより、試験容器１１内の圧力が調整される。また、当該バルブの開閉操作は、バネではなく、電気的に制御してもよい。この場合、試験容器１１内の圧力を圧力計２２により計測し、当該圧力の情報を制御部１７へ送る。計測された圧力が設定した圧力より高くなったら、制御部１７により当該バルブを開放して圧力を調整する。一方、計測された圧力が設定した圧力より低くなったら、制御部１７により当該バルブを閉じて圧力を調整する。なお、圧力調整器１８のバルブは、圧力計２２により計測された圧力と設定した圧力との差分をバルブ開度の関数として制御部１７において設定し、かかる関数に基づいてバルブ開度を可変に制御してもよい。
【0039】
ガス導入部１９は、酸素ガス及び窒素ガスを含むガスを試験容器１１内に導入する装置である。ガス導入部１９は、ガス導入管１９ａ、酸素流量調整器１９ｂ、窒素流量調整器１９ｃ、及び、ガス温度調整器１９ｄにより構成される。ガス導入管１９ａに加湿部２０が取り付けられていてもよい。加湿部２０は、ガス導入管１９ａによって導入されるガスに所定の湿度を付与する。外部から供給される酸素ガス及び窒素ガスは、ガス導入管１９ａを通じて試験容器１１に供給される。供給されるガスの流量は、酸素流量調整器１９ｂ及び窒素流量調整器１９ｃにより調整される。ガス導入部１９により、試験容器１１内のガス濃度を０％～１００％までの間に調整することができる。
【0040】
ガス導入部１９により導入されるガスの流量は、一定の流量に調整されてもよい。ガスの流量は、圧力計２２により計測した圧力、又は、ガス濃度センサ２３により検知したガス濃度が所定の値に達するまで、所定の流量に調整され、当該所定の値に達した後、もしくは、当該所定の値に近づいたら、当該所定の流量以下に調整されてもよい。この場合、導入するガスの量を減らすことができる。また、ガスの流量は、計測した圧力と当該所定の設定値との差分に基づいて調整されてもよい。
【0041】
ガス温度調整器１９ｄは、ガス導入管１９ａにより導入されるガスを加熱又は冷却することにより、試験容器１１内の温度を調整する。ガス温度調整器１９ｄによる加熱又は冷却は、温度計２５により計測された温度情報に基づいて、制御部１７により制御されてもよい。
【0042】
加湿部２０は、加湿装置内の水をバブリングし、ガス導入管１９ａにより導入されるガスを加湿する。これにより、試験容器１１内の湿度が調整される。加湿部２０による加湿は、湿度計２４により計測された湿度情報に基づいて、制御部１７により制御されてもよい。本実施形態では、加湿部２０は、ガス導入管１９ａに組み込まれているが、試験容器１１内の湿度を調整できれば、加湿部２０の設置場所は限定されず、直接、試験容器１１に接続されていてもよい。
【0043】
温度調整部２１は、その一部が保持部１０に内蔵され、ヒータ及び冷却用流路から構成される。温度センサ２７を構成する熱電対等の値に基づいて、制御部１７により試料Ｓに対する加熱又は冷却が調整される。これにより、保持部１０に保持される試料Ｓを所定の温度に加熱又は冷却したりして耐候性試験を行うことが可能となる。
【0044】
圧力計２２、湿度計２４、及び、温度計２５のそれぞれは、試験容器１１内の圧力、湿度、及び、温度のそれぞれを計測する計器である。温度センサ２７、水位センサ２６、及び、ガス濃度センサ２３のそれぞれは、試料Ｓの温度、試験容器１１内の水位、及び、試験容器１１内のガス濃度のそれぞれを検出するセンサである。温度センサ２７は、温度を適切に測定できるものであればよく、例えば熱電対、白金測温抵抗体（Ｐｔ）、又は、ブラックパネル温度計（ＢＰＴ）である。なお、圧力計２２、ガス濃度センサ２３、湿度計２４、温度計２５、水位センサ２６、及び、温度センサ２７は、制御部１７に電気的に接続されており、各種の検出値を制御部１７に提供する。制御部１７は、取得した検出値に基づいて各種の装置の動作を制御し、耐候性試験装置１において耐候性試験を実施する。
【0045】
［第１実施形態に係る変形例］
