JPH08292161A - 表面微細キズの評価法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基体面或いは該面上の膜面に発現する表面微
細キズにおいて、ヘ−ズ値とその差や透過率とその差よ
り実体に即したきめ細かいランキング分け評価ができる
評価法及びその評価装置を得る。 【構成】 基体上の基体面あるいは膜面に存在する微細
キズに対し、ハロゲンランプもしくはキセノンランプを
光源とする光を前記面の垂直方向より30乃至50°の角度
で照射し、受光装置でもって、前記微細キズから反射し
てくる散乱光を前記面の垂直方向より０乃至10°の角度
で測光し、散乱光の強度を求め評価するようにした表面
微細キズの評価法。及びその評価装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無機質や有機質でなる
ガラス、例えばクリアガラス、各種色ガラス、強化ガラ
ス、熱線や紫外線吸収ガラス等、あるいはガラス表面に
成膜した各種機能性薄膜、例えば低反射膜、熱線反射
膜、導電性膜、撥水性膜、防眩性膜やオーバーコート膜
等を備えたガラス等の各種自動車用ガラス、建築用ガラ
ス、産業用ガラスにおいて、微細なキズ等の詳細な表面
の状態をより厳密できめ細かく精度よく評価することが
できる表面微細キズの評価法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ガラス表面のキズに係わる検
出評価方法については種々の提案がなされている。

【０００３】例えば、特公昭52-50555号公報にはガラス
のきずを検出する放射線感知装置が提案されており、実
質上平坦な表面を有するガラスの特性上光屈折性である
第１の型のきずまたは光散乱性である第２の型のきずの
いずれかの型のきずを検出する装置において、光源から
の光ビームを前記ガラス中に通過させる装置と、前記ビ
ームにより捕えられた前記ガラスの暗い領域を有する一
方の像および明るい領域を有する他方の像である一対の
像を搭影する装置であって、前記第１の型のきずの存在
は前記他方の像に光の損失を生じさせかつ前記一方の像
には光の増加を生じさせず、また前記第２の型のきずの
存在は前記他方の像に光の損失を生じさせかつ前記一方
の像に光の増加を生じさせるようになっている装置と、
前記一方の像を第１の感光性素子上に導く装置と、前記
他方の像を第２の感光性素子上に導く装置と、前記第１
および第２の感光性素子から得られた信号を処理してき
ずの型を識別するとともに、前記第１および第２の感光
性素子に導びかれる前記像が前記第２の型のきずによっ
て影響を受け、その結果前記第１の感光性素子からの信
号があらかじめ定められたしきい値を越えたときに、こ
の第１の感光性素子からの信号に応答して前記第２の感
光性素子から得られる信号が当該信号処理装置の出力端
子に達することを阻止するように作用する装置を含んで
いる信号処理装置とからなることが開示されている。

【０００４】また例えば、特開平3-261852号公報には傷
検査装置が記載されており、光源と、該光源から発せら
れた光を光偏向器により走査する走査手段と、被走査面
上での前記光の反射及び散乱光を受光手段と、該受光手
段の受光面の直前に設置する円盤状で半径方向にスリッ
トを有するスリット板と、該スリット板を回転駆動する
駆動源と、被検査物を前記走査の走査方向と直角方向に
駆動する駆動手段とを含むことが記載されている。

【０００５】一方ガラス表面に成膜した各種機能性膜付
ガラスに係わる検出評価方法については種々の提案がな
されている。例えば、特開昭63-7531 号には、光情報記
録媒体用保護フイルムが記載されており、透明なプラス
チックフィルムの一方の面に光情報を記録するための金
属薄膜層を設けて光情報記録媒体を構成する光情報記録
媒体用保護フイルムにおいて、他方の面にに、JIS T814
7 に定める落砂摩耗試験およびASTM D1044に定めるテー
バー摩耗試験をへた後のヘイズ値が 2.0％以下であり、
かつJIS K5400 およびJIS D0202 に定める鉛筆硬度試験
で硬度Ｈ以上である耐擦傷性を示す表面硬化層を設けた
ものが開示されている。

【０００６】さらに例えば、ガラス表面に形成した機能
性薄膜ないしガラスの耐摩耗性は、JIS R3212 やJIS R3
221 などで規定されているように、テーバー摩耗試験で
膜表面に微細なキズをつけ、ヘーズメーターでテーバー
試験前後のヘーズ値（％）やその差（△Ｈ）もしくは透
過率（％）やその差（△Ｔ）を測定して評価する。しか
し、例えば非常に強固な膜では、テーバー試験で発生す
るキズは微細で少なく、△Ｈ値や△Ｔ値は微細なキズの
変化差がわずかであるので、精密な識別やランキング分
けする評価が困難である。

