JP2002310902A - 波長選択性のある散乱光測定方法 - Google Patents

波長選択性のある散乱光測定方法

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    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微粒子が分散された透明体などに見られる視
感中心波長から離れた波長域に光散乱強度のピークがあ
る透明基材に対してもヘイズ率を正確に測定すること。 【解決手段】 積分球装置を用い、透明体の各波長毎の
全光線透過率T1及び拡散光線透過率T2を測定し、T
2/T1×100(%)に基づいて各波長毎のヘイズ率
(%)を求めること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス、プラスチ
ック等の透明体において光照射により生じる散乱光の分
光特性測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】透明な媒質中に球状あるいは不定形の微
粒子が分散した透明基材に、太陽光やハロゲンランプ光
を照射すると、該微粒子の表面で光散乱が起こり、該透
明基材の外観色調等に悪影響を与えることがある。この
ような現象は、分散媒質と微粒子の光学定数差、微粒子
の粒径や充填率などが、光散乱強度や波長依存性に影響
を与えるためであることが知られている。
【0003】微粒子が分散した透明体としては、例え
ば、該透明体表面に形成したチタニアあるいはシリカマ
トリクス膜中などに金、銀などの金属微粒子が分散した
着色膜(例えば、特開2000−264679号公報
等)、コロイダルシリカやチタニア微粒子などが分散し
た膜(例えば、特開平10−60665号公報、特開平
11−147277号公報等)、車両用合わせガラスの
着色シェードに用いられるPVB(ポリビニルブチラー
ル)樹脂に顔料を練り込んだもの、合わせガラス用中間
膜中に微粒子を混入したもの(例えば、特開平8−25
9279号公報、特開平10−297945号公報等)
等が知られている。
【0004】上記に示すようなガラスやプラスチックな
どの透明体の光線透過率、ヘイズ率を測定する方法とし
ては、JIS−K−7105、或いはJIS−R−32
12などに示される積分球方式の測定法が一般的に用い
られている。該測定法は、光散乱を伴うような微細キ
ズ、気泡、不均質相などを有する透明基材でも、該透明
基材に入射した光線を積分球装置で集光することにより
拡散光線透過率と平行光線透過率を合計した全光線透過
率を測定することができるとともに拡散光線透過率のみ
を分離して測定でき、それらの値から算出することによ
りヘーズ率も求めることができる。例えば、特開平9−
86967号公報には、シリカマトリクス中にITO微
粒子を分散させた薄膜、また、特開平11−38208
号公報には、液晶表示画面の視認性を向上させた光散乱
フィルムについてのヘイズ率の測定例などが記載されて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
前記に示したJIS−K−7105或いはJIS−R−
3212などに示される積分球方式の測定法により測定
されるヘーズ率は、A、CまたはD65光源をY値で表
示するため、人間の一番視感強度が強い波長域である波
長530nm付近の視感中心波長におけるヘイズ率を示
すものである。このため、前述した微粒子が分散された
透明基材などに見られる視感中心波長から離れた波長域
に光散乱強度のピークがある透明基材においては、ヘイ
ズ率の数値化ができず目視観察に頼らざるを得ないとい
う問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来の前記の
課題に鑑みなされたものであって、微粒子が分散された
透明体などに見られる視感中心波長から離れた波長域に
光散乱強度のピークがある透明基材に対してもヘイズ率
を正確に測定することが可能な波長選択性のある散乱光
測定方法を提供するものである。
【0007】すなわち、本発明の波長選択性のある散乱
光測定方法は、積分球装置を用い、透明体の各波長毎の
全光線透過率T1及び拡散光線透過率T2を測定し、
(1)式に基づいて各波長毎のヘイズ率(%)を求める
ことを特徴とする。
【0008】
【式2】
【0009】また、本発明の波長選択性のある散乱光測
定方法は、前記の各透過率を可視光線領域(380〜7
80nm)の各波長毎に測定することを特徴とする。
【0010】さらに、本発明の波長選択性のある散乱光
測定方法は、透明体は、該透明体中に光を散乱する微粒
子状物質が含有されてなることを特徴とする。
【0011】さらにまた、本発明の波長選択性のある散
