Étude de cas : Vieillissement de mobilier extérieur

Contexte et énoncé du problème

Q-Lab a travaillé pour développer un programme de test corrélatif accéléré et extérieur pour un fabricant américain de mobilier d'extérieur haut de gamme. Les produits de cette société sont couramment installés dans des lieux publics tels que les cours de bureaux partagés, les parcs cosmopolites et les centres commerciaux en plein air, comme dans l'exemple illustré à la figure 1. La société est fière, comme de nombreuses entreprises, de son nom et se présente comme une entreprise supérieure. produit en termes de performances et d'apparence. 

Énoncé du problème

Le fabricant subissait de nombreuses pannes de produits lorsqu'il était installé à l'extérieur, même si les produits passaient leurs tests de laboratoire accélérés («faux positifs»). Heureusement, ce problème a été détecté par leur propre test d'exposition à l'extérieur effectué dans leur usine de fabrication. C'est une excellente pratique pour tout programme de test météorologique et un Q-Lab recommande vivement. Il s'agissait d'un excellent test de pré-criblage qui contrôlait la sortie de tous les nouveaux produits et formules, préservant la haute qualité et les performances promises.

Le test de dépistage en extérieur a révélé que la couche transparente d'un composant en plastique deviendrait blanche après un an d'exposition à l'extérieur. Cela n'était évident dans aucun des tests accélérés effectués sur leur testeur d'arc au xénon Q-SUN Xe-3 exécutant le cycle ASTM G155 1. Le client a même modifié le test à un point de consigne d'irradiance de 0,68 W / m2 à 340 nm, contre 0,35 W / m2 @ 340 nm qui est spécifié, ce qui est beaucoup plus représentatif de ce que l'on appelle la «lumière du soleil d'été de midi». Pourtant, après des tests continus et modifiés, le Q-SUN n'a toujours pas réussi à reproduire le défaut. 

Étude

Une exposition de comparaison dans les deux testeurs Q-SUN et QUV a été réalisée par Q-Lab sur de petites plaques en plastique de la formule défaillante. Les plaques ont été exposées dans le Q-SUN pour valider les résultats observés dans le test du client. Le test QUV a été utilisé pour voir s'il offrait une meilleure corrélation avec les résultats d'exposition à l'extérieur.

L'exposition Q-Lab Q-SUN a validé les conclusions du client. Après exposition dans un Q-SUN Xe-3 exécutant une version modifiée de ASTM G155 Cycle 1, la décoloration du blanc n'a pas été observée. Cependant, le testeur QUV exécutant ASTM G154 Cycle 1, qui effectue un cycle entre les étapes de condensation de 8h00 UV et 4h00, a fourni une correspondance presque identique avec la fonction de dégradation observée à l'extérieur. Les résultats de l'exposition de comparaison sont présentés sur la figure 2 avec un tableau, figure 4, résumant les tests appliqués. 

Une hypothèse expliquant pourquoi l'exposition au test G154 ne recréait pas les défaillances extérieures était due à un manque d'exposition à l'eau dans le cycle d'essai. La norme xénon est particulièrement pauvre en eau, avec des cycles de pulvérisation de 18 minutes toutes les 2 heures. C'est un contraste frappant avec la quantité d'humidité fournie dans le test QUV G155. L'exposition à la condensation chaude de 4 h 00 est la méthode de distribution d'eau la plus efficace pour les tests météorologiques accélérés et la meilleure méthode pour recréer les conditions d'humidité observées dans les environnements extérieurs. 

Conclusion

Une fois le test de comparaison effectué et les résultats examinés, le client a rapidement acheté un nouveau testeur QUV. En testant leurs formules dans un instrument QUV exécutant la norme ASTM G154, le fabricant a été en mesure de produire de manière fiable le merlan transparent en un temps de test plus court que lors de leur test Q-SUN qui n'a même pas produit l'échec! Le petit investissement dans le QUV a largement dépassé le coût potentiel d'un échec et d'une perte de réputation. 

Le fabricant continue d'utiliser les testeurs Q-SUN et QUV, comme expositions de test complémentaires, notant que «nos testeurs sont toujours pleins». Les tests QUV qu'ils utilisaient offrent désormais la possibilité de faire la distinction entre les matériaux à haute performance et à faible performance, ce qui est un avantage majeur dans le contrôle de la qualité et le développement de produits. Ils ont pu affiner leur formule de revêtement transparent et produire un produit capable de passer les deux tests accélérés, ASTM G154 et ASTM G155, et plus important encore l'exposition extérieure, comme le montre la figure 3. 

Figure 1: Mobilier d'extérieur typique

Figure 2: Formule d'essai qui s'est estompée à la fois lors d'une exposition à l'extérieur et au QUV, mais qui n'a pas été observée avec Q-SUN.

Figure 3: formule alternative qui a réussi tous les tests.

Figure 4: Protocole d'essais aux UV ou au Xénon