(57)【要約】【課題】液状潤滑剤の厚さを長期間にわたって安定的に測定可能な液状潤滑剤厚さ測定システムを提供する。【解決手段】量子ドットを分散させた液状潤滑剤を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留される前記液状潤滑剤に前記量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光を照射する照射部と、前記量子ドットの蛍光強度を２次元測定する画像測定部と、前記画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、前記液状潤滑剤の厚さを２次元的に算出する算出部と、を備える液状潤滑剤厚さ測定システム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
量子ドットを分散させた液状潤滑剤を貯留する貯留部と、
前記貯留部に貯留される前記液状潤滑剤に前記量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光を照射する照射部と、
前記量子ドットの蛍光強度を２次元測定する画像測定部と、
前記画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、前記液状潤滑剤の厚さを２次元的に算出する算出部と、
を備える液状潤滑剤厚さ測定システム。
【請求項２】
前記液状潤滑剤は、２種以上の量子ドットを含み、
前記２種以上の量子ドットは、量子ドットの蛍光強度の面積に対する当該量子ドットと他の量子ドットとの蛍光強度の重複面積との比率がそれぞれ１０％以下であり、
前記算出部は、前記画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、前記液状潤滑剤の温度を２次元的に算出する請求項１に記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【請求項３】
前記貯留部に前記液状潤滑剤が貯留された請求項１又は請求項２に記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【請求項４】
前記量子ドットは、表面に配位子が配位している請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【請求項５】
前記量子ドットの蛍光波長が４００ｎｍ〜６８０ｎｍである請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【請求項６】
前記液状潤滑剤における前記量子ドットの含有率が０．０００１質量％〜０．１質量％である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【請求項７】
前記液状潤滑剤は、３種の量子ドットを含み、
前記３種の量子ドットは、量子ドットの蛍光強度の面積に対する当該量子ドットと他の量子ドットとの蛍光強度の重複面積との比率がそれぞれ１０％以下である請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【請求項８】
前記３種の量子ドットの蛍光波長がそれぞれ４００ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５７０ｎｍ及び５７０ｎｍ〜６８０ｎｍであり、
前記３種の量子ドットの含有率がそれぞれ独立に０．０００１質量％〜０．０３３質量％である請求項７に記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【請求項９】
前記照射部が波長λｎｍ（１００≦λ≦４００）の光を照射し、
前記貯留部と前記画像測定部との間に、前記波長λｎｍ超のバンドパスフィルターを更に備える請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【請求項１０】
前記バンドパスフィルターは、波長４００ｎｍ〜４７０ｎｍ、波長５２０ｎｍ〜５７０ｎｍ及び波長６００ｎｍ〜６８０ｎｍの光を９０％以上透過する請求項９に記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【請求項１１】
前記液状潤滑剤は、油性潤滑剤である請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の液状潤滑剤厚さ測定システムを用いた液状潤滑剤の厚さ測定方法であって、
前記貯留部に貯留された前記液状潤滑剤に前記照射部から前記量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光を照射する照射工程と、
前記量子ドットの蛍光強度を前記画像測定部にて２次元測定する測定工程と、