次に、図２を参照して、耐候性試験装置１の変形例（耐候性試験装置１Ａ）について説明する。図２は、図１に示す耐候性試験装置の変形例を模式的に示す断面図である。以下では、耐候性試験装置１と相違する点を主に説明し、その他の説明は省略することがある。
次に、図２を参照して、耐候性試験装置１の変形例（耐候性試験装置１Ａ）について説明する。図２は、図１に示す耐候性試験装置の変形例を模式的に示す断面図である。以下では、耐候性試験装置１と相違する点を主に説明し、その他の説明は省略することがある。
【0046】
変形例に係る耐候性試験装置１Ａは、図２に示すように、オゾン生成器１５Ａが試験容器１１内ではなく、試験容器１１の外に配置される構成を有している。具体的には、オゾン生成器１５Ａは、ガス導入部１９Ａに組み込まれており、酸素流量調整器１９ｂ及び窒素流量調整器１９ｃによって流量が調整された酸素ガス及び窒素ガスに対して、試験容器１１の外でオゾンガスを含ませるように構成されている。この耐候性試験装置１Ａでは、このように酸素ガスと窒素ガスにオゾンガスが含まれるように調整され、調整されたガスがガス温度調整器１９ｄで温度調整された後に、試験容器１１内に導入される。この装置の場合、試験容器１１内のガス雰囲気における温度の変動を少なくすることができる。
【0047】
［耐候性試験方法］
ここで、上述した構成を有する耐候性試験装置１，１Ａを用いた耐侯性試験方法の一例について説明する。この耐侯性試験方法では、例えば、光照射試験、液体噴霧試験、及び、暗黒試験を順に実施すると共に、これらの試験を繰り返す。この耐候性試験方法では、まず、各試験における試験容器１１内の圧力等の設定値を制御部１７に入力する。また、光照射試験における光照射装置１２の光量、及び、液体噴霧試験における液体噴霧装置１３の噴霧量を制御部１７に入力する。また、耐候性試験パターンと各試験の時間（光照射時間や液体噴霧時間等）を制御部１７に入力する。本実施形態では、一例として、光照射試験、液体噴霧試験、及び、暗黒試験の試験を順に繰り返すが、これらの一部のみを行ってもよい。なお、暗黒試験とは、光照射は行わずに、オゾンガスや酸素ガスを含む雰囲気下で加圧することにより劣化を促進させる試験である。
ここで、上述した構成を有する耐候性試験装置１，１Ａを用いた耐侯性試験方法の一例について説明する。この耐侯性試験方法では、例えば、光照射試験、液体噴霧試験、及び、暗黒試験を順に実施すると共に、これらの試験を繰り返す。この耐候性試験方法では、まず、各試験における試験容器１１内の圧力等の設定値を制御部１７に入力する。また、光照射試験における光照射装置１２の光量、及び、液体噴霧試験における液体噴霧装置１３の噴霧量を制御部１７に入力する。また、耐候性試験パターンと各試験の時間（光照射時間や液体噴霧時間等）を制御部１７に入力する。本実施形態では、一例として、光照射試験、液体噴霧試験、及び、暗黒試験の試験を順に繰り返すが、これらの一部のみを行ってもよい。なお、暗黒試験とは、光照射は行わずに、オゾンガスや酸素ガスを含む雰囲気下で加圧することにより劣化を促進させる試験である。
【0048】
まず、耐候性試験に用いる試料Ｓを準備し、試料Ｓを保持部１０に保持させる。次に、試験容器１１内の圧力等、及び、光照射装置１２の光量が光照射試験における設定値となるように、制御部１７により各種機器を操作する。設定値となったら、光照射装置１２により光Ｌを試料Ｓに継続的に照射し、光照射試験（第１耐候性試験）を行う。この試験の際に、オゾン生成器１５によって試験容器１１内にオゾンを発生させて、所定のオゾン濃度で光照射試験を行う。これにより、光照射による試料Ｓの劣化が促進される。
【0049】
光照射試験が終了したら、試験容器１１内の圧力等、及び、液体噴霧装置１３の噴霧時間が液体噴霧試験における設定値となるように、制御部１７により各種機器を操作する。設定値となったら、液体噴霧装置１３により液体を試料Ｓに継続的に噴霧し、液体噴霧試験（第２耐候性試験）を行う。この試験の際にも、オゾン生成器１５によって試験容器１１内にオゾンを発生させて、所定のオゾン濃度で液体噴霧試験を行う。これにより、液体噴霧による試料Ｓの劣化が促進される。
