WO2025253531A1 - 劣化試験装置 - Google Patents

劣化試験装置

Info

Publication number
WO2025253531A1
WO2025253531A1 PCT/JP2024/020478 JP2024020478W WO2025253531A1 WO 2025253531 A1 WO2025253531 A1 WO 2025253531A1 JP 2024020478 W JP2024020478 W JP 2024020478W WO 2025253531 A1 WO2025253531 A1 WO 2025253531A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
droplet
test
contact angle
droplets
weather resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/020478
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
香織 根岸
真奈美 鳥本
貴志 三輪
聡 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
NTT Inc USA
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Inc USA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp, NTT Inc USA filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to PCT/JP2024/020478 priority Critical patent/WO2025253531A1/ja
Publication of WO2025253531A1 publication Critical patent/WO2025253531A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N13/00—Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
    • G01N13/02—Investigating surface tension of liquids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light

Definitions

  • This disclosure relates to a degradation testing device.
  • Contact angle is an indicator used to quantify the state of wetting and repellency. Contact angle is defined as "the angle between the liquid surface and the solid surface where the free surface of a stationary liquid comes into contact with a solid wall.” By introducing the concept of contact angle, it is possible to objectively and quantitatively express the quality of wetting using specific numerical values.
  • Non-Patent Document 1 a droplet is first slowly dropped and allowed to settle on a solid surface, and the contact angle is measured when the droplet is almost stationary on the solid surface.
  • Non-Patent Document 1 The most basic technique for measuring static contact angles is the droplet method.
  • a dispenser is used to drop a tiny droplet of less than a few ⁇ L onto the solid surface, and the droplet is then photographed from the side with a CCD camera to obtain an image. The outline shape of the droplet is analyzed from this image to calculate the contact angle.
  • the contact angle varies depending on the condition of the solid wall; for example, as the solid wall deteriorates over time, the contact angle changes over time. For example, it has been reported that when a clean glass slide immediately after opening was left in the air and the contact angle measured over time using the sessile drop method, the contact angle began to decrease significantly after one day of exposure to the air, and remained at an approximately constant value after two months (Non-Patent Document 2).
  • Non-Patent Documents 1 and 2 do not disclose the simultaneous evaluation of accelerated deterioration due to environmental conditions and water repellency. Therefore, if accelerated deterioration due to environmental conditions and water repellency were to be evaluated simultaneously, it would be necessary to repeatedly conduct weather resistance tests and water repellency evaluations, which required a lot of equipment and effort to conduct the tests and evaluations.
  • This disclosure was made in light of the above circumstances, and its purpose is to provide a simple method for simultaneously conducting weather resistance tests and evaluating water repellency.
  • a degradation test device includes a weathering test section that performs a weathering test on a test specimen, a droplet dispensing section that dispenses droplets onto the test specimen, an imaging section that captures images of the droplets dispensed onto the test specimen, and a determination section that calculates the diameter of the droplets from the captured images and estimates the contact angle from the droplet volume and diameter to evaluate the water repellency of the test specimen.
  • weather resistance testing and water repellency evaluation can be performed simultaneously using a simple method.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a degradation testing device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the control device.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a droplet dropped onto a test specimen.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a droplet dropped onto a test specimen.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a method for estimating the contact angle from the diameter of the droplet.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the processing flow of the degradation test device.
  • FIG. 7 shows an example of a test specimen onto which droplets are dropped multiple times.
  • FIG. 8 shows an example of a test specimen onto which droplets were dropped multiple times.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the results of the deterioration test.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a test specimen.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a control device.
  • the degradation test device 10 shown in the figure is a sealed, hollow, rectangular parallelepiped device that is installed on a flat floor.
  • the degradation test device 10 performs a weather resistance test on a test specimen 100 to examine the deterioration of the water repellency of the test specimen 100.
  • a light source 11 a humidity regulator 12, a temperature regulator 13, a droplet dropping mechanism 14, a stand 15, and an imaging device 16 are arranged inside the degradation test device 10.
  • the light source 11 is positioned above the deterioration test device 10 and irradiates the test specimen 100 with light that simulates sunlight.
