JPH10170426A - 光堅ろう度試験装置及び光褪色方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 写真材料に短期間の光褪色試験を実施し、そ
れにより写真材料の長期間の褪色を予測可能とする。 【解決手段】 光堅ろう度を試験する装置は、光源と、
紫外線と赤外線から可視光線を分割する手段と、光の可
視成分を球状空洞の中に案内する手段と、試験標本を球
状空洞の開口に取付ける手段とからなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光のもとで材料の光
堅ろう度と品質低下とを試験する装置に関する。本発明
は特に写真材料を試験するための装置と方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】写真材料の光に対する安定性の試験はこ
の材料の将来の長期間にわたる状態を予測するために行
われる。一般にこれらの試験は３週間から６か月の期間
にわたって時には上昇された温度条件のもとに、これら
の材料に比較的高いレベルの露出を与えることによって
加速される。このような試験装置は一般に約５０キロル
ックスの光を提供する。典型的な装置は一群の靜止光源
又はほぼ球形の装置の内部に置かれた単一の３６０°光
源を有している。標本が球状の枠組みの内部に取付けら
れ、この枠組みは光源の周りに回転される。

【０００３】他の型の装置では、光が箱の中にあり、そ
して標本が光源から様々な距離に配置され一定時間にわ
たって露光が得られるようにする。この箱構造において
は、湿度と温度がまた制御されさらに加速された経時効
果（老化）が得られるよう又は高い露出条件での写真の
使用がシミュレートされるようにする。

【０００４】光堅ろう度の試験装置はまた塗料及び染料
工業に利用されてきた。ある種のこの装置は高い比率の
日光が得られるフロリダのような地域における材料の単
なる配列である。

【０００５】従来の装置はいくつかの欠点を有してい
る。３週間から６か月の必要とされる長期の露出期間は
非常にゆっくりと進行するよう改善された安定性を知る
ことを必然的に伴う研究計画を必要とするものであっ
た。さらに、電球が取替えられ又は経時変化されるにし
たがって光源は試験期間中強さが変化しそのため試験装
置は異なる量と品質の光を発するようになる。さらに、
典型的なオフィス又は試験所ビルディングにおける季節
的変化が起きるので６か月の試験の間の湿度と温度の条
件を制御するのは困難なことが多い。

【０００６】米国特許第５，１３８，８９２号−スガ他
は中央の光源を有し標本がこの光源の周りを回転する試
験装置を開示している。米国特許第４，７０４，９０３
号−スガ他は湿度制御装置を備えた光堅ろう度試験機械
を開示している。米国特許第４，７６０，７４８号−カ
タヤナギ他は標本が中央の光源の周りを回転する試験装
置を開示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】写真材料に加速された
光堅ろう度試験を正確に、繰返しまた迅速に受けさせる
装置の必要性が存在する。

【０００８】本発明の目的は従来の装置と方法の色の安
定性試験における困難性を解消することである。

【０００９】本発明の他の目的は約２日間で信頼性のあ
る光安定性のデータを提供することである。

【００１０】本発明のまた他の目的は反履可能な光安定
性データを提供することである。

【００１１】本発明のさらに他の目的は加速された褪色
の問題における相互関係の法則を理解する手段を提供す
ることである。この装置は５０Ｋルックスから７００Ｋ
ルックスで作動することが示された。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のこれらの目的及
びその他の目的は広くは、光源と、紫外線と赤外線から
可視光線を分割する手段と、光の可視成分を球状の空洞
の中に案内する手段と、試験標本を前記空洞の開口に取
付ける手段とを具備する光堅ろう度試験装置を提供する
ことによって達成される。

【００１３】他の実施態様においては本発明は光で褪色
する方法を提供し、この方法は、光堅ろう度を試験する
装置を用意する段階と、試験標本を前記試験装置の空洞
の開口に置く段階と、前記標本を５００，０００ルック
スより大きい光レベルに露出させる段階とを含み、前記
試験装置は、光源と、赤外線から可視光線を分割するス
プリッターと、光の可視成分を球状空洞の中に案内する
手段と、試験標本を前空洞の開口に取付ける手段とから
なっている。

【００１４】本発明は写真材料の光安定性試験が迅速に
行われるという利点をもたらす。本発明はさらに反履可
能な光試験方法と装置を提供する。本発明の方法と装置
はさらに試験が温度安定性を有し、また３週間より少な
い試験の継続に基づいて多年にわたる褪色が予測できる
試験を達成するという利点をもたらす。