【０００７】

【発明が解決しようとする問題点】前述した例えば前記
特公昭52-50555号公報に記載のガラスのきずを検出する
放射線感知装置は、フロート法により製造されるガラス
板の例えば「金属きず」および「光学的きず」の検出に
関係し、「気泡」および「粘着性塊状部」とからなる該
「金属きず」を「気泡」および「粘着性塊状部」に区別
し識別をしようとする程度のものであって、ヘーズ値で
もってしては到底厳密に識別しランク付けがし難いよう
な各種微細な表面キズの変化度に対する精密できめ細か
な評価には適用し難く、例えば自動車用フロントガラス
における各種機能性膜等には採用し難いものである。

【０００８】また例えば、前記特開平3-261852号公報に
記載の傷検査装置は、表面が鏡面な微小物（例えば太陽
電池セル）平面板の傷検査には適するものの、例えば自
動車用フロントガラス等で大面積の薄膜におけるテーバ
ー試験等による微細なキズについての厳密できめ細かな
評価には採用し難いものである。

【０００９】さらに例えば、特開昭63-7531 号公報に記
載の光情報記録媒体用保護フイルムでは、確かにテーバ
ー摩耗試験にかけてヘイズ値を測定し、例えば2.0 ％お
よび1.5 ％の値となっているものの、これ以上厳密でき
め細かな評価がし難く到底実車等の実体に合うようにす
ることができず必ずしも充分ではない。

【００１０】

【問題点を解決するための手段】本発明は、従来のかか
る問題点に鑑みてなしたものであって、基体上の基体面
や膜面に発現する微細なキズに特定の光を特定した角度
で照射し、その反射する散乱光を特定した角度で測光
し、該散乱光の強度を求めるようにすることにより、例
えばJIS R3212 やJIS R3221 などで規定されているよう
なヘーズ値（％）やその差（△Ｈ）もしくは透過率
（％）やその差（△Ｔ）ではさらに詳細に識別評価する
ことができない微細なキズの変化度を、より詳細かつ厳
密に精度よくランキング評価することができ、しかも例
えば自動車等に実車搭載したガラス面での微細なキズの
程度を人の感覚に適合する評価ができて実体に即した評
価になり、品質の安定向上、操業のより細かい管理と安
定化等種々の波及効果をもたらす有用な表面微細キズの
評価法及びその装置を提供するものである。

【００１１】すなわち、本発明は、基体上の基体面ある
いは膜面に存在する微細キズに対し、ハロゲンランプも
しくはキセノンランプを光源とする光を前記面の垂直方
向より30乃至50°の角度で照射し、受光装置でもって、
前記微細キズから反射してくる散乱光を前記面の垂直方
向より０乃至10°の角度で測光し、散乱光の強度を求め
評価するようにしたことを特徴とする表面微細キズの評
価法。

【００１２】ならびに、前記基体が、ガラスであること
を特徴とする上述した表面微細キズの評価法。また、前
記膜が、機能性膜であることを特徴とする上述した表面
微細キズの評価法。

【００１３】さらに、前記微細キズが、テーバー試験に
よるキズであることを特徴とする上述した表面微細キズ
の評価法。さらにまた、前記受光装置が、少なくとも受
光部にフォトダイオードアレイを持ち、可視光域での微
弱光分析ができるものであることを特徴とする上述した
表面微細キズの評価法。

【００１４】さらにまた、前記散乱光の強度としては、
可視光域（380 〜780nm)の任意波長域(505〜535nm)で得
られた散乱光の強度と、基準（300 回テーバー試験時）
の散乱光の強度を100 として対比した平均値で求めた平
均散乱光の強度Ｄ_AV％であることを特徴とする上述した
表面微細キズの評価法。

【００１５】さらにまた、基体を所定位置に調整する位
置決め機構と、ハロゲンランプもしくはキセノンランプ
を光源とする投光機と、該投光機から送られたハロゲン
ランプ光もしくはキセノンランプ光を前記面の垂直方向
より30乃至50°の角度で基体上の被評価基体面あるいは
膜面に存在する微細キズに対し照射する機構と、前記微
細キズから反射してくる散乱光を前記面の垂直方向より
０乃至10°の角度で測光する受光装置と、該受光装置か
ら送られてくる測光である散乱光の強度を求め評価する
解析部とから少なくとも成ることを特徴とする表面微細
キズの評価装置をそれぞれ提供するものである。