  • the light source 11 irradiates light that includes light in the ultraviolet range.
  • the light source 11 may irradiate light in the visible range and infrared range in addition to ultraviolet light.
  • the light source 11 can be one that performs tests in accordance with standards such as "ISO 11341,” “JIS K 5600-7-7,” and "JIS K 7350-2.”
  • the light source 11 may be an ultraviolet fluorescent lamp, xenon lamp, sunshine carbon lamp, or metal halide lamp.
  • the above lamps may be combined with a filter to make the spectral radiation distribution of the emitted light closer to that of sunlight.
  • the humidity regulator 12 maintains a predetermined humidity level inside the deterioration test device 10.
  • the temperature regulator 13 maintains the interior of the deterioration test device 10 at a predetermined temperature.
  • a weather resistance test of the test specimen 100 is performed using the light source 11, humidity regulator 12, and temperature regulator 13.
  • the droplet dispensing mechanism 14 dispenses droplets of any amount onto the test piece 100.
  • the droplet dispensing mechanism 14 may dispense droplets at any time interval. Although two droplet dispensing mechanisms 14 are shown in Figure 1, any number of droplet dispensing mechanisms 14 may be used.
  • the imaging device 16 is, for example, a CMOS camera, and captures an image of the droplet dropped onto the test piece 100 from above.
  • the imaging device 16 may be movable within the degradation test apparatus 10.
  • Each component located inside the degradation testing device 10 is controlled by the control device 30.
  • the control device 30 shown in the figure includes a control unit 31, a processing unit 32, a determination unit 33, a display unit 34, and a memory unit 35.
  • the control unit 31 controls each part of the degradation test equipment 10 to conduct a weather resistance test, drip droplets onto the test specimen 100, and capture images of the droplets dripped onto the test specimen 100.
  • the control device 30 controls the on/off and illuminance of the light source 11, and controls the humidity regulator 12 and temperature regulator 13 so that the humidity and temperature inside the degradation test equipment 10 are maintained at predetermined levels.
  • the control device 30 controls the stage 15 to rotate or move, and adjusts the position of the test specimen 100 placed on the stage 15, so that droplets are dripped onto the desired position on the test specimen 100.
  • the control device 30 controls the droplet dripping mechanism 14 to drip a desired amount of droplets onto the test specimen 100, and controls the imaging device 16 to capture an image of the droplets dripped onto the test specimen 100.
  • the processing unit 32 acquires images of the droplets captured by the degradation testing device 10, analyzes the images to determine the diameter of the droplets, and estimates the contact angle from the diameter.
  • Well-known image processing techniques can be used to analyze the images and determine the diameter of the droplets.
  • FIG. 3 and 4 show examples of droplets 200A and 200B dropped on test specimens 100A and 100B.
  • the top diagram shows test specimens 100A and 100B viewed from the side, and the bottom diagram shows test specimens 100A and 100B viewed from above.
  • the contact angle ⁇ A of droplet 200A is larger than the contact angle ⁇ B of droplet 200B, meaning that test specimen 100A is more water-repellent than test specimen 100B.
  • the larger the contact angles ⁇ A and ⁇ B the smaller the diameters d A and d B of droplets 200A and 200B.
  • the relationship between the amount (volume) of the dropped droplets, the diameter of the droplets, and the contact angle is stored in a database in the memory unit 35.
  • the processing unit 32 references the memory unit 35 and estimates the contact angle from the amount and diameter of the droplets.
  • the processing unit 32 may determine the contact angle using the ⁇ /2 method.
  • the droplet 200 is considered to be a spherical indentation (a solid formed by cutting a sphere along a single plane) obtained by cutting a perfect sphere 250 horizontally, and the contact angle ⁇ is determined from the radius r and height h of the droplet 200 using the following formula:
  • the volume V of a spherical indentation with a cut radius r and height h is expressed by the following formula:
  • the height h of the droplet 200 can be calculated by measuring the diameter d and determining the radius r.
  • the contact angle ⁇ can be determined from the radius r and height h of the droplet 200 using the ⁇ /2 method.
  • the determination unit 33 determines the deterioration of the test specimen 100 based on the estimated contact angle.
