JP5203832B2 - 膜厚測定方法 - Google Patents
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Description
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、基材の材質や凹凸によらず、数μm程度の膜厚を測定することができる膜厚測定方法を提供することを目的とする。
薄膜の膜厚を算出するには、例えば、算出した輝度差を、輝度差と薄膜の膜厚との関係を表す検量線にあてはめる方法をとることができる。この検量線は、例えば、第1の色、第2の色、及び薄膜の種類を、本来の測定時と同一条件として、予め作成しておいたものを利用することができる。
1.検量線の作成
(1)石英基板の全面に、刷毛を用い、白色の遮熱塗料を300μm程度の厚みで塗布した。次に、石英基板の表面における一部の領域に墨汁を塗布し、黒色の領域(以下、黒色領域とする)を形成した。石英基板の表面のうち、黒色領域以外の領域では、白色の遮熱塗料が露出し、白色を呈している。この領域を、以下では、白色領域とする。
(2)石英基板の黒色領域と、白色領域とのそれぞれについて、後述する半透明塗料を塗布しない状態で、マイクロスコープを用い、輝度を測定した。測定はそれぞれ6点で行い、その平均値を用いた。なお、輝度の測定時、石英基板には、通常の室内照明が照射されており、石英基板の表面における照度は常に一定である。後述する輝度の測定時においても同様である。
(3)石英基板の全面(黒色領域、白色領域の両方を含む)に、キャスト法で半透明塗料を一定の膜厚となるように、1回、塗布、乾燥してから、黒色領域と、白色領域のそれぞれについて、マイクロスコープを用い、輝度を測定した。輝度の測定は、それぞれ、6点で行い、その平均値を用いた。半透明塗料は、樹脂系成分を含む塗料であり、UV吸収成分を含む。
(5)上記(3)と上記(4)の結果を用いて、黒色領域における輝度と、半透明塗料の塗膜の膜厚との相関を表す数式を算出した。その数式に対応する曲線(検量線A)を図1に示す。また、上記(3)と上記(4)の結果を用いて、白色領域における輝度と、半透明塗料の塗膜の膜厚との相関を表す数式を算出した。その数式に対応する曲線(検量線B)を図1に示す。また、上記(3)と上記(4)の結果を用いて、白色領域における輝度から黒色領域における輝度を差し引いた輝度差と、半透明塗料の塗膜の膜厚との相関を表す数式を算出した。その数式に対応する曲線(検量線C)を図1に示す。なお、図1では、6点の平均ではなく、各測定値を示している。図1に示すように、検量線Cは、検量線A、Bに比べて、輝度の変化量に対する膜厚の変化量の割合が小さい。
(1)コンクリート下地の上に、刷毛を用い、白色の遮熱塗料を300μm程度の厚みで塗布した。この白色の遮熱塗料は検量線の作成のときに用いたものと同じである。次に、白色の遮熱塗料を塗布した領域のうち一部に、重ねて墨汁を塗布し、黒色の領域(以下、黒色領域とする)を形成した。コンクリート下地の表面のうち、黒色領域以外の領域では、白色の遮熱塗料が露出し、白色を呈している。この領域を、以下では、白色領域とする。
(2)コンクリート下地の黒色領域と、白色領域のそれぞれについて、半透明塗料を塗布しない状態で、マイクロスコープを用い、輝度を測定した。測定は、黒色領域における6点(以下、b1〜b6とする)と白色領域における6点(以下、w1〜w6とする)のそれぞれにおいて行った。
(3)コンクリート下地の全面(黒色領域、白色領域の両方を含む)に、スプレー法で半透明塗料を一定の膜厚となるように塗布(1回目の塗布)、乾燥してから、黒色領域と、白色領域のそれぞれについて、マイクロスコープを用い、輝度を測定した。測定は、黒色領域におけるb1〜b6の6点と白色領域におけるw1〜w6の6点でそれぞれ行った。なお、半透明塗料は、検量線の作成のときに用いたものと同じである。
(1)本発明の膜厚測定方法は、基材の材質によらず(基材がコンクリートであっても)、膜厚の測定が可能である。また、基材がコンクリートのように、表面に凹凸があるものであっても、膜厚の測定が可能である。
(2)本発明の膜厚測定方法は、上記表2〜表4の測定結果に示すように、厚みが数μm程度である薄膜の膜厚を正確に測定することができる。
(3)本発明の膜厚測定方法は、白色領域における輝度から黒色領域における輝度を差し引いた輝度差を検量線Cに当てはめることで、膜厚を算出する。この方法をとることにより、黒色領域における輝度を検量線Aに当てはめる方法や、白色領域における輝度を検量線Bに当てはめる方法よりも、膜厚を正確に、且つ精度良く測定することができる。この理由は、以下のことであると考えられる。
輝度(輝度差)の変化に対する膜厚の変化量は、検量線Cの場合の方が、検量線A〜Bの場合よりも小さくなっていることが、図1からわかる。例えば、それぞれの検量線における膜厚4μmのときの輝度(輝度差)を中心値とし、輝度(輝度差)をその中心値から±10cd/m2変化させた場合の膜厚の変化範囲は、検量線Aの場合では2.2〜7.4μm 、検量線Bの場合では2.7〜5.4μm 、検量線Cの場合では3.5〜4.6μmとなる。よって、輝度(輝度差)のばらつきに起因する膜厚のずれは、検量線Cを用いる方法の方が、検量線A〜Bを用いる方法よりも遙かに小さくなる。
(4)本実施形態の膜厚測定方法では、黒色領域を形成している。黒色領域では、UV吸収型の半透明塗料を塗布した後の輝度の変化量が、白色領域における変化量よりも大きくなることから、膜厚の判定がし易くなる。特に、膜厚が数μm以下の場合では、その効果は高くなる。
例えば、基材上に形成する異なる色の組み合わせは白と黒には限られず、他の色の組み合わせであっても良い。基材上に形成する異なる色の組み合わせは、輝度の差が大きくなる組み合わせが好ましく、例えば、色相が異なる2色の組み合わせが好ましい。
Claims (3)
- 基材上に形成された薄膜の膜厚を測定する膜厚測定方法であって、
前記基材の表面のうち、第1の色の領域に形成された前記薄膜における輝度と、前記基材の表面のうち、前記第1の色とは異なる第2の色の領域に形成された前記薄膜の輝度との輝度差を算出し、
前記算出した輝度差に基づいて前記薄膜の膜厚を算出する膜厚測定方法。 - 前記輝度差を、前記輝度差と前記薄膜の膜厚との関係を表す検量線にあてはめ、前記薄膜の膜厚を算出する請求項1記載の膜厚測定方法。
- 前記第1の色の領域、及び/又は前記第2の色の領域は、前記基材の表面に、それぞれの色を有する膜を形成した領域であることを特徴とする請求項1又は2記載の膜厚測定方法。
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