JP2020085835A - タックの評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 樹脂部材のタックを定量的に評価する方法を提供する。【解決手段】表面に樹脂部材を備える試料を準備する工程と、粒子を保持容器で保持する工程と、前記樹脂部材の前記表面を、前記保持容器で保持された粒子に当接して前記粒子を前記樹脂部材に付着させる工程と、前記樹脂部材の表面に付着された粒子の単位面積当たりの個数を計測する工程と、を含む、タックの評価方法。【選択図】図３Ｂ

Description

本開示は樹脂表面のタックの評価方法に関する。

樹脂表面のタック性の評価方法として、銀粉（平均粒径５μｍ）中に硬化物を置き、硬化物を取り出した後、エアーを吹き付けて表面に埃のように付着した銀粉が取れるかを試験する方法が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１４−０９８１１５号公報 特表２０１８−５０４２９７号公報

しかしながら、特許文献１に開示される方法では、付着した銀粉が除去できたか否かを判定することができるのみである。
そのため、樹脂表面のタックの定量的な評価が可能な評価方法が求められている。

上記課題を解決するため、本発明の実施形態は、以下の構成を含む。
表面に樹脂部材を備える試料を準備する工程と、
粒子を保持容器で保持する工程と、
前記樹脂部材の前記表面を、前記保持容器で保持された粒子に当接して前記粒子を前記樹脂部材に付着させる工程と、
前記樹脂部材の表面に付着された粒子の単位面積当たりの個数を計測する工程と、
を含む、タックの評価方法。

以上の構成により、タックを定量的に評価することができる。

本発明の一実施形態に係る部品である発光装置を示す概略斜視図である。 図１に示す発光装置の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係るタックの評価方法を示す図である。 本発明の一実施形態に係るタックの評価方法を示す図である。 本発明の一実施形態に係るタックの評価方法を示す図である。 本発明の一実施形態に係るタックの評価方法を示す図である。 タックの評価結果の一例を示す図である。 タックの評価結果の一例を示す図である。 タックの評価結果の一例を示す図である。 タックの評価結果の一例を示す図である。

本発明を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するためのタックの評価方法を例示するものであって、本発明は、タックの評価方法を以下に限定するものではない。

また、本明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。尚、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。

本実施形態に係るタックの評価方法は、以下の工程を含む。
（１）試料を準備する工程
（２）粒子を保持容器で保持する工程
（３）試料表面に粒子を付着させる工程
（４−１）付着した粒子の個数を計測する工程
さらに、（４−１）工程に換えて、以下の工程を含む。
（４−２）付着した粒子の付着領域面積を計測する工程

（１）試料を準備する工程
試料の一例として、図１Ａ、図１Ｂに示すような発光装置１０を準備する。発光装置１０は、例えば、基板１１と、基板１１上に載置される発光素子１２と、発光素子１２を被覆する透光性の樹脂部材１３とを備える。このような発光装置１０は、タックを評価する前に、樹脂部材１３の表面に汚れ等がないよう、洗浄、ブロー等の前処理を行ってもよい。また、試料である発光装置１０としては、図１Ａに示すような、表面が凸状の樹脂部材１３を備えるほか、表面が平坦な樹脂部材や、表面が凹状の樹脂部材を備えるもの、表面が凹凸の樹脂部材を備えるものを用いることができる。あるいは、樹脂部材のみからなるシート状部材、板状部材、ブロック状部材等を用いることができ、さらに、これらの表面形状についても、平坦状、凹状、凸状、凹凸状など、種々の形状のものを用いることができる。

（２）粒子を保持容器で保持する工程
複数の粒子３０を準備する。粒子３０の大きさは、例えば、メジアン径が０．１μｍ〜１００μｍのものが好ましく、特に１μｍ〜３０μｍ、更に、１μｍ〜１０μｍのメジアン径を有する粒子であることがより好ましい。このような粒子３０を、試料表面に隙間なく付着させられるだけの量を準備する。例えば１ｃｍ角の試料の場合、１０ｇ以上、より好ましくは５０ｇ以上の粒子を準備すればよい。

本実施形態において、粒子のメジアン径とは、電気抵抗法によりコールターマルチサイザーII(コールター社製)を用いて粒径分布を測定した場合における、大きい粒子群と小さい粒子群が等量になる境の径を示す。

粒子の形状は、特に限定されないが、例えば、球形又はこれに類似する形状であることが好ましい。粒子としては、銀粉、蛍光体等が挙げられる。蛍光体としては、公知のものを用いることができる。例えば、蛍光体として、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＹＡＧ：Ｃｅ）が挙げられる。