【0050】
液体噴霧試験が終了したら、試験容器１１内の圧力等が暗黒試験における設定値となるように、制御部１７により各種機器を操作する。設定値となったら、試料Ｓを一定時間放置し、暗黒試験を行う。暗黒試験では、光の照射等は行わない。この試験の際にも、オゾン生成器１５によって試験容器１１内にオゾンを発生させて、所定のオゾン濃度で圧力等を付与する。これにより、暗黒試験による試料Ｓの劣化が促進される。暗黒試験が終了したら、再び光照射試験から順に耐候性試験を開始する。
【0051】
なお、耐候性試験における試験パターンとしては、光照射試験を試料温度６３℃で２０時間実施し、暗黒試験を試料温度３０℃で４時間実施し、更に、暗黒試験の前後に液体噴霧試験を試料温度３０℃で数分実施してもよい。若しくは、光照射試験を試料温度６３℃で４時間実施し、暗黒試験を試料温度３０℃で２０時間実施し、更に、暗黒試験の前後に液体噴霧試験を試料温度３０℃で数分実施してもよい。試験パターンは、耐候性試験に用いられる試料Ｓの用途等に応じて、適宜、設定することができる。
【0052】
このような光照射試験、液体噴霧試験、及び暗黒試験を続けた状態を継続的に行って試料Ｓの劣化状態を試験する。このような試験は、例えば、３ヶ月～６ヶ月間連続して行ってもよいし、６ヶ月以上又は１年以上継続してもよい。また、所定の加圧及び温度調整を行った状態で、光の照射、水の噴霧等を所定の周期で繰り返してもよい。本実施形態に係る耐候性試験装置では、このように劣化環境を継続的に供与する際に、試験容器１１内の雰囲気にオゾンガスが含まれた状態とし、そのような環境下で光照射試験、液体噴霧試験及び暗黒試験の少なくとも何れかの耐候性試験を行う。
【0053】
以上、耐候性試験装置１，１Ａは、光照射及び液体噴霧といった劣化環境を試料Ｓに対して供与する光照射装置１２及び液体噴霧装置１３を備えており、これら装置が試料Ｓに対して劣化環境を供与する際に試験容器１１内の雰囲気にオゾンガスを含ませる。このように、耐候性試験装置１，１Ａでは、オゾンガスを含む雰囲気下で耐候性試験を行うため、光照射や液体噴霧等による耐候性試験を、光量や圧力を大きく変更することなく、促進することが可能である。
【0054】
耐候性試験装置１，１Ａでは、試験容器１１は、光を透過可能な光透過部１１ｃを有し、光照射装置１２は、試験容器１１の外に配置され、光照射装置１２の光源１２ａからの光を光透過部１１ｃを介して保持部１０に保持された試料Ｓに照射する。このように光照射装置１２が試験容器１１の外にあるため、試験容器１１内を高圧雰囲気等にして試験を行った場合に高圧雰囲気等による光照射装置の破損を防ぐことができる。これにより、試験容器１１内の圧力を耐候性試験に好適な値にして実環境下と同等の試験結果を容易に得ることができる。また、光照射装置１２を試験容器１１の外に配置することで、光照射装置１２の設計自由度を高めることができ、試料に照射する光量等を耐候性試験に好適なものとして実環境下と同等の試験結果を容易に得ることができる。
【0055】
耐候性試験装置１，１Ａでは、光源１２ａは、１５ｍＷ／ｃｍ２以上６０ｍＷ／ｃｍ２以下の光量を有している。高光量の光を試料に照射することができるため、耐候性試験を容易に促進することが可能となる。
【0056】
耐候性試験装置１，１Ａでは、光照射装置１２は、光源１２ａからの光を平行光にする光学系を有し、光学系は、少なくとも１つのコリメートレンズ１２ｂを含んでいる。平行光を試料に照射することで、試料の各部における照射強度のずれを抑制することができ、より正確な耐候性試験を行うことができる。
【0057】
耐候性試験装置１，１Ａでは、光源１２ａは、キセノンランプであることが好ましい。キセノンランプから照射される光の波長の波形は太陽光の波形に近いため、実環境下での試験に近い試験結果を容易に得ることが可能となる。すなわち、実環境下での耐候性試験を再現した試験結果を早期に得ることが可能となる。