前記画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、前記算出部にて前記液状潤滑剤の厚さを２次元的に算出する厚さ算出工程と、
を有する液状潤滑剤の厚さ測定方法。
【請求項１３】
前記液状潤滑剤は、２種以上の量子ドットを含み、
前記２種以上の量子ドットは、量子ドットの蛍光強度の面積に対する当該量子ドットと他の量子ドットとの蛍光強度の重複面積との比率がそれぞれ１０％以下であり、
前記画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、前記算出部にて前記液状潤滑剤の温度を２次元的に算出する温度算出工程を有する請求項１２に記載の液状潤滑剤の厚さ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状潤滑剤厚さ測定システム及び液状潤滑剤の厚さ測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レシプロ型内燃機関の摩擦損失及びオイル等の消費量の低減には、実働運転時におけるピストン周辺の油膜挙動を把握することが重要である。このような油膜挙動を把握する方法として、レーザ蛍光油膜厚さ測定方法が挙げられる。レーザ蛍光油膜厚さ測定方法は、蛍光物質を含有させた潤滑油膜に短波長のレーザ光を照射したとき、励起される蛍光の強度が油膜厚さに比例することを利用した計測方法である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、シリンダと該シリンダ内に配設されるピストンとの間に介在する潤滑油に、蛍光物質を混入し、レーザ光をシリンダの内部に入射すると共に該レーザ光により励起された蛍光強度を光センサで検出し、検出された蛍光強度に基づいてレーザ光が入射された部位における潤滑油の厚さを測定する油膜厚さ測定装置が開示されている。また、特許文献１では、蛍光物質として有機系の色素化合物であるクマリン６を用いることが開示されている。油膜厚さを測定する場合、クマリン６以外に有機系の色素化合物であるローダミンＢが一般的に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１７４４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
蛍光物質としてクマリン６、ローダミンＢ等の有機系の色素化合物を用いたレーザ蛍光油膜厚さ測定方法が広く適用されている。しかし、有機系の色素化合物を用いて油膜の厚さを測定する場合、以下のような課題がある。
【０００６】
まず、有機系の色素化合物自身の遮光の影響により、膜厚の大きい油膜の厚さを測定できないという問題がある。具体的には、有機系の色素化合物としてクマリンを用いた場合、油膜の厚さ測定は１００μｍ程度が限界である。
また、励起光により、有機系の色素化合物の退色が生じるため、連続的又は長期的に安定した計測ができないという問題がある。
また、温度による有機系の色素化合物の光学特性の変化が大きく、温度が変化する条件では、正確な油膜厚さを測定することが困難である。
また、有機系の色素化合物は、蛍光強度が小さく、かつ油に対する溶解性が低い。そのため、充分な蛍光強度を得るために多量の有機系の色素化合物を油に添加した場合、有機系の色素化合物の析出が生じてしまい、高いＳ／Ｎ比（信号雑音比）を得ることが困難である。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、液状潤滑剤の厚さを長期間にわたって安定的に測定可能な液状潤滑剤厚さ測定システム及び液状潤滑剤の厚さ測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
＜１＞  量子ドットを分散させた液状潤滑剤を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留される前記液状潤滑剤に前記量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光を照射する照射部と、前記量子ドットの蛍光強度を２次元測定する画像測定部と、前記画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、前記液状潤滑剤の厚さを２次元的に算出する算出部と、を備える液状潤滑剤厚さ測定システム。
【０００９】
＜２＞  前記液状潤滑剤は、２種以上の量子ドットを含み、前記２種以上の量子ドットは、量子ドットの蛍光強度の面積に対する当該量子ドットと他の量子ドットとの蛍光強度の重複面積との比率がそれぞれ１０％以下であり、前記算出部は、前記画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、前記液状潤滑剤の温度を２次元的に算出する＜１＞に記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【００１０】
