JPS59210306A - 膜厚測定方法 - Google Patents

膜厚測定方法

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JPS59210306A
JPS59210306A JP8411883A JP8411883A JPS59210306A JP S59210306 A JPS59210306 A JP S59210306A JP 8411883 A JP8411883 A JP 8411883A JP 8411883 A JP8411883 A JP 8411883A JP S59210306 A JPS59210306 A JP S59210306A
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JP
Japan
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mirror
film thickness
sample
prism
infrared
Prior art date
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Pending
Application number
JP8411883A
Other languages
English (en)
Inventor
Masami Fukunaga
正美 福永
Hitoshi Okada
等 岡田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59210306A publication Critical patent/JPS59210306A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物体(例えば紙、金属、布、革等)の表面に塗
布された透明薄膜材(例えばニス。
ペイント、ワニス、ラッカー等)の膜厚を測定する膜厚
測定方法に関する。
一般に透明薄膜材例えば水性ニスを印刷用紙に固形物換
算で5μm以下に薄く塗布した場合、塗布された水性ニ
スの膜厚を測定する方法としては、以下の方法がある。
(■):水性ニスの使用量からニス膜厚を測駕する方法
ω)二重量法で求める方法。
(mニドレーザ法で求める方法。
□□□:ガスクロマトグラフ法で求める方法。
(V);透過式赤外分光光度計法で求める方法。
(1)の場合には、ニスの使用量と塗布面積から求める
にはニス膜厚が薄膜であるため大痺の用紙を必要とし不
経済であυ誤差も大きい。(If)はニス塗布前後の用
紙の重量全測定しその重量差から膜厚を求める方法であ
るが薄膜であるので重量差は小さく、用紙の坪量変動、
用紙の吸湿度笠により誤差が生じ易く、また測定精度を
向上させる為には測定回数を増大させる必要がありその
結果測定に長時間を要してしまう。(III)は例えば
水性ニスに赤色染料等を添加し、塗布後赤色染料を抽出
しその赤色濃度から求める方法であるが、操作が煩雑で
分析に長時間全装する。
QVIの場合には水性ニス成分と用紙成分の検出ピーク
が合致するものが多く、ニスが微量である為誤差が生じ
易い。さらに(■ば、水性ニスを塗布したザンプルから
ニスを抽出し測定する方法であるが、用紙から抽出され
たものとニスからの検出ピークが合致したシ抽出が不完
全であることがらシ、誤差を生じ易い。
このように水性ニスの膜厚を測定する方法としては最適
なものがないのが現状である。−万枚葉印刷機において
インラインで印刷後水性ニスを塗布することは、裏移り
の防止、板取p不要、艶出し効果等の点で例えば厚紙印
刷物用に実用化されつつあシ、その際アクリル樹脂のエ
マルジョンを主成分とする水性ニスは高価であることか
らできる限り薄く途布して性能を満足させなければなら
ず、その為には簡単な方法で精度よくニス膜厚を測定す
る必要があり取扱いが容易で短時間の内に精度よくニス
鏑膜厚を測定する方法が要求されている。
本発明は以上の点にもとづいてなされたものでその目的
とするところは、取扱いが容易で短時間の内に精度よく
ニス塗布膜厚を測定するととが可能な膜厚測定方法を提
供することにめる。
すなわち本発明による膜厚測定方法は、物体の表面に塗
布された透明薄膜材の厚さを測定する膜厚測定方法にお
いて、光学的に対置せられた赤外線発光体と回折格子と
の間に物体を置き、この物体の表面にプリズムを密着さ
せて赤外線を多重全反射させ、その反射光を上記回折格
子に導入して薄膜材の厚さを求める構成である。
し7こがって赤外線発光体からの赤外線をプリズムによ
り多重反射させているので赤外線強度変化を大きくする
ことができ水性ニスの骨が微量である場合にも精度よく
その膜厚を測定することができ、また操作も簡単で測定
に要する時間も大巾に短縮される。
以下第1図ないし第3図を参照して本発明の一実施例を
説明する。第1図は赤外分光光度計の光学計の一例を示
−す図である。すなわち光源SOよシの赤外線が平面鏡
M1−1 + Ml−2の2方回に同って進み、一方の
光は凹面鏡M2−1 +標準セルR2平面鏡開3−11
