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多層フィルム膜厚測定装置(Davinor Ltd.,)

多層フィルム膜厚測定装置(Davinor Ltd.,)

Davinor Ltdは、フィンランドのヘルシンキにあった旧TopWave社で開発された多層フィルム用の厚み測定器・LayerGaugeを引き継ぎ、1990年より開発・製造・販売しております。

LayerGaugeは、マイケルソン干渉計の技術を応用した、多層フィルムの各層の厚みを効率よく測定することができる装置です。

 

LayerGaugeの概要

プラスチックフィルムは、日用雑貨品や食品の包材に使われるなど多くの用途があります。
特に高分子構造のフィルムは用途に応じて多層構造で製造されることが一般的です。
しかしながら、多層フィルムの各層の厚みを効率よく測定する方法は意外と難しく、LayerGaugeの測定方法である白色光干渉計(マイケルソン干渉計)による測定方法が確立されるまでは、各層を分離して測定するか、断面を顕微鏡などで測定するなどの方法しかなく、測定作業がとても面倒でした。

LayerGaugeは試料を測定スポット位置に載せるだけで、多層フィルムの各層の厚みを非破壊で正確に測定することができるオフライン用の測定器です。
多層フィルムだけでなく、ラミネートされたシートやコーティングによって多層化した材料も測定可能です。

旧TopWave社とDavinor社、2つの会社それぞれの経験と実績を活かして、単なる干渉計ではなく、高分子プラスチック特有の諸問題を測定ソフトウェアにより対処できるようになっています。

LayerGaugeの特性

干渉計は、光軸の異なる光を重ね合わせた時に生じる光の干渉現象を応用しますが、コヒーレンス長を短くして、可干渉性を良くするために白色光を光源としています。
光源から被写体に照射された光は、表面および裏面、各層の層間で反射し、干渉計に戻します。
層間で生じる反射は、それぞれの材質固有の屈折率が約0.01以上異なっていれば、測定可能な反射光を検出することができます。
透明なフィルムはもちろん、着色してあるもの、炭酸カルシウムを多く含有する有色もしくは白色材料であっても媒質中を光が透過すれば測定が可能です。

層内で屈折率が不均一で干渉光が不安定な媒質もよくありますが、そういう場合は測定ポイントを僅かずつ移動して平均値を算出するという方法があります。
また、透明度が高く、裏面からの反射光が内部で再び干渉するのに充分な光量を検出してしまう媒質の場合は、厚み測定に必要な反射光と区別する必要がありますが、ソフトウェアのアルゴリズム設定(パラメータ設定)で区別することができます。

 

干渉計の構成

 

測定中の干渉光検出(ピークスコープ)画面

測定は、干渉光が検出されると自動的にピーク部分に番号が表示されます。
ピーク部分の0と1の間、画面上の方に”1”と表示されている部分が第1層です。下の図の場合は、第7層まである試料だということがわかります。


 

試料に対する測定設定画面

事前に試料のパラメータを設定しておくと測定を効率良く行うことができます。
最大第16層まで、各層の材質名、屈折率、標準の厚み、検出アルゴリズムを設定できます。
また、一度設定したパラメータは名前をつけて登録しておくことができます。一部分だけ設定を変更した様な場合でも、別の名前をつけて登録すれば、新旧両方を保存しておくことも可能です。


 

プロファイルデータ表示

多数の測定点がある場合、測定毎のデータを並べてプロファイルを表示します。


 

統計数値データ

統計的な数値データが必要な場合は、下図のような最大・最小値、平均値、標準偏差値などを表示することができます。


 

測定器の精度管理

LayerGaugeは、可動ミラーの位置をCCDラインセンサーで読み取りますが、CCDセンサー自体が温度や経年によって大きく変化することはありません。したがって一度校正をすれば、相当な年数を経過しても精度は変わりません。また、付属品として、Air Gap(空気の屈折率が1.00)で検定された校正用のガラス板がありますので、測定精度を定期的に確認することができます。

Calibration Glass

 

サンプル測定

Davinor社では評価テストを受け付けています。サンプルが測定可能かどうか、どのようなデータが得られるかなど、評価テストをご希望でしたら下記お問い合わせフォームからお気軽にお問い合わせください。

 

メーカー Davinor Ltd.,
メーカー国名 フィンランド
関連URL http://www.davinor.com/
お問合せ先 ポリマープロセス営業部
ml-polymer@altech.co.jp
Tel : 03-5542-6752
Fax : 03-5542-6766

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