【0058】
耐候性試験装置１，１Ａは、オゾンガスを生成するオゾン生成器１５，１５Ａを更に備え、オゾン生成器１５，５Ａは、試験容器１１の内又は外に設けられている。この場合、オゾンガスを含む雰囲気下での耐候性試験をより確実に行うことができ、耐候性試験を促進することが可能となる。
【0059】
耐候性試験装置１，１Ａは、試験容器１１内のオゾンガス濃度を測定可能なオゾンガスセンサ１６を更に備えてもよい。これにより、試験容器１１内のオゾンガス濃度が耐候性試験の促進に適切な値となっているかを知ることができ、耐候性試験の促進をより確実に行うことが可能となる。
【0060】
耐候性試験装置１，１Ａは、オゾン生成器１５，１５Ａ及びオゾンガスセンサ１６を制御する制御部１７を更に備えており、制御部１７は、オゾンガスセンサ１６で検出されたオゾンガス濃度が設定値となるようにオゾン生成器１５，１５Ａによって生成するオゾンの量を制御する。これにより、試験容器１１内のオゾンガス濃度が耐候性試験の促進に適切な設定値となっているかを調整することができ、耐候性試験の促進をより確実に行うことが可能となる。
【0061】
耐候性試験装置１，１Ａでは、試験容器１１内の雰囲気におけるオゾンガス濃度は０．２ｐｐｍ以上である。これにより、オゾンガスによる耐候性試験装置の促進をより確実に実施することが可能となる。
【0062】
耐候性試験装置１，１Ａは、試験容器１１内の圧力を調整する圧力調整器１８と、試験容器１１内に酸素ガスを含む気体を導入するガス導入部１９と、気体を加湿する加湿部２０と、試料の温度を調整する温度調整部２１と、圧力、気体の導入量、気体の湿度、及び試料の温度のそれぞれを計測する圧力計２２，ガス濃度計２３，湿度計２４，温度計２５等の計測部と、計測部による計測値に基づいて、圧力調整器１８、ガス導入部１９、加湿部２０、温度調整部２１、光照射装置１２、及び、液体噴霧装置１３等を制御する制御部１７とを更に備えている。これにより、熱、水（雨）、酸素による試料の劣化を評価する耐候性試験をより具体的に行うことができ、また加圧することによりその耐候性試験を促進することが可能となる。すなわち、酸素による試料の劣化が促進され、光照射による劣化と、酸素、水（雨）、温度等による劣化とをバランスよく進行させることができ、実環境下で長時間かけて行った耐候性試験と同様の試験結果をより短時間で再現することが可能となる。
【0063】
[第２実施形態]
次に、図３を参照して、第２実施形態に係る耐候性試験装置２を説明する。図３は、第２実施形態に係る耐候性試験装置を模式的に示す図である。以下では、第１実施形態に係る耐候性試験装置１，１Ａと相違する点を主に説明し、その他の説明は省略することがある。
次に、図３を参照して、第２実施形態に係る耐候性試験装置２を説明する。図３は、第２実施形態に係る耐候性試験装置を模式的に示す図である。以下では、第１実施形態に係る耐候性試験装置１，１Ａと相違する点を主に説明し、その他の説明は省略することがある。
【0064】
耐候性試験装置２は、図３に示すように、第１保持部３０、第１試験容器３１、光照射装置３２（劣化環境付与部）、排水機構３４、第１オゾン生成器３５、オゾンガスセンサ３６（オゾン検出器）、第２保持部５０、第２試験容器５１、液体噴霧装置５３（劣化環境付与部）、排水機構５４、第２オゾン生成器５５、オゾンガスセンサ５６（オゾン検出器）、及び、制御部５７を備えている。耐候性試験装置２では、第１試験容器３１と第２試験容器５１とが隣接して配置されており、第１試験容器３１内に収納された試料Ｓを、第１試験容器３１の開口３１ａと第２試験容器５１の開口５１ａとを通って、第２試験容器５１内に搬送可能となっている。同様に、耐候性試験装置２では、第２試験容器５１内に収納された試料Ｓを、開口５１ａと開口３１ａとを通って、第１試験容器３１内に搬送可能となっている。このような搬送は、開口３１ａ，５１ａに設けれた搬送装置４８によって行われる。
【0065】