【００１６】ここで、前記基体上の基体面あるいは膜面
に存在する微細キズとは、例えばヘーズ値（％）の差
（△Ｈ値）として例えば0.5 ％以下、さらに細かくは0.
4 ％以下であり、さらには仮に△Ｈ値で表すことができ
たとして0.3 〜0.01％程度の微細なキズであり、前記し
たようにヘーズ値（％）やその差（△Ｈ）もしくは透過
率（％）やその差（△Ｔ）ではランキング的識別評価を
することができないような微小なキズの変化度を有する
微妙な微細なキズである。微細キズの具体的な例として
は、各種機能性膜の膜面でのテーバー試験による微細な
キズである。

【００１７】また、前記ハロゲンランプもしくはキセノ
ンランプを光源とする光としたのは、ハロゲンランプも
しくはキセノンランプが特に微細なキズを識別するのに
光源として好適であって採用し、光源の出力として大出
力が好ましく、例えば100W以上であり、具体的には200
±100W程度のものである。

【００１８】さらに、ハロゲンランプもしくはキセノン
ランプの光を前記面の垂直方向より30乃至50°の角度で
照射するようにしたのは、最も微細なキズからの散乱光
を高めしかも受光に対し都合がよいことはもちろんより
正確となるからである。

【００１９】また、受光装置でもって、前記微細キズか
ら反射してくる散乱光を前記面の垂直方向より０乃至10
°の角度で測光するようにしたのは、該角度の範囲から
外れると散乱光の強度が弱まり、めざす子細なランキン
グ的識別評価をすることが詳細かつ厳密にはできないよ
うな散乱光となるからである。

【００２０】また、前記散乱光の強度を求め評価するよ
うにしたのは、受光装置でもって可視光域（例えば波長
域が380 〜780nm ）のいずれかの波長（例えば波長域が
505〜535nm ）で得られた散乱光の強度を、リファレン
スとしてあるサンプル（例えばテ−バ−試験の回転数が
300 回のガラスの微細な表面キズ）の散乱光を用い前記
選択した波長域での散乱光強度Ｄ％を求め、その平均値
を平均散乱光強度Ｄ_AV％とし、この値をもって微細な表
面キズの程度を評価するものである。

【００２１】すなわち、前記散乱光の強度としては、可
視光域（380 〜780nm)の任意波長域(505〜535nm)で得ら
れた散乱光の強度と、基準（300 回テーバー試験時）の
散乱光の強度を100 として対比した平均値で求めた平均
散乱光の強度Ｄ_AV％である。

【００２２】また、前記受光装置が、少なくとも受光部
にフォトダイオードアレイを持ち、可視光域での微弱光
（微細な表面微細キズによる散乱光）の検出分析がで
き、定量化できるものであって、例えば瞬間マルチ測光
システム〔超高感度、IMUC-7000:大塚電子（株）製〕が
挙げられる。

【００２３】さらに、前記基体上の基体面とは、例えば
無機質や有機質でなるガラスの表面であり、ガラスとし
ては例えば各種成分組成のガラス、各種色ガラス、各種
機能性膜付きガラス、熱線や紫外線吸収ガラス等、各種
自動車用ガラス、建築用ガラス、産業用ガラスであり、
また単板、複層あるいは合せガラスあるいは強化ガラス
または強度アップガラス、曲げガラス等であり、さら
に、有機ガラスとしては、ポリカ−ボネ─ト板、アクリ
ル板等各種材質のものである。

【００２４】さらに、前記基体上の膜面とは、各種ガラ
ス表面に成膜した各種機能性膜、例えば低反射膜、熱線
反射膜、紫外線吸収膜、導電性膜、撥水性膜、防眩性膜
やオーバーコート保護膜等の膜面である。

【００２５】

【作用】前述したとおり、本発明の表面微細キズの評価
法及びその装置は、基体上の基体面や膜面に発現した微
細なキズに特定の光を特定した角度で照射し、受光装置
でもってその反射する散乱光を特定した角度で測光し、
該散乱光の強度を求め評価するようにすることにより、
例えばJIS R3212 やJIS R3221 などで規定されているよ
うなヘーズ値（％）やその差（△Ｈ）もしくは透過率
（％）やその差（△Ｔ）では実体に即した詳細な識別評
価をすることができない微細なキズの変化度合いを、よ
り詳細かつ厳密に精度よくランキング評価することがで
き、しかも例えば自動車等に実車搭載したガラス面ある
いはその上の膜面での微細なキズの程度を人の感覚に適
合する評価ができて実体に即した評価になり、品質の安
定向上、操業のより細かい管理と安定化等種々の波及効
果をもたらす有用な表面微細キズの評価法及びその装置
を提供するものである。