＜３＞  前記貯留部に前記液状潤滑剤が貯留された＜１＞又は＜２＞に記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【００１１】
＜４＞  前記量子ドットは、表面に配位子が配位している＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【００１２】
＜５＞  前記量子ドットの蛍光波長が４００ｎｍ〜６８０ｎｍである＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【００１３】
＜６＞  前記液状潤滑剤における前記量子ドットの含有率が０．０００１質量％〜０．１質量％である＜１＞〜＜５＞のいずれか１つに記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【００１４】
＜７＞  前記液状潤滑剤は、３種の量子ドットを含み、前記３種の量子ドットは、量子ドットの蛍光強度の面積に対する当該量子ドットと他の量子ドットとの蛍光強度の重複面積との比率がそれぞれ１０％以下である＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【００１５】
＜８＞  前記３種の量子ドットの蛍光波長がそれぞれ４００ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５７０ｎｍ及び５７０ｎｍ〜６８０ｎｍであり、前記３種の量子ドットの含有率がそれぞれ独立に０．０００１質量％〜０．０３３質量％である＜７＞に記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【００１６】
＜９＞  前記照射部が波長λｎｍ（１００≦λ≦４００）の光を照射し、前記貯留部と前記画像測定部との間に、前記波長λｎｍ超のバンドパスフィルターを更に備える＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【００１７】
＜１０＞  前記バンドパスフィルターは、波長４００ｎｍ〜４７０ｎｍ、波長５２０ｎｍ〜５７０ｎｍ及び波長６００ｎｍ〜６８０ｎｍの光を９０％以上透過する＜９＞に記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【００１８】
＜１１＞  前記液状潤滑剤は、油性潤滑剤である＜１＞〜＜１０＞のいずれか１つに記載の液状潤滑剤厚さ測定システム。
【００１９】
＜１２＞  ＜１＞〜＜１１＞のいずれか１つに記載の液状潤滑剤厚さ測定システムを用いた液状潤滑剤の厚さ測定方法であって、前記貯留部に貯留された前記液状潤滑剤に前記照射部から前記量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光を照射する照射工程と、前記量子ドットの蛍光強度を前記画像測定部にて２次元測定する測定工程と、前記画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、前記算出部にて前記液状潤滑剤の厚さを２次元的に算出する厚さ算出工程と、を有する液状潤滑剤の厚さ測定方法。
【００２０】
＜１３＞  前記液状潤滑剤は、２種以上の量子ドットを含み、前記２種以上の量子ドットは、量子ドットの蛍光強度の面積に対する当該量子ドットと他の量子ドットとの蛍光強度の重複面積との比率がそれぞれ１０％以下であり、前記画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、前記算出部にて前記液状潤滑剤の温度を２次元的に算出する温度算出工程を有する＜１２＞に記載の液状潤滑剤の厚さ測定方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、液状潤滑剤の厚さを長期間にわたって安定的に測定可能な液状潤滑剤厚さ測定システム及び液状潤滑剤の厚さ測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例にて用いたオイル厚さ測定システムの概略構成を示す図である。
【図２】量子ドットの含有率が０．０１質量％である量子ドット含有オイルを用いたときの、オイルの厚さと蛍光強度との関係を示すグラフである。
【図３】量子ドットの含有率が０．００１質量％である量子ドット含有オイルを用いたときの、オイルの厚さと蛍光強度との関係を示すグラフである。
