Laborbewitterung – Künstliche Bewitterung

Profitieren Sie in unserem akkreditierten Prüflabor von unserer über 10-jährigen Erfahrung rund um das Thema UV-Beständigkeit/Alterung von Kunststoffen sowie Kunststoffprodukten infolge einer Beanspruchung durch Sonnenstrahlung, Feuchtigkeit/Nässe und Temperatur. Die Nachstellung der drei wichtigsten Einflussfaktor wird mit Prüfgeräten realisiert, um die jeweilige Anforderung und Fragestellung zu beantworten.

Bei der Laborbewitterung mit gefilterter Xenonbogenstrahlung wird unterscheiden zwischen einem Prüfgerät mit einem um die Xenonbogenlampe rotierenden Probenhalter (Rotationstrommelprüfgerät) und einem Gerät mit einer Prüfkammer zur Aufnahme von dreidimensionalen größeren Bauteilen (Flachbettgerät). Welche Lösung für Ihre Anforderung die richtige ist, hierzu beraten wir Sie gerne.

Die Bewitterungsbedingungen sind in nationalen sowie internationalen Normen geregelt. Häufig nachgefragte Normen sind die DIN EN ISO 4892-2, die DIN EN ISO 16474-2, die DIN EN 513 und die ASTM G155 sowie die Werksnormen PV 3929 und PV 3930.

Blick ins Labor
Blick ins Labor

Grundlagen

Künstliche Bewitterung von Kunststoffen

Unter Bewitterung wird im Allgemeinen die Einwirkung von Strahlung, Temperatur, Feuchte/Wasser, Schadgase, sowie atmosphärische Bestandteile verstanden. Dabei wird zwischen einer natürlichen Bewitterung (Freibewitterung) und einer künstlichen Bewitterung (Laborbewitterung) unterschieden. 

Eine Freibewitterung erfolgt an festgelegten Standorten auf der Erde unter Berücksichtigung der gegeben lokalen Umweltbedingungen wie z. B. See- oder Industrieklima. Aufgrund der langen Zeitdauer sowie Abhängigkeit der Ergebnisse vom Bewitterungsort, d. h. vom lokalen Klima, der Jahreszeit sowie Lage auf der Erde, werden Untersuchungen im Labor durchgeführt. Die Laborbewitterung hat signifikante Vorteile bei der Bewertung der Witterungsbeständigkeit durch die Möglichkeit der Realisierung einer konstanten, reproduzierbaren Bestrahlungsstärke, Temperatur, Feuchtigkeit sowie Benässungsperioden/Regenzyklen. Damit sind schnelle, standortunabhängige Aussagen möglich. Von einer künstlichen Bestrahlung spricht man, wenn auf die Einwirkung von Wasser in Form von Benässungsperioden oder Kondensation verzichtet wird. 

Bei der Laborbewitterung wird auch von der Ermittlung der Wetterechtheit, der Bewitterungsstabilität oder der Lichtechtheit gesprochen. Die Lichtechtheit wird unter einer reinen Bestrahlung ermittelt.

Bewitterung mit Xenonbogenlampen

Für die künstliche Bewitterung mit Xenonbogenlampen stehen sowohl Rotationstrommel- wie auch Flachbettprüfgeräte zur Verfügung. Dabei wird hinsichtlich der Anordnung in der Prüfkammer unterschieden. Bei dem Rotationstrommelprüfgerät ist die Xenonbogenlampe senkrecht angeordnet und um die Lampe herum rotieren die Probenhalterungen. Das Flachbettprüfgerät ist durch eine ebene, flache Probenkammer gekennzeichnet. Damit können sowohl Prüfkörper, Platten als auch dreidimensionale Bauteile untersucht werden. Die Bestrahlung erfolgt durch drei in der Decke der Kammer befindliche Xenonbogenlampen. 

Gerätetechnische Ausstattung

Q-Sun Xe-2-HS Probenkammer
Probenkammer Xe-2
Probenkammer Q-Sun Xe-3
Probenkammer Xe-3
Flachbettgerät – Q-Sun Xe-3-HSE (Fa. Q-Lab Corporation, USA)
  • 3 Xenonlampen mit Filtersystem
  • Optische Filter mit spektraler Anforderung an:
    • Globalstrahlung/Sonnenlicht (Außenanwendung) – Daylight-Q
    • Globalstrahlung hinter Fensterglas (Innenanwendung) – Window-Q
  • Regelung der relativen Luftfeuchtigkeit im Bereich 20 % bis 95 %
  • Angabe der Kammertemperatur (Lufttemperatur)
  • Sprüheinrichtung
  • Abmessungen der Expositionsfläche 45 cm x 72 cm
  • dreidimensionale Proben / Bauteile 