  • the contact angle of the droplet decreases.
  • the determination unit 33 determines the deterioration of the test specimen 100 based on the percentage of the contact angle relative to its initial value. For example, the determination unit 33 determines that the test specimen 100 has deteriorated when the contact angle becomes 70% or less of its initial value.
  • the determination unit 33 may determine the deterioration of the test specimen 100 based on the absolute value of the contact angle rather than the rate of decrease in the contact angle.
  • the display unit 34 displays the results of the assessment of the deterioration of the test specimen 100 in the weather resistance test.
  • the display unit 34 may also display various information such as the captured image of the water droplet, the diameter of the water droplet determined from the image, and the contact angle estimated by the processing unit 32.
  • the memory unit 35 stores various information obtained during the weather resistance test and the evaluation results of the test specimen 100.
  • the memory unit 35 may also store the relationship between the amount of droplets, the diameter of the droplets, and the contact angle.
  • the control device 30 controls the degradation test device 10 to dispense droplets onto the test specimen 100 and capture images of the droplets dispensed onto the test specimen 100. Specifically, the control device 30 controls the stage 15 to move the stage 15 on which the test specimen 100 is placed so that the location where the droplets are to be dispensed is located below the droplet dispensing mechanism 14. The control device 30 controls the droplet dispensing mechanism 14 to dispense a predetermined amount of droplets onto the test specimen 100. The control device 30 controls the imaging device 16 to capture an image of the droplets dispensed onto the test specimen 100 from above.
  • step S13 the control device 30 acquires the captured image from the degradation test device 10, measures the diameter of the droplet, and estimates the contact angle.
  • step S14 the control device 30 determines the decrease in contact angle on the test specimen 100 as a percentage of the initial contact angle, and terminates processing when the contact angle falls below a predetermined percentage of the initial value.
  • processing may be terminated when the contact angle of any of the test specimens 100 falls below a predetermined value.
  • step S15 the control device 30 determines whether the total test time of the weather resistance test has exceeded a predetermined time, and if so, ends the processing.
  • control device 30 If the total test time does not exceed the predetermined time, the control device 30 returns the process to step S11 and repeats the weather resistance test, droplet dispensing, and contact angle estimation.
  • the stage 15 may be moved to change the position at which the droplets are dropped.
  • the droplets 200 can be dropped in a circular pattern on the test piece 100, as shown in Figure 7.
  • the droplets 200 can be dropped at different positions on the test piece 100, as shown in Figure 8.
  • the surface condition of the area where the droplets 200 are dropped changes from before the drop.
  • the droplets 200 are not affected by the droplets 200 dropped previously.
  • the droplets 200 may be dropped continuously at the same location to examine the effects of the droplets 200 dropped previously.
  • Figure 9 shows the results of a deterioration test conducted on specimens 1 to 4, which have different contact angles, with the light irradiation time kept constant and the type, amount, and speed of the droplets dropped constant.
  • Figure 9 shows the initial contact angle, contact angle after the test, and rate of change in contact angle for specimens 1 to 4.
  • Test specimens 1 to 4 were created by applying different super-water-repellent paints to steel plates measuring 7 cm wide x 15 cm long.
  • the total test time was set to 10,000 hours, and the process shown in Figure 6 was repeated until the contact angle of any of specimens 1 to 4 reached 70% of its initial value. Before the total test time reached 10,000 hours, the contact angle of specimen 1 reached 70% of its initial value, so the test was terminated.
  • test specimen If the test specimen is super water-repellent, there is a possibility that the droplet will roll off the test specimen when it is dropped. Therefore, if the test specimen is super water-repellent, it is advisable to curve the test specimen 100 downward or to provide a depression in the test specimen 100, as shown in Figure 10. This will eliminate the possibility of the droplet 200 rolling off the test specimen 100.
  • the degradation test device 10 of this embodiment includes a light source 11, humidity regulator 12, and temperature regulator 13 for conducting a weather resistance test on the test specimen 100, a droplet dispensing mechanism 14 for dispensing droplets onto the test specimen 100, and an imaging device 16 for capturing images of the droplets dispensed onto the test specimen 100.