【図４】量子ドットの含有率が０．０００１質量％である量子ドット含有オイルを用いたときの、オイルの厚さと蛍光強度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、１つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。液状潤滑剤中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、液状潤滑剤中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
【００２４】
［液状潤滑剤厚さ測定システム］
本開示の液状潤滑剤厚さ測定システムは、量子ドットを分散させた液状潤滑剤を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留される前記液状潤滑剤に前記量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光を照射する照射部と、前記量子ドットの蛍光強度を２次元測定する画像測定部と、前記画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、前記液状潤滑剤の厚さを２次元的に算出する算出部と、を備える。
【００２５】
量子ドットは、有機系の色素化合物と比較して励起光の照射により劣化しにくく、蛍光強度に優れ、かつ液状潤滑剤に対する溶解性に優れる傾向にある。そのため、本開示の液状潤滑剤厚さ測定システムは、液状潤滑剤の厚さを長期間にわたって安定的に測定可能である。
【００２６】
また、量子ドットは有機系の色素化合物と比較して自身の遮光の影響を抑制でき、膜厚の大きい液状潤滑剤の厚さを測定することができる。例えば、本開示の液状潤滑剤厚さ測定システムでは、サブμｍからｍｍオーダまでの広範囲の液状潤滑剤の厚さ、例えば、０．１μｍから５ｍｍオーダまでの液状潤滑剤の厚さを精度良く測定できる。
【００２７】
また、量子ドットは有機系の色素化合物と比較して温度による蛍光波長、蛍光強度等の変化が小さく、温度が変化する条件においても精度良く液状潤滑剤の厚さを測定できる。
【００２８】
＜貯留部＞
本開示の液状潤滑剤厚さ測定システムは、量子ドットを分散させた液状潤滑剤を貯留する貯留部を備える。貯留部は、液状潤滑剤の厚さを測定する位置にて量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光を透過可能であればよい。貯留部は、例えば、シリンダとシリンダ内に配設されるピストンとの間の領域（摺動領域）であってもよく、この場合、シリンダにおける液状潤滑剤の厚さを測定する位置が、量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光を透過可能であればよい。
また、貯留部に量子ドットを分散させた液状潤滑剤が貯留された状態であってもよい。
【００２９】
液状潤滑剤としては、量子ドットを分散可能であれば特に限定されない。液状潤滑剤としては、水系潤滑剤、シリコーン系潤滑剤、油性潤滑剤等が挙げられ、中でも、油性潤滑剤が好ましい。油性潤滑剤としては、炭化水素系油、エステル油等を基油とした、オイル、グリースなどが挙げられ、より具体的には、エンジンオイル、オートマチックトランスミッションフルード等の潤滑油などであってもよい。
なお、液状潤滑剤としては、使用環境下において流動性を有する潤滑剤であればよく、例えば常温にて流動性を有しないものであってもよい。
【００３０】
（量子ドット）
量子ドットとしては特に制限されず、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅ、ＺｎＣｕＩｎＳ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＳｂ、ＧａＰＡｓ、ＧａＰＳｂ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＮＳｂ、ＡｌＰＡｓ、ＡｌＰＳｂ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＮＳｂ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＰＳｂ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＮＳｂ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＡｌＰＳｂ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＳｂ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＧａＩｎＰＳｂ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＮＳｂ、ＩｎＡｌＰＡｓ、ＩｎＡｌＰＳｂ、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＳｎＳｅＳ、ＳｎＳｅＴｅ、ＳｎＳＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、ＰｂＳＴｅ、ＳｎＰｂＳ、ＳｎＰｂＳｅ、ＳｎＰｂＴｅ、ＳｎＰｂＳＳｅ、ＳｎＰｂＳｅＴｅ、ＳｎＰｂＳＴｅ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ等が挙げられる。