【００１５】本発明は従来の装置と方法より優れた多く
の利点を有する。本発明は非常に均一で反履可能な条件
のもとで標本を迅速に試験することができる。さらに、
本発明は１０日から２０日の間の光に対する非常に強い
露出を可能にし驚くべきことには現在行われている６か
月の弱い強さの試験と同じ正確さで２０年間の安定性が
予測できるようにする。この装置はさらに小型であり信
頼性がある。この装置は標本自身がそのさらされる光の
量とは独立して制御される温度を有することができる。
この装置はさらに同時に試験される全ての標本が均一に
露光されるようにする。本発明の装置は各標本の縁が対
向するようにした収集体の中央部で各標本の露出の間に
変差を有している。本発明の装置はさらに同じ装置の中
で試験される複数の標本の間で比較することができる安
定性の試験だけでなく異なる装置においても反覆可能な
結果が得られるようにする。これらのまたその他の利点
は以下の記載から明らかとなるであろう。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の装置１０を側方か
ら見たが概略図である。本装置は光源を覆うカバー１２
とミラー光分割器を覆うカバー１４と褪色室自体を覆う
カバー１６とによって包囲されている。図２は装置１０
の頂面図である。図１と２において、保持装置１８，２
２，２４及び２６は試験される各標本のためにある。

【００１７】図２の３−３線による図３の断面図には光
源２８が略示されている。光源２８は光を平行にするレ
ンズ（視準レンズ）３２を通過する光線を提供する。こ
れは赤外線や紫外線のような不必要な光線の加熱槽３６
への通過を可能にする冷却ミラースプリッター（分光
器）３４の上に焦点が集まる視準源を提供する。光３８
は冷却ミラースプリッター３４によって反射され、それ
から環状内壁４４を有し通常は白色の反射材料である材
料４６から形成されている室４２に入る前に熱吸収材３
５を通過する。装置１０には、共に空気を装置から放出
しランプと加熱槽を冷却するファン４８と５２が設けら
れている。さらに、空気が下方に向けて室４２の中に案
内され標本保持装置１８，２２，２４及び２６によって
保持された標本を通過する冷却空気が得られるようにす
る。開口５４が傾斜され開口５４に露出された標本に影
の領域が生じないようにする。開口５４の傾斜した縁５
８は試験標本上に均一の露出が得られるようにする開口
の横断面をさらに良く示す。装置１０は装置１０を支持
する基体１５を含んでいる。任意の公知の標本保持装置
を用いることができるが、好ましい標本保持装置は同時
係属同時譲渡の、本出願と同時に出願されたキャンプ他
の米国特許出願シリーズ番号０８／７６０，４３２（ド
ケット番号７４，７６０）に開示されている。

【００１８】図４は光が室４４に入る入口開口６２に向
って下方に見た図１の４−４線上の室の断面図である。
室には室４４の表面に当てられている光の強さを読取る
検知装置６４が設けられている。これは、ランプの強さ
が調節され何時も標本上に均一で正確な露出が維持でき
るようにする。

【００１９】本発明の試験装置に用いられるランプは強
い十分な光源を提供する任意の適当なランプとすること
ができる。好適なランプは反射鏡を組込み少なくとも５
００ワットのワット量を有するキセノン照明器として知
られている。このランプは標本室４２の外部にキセノン
源を設けることにより室内に５００Ｋルックスと６００
Ｋルックスとの間の光の強さをもたらす。これにより、
光に対する均一の露出が可能となりまた光線の熱発生部
分が冷却ミラー熱吸収器によって取除かれるため熱を少
ししか発生しないものとなる。試験用の光を室の中へと
反射させるとともに熱を発生させる赤外線と紫外線の部
分の分断を可能にするミラーはこの種の輻射線を通過さ
せまた光を反射する任意の材料で形成される。好適な材
料は冷却ミラーであることがわかっている。これに加え
て熱吸収器が赤外線を最小にするために用いられる。

【００２０】冷却空気を提供し又は流すファンは、これ
らのファンが熱を装置から取去りまた室が貫通している
装置全体にわたって空気の流れを与えることができるよ
うに、選択される。