 M4−1回面鏡M5 、平面鏡M6t−介してモノク
ロメータの入口スリットS1に像を結ぶ。
これが補償光路側である。他方の元は凹面鏡M2−2 
、試料S、平面鏡M3−2 、セクター鏡Nt4−2゜
凹面鏡M5 、平面鏡M6を介して入ロスリッ)84に
入る。これが試料光路側である。これら2光線はセクタ
ー鏡M4−2の回転(1,3Hz)によって交互にモノ
クロメータに入シ、放物面鏡M7 、回折格子G、放物
面@M7.平面鏡M8を介して単色赤外線となシ、出口
スリットS2に像全結ぶ。そして干渉フィルタFによっ
て一次光のみを取出し、平面鏡M9を通って楕円平面鏡
MIQで集光されて検出器T、Cに収束する。このよう
にして交互に検出器T、Cにあたった2光線の間に強度
の差があるときは検出器T、Cに電気的変化が交流的に
生じ、この信号が増巾式れてペンドライブモータを動か
すようになっている。上記ペンドライブモータは一方で
減光器Wと連動して補償光路側の光量ヲ変化きせ試料光
路側の光と同じ強度まで加減し検出器T、Cの電気的変
化をなくすと同時に、一方は記録用ペンと連動してつシ
合うまでに動かした減光器Wの絞りすなわち吸収率を透
過率目盛として記録する。このような作動を波長を連続
的に変化させながら行なう工夫もされており、レコーダ
上において波数目盛もしくは波長目盛で直線的になるよ
うにしている。また光源の赤外線強度は、波長によシ相
当の差があるので、常に一定した強度の光線全送り込む
目的でスリット巾が波長葦たは波数に対して適当に調節
されるようになっている。
次に第2図を参照して多重型赤外全反射吸収スペクトル
装置の光学系の1例を示す。この装置は前述した赤外分
光光度計の試料部分(第1図中符号Sで示す部分)に設
置される。図中符号M11〜M14 tIi鏡でめi)
Pはプリズムを示す。このプリズムPの下面側には第3
図に示すように試料lが密着して設置される。この全反
射吸収スペクトル装態により多重(例えば9回)全反射
を行なわせる構成である。これは塗布される水性ニスは
薄膜であり微量しか存在しない為に1回の反射では赤外
線強度に微少変化しかりらわれず測定不能または誤差が
大きくなってしまう0そこで前述した全反射スペクトル
装置によシ多重反射させて強度変化を大きくし測定精囲
の向上を図る構成である。
次に試料lのプリズムPへの密着方法について第4図全
参照して説明する。図中符号2人。
2Bはそれぞれ上部ホルダ板および下部ホルダ板を示す
。この上部ホルダ板2Aおよび下部ホルダ板2B間には
上部バッキング3Aおまひ下部/?ッ1キング3Bを介
して下面側に試料1”z密着したプリズムPが介挿され
ておシ固定用ねじ4および5により固定されている。i
4ッキング3 A 、 、9 Bを介挿させたのはプリ
ズムPを保護する為である。またバッキング3に、3B
は約fenの厚紙をアルミホイルで包んだ構成となって
おシ、アルミホイルで包んだのは赤外線の吸収を抑制す
る為である。なお図中符号6は倒れ補正用ねじを示す。
以上の宿成金もとに作用を説明する。まずコート紙の吸
収スペクトル測定例(測定例−1)を示す。赤外分光光
度計としては日本分光工業株式会社製A202型全使用
し、赤外全反射吸収スペクトル装置としては日本分光工
業株式会だ。赤外分光光度計の操作条件としては(1)
  WAVENUMBEREXPANDERX 1(2
)  5CALE       EXPANI)ERX
 2(3)  5CANNING     TIME 
  12分(4)  GAIN           
  2.8(5)  BALANCE        
    4である。
赤外全反射吸収スペクトル装置の操作条件としては (1)プリズムの入射角度     45゜(2)7υ
リズム材質      KR8−5なお測定試料lのセ
ット方法は前記第4図に示す通シである。以上の各条件
のもとに測定した結果を第5図に示す〇 次にコート紙に水性ニスを膜厚全種々変えて塗布した場
合の赤外線吸収スペクトル測定例(測定例−2)を示す
。使用した赤外分光光度計、赤外全反射吸収スペクトル
装置およびコート紙はいずれも前記測定例−1の場合と
同様であシ、また赤外分光光度計および赤外全反射吸収
スペクトル装置の4ψ作条件も測定例−1の場合と同じ
である。以上の条件のもとに測定した結果の1例を第6
図に示す。
次に第6図に示す測定結果をもとに水性ニス塗布膜厚と
吸光度の関係全考察する。塗布膜厚の異なるサンプルの
吸収スペクトルを測定し、最も吸収の大きい波数172
5crn’における吸光度を次式により求めた。
O 吸光度=Log−(ロ) 才ず前記第5図から波数1725 cm−’における吸
光度を求めると Io    144 吸光度= Log−= tag −= 0.019I 
    138 となシこの値はニス膜厚がO(μm)の吸光度といりこ
とになる。次にニスを塗布した場合例えば第6図の場合
について波数1725z−’における吸光度を求めると となる。以下同様に各膜厚における吸光度を求めて表−
1に示すような結果を得ることができた。