【００３１】
量子ドットとしては、コアシェル構造を有していてもよい。コア及びシェルの組み合わせ（コア／シェル）としては、ＣｄＳｅＳ／ＺｎＳ、ＣｄＳ／ＺｎＳ、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳ、ＺｎＣｕＩｎＳ／ＺｎＳ、ＰｂＳｅ／ＰｂＳ、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＺｎＳ等が挙げられる。
また、量子ドットとしては、カーボン量子ドット，炭素量子ドット，グラフェン量子ドット等も挙げられる。
なお、人体及び環境への悪影響を抑える観点から、鉛（Ｐｂ）を含む量子ドットは使用しないことが好ましい。
【００３２】
量子ドットはその表面に配位子が配位していることが好ましい。これにより、液状潤滑剤中における量子ドットの分散性が向上し、液状潤滑剤中での量子ドットの凝集、沈殿等を抑制できる傾向にある。その結果、液状潤滑剤中にて均一性高く量子ドットを長期間にわたって分散させることができ、精度良く液状潤滑剤の厚さを測定できる傾向にある。
【００３３】
配位子としては、炭化水素基とともに、アミノ基、カルボキシ基、メルカプト基、ホスフィン基及びホスフィンオキシド基の少なくともいずれか１つの置換基を有する化合物が好ましく、炭素数１０以上の炭化水素基とともに、前述の置換基を有する化合物がより好ましい。
【００３４】
配位子の具体例としては、ヘキシルアミン、デシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、ミリスチルアミン、ラウリルアミン、オレイン酸、メルカプトプロピオン酸、トリオクチルホスフィン及びトリオクチルホスフィンオキシド等が挙げられる。
【００３５】
量子ドットの蛍光波長（蛍光ピーク波長）は、４００ｎｍ〜６８０ｎｍであってもよい。また、量子ドットとして、蛍光波長が４００ｎｍ〜６８０ｎｍである量子ドットを１種用いてもよく、２種以上用いてもよい。
【００３６】
２種以上の量子ドットを用いる場合、２種以上の量子ドットは、量子ドットの蛍光強度の面積に対する当該量子ドットと他の量子ドットとの蛍光強度の重複面積との比率がそれぞれ１０％以下であることが好ましい。これにより、後述するように、画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、液状潤滑剤の温度を２次元的に算出できる。
なお、前述の比率は０％であることが好ましく、すなわち、ある量子ドットの蛍光強度と、他の量子ドットの蛍光強度とが重複する領域が存在していないことが好ましい。
【００３７】
３種の量子ドットを用いる場合、３種の量子ドットは、量子ドットの蛍光強度の面積に対する当該量子ドットと他の量子ドットとの蛍光強度の重複面積との比率がそれぞれ１０％以下であることが好ましく、量子ドットの蛍光波長はそれぞれ４００ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５７０ｎｍ及び５７０ｎｍ〜６８０ｎｍであることが好ましい。これにより、画像測定部にて青色、緑色及び赤色の蛍光強度を２次元測定することができ、より精度良く液状潤滑剤の厚さ及び液状潤滑剤の温度を２次元的に算出できる。
【００３８】
液状潤滑剤における量子ドットの含有率は、０．０００１質量％〜０．１質量％であることが好ましく、０．０００３質量％〜０．１質量％であることがより好ましく、０．０００５質量％〜０．０５質量％であることが更に好ましく、０．００１質量％〜０．０１質量％であることが特に好ましい。なお、液状潤滑剤における量子ドットの含有率は、液状潤滑剤の想定される厚さに応じて適宜調整すればよい。例えば、液状潤滑剤の想定される厚さが比較的小さい場合には、前述の含有率を高くし、液状潤滑剤の想定される厚さが比較的大きい場合には、前述の含有率を小さくすることが好ましい。
【００３９】
なお、蛍光物質としてクマリン６を用いた場合、液状潤滑剤におけるクマリン６の含有量は、０．１４ｇ／Ｌ〜０．２８ｇ／Ｌとすることが好ましいとされている。ここで、エンジン液状潤滑剤の密度が０．８５ｇ／ｃｍ３程度であることから含有率に換算すると、０．０１６質量％〜０．０３２質量％となる。有機系の色素化合物は、液状潤滑剤への溶解性が悪く析出しやすく、例えば、クマリン６は液状潤滑剤における含有率が０．０３２質量％超になると析出しやすくなると考えられる。
【００４０】