耐候性試験装置２では、第１試験容器３１において、試料Ｓを第１保持部３０に保持させた上で、光照射装置３２により試料Ｓに対して光を継続的に照射して試料Ｓの劣化を評価する耐候性試験を行う。耐候性試験装置２では、第１試験容器３１とは別の第２試験容器５１において、試料Ｓを第２保持部５０に保持させた上で、液体噴霧装置５３により試料Ｓに対して液体を継続的に噴霧して試料Ｓの劣化を評価する耐候性試験を行う。耐候性試験装置２では、第１試験容器３１及び第２試験容器５１の何れかにおいて、試料Ｓに光の照射、及び、液体の噴霧を行わない試験（以下、「暗黒試験」とも称す。）を行う。これら耐候性試験により、試料Ｓが太陽などの光や熱、雨などの水分、大気中の酸素等によってどのくらいで劣化するかという耐候性試験を行う。
【0066】
図３に示すように、搬送装置４８は、シャッタ部材４９を更に有しており、シャッタ部材４９を開けた上で、第１試験容器３１及び第２試験容器５１間において試料Ｓを搬送する。即ち、搬送装置４８は、シャッタ部材４９を開けた状態で、試料Ｓを第１試験容器３１から第２試験容器５１に、又は、試料Ｓを第２試験容器５１から第１試験容器３１に搬送する。このような構成により、第１試験容器３１及び第２試験容器５１において、条件が異なる耐侯性試験を繰り返し行うことができる。搬送装置４８は、例えばレールと、レール上を移動可能であって試料Ｓを保持できる機構とから構成される。搬送装置４８の操作は、制御部５７により制御される。
【0067】
第１保持部３０は、第１実施形態の保持部１０に対応する部材であり、光照射試験に用いられる試料Ｓを保持する部材である。第１試験容器３１は、第１実施形態の試験容器１１に対応し、試料Ｓに対する光照射試験等を行う試験容器である。第１試験容器３１には、光透過部３１ｃが嵌め込まれている。光透過部３１ｃにより、光照射装置３２から照射される光Ｌを減衰させることなく透過させて試料Ｓに光Ｌがそのまま照射される。
【0068】
第１試験容器３１は、第２試験容器５１と隣接する壁部に、試料Ｓを取出し可能な開口３１ａを有する。開口３１ａは、シャッタ部材４９によって開閉され、搬送装置４８が通過できる。第１試験容器３１は、開口３１ａが後述する開口５１ａと向かい合うように、第２試験容器５１と隣接して設置される。これにより、第１試験容器３１と第２試験容器５１とは、開口３１ａ及び開口５１ａを通して、それぞれの内部空間が連通可能となっている。
【0069】
第１試験容器３１には、圧力調整器３８（圧力調整部）、ガス導入部３９、加湿部４０、温度調整部４１、圧力計４２、ガス濃度計４３、湿度計４４、温度計４５、水位センサ４６、及び、温度センサ４７が設けられている。圧力調整器３８、ガス導入部３９、加湿部４０、温度調整部４１、圧力計４２、ガス濃度計４３、湿度計４４、温度計４５、水位センサ４６及び温度センサ４７のそれぞれは、第１実施形態に係る耐候性試験装置１の圧力調整器１８、ガス導入部１９、加湿部２０、温度調整部２１、圧力計２２、ガス濃度計２３、湿度計２４、温度計２５、水位センサ２６及び温度センサ２７に対応する。よって、詳細な説明は省略する。
【0070】
第２保持部５０は、第１実施形態の保持部１０に対応する部材であり、液体噴霧試験に用いられる試料Ｓを保持する部材である。第２試験容器５１は、第１実施形態の試験容器１１に対応し、試料Ｓに対する液体噴霧試験等を行う試験容器である。第２試験容器５１は、第１試験容器３１と隣接する壁部に、試料Ｓを取出し可能な開口５１ａを有する。開口５１ａは、シャッタ部材４９によって開閉され、搬送装置４８が通過できる。第２試験容器５１は、開口５１ａが開口３１ａと向かい合うように、第１試験容器３１と隣接して設置される。これにより、第１試験容器３１と第２試験容器５１とは、開口３１ａ及び開口５１ａを通して、それぞれの内部空間が連通可能となっている。
【0071】
第２試験容器５１では、液体噴霧試験により生じる液体を容器内に滞留させておく必要があるため、第２試験容器５１の容積は、第１試験容器３１の容積より大きいことが好ましい。すなわち、第１試験容器３１は、第２試験容器５１よりも小さい容積であることが好ましい。
