가속 노화

Accelerated aging
이 글은 제품 시험 방법에 관한 것이다. 의학적 상태는 가속 노화 질환을 참조하십시오.

가속노화는 열, 습도, 산소, 햇빛, 진동 등의 악화된 조건을 이용하여 아이템의 정상적인 노화 과정을 빠르게 하는 시험이다. 일반적으로 통제된 표준 시험 방법에 의해 실험실에서 더 짧은 시간 내에 예상되는 스트레스 수준의 장기적 영향을 결정하는 데 사용된다. 실제 수명 데이터를 사용할 수 없을 때 제품의 유효 수명 또는 저장 수명을 추정하는 데 사용된다. 이는 예를 들어 새로운 형태의 자동차 엔진이나 교체용 폴리머와 같은 유용한 수명을 겪을 만큼 오랫동안 존재하지 않았던 제품에서 발생한다.

물리적 테스트 또는 화학적 테스트는 다음 조건에 따라 수행된다.

  • 장기간의 대표적인 스트레스 수준,
  • 자연 노화의 영향을 가속화하기 위해 사용되는 비정상적으로 높은 스트레스 수준 또는
  • (추가 분석을 위해) 고장을 의도적으로 강제하는 스트레스 수준.

기계 부품은 정상적인 사용에서 받는 속도를 훨씬 초과하여 매우 빠른 속도로 작동된다. 중합체는 종종 화학적 분해를 가속화하기 위해 높은 온도로 유지된다. 환경 챔버는 종종 사용된다.

또한 시험 대상 기기나 재료는 온도, 습도, 압력, 변형 등의 급격한 (단순히 제어되는) 변화에 노출될 수 있다. 예를 들어, 열과 추위의 주기는 몇 시간 또는 몇 분 동안 낮과 밤의 효과를 시뮬레이션할 수 있다.

도서관과 기록 보존 과학

가속화된 노화는 도서관과 기록 보존 과학에도 사용된다. 이런 맥락에서, 대개 종이로 된 물질은 자연적인 노화 과정을 가속화하기 위한 노력의 일환으로 극한의 조건들에 노출된다. 보통 극한 조건은 상승된 온도로 구성되지만, 농축된 오염물질이나 강렬한 빛을 이용한 테스트도 존재한다.[1] 이러한 시험은 몇 가지 목적으로 사용될 수 있다.

  • 특정 보존 치료의 장기적 효과를 예측하는 것. 그러한 시험에서, 처리된 종이와 처리되지 않은 종이는 모두 고정되고 표준화된 단일 세트의 조건에 따른다. 그리고 나서 그 치료법이 종이의 수명에 긍정적인 영향을 미치는지 부정적인 영향을 미치는지 결정하기 위한 노력에서 두 가지를 비교한다.[1]
  • 종이 부패의 기본 과정을 연구하기 위해서입니다. 이러한 시험에서 목적은 특정 유형의 종이에 대한 특정 결과를 예측하는 것이 아니라 붕괴의 화학적 메커니즘을 더 잘 이해하는 것이다.[1]
  • 특정 유형의 종이의 수명을 예측하는 것. 그러한 시험에서, 종이 표본은 일반적으로 저장될 상대 습도와 동등한 몇 가지 높은 온도와 일정한 수준의 상대 습도를 받는다. 그런 다음 연구자는 각 온도에서 접힘 내구성 등 표본의 관련 품질을 측정한다. 이를 통해 연구자는 각 온도에서 특정 수준의 열화에 도달하는 데 며칠이 걸리는지 판단할 수 있다. 연구자는 수집된 데이터로부터 샘플이 정상 조건에서 용지를 저장하는 경우와 같이 낮은 온도에서 붕괴될 수 있는 속도를 추정한다. 이론적으로 이것은 연구자가 논문의 수명을 예측할 수 있게 한다. 이 테스트는 아르헤니우스 방정식에 기초한다. 그러나 이런 유형의 시험은 잦은 비판의 대상이다.[1]

이러한 시험을 수행해야 하는 권장 조건 세트는 단 한 개도 없다. 실제로 섭씨 22~160도, 상대습도 1%~100%, 시험기간 1시간~180일이 모두 사용됐다.[1] ISO 5630-3은 고정된 조건 세트를 사용할 때 섭씨 80도 및 상대 습도[2] 65%에서 노화를 가속화할 것을 권장한다.

논문이 적용되는 조건의 변화 외에도, 시험을 설정할 수 있는 여러 가지 방법이 있다. 예를 들어, 단순히 단일 시트를 기후 조절 회의실에 배치하기 보다는, 의회 도서관은 시료를 밀폐된 유리 튜브에 봉인하고 서류들을 스택으로 노화할 것을 권고하는데, 이것은 단일 시트가 아닌, 정상적인 상황에서 노화되기 쉬운 방식과 더 흡사하다.[3]

역사

열을 통하여 종이의 열화를 인위적으로 가속하는 기술은 1899년에 이르러 W가 기술한 것으로 알려져 있다. 헤르츠베르크.[1] 가속화된 노화는 1920년대에 더욱 개선되었고, 태양빛을 이용한 시험과 높아진 온도가 미국과 스웨덴의 다양한 논문의 영속성을 평가하는 데 사용되었다. 1929년, 섭씨 100도에서 72시간을 자연노화 18~25년에 해당하는 것으로 간주하는 자주 사용되는 방법이 R. H. 라스치에 의해 확립되었다.[1]

