JPH04254710A - 表面状態評価方法 - Google Patents

表面状態評価方法

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JPH04254710A
JPH04254710A JP2770091A JP2770091A JPH04254710A JP H04254710 A JPH04254710 A JP H04254710A JP 2770091 A JP2770091 A JP 2770091A JP 2770091 A JP2770091 A JP 2770091A JP H04254710 A JPH04254710 A JP H04254710A
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roughness
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JP2770091A
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Shinji Yamamoto
伸治 山本
Yuji Kihara
木原 勇二
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Japan Steel Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形、押出成形、
複合材成形などの分野において成形品の良否を判断する
評価方法に関し、特に成形品の表面状態を評価する表面
状態評価方法に関する。
【0002】
【従来の技術】射出成形、押出成形あるいは複合材成形
などにより得られる成形品の表面には、金型やロールな
どの表面の凹凸が転写されるのみならず、成形条件など
の影響によって種々の表面状態となる。例えば射出成形
品の場合、水分の影響あるいは樹脂材料の溶融時の熱分
解などにより、成形品の表面があばた状になることがあ
る。押出成形品の場合、冷却のムラや空気の巻き込みな
どにより、成形品であるフィルムやシートなどの表面に
ざらつきが発生する。また複合材成形品では、樹脂と強
化材の組み合せ技術あるいは成形条件などによって成形
品の表面状態は変化する。従来、これら成形品の表面状
態の評価方法として、ほとんどの場合は目視観察が採用
されており、経験者の判別技量に頼っていた。
【0003】特に、表面状態が一様でない場合、例えば
あばた状の凹凸が分布する場合、凹凸の差が激しい場合
、表面のところどころにボイド状の大きな陥没がある場
合などの表面状態の評価方法としては、個人の主観ある
いは照合板(表面状態の程度をいくつかの等級に分類し
、その等級毎に当該等級の標準の表面状態となるように
作成した板)を用いて比較照合するなどの方法があった
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の表面状
態評価方法では、個人の主観に頼るため、評価結果に個
人差が含まれ、また定量的な評価が行えないという問題
点がある。さらに表面状態が一様でない場合において、
表面の特定の場所の表面状態を評価するのが困難である
という問題点がある。
【0005】本発明の目的は、成形品の表面状態の評価
を定量的に行うことができ、また、ボイド状の大きな陥
没部があるなど表面状態が一様でない場合に局所的な表
面状態の評価を行うことのできる表面状態評価方法を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の表面状態評価方法は、成形品の表面状態を評
価する表面状態評価方法であって、前記成形品の表面の
参照点とすべき部分の表面粗度と、前記成形品の表面の
表面状態を評価しようとする部分の光沢度とを測定し、
前記表面粗度と前記光沢度とを用いて前記評価しようと
する部分の表面状態を評価する。
【0007】この場合、測定された前記表面粗度をA、
光沢度をBとし、K1、K2を定数として、F=(K1
−K2×log10A)−Bで表される値Fをもって、
前記評価しようとする部分の表面状態の評価の指標とす
るとよい。また前記定数K1、K2の値は、光沢度βが
既知であり表面粗度が一様な複数の光沢度標準試料の表
面粗度αを測定し、β=K1−K2×log10αなる
式に当てはめることによって決定するようにするとよい
【0008】
【作用】ここで本発明を完成するまでにおこなった検討
、研究の過程を略述することにより、本発明の作用を説
明する。
【0009】金属などの表面粗さを測定するための表面
粗度計による測定値は、表面状態を一応反映していると
考えられるが、表面のザラつきが大きいときには同じよ
うな表面状態であっても測定を行った場所によって大き
くばらつき、また、図1に示されるような大きなボイド
状の凹凸部や陥没部がある場合には、表面粗度の定義自
体が行えなくなったり表面粗度計による測定を行うこと
ができなくなったりする。
【0010】一方、光沢度計を用いた測定は、反射光が
同じ光量となる場合には一様な表面状態であるときとボ
イド状の陥没部があるときとで同じ光沢度を示すことと
なるので、表面状態を反映しない測定となることがある
。すなわち、図2(A)に示されるようなある程度ザラ
ザラした一様な表面と、図2(B)に示されるような平