  • the control device 30 determines the diameter of the droplets from the captured images, and estimates the contact angle from the droplet volume and droplet diameter to evaluate the water repellency of the test specimen 100. This allows weather resistance testing and water repellency evaluation to be performed simultaneously.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

劣化試験装置１０は、試験体１００に耐候性試験を実施する光源１１、湿度調整器１２、および温度調整器１３と、試験体１００に液滴を滴下する液滴滴下機構１４と、試験体１００に滴下された液滴を撮像する撮像装置１６を備える。制御装置３０は、液滴を撮像した画像から液滴の直径を求め、液滴の量と液滴の直径から接触角を推定して試験体１００の撥水性を評価する。

Description

劣化試験装置
　本開示は、劣化試験装置に関する。
　フッ素コーティングされたフライパン、傘、撥水塗料が塗布された外壁などは水をはじく。このようなぬれの状態やはじきの状態を定量化する指標として接触角がある。接触角は「静止液体の自由表面が固体壁に接する場所で、液面と固体面とのなす角」と定義されている。接触角という概念を導入することで、ぬれの良否を具体的な数値で客観的かつ定量的に表現することが可能となる。
　通常は、まず固体表面上にゆっくりと液滴を滴下・着滴させ、固体表面上で液滴がほぼ静止した状態での接触角を測定する（非特許文献１）。静的な接触角を測定するための最も基本的な手法として、液適法があげられる。液滴法では、ディスペンサを使って固体表面に数μL以下の微小な液滴を滴下し、液滴を真横からCCDカメラで撮影して画像を取得する。この画像から液滴の輪郭形状を解析して接触角を算出する。
　接触角は、固体壁の状態により変化するため、例えば固体壁が経年劣化していくと、経過時間ごとに接触角が変化する。例えば、開封直後の清浄なスライドガラスを大気中に放置し、経過時間ごとの接触角を液滴法で測定すると、接触角は大気曝露1日後から顕著に減少し始め、2ヶ月以降でほぼ一定値となったという報告がある（非特許文献２）。
福山、"撥水性の評価法"、評価技術、2009年、第60巻、第1号、pp. 21-26 「接触角による表面清浄度評価」、協和海面科学株式会社、インターネット〈 URL：https://www.face-kyowa.co.jp/science/literature/contactangle09.html〉
　しかしながら、非特許文献１，２では、環境条件による促進劣化と撥水性の評価とを同時に実施することについて開示されていない。したがって、環境条件による促進劣化と撥水性の評価とを同時に実施する場合には、耐候性試験と撥水性の評価を繰り返して実施する必要があり、試験と評価の実施に多くの機器と労力が必要であった。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な方法で耐候性試験及び撥水性の評価を同時に実施することにある。
　本開示の一態様の劣化試験装置は、試験体に耐候性試験を実施する耐候性試験部と、前記試験体に液滴を滴下する液滴滴下部と、前記試験体に滴下された液滴を撮像する撮像部と、前記液滴を撮像した画像から液滴の直径を求め、前記液滴の量と前記直径から接触角を推定して前記試験体の撥水性を評価する判定部と、を備える。
　本開示によれば、簡易な方法で耐候性試験及び撥水性の評価を同時に実施することができる。
図１は、劣化試験装置の構成の一例を示す図である。 図２は、制御装置の構成の一例を示す図である。 図３は、試験体に滴下した液滴の一例を示す図である。 図４は、試験体に滴下した液滴の一例を示す図である。 図５は、液滴の直径から接触角を推定する方法を説明するための図である。 図６は、劣化試験装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図７は、液滴を複数回滴下した試験体の一例を示す図である。 図８は、液滴を複数回滴下した試験体の一例を示す図である。 図９は、劣化試験結果の一例を示す図である。 図１０は、試験体の一例を示す図である。 図１１は、制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
　以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。