表−1 表−1においてニス膜厚はニス塗布前後の重量差全測定
した後計算によシ算出した。次に水性ニスを塗布してい
ないコート紙の吸光度を補正したものとニス膜厚との関
係の検量線(Y=0、284 X ) ’e算出しそれ
を第7図に示す◎したがって以後吸光度を算出すること
によシ・第7図に示す検量線からニス膜厚を求めること
ができる。そして1つの試料につき試料の切断調整から
測定、膜厚計算に至るまで約5分程度の時間で行なうこ
とができ、短時間の内に精度よく微量の水性ニス塗布膜
厚を求めることが可能となる。
以上本実施例による膜厚測定方法によると、赤外全反射
吸収スペクトル装置によシ多重(本実施例では9回)全
反射を行なわせて赤外線強度化を大きくしているので微
量の水性ニス塗布の場合でもその塗布膜厚を精度よく算
出することができる。そして操作も簡単であり、また塗
布試料の切断調整、試料のセット、測定および膜厚計算
に到る迄に要する時間は試料1箇に付き約5分以内です
み、測定時間を大巾に短縮することができる。
以上詳述したように本発明にょる膜厚測定方法は、物体
の表面に塗布された透明薄膜材の厚さ全測定する膜厚測
定方法において、光学的に対置せられた赤外線発光体り
回折格子との間に物体を置き、この物体の表面にプリズ
ムを密着させて赤外線を多重全反射させ、その反射光を
上記回折格子に導入して薄膜材の厚さを求めるイ1q成
である。
したがって赤外線発光体からの赤外腺ヲプリズムにより
多重反射させているので赤外線強度変化を大きくするこ
とができ水性ニスの量が微量である場合にも精度よくそ
の膜厚を測定することができ、また操作も簡単で測定に
髪する時間も大巾に短縮される等その効果は犬である。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第7図は本発明の一実施例を示す図で、第
1図は赤外線強度化の光学系の構成を示す図、第2図は
多重型赤外全反射スペクトル装置の光学系の構成を示す
図、第3図はプリズムにおける多重反射全示す図、第4
図はプリズムおよび試料の固定方法を示す図、輿5図は
水性ニスを塗布しないコート紙の吸収スペクトル測定結
果を示す図、第6図は水性ニス全塗布したコート紙の吸
収スペクトル測定結果を示す図、第7図はニス膜厚と吸
光度との関係金示す図である。 SO・・・光源(赤外線発光体)、G・・・回折格子、
P・・・プリズム、ノ・・・測定試料(物体)。 出願人代理人  弁理士 釣 江 武 彦第1図 M5 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 物体の表面に塗布された透明薄膜材の厚さを測定する膜
    厚測定方法において、光学的に対置させられた赤外線発
    光体と回折格子との間に物体を置き、この物体の表面に
    プリズムを密着させて赤外線ケ多重全反射させ、その反
    射光を上記回折格子に導入して薄膜材の厚さを求めるこ
    とを特徴とする膜厚測定方法。
JP8411883A 1983-05-16 1983-05-16 膜厚測定方法 Pending JPS59210306A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8411883A JPS59210306A (ja) 1983-05-16 1983-05-16 膜厚測定方法

Applications Claiming Priority (1)

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JP8411883A JPS59210306A (ja) 1983-05-16 1983-05-16 膜厚測定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59210306A true JPS59210306A (ja) 1984-11-29

Family

ID=13821599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8411883A Pending JPS59210306A (ja) 1983-05-16 1983-05-16 膜厚測定方法

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JP (1) JPS59210306A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0712523A (ja) * 1993-06-23 1995-01-17 Res Dev Corp Of Japan 膜厚・屈折率の高感度色差観察法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0712523A (ja) * 1993-06-23 1995-01-17 Res Dev Corp Of Japan 膜厚・屈折率の高感度色差観察法

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