このような粒子３０を、図２Ａに示すような、上面に開口する凹状の保持容器２０内に保持する。保持容器２０は、その開口径が、発光装置１０の樹脂部材１３の幅よりも大きいものを用いる。例えば、発光装置１０が平面視１ｍｍ×１ｍｍ、高さが１ｍｍのサイズである場合、開口面積が１０ｃｍ^２〜２０ｃｍ^２、容量が３０ｍｌの保持容器２０を用いることができる。また、発光装置１０の樹脂部材１３が、例えば１Ａに示すような凸形状の部分（凸部）を備える場合は、凸部の頂部が保持容器２０の底面に接触しないよう、凸部が埋設可能な深さで粒子３０を保持することが好ましい。

複数の粒子３０は、測定環境の湿度により、部品表面への付着の仕方が異なる場合がある。そのため温湿度管理下で測定することが望ましい。例えば、温度２０℃〜２７℃、湿度１５％〜２０％で測定することができる。

また、粒子３０は、保存容器２０に供給した後、荷重をかける等を行うことなく、自然に堆積させた状態で、常圧下で保持する。

（３）試料表面に粒子を付着させる工程
次に、図２Ｂに示すように、樹脂部材１３を下方に向けた状態で、発光装置１０を保持容器２０内に保持された複数の粒子３０に当接させる。詳細には、樹脂部材１３の表面に粒子３０を当接させる。樹脂部材１３の表面の測定領域をあらかじめ決めておく。そして、少なくともその測定領域を含む樹脂部材１３に複数の粒子３０を当接させる。樹脂部材１３が凸部を有する場合は、凸部の一部又は全部が粒子３０と接するように、堆積された複数の粒子３０に埋設させる。これにより、樹脂部材１３の表面に粒子３０を付着させる。

なお、粒子３０を樹脂部材１３に付着させる際に、樹脂部材１３を含む発光装置１０を上方向から１Ｎ以上の過剰な加圧をしない。また、粒子３０と当接させた状態で、発光装置１０を水平方向に移動又は回転させる等の動作を行わず、静止させた状態とする。さらに、粒子３０に当接させる回数は一度のみである。つまり、粒子３０に当接させた発光装置１０を、粒子３０から離間させた後、再度、粒子３０に当接させることは行わない。

次に、保持容器２０に保持された粒子３０から発光装置１０を離間させた後、図３Ａに示すように樹脂部材１３が上側になるようにする。この状態では、粒子３０は、樹脂部材１３に直接接していることで付着しているものと、樹脂部材１３に接する粒子３０に接して付着しているものとが含まれる。

次に、図３Ｂに示すように、発光装置１０の樹脂部材１３上に付着している粒子３０にエアーを吹き付ける。これにより、主として樹脂部材３０と直接接していない粒子３０を吹き飛ばす。吹き付けるエアーは、大気圧露点が−５０℃〜−５℃のものを使用することができる。エアーの流量としては２００Ｌ／ｍｉｎ〜８００Ｌ／ｍｉｎとすることができる。エアーの温度としては例えば１５℃〜２５℃とすることができる。エアーの吹付時間としては例えば１０秒から２０秒とすることができる。

（４−１）付着した粒子の個数を計測する工程
次に、エアーを吹き付けた後の発光装置１０を、樹脂部材１３を上側にして台座上に載置する。台座上に配置したマイクロスコープを用いて、粒子３０の個数を計測する。測定範囲は、樹脂部材１３の全域または一部とすることができる。異なる樹脂材料１３を用いて、同じ形状に成形された樹脂部材１３を用い、測定範囲を同じとすることで、単位面積当たりの粒子３０の個数を比較することができる。粒子３０の個数が多いほど、タックが高いと判定される。

また、粒子３０として、蛍光体を用いる場合については、粒子３０の個数を計測する工程において、粒子（蛍光体）３０を励起する波長の光を照射して、発光する粒子（蛍光体）３０の個数を計測してもよい。

（４−２）付着した粒子の付着領域面積を計測する工程
また、別の評価方法として、粒子３０の個数の計測に換えて、顕微鏡等を使用して樹脂部材１３に付着した粒子３０を画像データとして取り込み、その取り込んだ画像データを二値化して、単位面積当たりの粒子の付着領域面積を計測することで、付着した粒子３０の量の比較をすることができる。粒子３０の付着領域は二値化処理することで明領域とされ、樹脂部材は暗領域とされるため、その明領域面積を計測することで、付着した粒子の量を計測することができる。

まず、試料として、図１Ａに示すような、凸レンズ状の樹脂部材１３を備える形状の発光装置１０を２種（発光装置１０Ａ、１０Ｂとする）準備した。２種の発光装置１０は、外観は同じであるが、それぞれ樹脂部材１３（樹脂部材１３Ａ、１３Ｂとする）の材料のみが異なっている。ここでは、樹脂部材１３（１３Ａ、１３Ｂ）は、いずれもシリコーン系の樹脂であり、それぞれ組成が異なっている。発光装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、上面視形状が１５ｍｍ×１５ｍｍの正方形であり、樹脂部材１３（１３Ａ、１３Ｂ）は、直径１５ｍｍの半球状であり、半球部分の高さは３ｍｍである。