　図１を参照し、劣化試験装置１０の構成の一例について説明する。同図に示す劣化試験装置１０は、密閉構造の中空の直方体形状であり、平坦な床面上に設置される。劣化試験装置１０は、試験体１００の耐候性試験を実施して、試験体１００の撥水性の劣化を調べる。劣化試験装置１０の内部には、光源１１、湿度調整器１２、温度調整器１３、液滴滴下機構１４、台１５、および撮像装置１６が配置される。
　光源１１は、劣化試験装置１０の上部に配置されて、太陽光を模した光を試験体１００に照射する。光源１１は、紫外線領域の光を含む光を照射する。光源１１は、紫外線に加えて、可視領域、赤外領域の光を照射してもよい。光源１１は、「ISO 11341」、「JIS K 5600-7-7」、「JIS K 7350-2」などに準ずる試験を実施するものを使用することができる。光源１１として、紫外線蛍光ランプ、キセノンランプ、サンシャインカーボンランプ、メタルハライドランプを用いてもよい。上記のランプに、放射光の分光放射分布を太陽光に近づけるためのフィルタを組み合わせてもよい。
　湿度調整器１２は、劣化試験装置１０内部を所定の湿度に維持する。
　温度調整器１３は、劣化試験装置１０内部を所定の温度に維持する。
　光源１１、湿度調整器１２、および温度調整器１３によって試験体１００の耐候性試験が実施される。
　液滴滴下機構１４は、任意の量の液滴を試験体１００に滴下する。液滴滴下機構１４は、任意の時間間隔で液滴を滴下できてもよい。図１では、液滴滴下機構１４を２つ図示しているが、液滴滴下機構１４の数はいくつでもよい。
　台１５は、液滴滴下機構１４の下方に配置され、試験体１００を載置する。台１５を、回転または移動可能とし、試験体１００への液滴の滴下位置を調整できるようにしてもよい。
　撮像装置１６は、例えばCMOSカメラであり、試験体１００に滴下された液滴を上方から撮像する。撮像装置１６は、劣化試験装置１０内部を移動できてもよい。
　劣化試験装置１０の内部に配置された各部は制御装置３０によって制御される。
　図２を参照し、制御装置３０の構成の一例について説明する。同図に示す制御装置３０は、制御部３１、処理部３２、判定部３３、表示部３４、および記憶部３５を備える。
　制御部３１は、劣化試験装置１０の各部を制御して、耐候性試験を実施し、試験体１００に液滴を滴下し、試験体１００に滴下された液滴を撮像する。例えば、制御装置３０は、耐候性試験を実施する際に、光源１１の点灯、消灯、および照度を制御し、劣化試験装置１０内部の湿度と温度が所定の湿度と温度となるように、湿度調整器１２と温度調整器１３を制御する。制御装置３０は、試験体１００の所望の位置に液滴が滴下されるように、台１５を制御して回転または移動させて、台１５に載置された試験体１００の位置を調整する。制御装置３０は、液滴滴下機構１４を制御して試験体１００に任意の量の液滴を滴下し、撮像装置１６を制御して試験体１００に滴下された液滴を撮像する。
　処理部３２は、劣化試験装置１０で撮像された液滴の画像を取得し、画像を解析して液滴の直径を求め、直径から接触角を推測する。画像を解析して液滴の直径を求める処理は周知の画像処理技術を採用することができる。
　図３および図４に、試験体１００Ａ，１００Ｂに滴下した液滴２００Ａ，２００Ｂの一例を示す。上段は試験体１００Ａ，１００Ｂを側面方向から見た図であり、下段は試験体１００Ａ，１００Ｂを上方から見た図である。液滴２００Ａの接触角θAは液滴２００Ｂの接触角θBよりも大きい、つまり、試験体１００Ａは試験体１００Ｂよりも撥水性が高い。液滴２００Ａ，２００Ｂの量が同じ場合、接触角θA，θBが大きいほど、液滴２００Ａ，２００Ｂの直径ｄA，ｄBは小さくなる。
　記憶部３５に、滴下した液滴の量（体積）、液滴の直径、および接触角の関係をデータベース化して格納しておく。処理部３２は、記憶部３５を参照し、液滴の量と直径から接触角を推定する。
　あるいは、処理部３２は、θ/2法により接触角を求めてもよい。θ/2法では、図５に示すように、液滴２００を真球２５０を水平にカットした球欠（球を一つの平面で切った立体）とみなして、液滴２００の半径ｒと高さｈから下記の式で接触角θを求める。
　切り口の半径ｒ、高さｈの球欠の体積Ｖは下記の式で表される。
　液滴２００の体積Ｖは分かっているので、直径ｄを測定して半径ｒを把握することで液滴２００の高さｈを算出できる。液滴２００の半径ｒと高さｈからθ/2法により接触角θを求めることができる。
　判定部３３は、推定した接触角に基づいて、試験体１００の劣化を判定する。劣化試験装置１０の耐候性試験により、試験体１００が劣化して撥水性が低下すると、液滴の接触角は減少する。判定部３３は、接触角の初期値に対する割合で試験体１００の劣化を判定する。例えば、判定部３３は、接触角が初期値の７０％以下になったときに、試験体１００が劣化したと判定する。あるいは、判定部３３は、接触角の減少率ではなく、接触角の絶対値で試験体１００の劣化を判定してもよい。