乱光測定方法は、透明体は、透明基板表面に微粒子状物
質を含む膜が被覆されている透明基材であることを特徴
とする。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の波長選択性のある散乱光
測定方法は、積分球装置を用い、透明体の各波長毎の全
光線透過率T1(%)及び拡散光線透過率T2(%)を
測定し、(1)式に基づいて各波長毎のヘイズ率(%)
を求めることを特徴とする。
【0013】
【式3】
【0014】本発明に用いられる積分球装置は、図1に
その断面図を示す様に、積分球装置1の球体2の左右に
相対向して入射側開口部3、横側開口部4が設けられて
おり、該開口部3には測定用の試料5が取り付けれるよ
うになっており、一方、横側開口部4には横蓋6が着脱
自在できるようになっている。また、該球体2の上下に
相対向して、下側開口部7と受光部8が設けられてお
り、下側開口部7は下蓋9が着脱自在になっている。
【0015】この積分球装置1を用いて全光線透過率
(%)、拡散光透過率(%)、ヘイズ率(%)を測定す
るには次に示す(1)〜(4)のような操作を行う。
【0016】(1)透過率100%合わせ 先ず、入射側開口部3に試料5を装着しない状態で、横
蓋6および下蓋9をそれぞれの開口部4,7に装着して
閉口し、入射側開口部3の外部に設けた光源10より光
線11を球体2内に入射させる。球体2内に入射した入
射光線11は、球体2内で全反射したのち受光部8より
出て行く。その時、受光部8において光線の出射光強度
L1を測定し、その時の出射光強度を透過率100%と
し、透過率100%合わせを行う。
【0017】(2)全光線透過率の測定 次に、試料5を入射側開口部3に装着し、横蓋6及び下
蓋9により開口部4,7を閉口させた状態で受光部8に
おいて各波長毎の出射光強度L2を測定し、下記の
(2)式に基づき各波長毎の全光線透過率T1を算出す
る。
【0018】
【式4】
【0019】(3)拡散光線透過率の測定 次に、横蓋6を開口部4より取り外した状態で、受光部
8における出射光強度L3を測定し、下記の(3)式に
基づき拡散光線透過率T2を算出する。この拡散光線透
過率は、横蓋6を開口部4より取り外すことにより、球
体2内に導入した光線のうち、平行光線透過率を球体2
外に逃がすことにより各波長毎の拡散光線透過率が得ら
れる。
【0020】
【式5】
【0021】(4)ヘイズ率の計算 前記(2)式で得られた全光線透過率T1(%)を
(3)式で得られた拡散光線透過率T2(%)を式
(1)に導入して各波長毎のヘイズ率を算出する。
【0022】
【式6】
【0023】なお、積分球装置については、例えばJI
S−R−3106に記載の分光光度計等を用いることが
できる。なお、測定する波長の領域は、波長380〜7
80nmの可視光線領域が好ましい。
【0024】本発明の測定に用いられる透明体として
は、Sn、Ti、Si、Zn、Zr、Fe、Al、C
r、Co、Ce、In、Ni、Au、Ag、Cu、P
t、Mn、Ta、W 、V 、Moの金属、酸化物、窒
化物、硫化物あるいはSb、Sn、Fなどのドープ物の
各単独物、もしくはこれらの中から少なくとも2種以上
を選択してなる複合物、またはさらに当該各単独物もし
くは複合物に有機樹脂物を含む混合物または有機樹脂物
を被覆した被膜物などの微粒子を、ガラス中に混入した
り、或いはプラスチック樹脂中に混入したり、或いは膜
中に混入させる等して、透過率変化、着色、熱線遮蔽、
紫外線遮蔽、電波透過性、耐久性向上等種々の機能を発
揮させるものを用いることができる。なお、微粒子の粒
径は特に限定するものではないが、透明性を確保するた
めには、約0.1μm以下の粒径を有するものが好まし
く、機能、用途、基材の材質、微粒子の粒径、含有量等
特に限定するものではない。
【0025】以上に述べたように、本発明によれば、分
光光度計により全光線透過率、拡散光透過率の各波長毎
の測定値を測定できるので、従来のヘーズメータでは測
定できなかったヘーズ率の波長毎の光散乱特性が把握で
きるようになり、散乱光の色調や散乱強度の波長依存性
の把握が可能となる。
【0026】
【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。
【0027】実施例1〜4 (1)試料の準備 透明ガラス基板上に、表1に示す4種類の着色膜(膜厚
200nm)をゾルゲル法で被覆し、ヘイズ率の測定用
試料とした。
【0028】
【表1】
【0029】(2)ヘイズ率の算出 次に、前記で準備した4種類の試料のヘイズ率を求め
た。積分球装置を有する分光光度計(日立製作所製 U
4000型)を用い、前述の方法により(2)式、
(3)式に基づき、可視光線領域(380〜780n
m)の各波長毎の透過率100%合わせ、全光線透過