一方、量子ドットは液状潤滑剤における含有率が高濃度であっても析出が抑制され、液状潤滑剤に安定的に分散できる傾向にある。したがって、量子ドットを蛍光物質として用いた場合、高い蛍光強度が得られ、かつ高いＳ／Ｎ比が得られる傾向にある。
【００４１】
３種の量子ドットを用いる場合、量子ドットの蛍光波長はそれぞれ４００ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５７０ｎｍ及び５７０ｎｍ〜６８０ｎｍであり、かつ、量子ドットの含有率はそれぞれ独立に０．０００１質量％〜０．０３３質量％であることが好ましく、０．０００５質量％〜０．０１質量％であることが更に好ましく、０．００１質量％〜０．０１質量％であることが特に好ましい。
【００４２】
量子ドットの粒径は、１ｎｍ〜５０ｎｍであることが好ましく、１ｎｍ〜２０ｎｍであることがより好ましく、３ｎｍ〜１０ｎｍであることが更に好ましい。
【００４３】
＜照射部＞
本開示の液状潤滑剤厚さ測定システムは、貯留部に貯留される液状潤滑剤に量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光を照射する照射部を備える。照射部としては、量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光を照射可能であればよく、例えば、紫外線を照射可能であればよい。また、照射部は、量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光とともに、量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光以外の光、例えば、可視光を照射するものであってもよい。
【００４４】
照射部としては、より具体的には、発光ダイオード（ＬＥＤ）、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ディープ紫外線ランプ、紫外線レーザ、キセノンランプ、メタルハライドランプ等が挙げられる。また、照射部がレーザ光を照射する紫外線レーザ等である場合、照射部と貯留部との間に貯留部におけるレーザ光の照射位置を変更する可動ミラーが配置されていてもよい。
【００４５】
例えば、照射部が、量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光である紫外線と、量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光以外の光である可視光とが混ざった光を照射する場合、照射部と貯留部との間に紫外線透過可視吸収フィルターを配置することが好ましい。これにより、可視光が紫外線透過可視吸収フィルターに吸収され、紫外線のみが貯留部に貯留される量子ドットを含む液状潤滑剤に照射される。
【００４６】
貯留部に量子ドットを含む液状潤滑剤が貯留されている場合、量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光が貯留部を透過し、前述の液状潤滑剤に照射される。液状潤滑剤に含まれる量子ドットに、量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光が照射されることにより、量子ドットが励起され、量子ドットは所定波長の蛍光を発光する。次に、量子ドットの蛍光強度は、画像測定部にて２次元測定される。
【００４７】
液状潤滑剤に含まれる量子ドットの含有率が一定の場合、量子ドットの蛍光強度は液状潤滑剤の厚さに比例する。この性質を利用することにより、液状潤滑剤の厚さを測定することができる。
【００４８】
＜画像測定部＞
本開示の液状潤滑剤厚さ測定システムは、量子ドットの蛍光強度を２次元測定する画像測定部を備える。画像測定部としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサを利用したＣＣＤカメラ及び３ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサを利用したＣＭＯＳカメラ及び３ＣＭＯＳカメラが挙げられる。
【００４９】
＜バンドパスフィルター＞
本開示の液状潤滑剤厚さ測定システムは、照射部が波長λｎｍ（１００≦λ≦４００）の光を照射する場合、貯留部と画像測定部との間に、波長λｎｍ超のバンドパスフィルターを備えていてもよい。例えば、照射部が量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光として波長λｎｍの光を照射する場合、波長λｎｍ超のバンドパスフィルターを備えることにより、波長λｎｍの光（量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光）が画像測定部に照射されることが抑制され、波長λｎｍ超の光（例えば、量子ドットの蛍光）が画像測定部に選択的に照射される。これにより、量子ドットの蛍光強度を精度良く２次元測定できる。