　表示部３４は、耐候性試験における試験体１００の劣化の判定結果を表示する。表示部３４は、水滴の撮像画像、画像から求めた水滴の直径、処理部３２が推定した接触角などの各種情報を表示してもよい。
　記憶部３５は、耐候性試験中に得られた各種情報や試験体１００の判定結果を記憶する。記憶部３５は、液滴の量、液滴の直径、および接触角の関係を記憶してもよい。
　図６のフローチャートを参照し、劣化試験装置の処理の流れの一例について説明する。
　ステップＳ１１において、制御装置３０は劣化試験装置１０を制御して、試験体１００に対して耐候性試験を所定時間実施する。例えば、筐体内の温度を３８℃、湿度を５０％ＲＨとし、光源１１を点灯して光源１１を中心とした周囲全体（３６０°の方向）に太陽光を模した光をＡ時間だけ継続して照射する。この光は、光源１１の下方に設置された複数の試験体１００に、ほぼ均一に照射される。
　耐候性試験後、ステップＳ１２において、制御装置３０は劣化試験装置１０を制御して、試験体１００に液滴を滴下し、試験体１００に滴下された液滴の画像を撮影する。具体的には、制御装置３０は、台１５を制御して、液滴を滴下したい箇所が液滴滴下機構１４の下方に位置するように試験体１００を載置した台１５を移動させる。制御装置３０は、液滴滴下機構１４を制御して、液滴滴下機構１４から所定量の液滴を試験体１００に滴下する。制御装置３０は、撮像装置１６を制御して、試験体１００に滴下された液滴を上方から撮像する。
　ステップＳ１３において、制御装置３０は、劣化試験装置１０から撮像画像を取得し、液滴の直径を測定して、接触角を推測する。
　ステップＳ１４において、制御装置３０は、試験体１００に生じる接触角の減少を、初期の接触角に対する割合で判定し、接触角が初期値の所定の割合以下になった場合、処理を終了する。複数の試験体１００に対して同時に耐候性試験を実施する場合、試験体１００のいずれかの接触角が所定値以下に減少したときに、処理を終了してもよい。
　ステップＳ１５において、制御装置３０は、耐候性試験の総試験時間が所定時間を超えたか否か判定し、総試験時間が所定時間を超えた場合、処理を終了する。
　総試験時間が所定時間を超えていない場合、制御装置３０は、処理をステップＳ１１に戻して、耐候性試験、液滴滴下、および接触角の推測を繰り返す。
　処理を繰り返す際、台１５を移動させて、液滴が滴下される位置を変更してもよい。例えば、台１５の回転中心に試験体１００を載せて、処理を繰り返す際に、台１５を円周方向に回転することで、図７に示すように、液滴２００を試験体１００上に円状に滴下できる。また、処理を繰り返す際に、台１５を横方向と縦方向に移動することで、図８に示すように、液滴２００を試験体１００上に位置をずらしながら滴下できる。試験体１００に液滴２００を滴下すると、液滴２００を滴下した箇所は滴下前の表面状態とは変化するが、順次液滴２００を別の場所に滴下していくことで、それまでに滴下した液滴２００の影響を受けない。逆に、同じ箇所に液滴２００を滴下し続け、それまでに滴下した液滴２００の影響を調べてもよい。
　図９に、光の照射時間を一定とし、滴下する液滴の種類、量、速さを一定として、接触角の異なる試験体１～４について劣化試験を行ったときの結果を示す。図９では、試験体１～４について、初期の接触角、試験後の接触角、および接触角の変化率を示している。
　試験体１～４は、横7cm×縦15cmの鋼板に対し、それぞれ異なる超撥水塗料を塗布することで作製した。
　液滴には水を用いた。総試験時間に10000時間を設定し、試験体１～４のいずれかの接触角が初期値の70%になるまで図６の処理を繰り返した。総試験時間が10000時間に達する前に、試験体１の接触角が初期値の70%に達したので試験を終了した。
　図９の結果から、環境条件に対する試験体の撥水性の経時変化を容易に認識することが可能となる。例えば、試験体１は、初期の接触角は高いものの、試験体２～４と比べて、撥水性の劣化が早いことがわかる。試験体３は、環境条件による劣化が進んだとしても、十分な撥水性を維持できることがわかる。本実施形態の劣化試験装置１０を用いることにより、簡易な方法で試験体が環境条件に耐えられる範囲を推測することが可能になる。
　試験体が超撥水の場合、液滴を滴下した際に液滴が試験体から転げ落ちる可能性がある。そこで、試験体が超撥水の場合は、図１０に示すように、試験体１００を下方向に湾曲させたり、試験体１００に窪みを設けたりするとよい。これにより、液滴２００が試験体１００から転げ落ちる可能性を排除できる。