【0072】
第２試験容器５１には、圧力調整器５８（圧力調整部）、ガス導入部５９、加湿部６０、温度調整部６１、圧力計６２、ガス濃度計６３、湿度計６４、温度計６５、水位センサ６６、及び、温度センサ６７が設けられている。圧力調整器５８、ガス導入部５９、加湿部６０、温度調整部６１、圧力計６２、ガス濃度計６３、湿度計６４、温度計６５、水位センサ６６及び温度センサ６７のそれぞれは、第１実施形態に係る耐候性試験装置１の圧力調整器１８、ガス導入部１９、加湿部２０、温度調整部２１、圧力計２２、ガス濃度計２３、湿度計２４、温度計２５、水位センサ２６及び温度センサ２７に対応する。よって、詳細な説明は省略する。
【0073】
この耐候性試験装置２では、第１試験容器３１内に第１オゾン生成器３５及びオゾンガスセンサ３６が設けられ、第２試験容器５１内に第２オゾン生成器５５及びオゾンガスセンサ５６が設けられている。第１オゾン生成器３５及び第２オゾン生成器５５は、第１実施形態のオゾン生成器１５に対応し、オゾンガスセンサ３６，５６は、第１実施形態のオゾンガスセンサ１６に対応する。オゾンガスセンサ３６，５６からの検出値を制御部５７に出力し、制御部５７が取得したオゾンガス濃度に基づいて、第１オゾン生成器３５及び第２オゾン生成器５５によるオゾンの生成を制御する点は、第１実施形態と同様である。
【0074】
この耐候性試験装置２においても、第１実施形態と同様に、光照射試験、液体噴霧試験、及び、暗黒試験を含む耐候性試験を行うことができる。但し、本実施形態に係る耐候性試験装置では、光照射試験は第１試験容器３１において行い、液体噴霧試験は第２試験容器５１にて行う。この際、各試験に用いる試料Ｓは、搬送装置４８によって、第１試験容器３１と第２試験容器５１との間を搬送される。また、第１試験容器３１において光照射試験を行う際には、第１オゾン生成器３５によってオゾンを生成してから試験を行い、第２試験容器５１において液体噴霧試験を行う際には、第２オゾン生成器５５によってオゾンを生成してから試験を行う。
【0075】
以上、耐候性試験装置２では、第１実施形態と同様に、光照射及び液体噴霧といった劣化環境を試料Ｓに対して供与する光照射装置３２及び液体噴霧装置５３を備えており、これら装置が試料Ｓに対して劣化環境を供与する際に第１試験容器３１及び第２試験容器５１内の雰囲気にオゾンガスを含ませる。このように、耐候性試験装置２では、オゾンガスを含む雰囲気下で耐候性試験を行うことができるため、光照射や液体噴霧等による耐候性試験を、光量や圧力を大きく変更することなく、促進することが可能である。
【0076】
耐候性試験装置２は、第１試験容器３１及び第２試験容器５１を含んでおり、劣化環境供与部として、第１試験容器３１に収納された試料Ｓに対して光を照射するように構成された光照射装置３２と、第２試験容器５１に収納された試料Ｓに対して液体を噴霧するように構成された液体噴霧装置５３とを有している。そして、耐候性試験装置２は、試料Ｓを第１試験容器３１と第２試験容器５１との間で搬送可能なように構成されている。このため、第２試験容器５１内において試料Ｓに対して液体噴霧試験を行った後に、試料Ｓを、第１試験容器３１へすぐに搬送することができる。これにより、液体噴霧試験後における試験容器内の湿度を調整しなくても、別の試験容器内において光照射による耐候性試験を行える。したがって、耐候性試験装置２によれば、耐候性試験を促進しつつ、効率的に耐候性試験を実施することができる。
【0077】