次に、保持容器２０として、１３ｃｍ×９ｃｍの正方形の開口形状であり、開口から底面までの深さが２ｃｍの凹部を備えた保持容器２０を準備した。また、粒子３０として、ＹＡＧ蛍光体（メジアン径１０μｍ）を１００ｇ準備し、保持容器２０内に収容した。収容した粒子（蛍光体）の深さ（高さ）は１ｃｍである。このときの測定環境は、温度２４℃、湿度１８％であった。

次に、図２Ｂに示すように、樹脂部材１３を下に向けた状態で、発光装置１０を保持容器２０内に保持された粒子３０に当接させた。ここでは、樹脂部材１３の凸レンズ部の全体が埋まるようにした。

次に、粒子３０が付着した状態の発光装置１０を保持容器２０から取出し、図３Ａに示すように樹脂部材１３が上側になるようにして台座上に載置した。

次に、図３Ｂに示すように、エアーを吹き付けた。エアーは、大気圧露点が−５℃のものを用い、エアーの流量は４００Ｌ／ｍｉｎ、エアーの温度は１８℃エアーの吹付時間は、１０秒であった。

次に、エアーを吹き付けた後の発光装置１０Ａ、１０Ｂを、それぞれ樹脂部材１３を上側にして、台座上に載置した。そして、台座上に配置したマイクロスコープ（キーエンス製ＶＨＸ−６０００）を用いて、粒子（蛍光体）３０の個数を計測した。計測範囲として、発光装置１０の凸レンズ状の樹脂部材１３のうち、凸レンズ状の頂部を中心とする２ｍｍ×２ｍｍの範囲として設定した。

粒子３０の個数をそれぞれ測定した結果、発光装置１０Ｂが約１０００個以上であり、発光装置１０Ａは約３００個程度であった。このことから、発光装置１０Ｂに用いられている樹脂部材１３Ｂが、発光装置１０Ａに用いられている樹脂部材１３Ａよりも、タックが高いと判定することができた。

また、粒子３０の個数を計測する方法に換えて、顕微鏡等を使用して取り込んだ画像データを二値化して、単位面積当たりの付着領域威面積を計測することで、付着した粒子の量を計測する場合について説明する。

図４Ａは、発光装置１０Ａの樹脂部材１３Ａに粒子を付着させた後に、顕微鏡を用いて取り込んだ画像データである。同様に、図４Ｂは、発光装置１０Ｂの樹脂部材１３Ｂに粒子を付着させた後に、顕微鏡を用いて取り込んだ画像データである。図５Ａ、図５Ｂは、図４Ａ、図４Ｂに示す画像データを二値化処理した図である。二値化処理された画像において、粒子３０の付着領域は明領域（白色部分）として観察される。そのため、明領域面積を測定することで、粒子３０の付着領域面積を計測することができる。図５Ａに示す粒子の付着領域面積（明領域面積）は約０．４３ｍｍ^２であり、図５Ｂに示す粒子の付着領域面積（明領域面積）は約２．００ｍｍ^２であった。これにより、発光装置１０Ｂに用いられている樹脂部材１３Ｂが、発光装置１０Ａに用いられている樹脂部材１３Ａよりも、タックが高いと判定することができた。このように、粒子の個数を計測して比較するのと同様に、付着面積でもタックの比較が可能である。

本開示に係るタックの評価方法は、部品に用いる樹脂部材の材料を選定する際、又は、樹脂部材を含む部品の製造工程における処理方法や処理条件等を選定する際に、タックを評価する方法として利用することができる。

１０…試料（発光装置）
１１…基板
１２…発光素子
１３…樹脂部材
２０…保持容器
３０…粒子（蛍光体）
４０…エアブロー

Claims (4)

1. 表面に樹脂部材を備える試料を準備する工程と、
   粒子を保持容器で保持する工程と、
   前記樹脂部材の前記表面を、前記保持容器で保持された粒子に当接して前記粒子を前記樹脂部材に付着させる工程と、
   前記樹脂部材の表面に付着された粒子の単位面積当たりの個数を計測する工程と、
   を含む、タックの評価方法。
2. 前記粒子が蛍光体粒子であり、前記粒子の単位面積当たりの個数を計測する工程において、蛍光体粒子を励起する波長の光を照射し、発光する蛍光体粒子の個数を計測する、
   請求項１に記載のタックの評価方法。
3. 表面に樹脂部材を備える試料を準備する工程と、
   粒子を保持容器で保持する工程と、
   前記樹脂部材の前記表面を、前記保持容器で保持された粒子に当接して前記粒子を前記樹脂部材に付着させる工程と、
   前記樹脂部材の表面に付着された粒子を、顕微鏡を用いて画像データとして取り込み、前記取り込んだ画像データを二値化処理し、単位面積当たりの粒子の付着領域面積を計測する工程と、を含む、タックの評価方法。
4. 前記粒子が蛍光体粒子である、請求項３記載のタックの評価方法。

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