【００５０】
バンドパスフィルターは、波長４００ｎｍ〜４７０ｎｍ、波長５２０ｎｍ〜５７０ｎｍ及び波長６００ｎｍ〜６８０ｎｍの光を９０％以上透過するものであることが好ましい。これにより、青色、緑色及び赤色の光が画像測定部に選択的に照射され、これにより、特に３種の量子ドットを用いた場合に、それぞれの量子ドットの蛍光強度を精度良く２次元測定でき、より精度良く液状潤滑剤の厚さ及び液状潤滑剤の温度を２次元的に算出できる。
【００５１】
＜算出部＞
本開示の液状潤滑剤厚さ測定システムは、画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、液状潤滑剤の厚さを２次元的に算出する算出部を備える。例えば、画像測定部に照射された蛍光はその強度に対応した電気信号に変換され、変換された電気信号が算出部に送信され、液状潤滑剤の厚さが算出される。
【００５２】
液状潤滑剤に含まれる量子ドットの含有率が一定の場合、量子ドットの蛍光強度は液状潤滑剤の厚さに比例する。そのため、液状潤滑剤に含まれる量子ドットの含有率が特定の値の場合での、量子ドットの蛍光強度と液状潤滑剤の厚さとの関係を示すグラフ（検量線）を予め作成しておき、その検量線のデータを用い、算出部は画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて液状潤滑剤の厚さを２次元的に算出すればよい。
【００５３】
算出部は、画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、液状潤滑剤の温度を２次元的に算出してもよい。例えば、量子ドットの蛍光強度の面積に対する当該量子ドットと他の量子ドットとの蛍光強度の重複面積との比率がそれぞれ１０％以下である２種以上の量子ドットを含む液状潤滑剤を用いることにより、液状潤滑剤の温度を２次元的に算出することができる。その詳細は以下の通りである。
【００５４】
一般的に、量子ドットは温度に応じて蛍光波長がシフトする。そのため、例えば、青色、緑色及び赤色の光をそれぞれ発する３種の量子ドットを含む液状潤滑剤に紫外線を照射し、量子ドットの蛍光強度を測定する場合、特定波長の蛍光強度が液状潤滑剤の厚さ及び温度によって線形変化する条件では、下式の関係が成立する。
ＩＢ＝αＢｈ−βＢＴ
ＩＧ＝αＧｈ−βＧＴ
ＩＲ＝αＲｈ−βＲＴ
ＩＢ、ＩＧ、ＩＲ：青色、緑色及び赤色の蛍光強度
ｈ：液状潤滑剤の厚さ
Ｔ：液状潤滑剤の温度
αＢ、αＧ、αＲ：青色、緑色及び赤色の蛍光を示す各量子ドットの蛍光強度の液状潤滑剤厚さ依存性
βＢ、βＧ、βＲ：青色、緑色及び赤色の蛍光を示す各量子ドットの蛍光強度の液状潤滑剤温度依存性
【００５５】
ここで、３種の量子ドットを含む液状潤滑剤を用いて、紫外線を照射した際の各量子ドットの蛍光強度の液状潤滑剤厚さ依存性（αＢ、αＧ、αＲ）及び各量子ドットの蛍光強度の液状潤滑剤温度依存性（βＢ、βＧ、βＲ）を予め求める。これにより、より低波長の蛍光を発光する量子ドットによって励起されるより高波長の蛍光を発光する量子ドットの蛍光特性も補正される。
【００５６】
各量子ドットの蛍光強度の液状潤滑剤厚さ依存性（αＢ、αＧ、αＲ）及び各量子ドットの蛍光強度の液状潤滑剤温度依存性（βＢ、βＧ、βＲ）を予め求めておき、かつ、ＩＢ、ＩＧ及びＩＲを測定することにより、前述の３式に対して変数がｈ（液状潤滑剤の厚さ）及びＴ（液状潤滑剤の温度）であるため、ｈ及びＴを求めることができる。よって、画像測定部にて蛍光強度の２次元データを測定し、測定された２次元データに基づいて、算出部にて液状潤滑剤の厚さ及び液状潤滑剤の温度を２次元的に算出することができる。
【００５７】
なお、本開示の液状潤滑剤厚さ測定システムでは、液状潤滑剤の厚さ及び液状潤滑剤の温度を２次元的に算出する場合、変数がｈ及びＴの２つであるため、３種以上の量子ドットを含む液状潤滑剤を用いる場合に限定されない。例えば、２種の量子ドットを含む液状潤滑剤を用いてもよく、青色、緑色及び赤色の蛍光を示す各量子ドットから選択した２つの量子ドットを含む液状潤滑剤を用いてもよい。
【００５８】
［液状潤滑剤の厚さ測定方法］
本開示の液状潤滑剤の厚さ測定方法は、前述の液状潤滑剤厚さ測定システムを用いた液状潤滑剤の厚さ測定方法であって、前記貯留部に貯留された前記液状潤滑剤に前記照射部から前記量子ドットの蛍光波長未満の波長帯域の光を照射する照射工程と、前記量子ドットの蛍光強度を前記画像測定部にて２次元測定する測定工程と、前記画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、前記算出部にて前記液状潤滑剤の厚さを２次元的に算出する厚さ算出工程と、を有する。本開示の液状潤滑剤厚さ測定方法においても、液状潤滑剤の厚さを長期間にわたって安定的に測定可能である。