耐候性試験装置２は、オゾンガスを生成する第１オゾン生成器３５と、オゾンガスを生成する第２オゾン生成器５５とを備えており、第１オゾン生成器３５で生成されたオゾンガスは第１試験容器３１内に含まれ、第２オゾン生成器５５で生成されたオゾンガスは、第２試験容器５１内に含まれるようになっている。この場合、片方の容器内にのみオゾン生成器を備えた場合よりも耐候性試験を更に促進することが可能となる。更に、各試験容器内のオゾン濃度を個別に設定できるため、各試験容器内での試験に応じた試験条件を設定して、より効果的な耐候性試験を実施することが可能となる。なお、図２に示す耐候性試験装置２では、第１オゾン生成器３５及び第２オゾン生成器５５が試験容器内に含まれる構成となっているが、変形例に係る耐候性試験装置１Ａのように、第１オゾン生成器３５及び第２オゾン生成器５５を試験容器の外に配置してもよい。この場合、第１オゾン生成器３５は、ガス導入部３９に組み込んでもよく、第２オゾン生成器５５は、ガス導入部５９に組み込んでもよい。
【0078】
［第３実施形態］
次に、図４を参照して、第３実施形態に係る耐候性試験装置３を説明する。図４は、第３実施形態に係る耐候性試験装置を模式的に示す図である。以下では、第１実施形態に係る耐候性試験装置１等と相違する点を主に説明し、その他の説明は省略することがある。
次に、図４を参照して、第３実施形態に係る耐候性試験装置３を説明する。図４は、第３実施形態に係る耐候性試験装置を模式的に示す図である。以下では、第１実施形態に係る耐候性試験装置１等と相違する点を主に説明し、その他の説明は省略することがある。
【0079】
耐候性試験装置３は、図４に示すように、保持部７０、試験容器７１、光照射装置７２（劣化環境付与部）、液体噴霧装置７３（劣化環境付与部）、排水機構７４、オゾン生成器７５、オゾンガスセンサ７６（オゾン検出器）、及び、制御部７７を備えている。耐候性試験装置３は、更に、圧力調整器７８（圧力調整部）、ガス導入部７９、加湿部８０、圧力計８２、ガス濃度計８３、湿度計８４、温度計８５、水位センサ８６、及び、温度センサ８７を備えていてもよい。圧力調整器７８、ガス導入部７９、加湿部８０、圧力計８２、ガス濃度計８３、湿度計８４、温度計８５、水位センサ８６、及び、温度センサ８７のそれぞれは、第１実施形態に係る圧力調整器１８、ガス導入部１９、加湿部２０、圧力計２２、ガス濃度計２３、湿度計２４、温度計２５、水位センサ２６、及び、温度センサ２７に対応する。
【0080】
保持部７０は、図４に示すように、耐候性試験に用いられる試料Ｓを保持する部材である。試料Ｓは、例えば、保持部７０上に配置されて、アルミテープなどで貼り付けられることにより保持される。保持部７０は、例えば複数の試料Ｓを保持可能な部材であり、光照射装置７２の周囲を回転可能なように構成されている。つまり、耐候性試験装置３では、複数の試料Ｓを同心円状に配置することができる。保持部７０は、複数の試料Ｓを保持できるように複数の平面部が連結される構成であってもよい。保持部７０には、温度センサ８７が取り付けられており、保持部７０に保持された試料Ｓの温度が測定される。
【0081】
試験容器７１は、試料Ｓに対して光照射や液体噴霧等の各種の耐候性試験を行うための圧力容器であり、基本的な構成は、試験容器１１と同様である。但し、試験容器７１内には、光照射装置７２及び液体噴霧装置７３の両方が配置されており、その分、試験容器７１が大きくなるように構成されている。但し、試験容器７１には、試験容器１１のような光透過部１１ｃは設けられていない。
【0082】
光照射装置７２は、試験容器７１の上下方向に延在する光源を有し、試料Ｓに対して光照射といった劣化環境を供与する装置である。光照射装置７２は、当該装置の周りを回転する試料Ｓに対して均等に光を照射するように構成されていることが好ましく、例えば、光照射装置７２を中心軸として３６０度の回転方向に光を照射する。光照射装置７２から照射される光は、少なくとも紫外線を含んでいることが好ましい。
【0083】
液体噴霧装置７３は、試験容器７１において、保持部７０により保持された複数の試料Ｓに対して液体を噴霧する装置である。液体噴霧装置７３は、光照射装置７２に近接して設けてもよく、保持部７０によって光源の周りを回転する試料Ｓに対して所定量の液体を噴霧する。液体噴霧装置７３は、試料Ｓに対して液体（例えば水）を噴霧する複数の噴霧部７３ａと、噴霧する液体を収納する噴霧タンク７３ｂとを有している。複数の噴霧部７３ａは、例えば、各試料Ｓに対応する。噴霧部７３ａは、試料Ｓに例えば液体を噴霧できればよく、例えばスプレーノズルである。液体噴霧装置７３で噴霧する液体は、純水、水道水、酸性雨を模したペーハー（ｐＨ）を調整した水、金属イオンを含んだ水、またはこれらを混合した水等であってもよい。これにより、実環境下での雨を模擬することができる。