Normen

Akkreditierte Normen

  • DIN EN 513
    Kunststoffe – Profile auf Basis von Polyvinylchlorid (PVC) – Bestimmung der Wetterechtheit und Wetterbeständigkeit durch künstliche Bewitterung
  • DIN EN ISO 4892-1
    Kunststoffe – Künstliches Bestrahlen oder Bewittern in Geräten – Teil 1: Allgemeine Anleitung 
  • DIN EN ISO 4892-2
    Kunststoffe – Künstliches Bestrahlen oder Bewittern in Geräten – Teil 2: Xenonbogenlampen C. UV-Fluoreszenzlampen

Weitere Normen

  • ASTM G151
    Standard Practice for Exposing Nonmetallic Materials in Accelerated Test Devices that Use Laboratory Light Sources
  • DIN EN ISO 16474-1
    Beschichtungsstoffe – Künstliches Bestrahlen oder Bewittern in Geräten - Teil 1: Allgemeine Anleitung 
  • ASTM G155
    Standard Practice for Operating Xenon Arc Light Apparatus for Exposure of Non-Metallic Materials
  • ASTM D2565
    Standard Practice for Xenon-Arc Exposure of Plastics Intended for Outdoor Applications
  • ASTM D4459
    Standard Practice for Xenon-Arc Exposure of Plastics Intended for Indoor Applications
  • ASTM D7869
    Standard Practice for Xenon Arc Exposure Test with Enhanced Light and Water Exposure for Transportation Coatings
  • DIN 53387 (zurückgezogen)
    Prüfung von Kunststoffen und Elastomeren – Künstliches Bewittern oder Bestrahlen in Geräten – Beanspruchung durch gefilterte Xenonbogenstrahlung
  • DIN EN 12608-1
    Profile aus weichmacherfreiem Polyvinylchlorid (PVC-U) zur Herstellung von Fenstern und Türen – Klassifizierung, Anforderungen und Prüfverfahren - Teil 1: Nicht beschichtete PVC-U Profile mit hellen Oberflächen
  • DIN EN ISO 11341 (zurückgezogen)
    Beschichtungsstoffe – Künstliches Bewittern und künstliches Bestrahlen – Beanspruchung durch gefilterte Xenonbogenstrahlung
  • DIN EN ISO 16474-2 (Ersatz für DIN EN ISO 11341)
    Beschichtungsstoffe – Künstliches Bestrahlen oder Bewittern in Geräten - Teil 2: Xenonbogenlampen
  • DIN ISO 12040
    Druck- und Reproduktionstechnik – Drucke und Druckfarben – Bestimmung der Lichtechtheit mit gefiltertem Xenon-Bogenlicht
  • ISO 4665
    Elastomere, vulkanisiert oder thermoplastisch – Witterungsbeständigkeit

Werksnormen

  • BMW Group – AA-0236
    Kurzbewitterung im Xenontestgerät Farbbeständigkeit
  • General Motors – GMW 15188
    Material Specification – Polyolefin Alloy – Weather Resistant, 1700 MPa Flexural Modulus, High Flow
  • Mercedes-Benz – DBL 5555
    Fertigteile und Halbzeuge aus organischen Polymerwerkstoffen – Allgemeine Bedingungen und Prüfverfahren
  • Porsche – PPV 4014
    Exterior – Bewitterung nichtmetallischer Werkstoffe – Prüfung im trocken-heißem Klima / im feucht-warmen Klima
  • Volkswagen AG – PV 3929
  • Nichtmetallische Werkstoffe – Bewitterung in trocken-heißem Klima
  • Volkswagen AG – PV 3930
    Nichtmetallische Werkstoffe – Bewitterung in feucht-warmen Klima (Exterieur)
  • SAE J2527
    Performance Based Standard for Accelerated Exposure of Automotive Exterior Materials Using a Controlled Irradiance Xenon-Arc Apparatus

Downloads

Laborbewitterung nach Norm

Poster Laborbewitterung nach Norm

Möglichkeiten der künstlichen Bewitterung

Poster Möglichkeiten der künstlichen Bewitterung

Bewertungsmöglichkeiten der Alterung

Eine Bewertung der Alterung von Kunststoffprodukten infolge der Laborbewitterung erfolgt häufig durch eine Farbmessung, den visuellen Vergleich mit einer Referenzprobe sowie durch die Bewetung der Änderung von mechanischen Eigenschaften.

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