1950년대에 연구자들은 상대적인 습도가 종이 열화를 생성하는 화학적 과정에 영향을 미치고 열화를 일으키는 반응들이 서로 다른 활성화 에너지를 가지고 있다는 점을 지적하면서 건조한 열과 단일 온도에 의존한 가속화된 노화 실험의 타당성에 의문을 제기하기 시작했다. 이것은 Baer와 Lindström과 같은 연구자들이 Arrhenius 방정식과 현실적인 상대 습도를 이용한 가속화된 노화 기법을 옹호하도록 이끌었다.[1]

비판

가속화된 노화 기법, 특히 아르헤니우스 방정식을 사용하는 기법들은 최근 몇 십 년 동안 자주 비판 받아왔다. 일부 연구자들은 아르헤니우스 방정식을 시험 논문의 수명을 정량적으로 예측하는 데 사용할 수 있다고 주장하지만,[4] 다른 연구자들은 동의하지 않는다. 많은 이들은 이 방법이 시험지의 정확한 수명을 예측할 수는 없지만, 영속성에 의해 논문의 순위를 매기는 데 사용될 수 있다고 주장한다.[5][6] 소수의 연구자들은 그러한 순위조차도 기만적일 수 있으며, 이러한 유형의 가속화된 노화 테스트는 특정 치료법이나 종이 품질이 논문의 영속성에 긍정적인 영향을 미치는지 부정적인 영향을 미치는지 판단하는데만 사용될 수 있다고 주장한다.[7]

이런 회의적인 데는 몇 가지 이유가 있다. 한 가지 주장은 낮은 온도보다 높은 온도에서 완전히 다른 화학적 과정이 발생한다는 것인데, 이는 가속화된 노화 과정과 자연적인 노화 과정이 평행하지 않다는 것을 의미한다.[1][7][8] 또 다른 것은 종이는 "복잡한 시스템"[5]이고 아르헤니우스 방정식은 초등 반응에만 적용된다는 것이다. 다른 연구자들은 이러한 실험에서 악화를 측정하는 방법을 비판한다. 도서관과 아카이브 용도로 사용할 수 없는 논문으로 간주되는 기준점이 없다는 지적도 있다.[8] 다른 사람들은 종이의 거시적이고 기계적 특성과 분자, 화학적 열화 사이의 상관관계의 정도가 설득력 있게 증명되지 않았다고 주장한다.[5][9] 부식 성능 평가 방법으로서의 자동차 산업에서의 이 방법의 효용성에 대한 예약이 문서화되었다.

가속화된 노화 테스트의 품질을 개선하기 위한 노력의 일환으로, 일부 연구자들은 노화를 가속화시킨 물질과 자연 노화를 겪은 물질을 비교하기 시작했다.[12] 예를 들어, 의회 도서관은 인공적으로 노화된 물질을 100년 동안 자연 노화를 겪을 수 있는 물질과 비교하기 위해 2000년에 장기 실험을 시작했다.[13]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d e f g h i "Archived copy". Archived from the original on 29 November 2014. Retrieved 2014-11-19.CS1 maint: 제목(링크), Porck, H. J.(2000)로 보관. 용지 분해 속도: 인공 노화 테스트의 예측 값. 암스테르담: 유럽 보존 및 접근 위원회.
  2. ^ 밴사, H. (1992) 보존 연구에서 가속화되는 노화 테스트: 미래 방법에 대한 몇 가지 아이디어. 식당 주인 13.3, 114-137
  3. ^ "Archived copy". Archived from the original on 27 July 2009. Retrieved 2009-08-11.CS1 maint: 제목(링크), Library of Congress(2006)로 보관된 사본. 종이 노화 가속화: 새로운 시험. 의회 도서관: 보존. 2009년 8월 8일 검색됨
  4. ^ Zou, X, Uesaka, T; & Gurnagul, G. (1996년) 노화 가속화 I. 노화 과정의 운동학적 분석에 의한 종이 영속성 예측. 셀룰로오스 3, 243-267.
  5. ^ a b c 스트로퍼-화, E. (1990). 실험 측정: 노화를 가속화함으로써 외삽과 예측을 해석한다. 식당 주인 11, 254-266
  6. ^ 베긴, P. L. & Kaminska, E. (2002) 열가속 노화시험법 개발. 식당 주인 23, 89-105
  7. ^ a b 밴사, H. (2002) 종이 노화 가속화: 종이 노화의 실질적인 이점에 대한 몇 가지 아이디어. 식당 주인 23, 106-117
  8. ^ a b 밴사, H. (1989년) 종이의 미래 내용 수명을 예측하는 인공 노화. 애비 뉴스레터 모노그래프 부록 1.
  9. ^ Calvini, P. & Gorassini, A. (2006) 용지 분해 속도: 과거의 교훈. 식당 주인 275-290
  10. ^ Hunt, Gregory (3 April 2018). "New Perspectives on Lubricant Additive Corrosion: Comparison of Methods and Metallurgy". SAE Technical Paper Series. 1. pp. 2018–01–0656. doi:10.4271/2018-01-0656.
  11. ^ Hunt, Gregory (4 April 2017). "New Perspectives on the Temperature Dependence of Lubricant Additives on Copper Corrosion". SAE International Journal of Fuels and Lubricants. 10. pp. 2017–01–0891. doi:10.4271/2017-01-0891.
  12. ^ [1] Batterham, I&Rai, R. (2008) 인공 노화와 27세 자연 노화의 비교. 2008 AICCM 북, 종이 및 사진 자료 심포지엄, 81-89.
  13. ^ [2], [의회도서관](2008)이다. 100년짜리 종이 자연노화 프로젝트. 의회 도서관: 보존. 2009년 8월 8일 검색됨

외부 링크