JIS R 3257:1999 基板ガラス表面のぬれ性試験方法

R 3257 : 1999

まえがき

  この規格は,工業標準化法に基づいて,日本工業標準調査会の審議を経て,通商産業大臣が制定した日
本工業規格である。
  この規格の一部が,技術的性質をもつ特許権,実用新案権,又は出願公開後の実用新案登録出願に抵触
する可能性があることに注意を喚起する。通商産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような技術的性
質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案,又は出願公開後の実用新案登録出願にかかる確認に
ついて,責任をもたない。

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――――― [JIS R 3257 pdf 1] ―――――

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                            R 3257 : 1999

基板ガラス表面のぬれ性試験方法

Testing method of wettability of glass substrate

序文 液晶ディスプレイ,プラズマディスプレイなどの基板に基板ガラスが広く用いられるようになって
おり,基板ガラス表面のぬれ性は,ディスプレイ素子などの性能に大きな影響を及ぼすので,試験方法の
標準化を行い,ディスプレイ素子などの性能の向上を図ることとした。
1. 適用範囲 この規格は,基板ガラス(表面)の水に対するぬれの尺度としての水の接触角の試験方法
について規定する。
    備考 この規格の中で{}を付けて示してある単位及び数値は,従来単位によるものであって,参
          考として併記したものである。
2. 定義 この規格で用いる用語の定義は,次による。
a) 接触角 固体,液体及び気体(一般的には空気,以下空気という。)の接する部位から,液体の曲面に
    接線を引いたとき,この接線と固体表面のなす角度。
b) 前進接触角 固体表面と空気が接している面に,新たに液体が接触するときに作られる接触角。
c) 後退接触角 液体にぬれていた,固体表面の上に作られる接触角。
d) 静滴法 固体表面上に液滴を静置して,接触角を求める方法。
e) 垂直板法 固体の一部を垂直に液体中に浸せき(漬)するときに形成される前進接触角,及びこれを
    垂直に引き上げるときに形成される後進接触角を求める方法。
3. 試験方法の種類 試験方法の種類は,次による。
a) 静滴法
b) 垂直板法
4. 試験片 試験片は,次に示す方法で採取する。
a) 試験片の採取 切断が必要な場合,ガラス切り又は切断装置で基板ガラスから採取する。切断時の基
    板ガラス及び切断し採取した試験片の取り扱いは,清浄な手袋をはめ,かつ,試験面に触れないよう
    にして行う。切断装置からの汚染のないよう十分注意する。
b) 試験片の寸法 静滴法及び垂直板法ともに,使用測定器で測定可能な大きさ以内とする。
5. 試験片の保管 試験片を採取したら速やかに接触角の測定を行うことが望ましいが,保管をしておく
ことが必要なときには,例えば,図1に示すようなガラスの容器(1)内の2本の清浄なガラス棒の上に載置
する(2)。

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                                   図1 ガラス製のデシケータ
    注(1) 密閉性のよいガラス容器。例えば,ガラス製のデシケータ。デシケータは使用前に清浄にして
          おく。乾燥剤やグリースなどは使用しない。
      (2) 保管期間すなわち接触角測定までの時間は,少ないほどよい。長くとも5時間以上は置かない。
          表面汚染を防ぐため,採取後の試験片は清浄なピンセットなどにより取り扱う。
6. 静滴法
6.1   試験原理 水平に置かれた試験片上に図2のように水滴を静置する。水滴の容量が4    汎     下の場合
には,水滴の形状は球の一部とみなせるので,接触角             の形状との間には,次のような関係が成り
立つ。
                                 1h
                            2 tan    (1)
                                  r
  ここに,rは,水滴の試験片に接している面の半径 (mm),hは,試験片表面から水滴の頂点までの高さ
(mm) である。
                                  図2 水滴の形状からの接触角
  rとhの測定から式(1)によって接触角を求める。
  rとhから求める方法のほかに,図3に示した光学的読取装置を用い,その視野の中の水滴の像に,図2
に示す線ABを引き,線ABと試験片表面の間の角       一        読し,これを2倍して接触角               
なお,図2のB点は水滴の頂点である。
6.2   試験装置と器具 測定装置は,図3に示した基本構成をもち,次の試料台,光源,光学的読取装置
から構成する。

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                                                                                   R 3257 : 1999
                           図3 静滴法による接触角測定装置の基本構成
a) 試料台 試験片を置く台。光源と光学的読取装置の光軸の中心に,試験片上に静置した水滴がくるよ
    うに試料台の位置が上下,左右に可動な機構を備えていること。
b) 光源 試験片上の水滴の像を,光学的読取装置の視野の中に作らせるための照明装置。緑のフィルタ
    ーを備えていることが望ましい。
c) 注射器 水滴を試験片上に形成させる器具。図4に示す。注射筒の容量は1ml以下であることが望ま
    しい。
                          図4 試験片上に水滴を形成させるための注射器
6.3   ぬれ性試験
6.3.1  試験条件 試験条件は,次による。
a) 室温25±5℃,湿度50±10%とする。
b) 水滴の容量は,1   汎     上4   汎    下とする。
c) 測定時間は,水滴を試験片上に静置してから1分以内とする。
d) 使用する水は,蒸留水とする。
6.3.2  試験操作手順
a) 試験装置に定められた方法で,試験装置の校正を行う。
b) 試験片を試料台に置く。
c) 清浄なガラス製ビーカーに蒸留水を入れ,この蒸留水を注射器の中に採取する。
d) 注射器内の蒸留水を,試料台上の試験片上に水滴として静置する。速やかに水滴のrとhを測定する
    か,    一       み取る。
e) 測定場所は,図5に示すように最低5か所以上とする。

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                              図5 試験片上に水滴を置く位置(例)
6.3.3  ぬれ性の表示 ぬれ性は,式(1)に基づいて算出した接触角 燿  又は直読した    一                触角
についての5か所以上のデータの平均値と標準偏差値で表示する。
7. 垂直板法
7.1   試験原理 試験方法の原理を示す模式図を,図6に示す。
                              図6 垂直板法による試験方法の模式図
  図6は,天びんの支点からの距離lに試験片をつるし,試験片の下面が水面に接触したときのバランス
の状態を示している。このバランス状態は,式(2)により表される。
                        F1  L        mG  (2)
                      ここに, F1 :  試験片が水面に接触したときに,試験片に働く力とバランス
                                      させるのに必要な力。 (N)
                                        水の表面張力 (N/M)
                                 m :  試験片の質量 (kg)
                                 G :  重力の加速度 (m/s2)
                                 L :  試験片の周囲長(きっ水線長) (m)
  次に,試験片が水中に深さHだけ入った状態でのバランスを,図7に示す。

――――― [JIS R 3257 pdf 5] ―――――

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