　以上説明したように、本実施形態の劣化試験装置１０は、試験体１００に耐候性試験を実施する光源１１、湿度調整器１２、および温度調整器１３と、試験体１００に液滴を滴下する液滴滴下機構１４と、試験体１００に滴下された液滴を撮像する撮像装置１６を備える。制御装置３０は、液滴を撮像した画像から液滴の直径を求め、液滴の量と液滴の直径から接触角を推定して試験体１００の撥水性を評価する。これにより、耐候性試験と撥水性の評価を同時に実施できる。
　上記説明した制御装置３０には、例えば、図１１に示すような、中央演算処理装置（ＣＰＵ）９０１と、メモリ９０２と、ストレージ９０３と、通信装置９０４と、入力装置９０５と、出力装置９０６とを備える汎用的なコンピュータシステムを用いることができる。このコンピュータシステムにおいて、ＣＰＵ９０１がメモリ９０２上にロードされた所定のプログラムを実行することにより、制御装置３０が実現される。このプログラムは磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリなどの、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録することも、ネットワークを介して配信することもできる。
　１０　劣化試験装置
　１１　光源
　１２　湿度調整器
　１３　温度調整器
　１４　液滴滴下機構
　１５　台
　１６　撮像装置
　３０　制御装置
　３１　制御部
　３２　処理部
　３３　判定部
　３４　表示部
　３５　記憶部
　１００，１００Ａ，１００Ｂ　試験体
　２００，２００Ａ，２００Ｂ　液滴

Claims (6)

  1. 　試験体に耐候性試験を実施する耐候性試験部と、
    　前記試験体に液滴を滴下する液滴滴下部と、
    　前記試験体に滴下された液滴を撮像する撮像部と、
    　前記液滴を撮像した画像から液滴の直径を求め、前記液滴の量と前記液滴の直径から接触角を推定して前記試験体の撥水性を評価する判定部と、を備える、
    　劣化試験装置。
  2. 　請求項１に記載の劣化試験装置であって、
    　前記接触角の減少率が閾値以下または前記接触角が所定値以下となるまで耐候性試験と撥水性の評価とを繰り返す、
    　劣化試験装置。
  3. 　請求項２に記載の劣化試験装置であって、
    　前記試験体を載置する移動可能な台を備え、
    　耐候性試験と撥水性の評価とを繰り返す際に、液滴を滴下する位置が異なるように、前記台を移動させる、
    　劣化試験装置。
  4. 　請求項１に記載の劣化試験装置であって、
    　液滴の量、液滴の直径、および接触角の関係を記憶した記憶部を備え、
    　前記記憶部を参照して接触角を推定する、
    　劣化試験装置。
  5. 　請求項１に記載の劣化試験装置であって、
    　前記液滴の量と前記液滴の直径から前記液滴の高さを求めて接触角を推定する、
    　劣化試験装置。
  6. 　請求項１に記載の劣化試験装置であって、
    　前記耐候性試験部、前記液滴滴下部、および前記撮像部を１つの筐体内に備える、
    　劣化試験装置。
PCT/JP2024/020478 2024-06-05 2024-06-05 劣化試験装置 Pending WO2025253531A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2024/020478 WO2025253531A1 (ja) 2024-06-05 2024-06-05 劣化試験装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2024/020478 WO2025253531A1 (ja) 2024-06-05 2024-06-05 劣化試験装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025253531A1 true WO2025253531A1 (ja) 2025-12-11

Family

ID=97960437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/020478 Pending WO2025253531A1 (ja) 2024-06-05 2024-06-05 劣化試験装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2025253531A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05232009A (ja) * 1992-02-18 1993-09-07 Nagoyashi コンピュータ画像解析システムによる接触角測定法と接触角測定装置
JP2002025024A (ja) * 2000-07-10 2002-01-25 Fujitsu Ltd 磁気ヘッドの寿命を試験する方法及び装置