【００５９】
また、本開示の液状潤滑剤の厚さ測定方法では、前記液状潤滑剤は、２種以上の量子ドットを含み、前記２種以上の量子ドットは、量子ドットの蛍光強度の面積に対する当該量子ドットと他の量子ドットとの蛍光強度の重複面積との比率がそれぞれ１０％以下であり、前記画像測定部にて２次元測定された蛍光強度に基づいて、前記算出部にて前記液状潤滑剤の温度を２次元的に算出する温度算出工程を有していてもよい。これにより、液状潤滑剤の温度も長期間にわたって安定的に測定可能である。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６１】
＜量子ドット含有オイルの調製＞
量子ドットとして、蛍光波長（中央値）が５４０ｎｍの粒径６ｎｍであるＣｄＳｅＳ／ＺｎＳ（コア／シェル）合金型量子ドットの１ｍｇ／ｍＬトルエン溶液（シグマアルドリッチ社製）を用いた。なお、ＣｄＳｅＳ／ＺｎＳ合金型量子ドットの表面は、オレイン酸基（炭素数１８）で修飾されていた。
【００６２】
まず、液状潤滑剤であるオイルに対する量子ドット含有量が、それぞれ０．０００１質量％〜０．１０質量％となるように、前述のトルエン溶液を、炭化水素系ベースオイルであるＹＵＢＡＳＥ−８（ＳＫコーポレーション社製）、又は、市販のオートマチックトランスミッションフルードであるトヨタ  オートフルードＷＳに添加して混合液とした
次いで、混合液を８０℃で２８時間加熱してトルエンを除去し、量子ドット含有オイルを調製した。
また、前述のようにして調製した量子ドット含有オイルでは、量子ドットが安定的にオイルに均一分散しており、１ヶ月間放置した後も、沈殿及び分離が生じなかった。
【００６３】
＜オイル厚さ測定システムの構成＞
本実施例にて用いたオイル厚さ測定システム（液状潤滑剤厚さ測定システムの一例）の構成を図１に示す。オイル厚さ測定システム１００は、紫外光を含む白色光２を照射するキセノンフラッシュランプ（浜松ホトニクス社製、６０Ｗ、放射波長１９０ｎｍ〜２０００ｎｍ）１と、紫外線透過可視吸収フィルター（シグマ光機社製）３を備えたＵＶ対応液体ライトガイド（ケイエルブイ社製）４と、プレート型のビームスプリッター（エドモンド社製）５及びＵＶカットフィルター（エドモンド社製、４２５ｎｍカット）９を内蔵したアダプター（エドモンド社製）６と、アダプター６の測定対象である量子ドット含有オイル１１側に組み込まれた紫外線透過型対物レンズ（シグマ光機社製）７と、アダプター６のＵＶカットフィルター９側に組み込まれた３ＣＭＯＳカラーエリアスキャンカメラ（ジェイエイアイコーポレーション社製）８と、ノイズとなる周辺の光を防ぐ光シールド１０と、３ＣＭＯＳカラーエリアスキャンカメラ８が撮影する蛍光強度を読み込み、量子ドット含有オイル１１の厚さを２次元的に算出する算出部（図示せず）と、を備えている。量子ドット含有オイル１１としては前述のようにして調製した量子ドット含有オイルを用いた。なお、図１では、量子ドット含有オイルが基材上に付与されたイメージ図となっている。
【００６４】
＜オイル厚さの検量線作成＞
前述の図１に示すオイル厚さ測定システムを用いて量子ドット含有オイルの蛍光強度とオイル厚さとの関係を示す検量線を作成した。まず、無蛍光石英と研磨（＃８００）ミラーとの間の距離を調整シムの厚さを変えて適宜調整し、調整した無蛍光石英と研磨（＃８００）ミラーとの間に量子ドット含有オイルを入れた。これにより、量子ドット含有オイルの厚さを適宜調整し、厚さを調整した量子ドット含有オイルに紫外光（波長３１７ｎｍ）を照射して蛍光強度を測定した。量子ドットの含有率がそれぞれ０．０１質量％、０．００１質量％及び０．０００１質量％である量子ドット含有オイルを用いたときの、オイル厚さと蛍光強度との関係を図２〜図４に示す。図２〜図４に示すように、量子ドットがいずれの濃度であってもオイル厚さと蛍光強度とに良好な直線関係が得られており、量子ドット含有オイルを用いてオイル厚さの測定が可能であることが示された。また、図２〜図４に示すように、２０μｍ〜５ｍｍ超の領域を含む幅広い領域でオイル厚さの測定が可能であった。
【符号の説明】
【００６５】
１  キセノンフラッシュランプ（照射部）
２  紫外光を含む白色光
３  紫外線透過可視吸収フィルター
４  ＵＶ対応液体ライトガイド
５  ビームスプリッター
６  アダプター
７  紫外線透過型対物レンズ
８  プリズム式３ＣＭＯＳカラーエリアスキャンカメラ（画像測定部）
９  ＵＶカットフィルター（バンドパスフィルター）
１０  光シールド
１１  量子ドット含有オイル
１００  オイル厚さ測定システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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