滑な面に大きな陥没部(凹凸部)が少量散在する表面と
では表面状態は異なるが、これら両表面をそれぞれ光沢
度計で測定したときに同じ測定値となることがあり不都
合である。
【0011】表面状態と表面粗度、光沢度との関係を検
討する中で、一様な表面粗度を有する表面の表面粗度と
光沢度との間に特定の関係があることを見出した。すな
わち、表面粗度をα、光沢度をβとし、K1とK2を定
数とすると、 β=K1−K2×log10α なる関係式が成立することを見出した。前記関係式を利
用すれば、光沢度の測定値から、その測定点の局所的な
表面状態が全面に拡がっているような表面の表面粗度が
逆算できることになる。なお、定数K1、K2決定の実
際の手順としては、光沢度が既知で一様な表面状態を有
する複数の光沢度標準試料について表面粗度を測定し、
実測値から最小自乗法などの計算によってもよいし、片
対数方眼紙に表面粗度と光沢度の実測値をプロットし、
グラフの傾きと切片の値から求めてもよい。
【0012】ところで、成形品の表面は、1)図3にお
いてaで示されるような、ある程度の範囲にわたって一
様であって比較的ザラつきの少ない、表面の素地である
と考えられる部分(素地部分)と、2)前記素地部分と
は異なり、図3においてbで示されるような、ボイド状
の陥没部あるいは凹凸部が存在する部分(陥没部分)と
に分類することができる。素地部分は、良好な表面状態
であり、表面粗度を測定することにより表面状態を評価
することができる。一方、陥没部分は、不良な表面状態
であり、一般に表面粗度の測定を行うことができないが
、光沢度の測定を行うことは可能である。
【0013】陥没部分の表面状態の評価方法を検討した
結果、素地部分に参照点を設定して該参照点について測
定した表面粗度から上記関係式に基づいて光沢度を逆算
し、この逆算した光沢度と陥没部分の光沢度の実測値と
の差を求めることにより、該差が陥没部分の表面状態の
評価の指標となることを見出した。すなわち、前記差が
陥没部分の表面状態の定量的な評価値となる。
【0014】
【実施例】次に、本発明の表面状態評価方法の実施例に
ついて説明する。
【0015】まず、触針法などの通常の表面粗度計を用
いて、表面状態が一様で光沢度が既知の光沢度測定用の
標準板の表面粗度を測定する。光沢度には、その定義に
よって鏡面光沢度、変角光沢度などがあるが、これらの
いずれも採用することができる。また表面粗度には、そ
の定義によって中心線平均あらさや最大高さなどがある
が、これらのいずれも採用することができる。光沢度β
の異なる複数の標準板について表面粗度αを測定したら
、これら測定値が、 β=K1−K2×log10α なる式を一番よく満足するように、最小自乗法その他の
方法で定数K1、K2を決定する。表面粗度αと光沢度
βを片対数方眼紙にプロットし、グラフの傾きと切片の
値から定数K1、K2を決めてもよい。
【0016】次に、成形品の表面の、ある程度の範囲に
わたって一様であって比較的ザラつきの少ない、表面の
素地であると考えられる部分(素地部分)の表面粗度A
を測定する。素地部分は成形品の表面の表面状態の良好
な部分に相当する。そして、成形品の表面の表面状態を
評価したいと思う部分の光沢度Bを測定する。そののち
、     F=(K1−K2×log10A)−B   
       ……(1)で表される値Fを算出すれば
、この値Fが前記評価したいと思う部分の表面状態の定
量的評価値となる。
【0017】成形品の素地部分の表面粗度は、同じよう
な成形を行った場合にはほとんど変動しないと考えられ
るから、一連の成形による成形品について1回だけ測定
すればよい。一連の成形による個々の成形品の表面状態
の評価や、成形品の異なる複数の部分の表面状態を評価
したい場合には、評価を行いたい部分の光沢度を順次測
定し、それぞれ測定した光沢度の値と予め1回だけ測定
した表面粗度の値を式(1)に代入し、各々の測定点の
値Fを計算すればよい。
【0018】次に、本発明の表面状態評価方法により実
際に成形品の表面状態の評価を行った結果について説明
する。
【0019】光入射角が60°である鏡面光沢度測定用
の標準板の表面粗度を測定した。その結果、光沢度がそ
れぞれ90%、60%、42%である標準板の表面粗度
はそれぞれ約0.3μm、約2μm、約6μmであった
。この測定結果を縦軸を光沢度、横軸を表面粗度として
片対数方眼紙にプロットしたところ図4に示すようにな
り、プロットした点は直線Cに乗るようになる。この図
に示された直線Cの傾きと切片の値から、光沢度β(%
)と表面粗度α(μm)との間には、β≒71−37×
log10α              ……(2)
なる関係があることがわかった。すなわち上述の定数K
1、K2がそれぞれ71、37であることがわかった。
【0020】次に、表面状態を評価しようとする成形品
の表面の、ある程度の範囲にわたって一様であって比較
的ザラつきの少ない、表面の素地であると考えられる部
分(素地部分)の表面粗度Aを測定する。続いて、成形
品の表面の表面状態を評価しようとする部分、例えばボ
イド状の陥没部のある部分の光沢度Bを測定する。この
成形品について測定した表面粗度Aと光沢度Bとを上述
の片対数方眼紙にプロットすると、大抵の場合、前記直
線Cより下側に位置する。式(2)の右辺に表面粗度A
