【界面科学シリーズ】第21回 主観に頼らない防曇性の評価・測定方法

💡 今回のハイライト
- 防曇性の評価で、使用環境や求める性能に合わせた条件設定が大切な理由を知りたい
- 結露と乾燥の繰り返しなど、実際の曇りを実験室で再現する方法を知りたい
- 主観に頼らず、曇りを数値化して観察する評価手法を知りたい
こんにちは!受託測定課です。
前回は、「曇り」の正体が表面に付いた微細な水滴による光の散乱であること、
そして曇りを防ぐ・解消する3つのアプローチ(水を膜にする・弾いて落とす・吸い取る)についてご紹介しました。
アプローチがいろいろあるなら、「どう評価するのか?」も気になりますよね!
ところが防曇性の評価は、実はなかなか一筋縄ではいきません。
なぜなら、製品が使われる「環境」も、求められる「機能」も、シーンによって大きく違うからなんです。
今回は、身近な例を見ながら、防曇性を正しく見極めるための評価のポイントをご紹介します!
<使う環境と、求める性能に合わせて評価しよう!>
ひとくちに「曇り」といっても、製品が使われる環境はさまざまです。
例えば、メガネは呼気によって一時的に湿度が高くなる環境、浴室の鏡は高湿度が長く続く環境にあります。
食品包装フィルムでは、食品から出る水分や、冷蔵・取り出し時の温度変化などが関わります。
このように環境が違えば、曇りの起こり方もまったく違います。
そのため、試験を行う際は温度や湿度、試料の表面温度、さらされる時間などを、
実際の使用場面に近づけて設定することが大切です。
そして、もうひとつ考えたいのが、「どのような性能を確かめたいか」です。
- 持続性:高湿度の環境でも、見やすい状態を長く保てるか
- 回復の速さ:曇ってしまっても、短時間で見やすい状態に戻るか
- 繰返し使用時の性能:結露と乾燥を繰り返しても、効果が続くか

特に見落としがちなのが「繰返し」です。
最初の1回はキレイに防げても、結露した水で表面のコーティング成分が流れ落ちてしまったり、
吸水できる限界を超えてしまったりして、2回目や3回目で効かなくなってしまうこともあります。
「最初の1回だけ曇らなかった!」では、実際の使い勝手までは分からないんです。
<「実際の曇り」を実験室でどう再現する?>
では、こうしたリアルな環境を、実験室の中でどのように再現するのでしょうか?
「湯気を当てる」試験は手軽ですが、湯気の当たり方や周囲の温度に左右されやすく、
条件をそろえるのが難しい場合があります。
そこで使われるのが、空気の温度と湿度を自由かつ精密にコントロールできる
恒温恒湿槽(こうおんこうしつそう)です。
空気中の水蒸気は、表面の温度が一定の温度(露点:ろてん)より低くなると水滴に変わります。
当社の防曇性評価装置(AFA-2)を例に挙げると、槽内の温度と湿度を一定に保ちながら、
サンプルの「表面温度」だけを狙って下げることで、じわじわと結露を発生させています。
さらに、温度を戻して一度乾かし、再び冷やして結露させる……という動作を自動で行うことで、
先ほどお話しした「結露と乾燥の繰り返しサイクル」までしっかり再現できるんです!

<主観に頼らず、曇りを評価するには?>
結露環境が作れたら、最後に必要になるのが「どれくらい曇っているか」の判定です。
目で見ると「なんとなく曇っているかな?」と測定者の主観が入ってしまい、
客観的な比較が難しくなりがちですよね。
そこで当社の装置では、サンプル越しに撮影した「画像のファイル容量(データサイズ)」を利用して、
曇り度合いを客観的に数値化するユニークな解析手法を取り入れています[特許 第6111313号]。

さらに面白いのが、表面の様子を観察できることです。
結露が発生すると、小さな水滴が現れ、それらがつながって大きな水滴になり、やがて液膜になっていく……。
そんな水滴が成長していくリアルな様子を、実際に目で追うことができます。
前回ご紹介したアプローチによって、水滴の現れ方や広がり方、あるいは消え方に
どのような違いがあるのかを視覚的に確かめることができます。
「数値でどれだけ曇ったかを捉え、観察でどのように曇っていったかを確かめる。」
この両方を組み合わせることで、防曇の仕組みや課題を考えるための確かな手がかりが得られます!
装置紹介ページには、動画付きで測定の様子をたくさん紹介していますので、ぜひご覧ください!
<まとめ>
今回は、実環境に合わせた防曇性の評価の考え方についてご紹介しました。
防曇性を正しく見極めるためには、まず製品が使われる温度や湿度といった
環境に寄り添って試験条件を整えることが欠かせません。
そのうえで、一瞬の曇りにくさだけでなく、持続性や回復の速さ、
結露と乾燥を繰返したときの性能など、多角的に見極めることが大切です。
「曇りにくさ」と一口にいっても、使うシーンにしっかりと目を向けて評価することが、
確かなモノづくりへの第一歩なんですね!
ここまでご覧いただきありがとうございました!
次回からは分散についてご紹介します!お楽しみに!