【0084】
オゾン生成器７５は、第１実施形態のオゾン生成器１５，１５Ａに対応し、オゾンガスを生成する装置である。オゾン生成器７５は、試験容器７１内に酸素等を含むガスを導入するガス導入部７９内に組み込まれており、酸素等を含むガスと共にオゾンガスを試験容器７１内に導入する。これにより、耐候性試験装置３において、光照射や液体噴霧といった劣化環境を付与して耐候性試験を行う場合、試料Ｓの劣化を促進させて試験を行うことができる。なお、オゾンガスセンサ７６からの検出値を制御部７７に出力し、制御部７７が取得したオゾンガス濃度に基づいて、オゾン生成器７５によるオゾンの生成を制御する点は、第１実施形態等と同様である。
【0085】
ガス導入部７９は、第１実施形態のガス導入部１９に対応し、酸素ガス及び窒素ガスを含むガスを試験容器７１内に導入する装置である。ガス導入部７９は、ガス導入管７９ａ、酸素流量調整器７９ｂ、窒素流量調整器７９ｃ、及び、ガス温度調整器７９ｄにより構成される。オゾン生成器７５は、ガス導入管７９ａに取り付けられており、酸素及び窒素を含むガスにオゾンガスを含ませて、試験容器７１内にオゾンガスを導入する。
【0086】
この耐候性試験装置３においても、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、オゾンガスを試験容器７１内に導入した雰囲気下において、光照射試験、液体噴霧試験、及び、暗黒試験を含む耐候性試験を行うことができる。
【0087】
以上、耐候性試験装置３は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、光照射及び液体噴霧といった劣化環境を試料Ｓに対して供与する光照射装置７２及び液体噴霧装置７３を備えており、これら装置が試料Ｓに対して劣化環境を供与する際に試験容器７１内の雰囲気にオゾンガスを含ませることができる。このように、耐候性試験装置３では、オゾンガスを含む雰囲気下で耐候性試験を行うことができるため、光照射や液体噴霧等による耐候性試験を、光量や圧力を大きく変更することなく、促進することが可能である。
【0088】
なお、図４に示す耐候性試験装置３では、オゾン生成器７５をガス導入部７９に組み入れる構成であったが、この構成に限られない。例えば、図５に示す変形例のように、オゾン生成器７５Ａを試験容器７１内に配置した耐候性試験装置３Ａとしてもよい。この場合であっても、オゾンガスを含む雰囲気下で耐候性試験を行って、試料Ｓの劣化を促進することが可能である。
【0089】
以上、本実施形態に係る耐候性試験装置について説明してきたが、本発明に係る耐候性試験装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形を適用することができる。
【符号の説明】
【0090】
１，１Ａ，２，３，３Ａ…耐候性試験装置、１０，７０…保持部、１１，７１…試験容器、１１ｃ…光透過部、１２，３２，７２…光照射装置（劣化環境供与部）、１２ａ…光源、１２ｂ…コリメートレンズ、１３，５３，７３…液体噴霧装置（劣化環境供与部）、１５，７５，７５Ａ…オゾン生成器、１６，７６…オゾンガスセンサ（オゾン検出器）、１７，５７，７７…制御部、１８，３８，５８…圧力調整器、１９，３９，５９，７９…ガス導入部、２０，４０，６０，８０…加湿部、２１，４１，６１…温度調整部、３０…第１保持部、３１…第１試験容器、３５…第１オゾン生成器、５０…第２保持部、５１…第２試験容器、５５…第２オゾン生成器。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】