を代入して得た値は成形品の表面の素地部分、すなわち
一様で表面状態の良好な部分の光沢度の値に対応するか
ら、前記代入して得た値と実測した光沢度Bとの差が大
きければ大きいほど、表面状態を評価しようとした部分
の表面状態が素地部分と異なり、凹凸の程度が大きいも
のと評価できる。つまり、 F=(71−37×log10A)−B      …
…(3)で表される値Fが表面状態の不良度合を表すこ
とになる。
【0021】ガラス繊維を強化材とし、エポキシ樹脂を
マトリックス樹脂とする繊維強化型複合材からなる第1
の成形品について表面状態の評価を行ったところ、この
成形品の表面の良好部分の表面粗度Aは約0.5μmで
あり、不良部分の光沢度Bは57%であった。前述の式
(3)に代入することにより、このときの不良度合F1
 は、 F1=(71−37×log100.5)−57≒82
.1−57=25.1 と計算された。したがって、この成形品の表面粗度は0
.5μm、不良度合F1 は25.1と評価できる。表
面粗度A、光沢度B、不良度合F1 の関係を図4に示
す。
【0022】また、成形条件のみを変えて第2の成形品
を成形し、同様の測定を行ったところ、良好部分の表面
粗度Aは約0.6μm、不良部分の光沢度Bは60%で
あった。この成形品の不良度合F2は、F2=(71−
37×log100.6)−60≒79.2−60=1
9.2 となり、この成形品の表面粗度は0.5μm、不良度合
F2 は19.2と評価された。表面粗度A、光沢度B
、不良度合F2 の関係を図4に示す。
【0023】以上の結果から、第1の成形品は第2の成
形品に比べて、表面粗度は良好であるが、不良度合が大
きいすなわちボイド状の陥没部において凹凸がより大き
いことがわかった。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、成形品の
表面の参照点とすべき部分の表面粗度と、前記成形品の
表面の表面状態を評価しようとする部分の光沢度とを測
定し、前記表面粗度と前記光沢度とを用いて前記評価し
ようとする部分の表面状態を評価することにより、成形
品の表面状態の評価を容易に定量的に行うことができ、
また、ボイド状の大きな陥没部があるなど表面状態が一
様でない場合に局所的な表面状態の評価を行うことがで
きるという効果がある。したがって、また本発明は、成
形品の品質管理や成形実験などの結果の把握方法の1つ
となり、研究や開発などにおいても有効に利用でき、射
出成形、押出成形あるいは複合材成形などの技術の向上
にも寄与するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】大きなボイド状の凹凸部や陥没部がある表面を
説明する模式断面図である。
【図2】(A)はある程度ザラザラした一様な表面を説
明する模式断面図、(B)は平滑な面に大きな陥没部(
凹凸部)が少量散在する表面を説明する模式断面図であ
る。
【図3】一般の成形品の表面の状態を説明する模式断面
図である。
【図4】表面粗度と光沢度との関係を示す特性図である
【符号の説明】
a    素地部分 b    陥没部分

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  成形品の表面状態を評価する表面状態
    評価方法であって、前記成形品の表面の参照点とすべき
    部分の表面粗度と、前記成形品の表面の表面状態を評価
    しようとする部分の光沢度とを測定し、前記表面粗度と
    前記光沢度とを用いて前記評価しようとする部分の表面
    状態を評価する表面状態評価方法。
  2. 【請求項2】  成形品の表面状態を評価する表面状態
    評価方法であって、前記成形品の表面の参照点とすべき
    部分の表面粗度Aと、前記成形品の表面の表面状態を評
    価しようとする部分の光沢度Bとを測定し、K1、K2
    を定数とし、F=(K1−K2×log10A)−Bで
    表される値Fをもって、前記評価しようとする部分の表
    面状態の評価の指標とする表面状態評価方法。
  3. 【請求項3】  光沢度βが既知であり表面粗度が一様
    な複数の光沢度標準試料の表面粗度αを測定し、β=K
    1−K2×log10αなる式に当てはめることによっ
    て定数K1、K2を決定する請求項2記載の表面状態評
    価方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023040925A (ja) * 2021-09-10 2023-03-23 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 表面検査装置及びプログラム
CN115962706A (zh) * 2022-12-20 2023-04-14 昆山市建设工程质量检测中心 一种基于取型器的预制叠合楼板表面粗糙度信息采集方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59196505A (ja) * 1983-04-22 1984-11-07 株式会社村田製作所 高周波用誘電体磁器組成物

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