【００２１】室自体は白色の内部を有しそれにより光が
何回も室内で反射され４つの窓の標本に均一の露出が得
られるようにする。室を形成する材料は任意の望ましい
材料とすることができるが、しかしＬａｂ Ｓｐｈｅｒ
ｅｓ Ｃｏｒｐ．（ラブスフェア社）の商標名スペクト
ロロンとして知られている白色熱可塑性樹脂が、化学的
に不活性であり安定しているため、適当であることがわ
かっている。さらに、これは白い表面を提供する。白色
又は白い表面で被覆された他の材料を用いることのでき
ることが考えられる。室の環状の内面は高いレベルで均
一の露出を可能にする任意の所望の大きさの球面部分を
提供する。一般に、直径が５インチ（１２．７cm）と１
５インチ（３８．１cm）の間の大きさが適当であること
がわかっている。好ましい直径は約５００ワットのキセ
ノン照明器にとって約６インチ（１５．２４cm）である
ことが知られている。

【００２２】センサー（検知装置）６４と、ランプを制
御し均一の電力を提供しセンサーに応動する図示しない
調整装置とを具備する制御装置は、演算集積回路からな
っている。

【００２３】指摘したように、標本が置かれる球面の口
部は角度がつけられ球面の壁の厚さによる影を全てなく
すようにする。一般に開口部に近接した４０度の角度が
全ての影をなくすることがわかっている。

【００２４】標本が置かれる出口孔は通常約１ 1／2 イ
ンチ（３．８cm）平方の大きさとなっている。この空間
に所望ならば数個の標本を置くことができる。標本の温
度はファン４８からの高速空気による標本の一定の液へ
の浸漬により制御される。さらに、標本保持装置は保持
装置の中の空気又は液体の流れによって温度制御するこ
とができる。さらに標本保持装置は温度変化を最小にす
るような加熱槽材料で形成することができる。標本保持
装置はさらに標本の検出された温度に応じて温度の制御
をすることのできるサーモスタットを設けることができ
る。

【００２５】本発明の装置が３週間にわたって公知の長
期間褪色により褪色された標本と比較された。６００，
０００ルックスの光で露出された本発明装置の迅速な褪
色に比較された３週間にわたる長期間の褪色結果が同じ
であったならば、長期間の褪色の予測もまた同じとな
る。６００Ｋルックスの光で露出する本発明の装置が２
日間同じ標本上で作動された。５０Ｋルックスで作動す
る従来装置が比較された。図５に示されるように、デー
タの密集した直線適合が存在する。

【００２６】この試験は次のようにして行われた。本発
明の装置によって処理された標本は公知の長期間褪色ユ
ニットによって処理された標本と比較された。この２つ
のユニットの褪色結果の間に強い相関関係があったなら
ば本発明装置によって得られた結果は長期間の褪色試験
の予測となる。

【００２７】６００Ｋルックスで露出する本発明の装置
は２日間標本に作用し、一方公知の褪色ユニットは５０
Ｋルックスで３週間作動した。

【００２８】図５は多数の異なる着色紙試験標本に対す
るこの２つのユニットによって生じた褪色結果を比較し
ている。各標本にとって、その光学的密度は試験の前後
に測定されそして得られたデータの密集部が図５に点で
描かれている。この図に見られるように、公知の装置と
本発明装置の褪色によって生じたデータの密集度との間
には高度の相関関係（０．０９７）がある。

【００２９】上記の記載は写真標本が試験されることを
想定しているが、本発明装置はまた塗料標本や織布標本
の褪色試験にも用いられるものである。羽自板やカーテ
ンに用いられるようなプラスチックの標本もまた本発明
の装置により試験することができる。外で使用するよう
意図された標本の褪色をシミュレートするため、紫外線
と赤外線が除去され太陽光線により良く似せるようにす
る。屋内で多く着用される衣服の又は室内塗料のための
標本は実質的に写真に用いられるような光を用いること
ができる。この装置はさらに非常に安定した条件のもと
に短期間の試験のため弱い光で用いることができる。一
般に、写真の褪色作用は内部の光の条件のもとで伝わ
る。窓ガラスは紫外線を取除くことが知られており、し
たがって屋内褪色試験は紫外線露出褪色には適切である
とは考えられない。本装置はまた非常に強い光の区域で
着用されるときガラスと共働して光化学的に変化するよ
うな材料の褪色特性を決定するのに用いることができ
る。これらのまたその他の使用は当業者にとって明らか
である。