JP2002350328A (ja) * 2001-05-30 2002-12-04 Fujita Corp 材料の耐久性予測装置および耐久性予測方法
JP2017110966A (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 日本電信電話株式会社 試験装置及び試験方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05232009A (ja) * 1992-02-18 1993-09-07 Nagoyashi コンピュータ画像解析システムによる接触角測定法と接触角測定装置
JP2002025024A (ja) * 2000-07-10 2002-01-25 Fujitsu Ltd 磁気ヘッドの寿命を試験する方法及び装置
JP2002350328A (ja) * 2001-05-30 2002-12-04 Fujita Corp 材料の耐久性予測装置および耐久性予測方法
JP2017110966A (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 日本電信電話株式会社 試験装置及び試験方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3279636B1 (en) Particle size measuring method and device
US11016006B2 (en) System and method for real-time volume control
CN106645197B (zh) 检测精密光学元件表面颗粒物的在线检测系统及应用方法
US12590901B2 (en) Method for inspecting a coated surface for coating defects
CN104062098B (zh) 一种双线阵ccd扫描成像测量光束质量的装置及方法
JP2014521938A (ja) 試料塗布装置の感知および位置決め
CN108956384A (zh) 一种同步测量液体表面张力系数和接触角的光学方法
CN105372165B (zh) 一种基于疏水材料的液滴直径分布测量方法
US10831009B2 (en) Phase contrast microscope and imaging method
Tang et al. A new visibility measurement system based on a black target and a comparative trial with visibility instruments
CN111629199B (zh) 鬼像测试方法及系统
JP5110656B2 (ja) 接触角測定システム及び接触角測定方法
CN110160760B (zh) 一种喷嘴雾化效果检测方法
CN115096768A (zh) 可同时测量颗粒粒径与体积浓度的背光成像系统和方法
TWI833904B (zh) 測定一流體樣本之顆粒特性及/或測定該流體樣本之污染特性的方法
CN100533057C (zh) 一种自洁玻璃接触角的在线测量方法
KR20140100756A (ko) 종이의 액체 표면 거동 및 사이즈도 측정방법, 그리고 이의 측정장치
KR101094968B1 (ko) 휘도값을 이용한 글래스 기판 상의 이물 감지 시스템 및 그방법
CN118485665B (zh) 基于计算机视觉的液晶显示屏幕质量检测方法
CN110389090B (zh) 一种大口径反射镜表面颗粒污染物亚像素尺寸标定方法
Nguyen et al. Full-scale experimental study of moisture condensation on the glazing surface: Condensation rate characterization
EP2126544A1 (en) Systems and methods for producing carbonaceous pastes used in the production of carbon electrodes
CN205246559U (zh) 一种碲锌镉晶片腐蚀形貌的快速成像装置
CN110095472B (zh) 基于hdri的高反光金属表面缺陷检测方法及系统
CN102721671A (zh) 大气黑碳浓度数字摄像观测方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24942621

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1