率、拡散透過率を測定し、(1)式に基づきヘイズ率を
求めた。求めた各波長毎のヘイズ率の光分光曲線を図2
に示す。図2に示すように、試料1〜4の波長毎のヘイ
ズ率はかなり変動していることが判る。特に、試料2、
4はその傾向が著しい。
【0030】(3)L***及び座標軸上の色調 次に、上記で求めた各波長毎のヘーズ率より、JIS−
Z−8729に示されるL***表色系の色度座標の
計算に基づきL***および座標上の色調を求めた。
求めたL***表色系色度座標を表2に示す。表2に
示すように、目視観察による散乱光の色調と色度座標上
の色調がほとんど一致している。
【0031】
【表2】
【0032】以上に示すように、本発明の方法によれば
可視光線領域(380〜780nm)の波長毎のヘイズ
率が測定できるので、目視観察による散乱光の色調と測
定したL***表色系の色度座標上の色調がほとんど
一致し、各試料の散乱光の識別が可能となった。
【0033】比較例1〜4 実施例1〜4で得られた各試料を、従来の測定法である
ヘーズメータ(日本電色工業製 NDH−20D型)で
ヘイズ率及び目視観察(ハロゲンランプ照射)による散
乱光の色調を測定した。結果を表3に示す。表3に示す
ように、従来の測定法では、視感強度の強い波長530
nm付近のヘイズ率しか測定できず、今回の試料のよう
な波長選択性のある微粒子を含む透明基材の場合には、
ヘイズ値は真の値を示していないという問題がある。
【0034】
【表3】
【0035】実施例5、6 透明ガラス基板上にチタニア微粒子をシリカマトリクス
中に分散させた薄膜(膜厚70nm)をゾルゲル法で形
成したもの2種類を試料とし目視観察した。結果を表4
に示す。表4に示されるように、2つの試料間では膜の
表面状態の違いで、ハロゲンランプ光を照射した際に観
察される散乱光に違いが認められた。これらの試料につ
いて実施例1と同様に測定し、各波長毎のヘーズ率を求
めた結果を図4に示す。前記試料1〜4と同様に、各波
長毎のヘイズ率は波長により大きく変動しており、特に
試料5においてその傾向が強かった。
【0036】
【表4】
【0037】比較例5、6 試料5,6のヘイズ率を比較例1〜4と同じ方法により
ヘイズ率を測定し、結果を表5に示す。表5に示すよう
に、前記の図4に示した波長毎のヘイズ値とかなり大き
く異なる傾向を示している。
【0038】
【表5】
【0039】
【発明の効果】本発明は、従来の一般的なヘーズメータ
では測定できなかった波長毎のヘイズ率分光特性が把握
できるようになり、散乱光の色調や散乱強度をランク分
けできるようになる著効を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】積分球装置の概略を示す図である。
【図2】実施例1〜4におけるヘイズ率分光曲線を示す
図である。
【図3】実施例1〜4におけるL***表色系色度座
標を示す図である。
【図4】実施例6、6におけるヘイズ率分光曲線を示す
図である。
【符号の説明】
1 積分球装置 2 球体 3 入射側開口部 4 横側開口部 5 試料 6 横蓋 7 下側開口部 8 受光部 9 下蓋 10 光源 11 入射光線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G020 AA08 DA02 DA03 DA04 DA12 DA22 DA24 DA31 DA66 2G059 AA02 BB08 EE01 EE02 EE13 GG10 HH02 JJ01 JJ16 KK01 KK07

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】積分球装置を用い、透明体の各波長毎の全
    光線透過率T1及び拡散光線透過率T2を測定し、
    (1)式に基づいて各波長毎のヘイズ率(%)を求める
    ことを特徴とする波長選択性のある散乱光測定方法。 【式1】
  2. 【請求項2】前記請求項1における各透過率を可視光線
    領域(380〜780nm)の各波長毎に測定すること
    を特徴とする請求項1記載の波長選択性のある散乱光測
    定方法。
  3. 【請求項3】透明体は、該透明体中に光を散乱する微粒
    子状物質が含有されてなることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の波長選択性のある散乱光測定方法。
  4. 【請求項4】透明体は、透明基板表面に微粒子状物質を
    含む膜が被覆されている透明基材であることを特徴とす
    る請求項1乃至3のいずれかに記載の波長選択性のある
    散乱光測定方法。
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