【００２６】これによって、無機質や有機質でなるガラ
ス、例えばクリアガラス、各種色ガラス、強化ガラス、
熱線や紫外線吸収ガラス等、あるいはガラス表面に成膜
した各種機能性薄膜、例えば低反射膜、熱線反射膜、導
電性膜、撥水性膜、防眩性膜やオーバーコート膜等を備
えたガラス等を用いた各種自動車用ガラス、建築用ガラ
ス、産業用ガラスにおいて、微細なキズ等の詳細な表面
の状態をより厳密できめ細かく精度よく評価ならびに耐
摩耗性等の膜強度の評価など幅広い分野で採用すること
ができる卓越した表面微細キズの評価法及びその装置で
ある。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし本発明は係る実施例に限定されるものではな
い。

【００２８】実施例１ 先ず、ガラス基板の表面にゾルゲル液をフロ−コ−ト
し、約250 ℃で約30分間さらに約600 ℃程度で約５分間
の乾燥、焼成により被覆成膜した約50nm程度のSiO₂薄膜
において、テ−バ−試験を行い、摩耗により発現した微
細キズの発生量を変え、微細キズの発生量に応じた平均
散乱光強度を得ることとした。

【００２９】すなわち、板厚約２mmのクリア−ガラスの
表面に設けた前記SiO₂薄膜において、JIS R 3212あるい
はJIS R 3221に記載されているテ−バ−試験に準拠じ、
摩耗輪がCS−10F 、荷重が500gf の条件で10回、20回、
30回、40回、50回の各回転数について行い、ガラス表面
の膜面に図２に示すような摩耗によって微細キズ部17を
発生させた。この微細キズ部17は太陽光下での目視によ
り、表１に示すように、前記各回転数10回、20回、30
回、40回、50回に対し、極々僅か、極僅か、僅か、少
し、比較的有りと極微々か多しへ逐次徐々に増加してい
ることが観察される程度のものであった。

【００３０】ついで図１に示すような、基体である膜付
ガラス板２を位置決め板16で所定位置に調整する位置決
め機構と、ハロゲンランプもしくはキセノンランプを光
源とする投光機４と、該投光機から送られたハロゲンラ
ンプ光もしくはキセノンランプ光を膜面の垂直方向より
30乃至50°の角度で基体上の被評価膜面に存在する微細
キズ部17に対し照射する機構と、前記微細キズ部17から
反射してくる散乱光を前記面の垂直方向より０乃至10°
の角度で測光する受光装置と、該受光装置から送られて
くる測光である散乱光の強度を求め評価する解析部８と
から少なくとも成る表面微細キズの評価装置１を用意し
た。

【００３１】該装置１において、図１乃至４に示すよう
に、位置決め板16でセットしキャップ11でカバ−した膜
付ガラス板２の膜面３の微細キズ部17に、投光機４を光
源としてハロゲンランプ（200W）を用い、集光部５のレ
ンズで集光した光をファイバ−９から治具15に備える光
照射部６で前記ガラス表面２の膜面３に対しθ°＝45°
入射させ、治具15のスリット部21で特定した前記表面の
微細キズ部17の光照射域19の範囲に照射した。測光部20
で示す光受光域18の範囲内にある該照射による該微細キ
ズ部17の散乱光を散乱光受光部７で波長域505 〜535nm
の範囲においてガラス面の膜面に対し０°で受光し、該
受光をファイバ−10で解析部８、コンピュ─タ−12、デ
ィスプレイ13等でなる瞬間マルチ測光システム〔IMUC-7
000 、大塚電子（株）製〕に送り、該散乱光の強度を測
定した。

【００３２】また、リファレンスにはテ−バ−試験の回
転数が300 回のガラスの散乱光を用い、散乱光強度Ｄ％
を求めた。前記10乃至50回の５つの試料の結果を測定チ
ャ−トとして図５に示す。さらに前記波長域505 〜535n
m の範囲での散乱光の強度を平均して平均散乱光強度Ｄ
_AV％とし、表１に示した。

【００３３】つぎに、前記テ−バ−試験した５つの試料
について、前記JIS R3212 やJIS R3221 に準拠して自動
ヘ−ズメ−タ−〔濁度計NDH-20D 、日本電色工業（株）
製〕で前記△Ｈ値％を測定した。