【００３０】本発明は特に好適な実施態様を参照して詳
細に記載されてきたが、変更や変形が本発明の精神と範
囲内で行われることが理解されるであろう。

【００３１】本発明の実施態様を列挙すると次のとおり
である。 （１）空洞が白色である請求項１に記載の装置。 （２）空洞はその直径が約５インチと１５インチ（１
２．７cmと３８．１cm）の間である請求項１に記載の装
置。 （３）空気循環手段をさらに具備している請求項１に記
載の装置。 （４）光源が少なくとも５００ワットの電力である請求
項１に記載の装置。 （５）開口に置かれた試験標本には５００Ｋルックスよ
り大きな光が当てられる請求項１に記載の装置。 （６）標本に約５００，０００ルックスと６００，００
０ルックスの間の光が当てられる前記（５）に記載の装
置。 （７）球面を形成する材料が熱可塑性樹脂からなる請求
項１に記載の装置。 （８）光源が視準された光源である請求項１に記載の装
置。 （９）球状空洞が試験標本を取付けるための４つの開口
を有している請求項１に記載の装置。 （１０）紫外線と赤外線を吸収する加熱槽をさらに具備
している請求項１に記載の装置。 （１１）可視光線を分割する手段が冷却ミラーと熱吸収
器とを具備している請求項１に記載の装置。 （１２）１０日から２０日の光露出が行われ２０年間の
着色紙の褪色の予測を可能にする請求項２に記載の方
法。 （１３）空洞が白色である請求項２に記載の方法。 （１４）空洞の直径が５インチと１５インチ（１２．７
cmと３８．１cm）の間である請求項２に記載の方法。 （１５）空気循環手段をさらに含んでいる請求項２に記
載の方法。 （１６）光源が少なくとも５００ワットの電力である請
求項２に記載の方法。 （１７）開口に置かれた試験標本には５００Ｋルックス
の光が当てられる請求項２に記載の方法。 （１８）標本に約５００，０００ルックスと６００，０
００ルックスの間の光が当てられる前記（１７）に記載
の方法。 （１９）球状表面を形成する材料が重合体からなる請求
項２に記載の方法。 （２０）光源が視準された光源である請求項２に記載の
方法。 （２１）球状空洞が試験標本を取付けるための４つの開
口を有している請求項２に記載の方法。 （２２）赤外線と紫外線を吸収する加熱槽をさらに具備
している請求項２に記載の方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の概略側面図である。

【図２】本発明装置の頂面図である。

【図３】本発明装置の図２の３−３線による切断側面図
である。

【図４】本発明装置の図１の４−４線による断面図であ
る。

【図５】本発明の６００Ｋルックスの光を提供する装置
と従来の５０Ｋルックスの光を提供する装置との間の高
度褪色データの比較を示すグラフである。この結果は非
常に良く相互に関連している。

【符号の説明】

１０…本発明装置 １２…カバー １４…カバー １６…カバー １８，２２，２４，２６…保持装置 ２８…光源 ３２…視準レンズ ３４…冷却ミラースプリッター ３５…熱吸収材 ３６…加熱槽 ３８…光 ４２…標本室 ４４…内壁 ４６…反射材料 ４８，５２…ファン ５４…開口 ６２…入口開口 ６４…検知装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲイリー アルバート グラナス アメリカ合衆国，ニューヨーク 14450, フェアポート，ダンモウ クレセント 12 (72)発明者 ジェラルド ウェイン スミス アメリカ合衆国，ニューヨーク 14428, チャーチヴィル，アトリッジ ロード 1378

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、紫外線と赤外線から可視光線を
   分割する手段と、光の可視成分を球状空洞の中に案内す
   る手段と、試験標本を前記空洞の開口に取付ける手段と
   を具備している光堅ろう度を試験する装置。
2. 【請求項２】 光で褪色させる方法であって、光源と、
   紫外線と赤外線から可視光線を分割する手段と、光の可
   視成分を球状空洞の中に案内する手段と、試験標本を前
   記空洞の開口に取付ける手段とからなる光堅ろう度試験
   装置を用意し、試験標本を前記試験装置の中に置き、前
   記試験標本を５００Ｋルックスより大きいレベルの光に
   さらす、光による褪色方法。