【００３４】以上の測定結果を、テ−バ−試験の回転数
に対し、平均散乱光強度Ｄ_AV％、ヘ−ズ値△Ｈ値％およ
び目視外観についてまとめ、表１に示した。該表１のデ
−タから明らかなように、ヘ−ズ値△Ｈ値％と目視外観
では相関はとれていると言えたとしても精度は充分では
なく、例えばテ−バ−試験の回転数が10回と20回では0.
1 ％であり、30回と40回と50回では0.2 ％とそれぞれよ
りきめ細かい区別あるいは差別化できず実体にそぐわな
い。これに対し平均散乱光強度Ｄ_AV％と目視外観では回
転数10回と20回で6.0 ％、7.5 ％であり、回転数30回と
40回と50回で12.5％、21.0％、34.0％と明らかに相関が
みられ、表面の微細な摩耗キズの度合いをより精密に評
価することができ、より実体に沿う評価をもたらすもの
であった。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
基体面や膜面に生じた微細なキズに特定の光を特定の角
度で照射し、受光装置でその反射散乱光を特定の角度で
測光し、該散乱光の強度を求め評価するようにすること
により、ヘーズ値（％）やその差（△Ｈ）等では識別評
価することができない微細なキズの変化度合いを、より
詳細かつ厳密に精度よくランキング分けし評価すること
ができ、人の感覚に適合する実体に即した評価になり、
品質の安定向上、操業のより細かい管理と安定化等種々
の波及効果をもたらすとともに、無機質や有機質でなる
各種ガラス面あるいはガラス面上に備えた各種膜面を有
する各種自動車用ガラス、建築用ガラス、産業用ガラス
等において有用なものとなるなど幅広い分野で採用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１で用いた表面微細キズの評価
装置の説明図である。

【図２】実施例１における、位置決めされた膜付ガラス
板と、膜面摩耗の微細キズ部と、光照射部等との関係を
示す平面図である。

【図３】図２で示した平面図に対応する側面図である。

【図４】図２および図３における測光部の関係を示す説
明図である。

【図５】実施例１における10、20、30、40、50回の回転
数でのテ−バ−試験による膜面摩耗の微細キズについ
て、505 〜535nm の波長域に対する散乱光強度Ｄ％の関
係を示す図である。

【符号の説明】１ 表面微細キズの評価装置 ２ 膜付ガラス板 ３ 膜面 ４ 投光機 ５ 集光部 ６ 光照射部 ７ 散乱光受光部 ８ 解析部 12 コンピュ−タ− 13 ディスプレイ 16 位置決め板 17 微細キズ部 18 光受光域 19 光照射域20 測光部 21 スリット部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体上の基体面あるいは膜面に存在する
   微細キズに対し、ハロゲンランプもしくはキセノンラン
   プを光源とする光を前記面の垂直方向より30乃至50°の
   角度で照射し、受光装置でもって、前記微細キズから反
   射してくる散乱光を前記面の垂直方向より０乃至10°の
   角度で測光し、散乱光の強度を求め評価するようにした
   ことを特徴とする表面微細キズの評価法。
2. 【請求項２】 前記基体が、ガラスであることを特徴と
   する請求項１記載の表面微細キズの評価法。
3. 【請求項３】 前記膜が、機能性膜であることを特徴と
   する請求項１乃至２記載の表面微細キズの評価法。
4. 【請求項４】 前記微細キズが、テーバー試験によるキ
   ズであることを特徴とする請求項１乃至３記載の表面微
   細キズの評価法。
5. 【請求項５】 前記受光装置が、少なくとも受光部にフ
   ォトダイオードアレイを持ち、可視光域での微弱光分析
   ができるものであることを特徴とする請求項１乃至４記
   載の表面微細キズの評価法。
6. 【請求項６】 前記散乱光の強度としては、可視光域
   （380 〜780nm)の任意波長域(505〜535nm)で得られた散
   乱光の強度と、基準（300 回テーバー試験時）の散乱光
   の強度を100 として対比した平均値で求めた平均散乱光
   の強度Ｄ_AV％であることを特徴とする請求項１乃至５記
   載の表面微細キズの評価法。
7. 【請求項７】 基体を所定位置に調整する位置決め機構
   と、ハロゲンランプもしくはキセノンランプを光源とす
   る投光機と、該投光機から送られたハロゲンランプ光も
   しくはキセノンランプ光を前記面の垂直方向より30乃至
   50°の角度で基体上の被評価基体面あるいは膜面に存在
   する微細キズに対し照射する機構と、前記微細キズから
   反射してくる散乱光を前記面の垂直方向より０乃至10°
   の角度で測光する受光装置と、該受光装置から送られて
   くる測光である散乱光の強度を求め評価する解析部とか
   ら少なくとも成ることを特徴とする表面微細キズの評価
   装置。