膜厚計レンタル一覧 (比較表/特徴)

膜厚計とは

膜厚計（Film Thickness Gauge）は、薄膜の厚さを非破壊的に測定するための装置です。薄膜の厚さはさまざまな産業やアプリケーションで重要な要因であり、膜厚計はその測定に幅広く使用されます。鉄及び非鉄金属などの各種皮膜物質を破壊することなく測ることができるのが膜厚計です。膜厚計には様々な種類があり、例えば磁力を帯びた金属と帯びていない金属上の被膜圧厚のプローブを交換することで簡単に両方を計れるデュアルタイプ膜厚計、1台だけで磁性・非磁性金属両方の膜厚を測ることができる膜厚計（電磁・渦電流）、ガラス上のゴム厚やコンクリート上の塗装厚など金属でないものの被膜圧が測れる超音波膜厚計などがあります。下地としましては、下地として、鉄/非鉄素地用、鉄素地用、非鉄素地用、コンクリート/ガラス/他素地用、コンクリート/モルタル素地用などの計測が可能です。塗装、メッキ、ライニング、メタリコン、陽極酸化被膜、酸化膜、バーカライジグなどに使用されています。

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塗装の厚みを測る意味

工業製品が状態を維持するためには、さまざまに工夫をしていく必要があります。方法の一つとして、耐久性を維持するために塗装をしていくことが挙げられます。塗装をするのは製品を美観を高めるだけではないのです。塗装をした後に、塗料が乾燥して膜になって残ります。この厚みを一般的には膜厚、正式名称で呼ぶのであれば塗膜厚といいます。
一度塗装をすると、一見しただけだとどの程度塗られたのかは分かりません。耐久性を考慮すればある程度の厚みがなければ耐えられませんが、過剰に厚くなると塗装自体が割れてしまう事態になります。この原因としては、乾燥する際に収縮するためで、必要な厚みを確保することは大切ですが、必要以上の厚さは逆効果です。製品の膜厚から起こる欠陥はその他には、縮みやつやの不足・不良、色むらなどがあります。そのため、管理を工程の中でする必要があります。
膜厚を見た目でコントロールすることはまず不可能です。厚みの単位はμmと非常に小さい単位であるからです。そこで膜厚計が必要になります。膜厚計は、対象となる材料によって使い方が変わってきます。例えば、電磁式の膜厚計は、材料が磁石につくかどうかで測定できるかが決まってくるため、適切な組み合わせと使用方法で計測をすることが必要になってきます。特性をよく理解し、確実に計測ができる状況を作ることが必要です。
また、新しい製品だけでなく、すでにある製品に対しても現在の膜厚はどうであるかを考える必要があります。物質はどのようなものでも製造した状況のままではなく、時間がたつにつれ塗装が劣化していくので、現在の膜厚が基準を満たしているかどうかを計測しなくてはなりません。膜厚計は、塗装に関しての多くの場面で活躍します。

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磁石の力を使う電磁式と電流で測る過流式

塗装の塗膜を計測する膜厚計はさまざまな種類があります。それぞれ使い方が異なるだけでなく、対象となる部材も違います。そのためどのような製品に対して塗装をしたかが重要になってきます。使われている部材が鉄や鋼、ステンレスの一部といった磁性体の場合は、磁石を使うことができます。磁石を近づけると、一定の強さによって引っ張られる力を利用しているのが電磁式膜厚計です。
使い方は、測定したい部分に対してプローブを接触させ、電流の値を測るというものです。考え方としては単純で、塗膜が薄いのなら、部材との距離が近いので磁石に流れる電流が大きくなります。逆に厚くなれば、磁石を流れる電流量は少なくなります。このような性質を利用して測定する方法をとっています。塗膜を測るというよりも、磁石の力を計り厚みとして値に変えると考えれば分かりやすいと思います。ただし塗膜自体に磁石を引っ張る力が働いていると、正確な測定値が出ません。磁器を帯びた塗料もあれば、どんな材料を使っているかを事前に確認しておく必要があります。
過流式膜厚計は、アルミや銅などの非磁性金属、すなわち磁石に引っ張られない部材に使われるタイプです。磁石ではなくプローブにコイルが入っています。接触させたときに発生する渦状の電流を測定し、塗膜がどれだけの厚みを持つのかを測るしくみです。
部材との距離が近いのであれば、金属の表面上に過電流が強く生じますが、厚くなれば弱まるという性質を利用します。電気を通さないことが塗膜の条件です。接触式と非接触式があり、幅広く使える方法であり、ゴム塗膜といった絶縁性被膜でも有効に使えます。

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赤外線や超音波などで計測する

赤外線塗膜計という光を使って測定する膜厚計もあります。工業分野では多くの光が使われていますが、赤外線を当てることで得られるスペクトルを分析します。赤外線の吸収率は素材によって違いますが、その赤外線がどこまで吸収されるか計算することで膜厚を算出します。外的な要因による影響、例えば塗膜の色の濁りなどを少なくする方法がとられるようになっています。
その他には超音波が利用されている機種もあります。使い方としては、プローブを接触させるところまでは同じですが、プローブからセンサーを発信し、下地に当たり反射する時間により厚みが分かる仕組になっています。この速度は材質によって変わるため、大まかな値を求めて調整する必要があります。
超音波膜厚計には膜厚をそのまま測る用途だけでなく、橋梁の鋼材部などで腐食状態を調べるときにも使います。検査をする時には、塗装をはがして状況を確認するわけにはいきませんが、超音波ならば問題なく計測をすることが可能です。膜厚と腐食状態を推定することにより、今後の予定を決めることができます。破壊することが難しい場所で、塗装された部材は現状どうなっているかを見極める際に役立つ計器です。
デュアル式と呼ばれる方法もあり、こちらは電磁式と過流式の二つを搭載して計測する方法です。使い方は大きく変わらないですが、両方搭載していることで便利につかうことができます。磁性体・非金属ともに利用できるのが大きな特徴です。非磁性塗膜にも使用できるために、有効な計測方法として使われています。
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膜厚計の主な用途を紹介します。

・半導体製造: 半導体産業では、薄膜の厚さが非常に厳密に制御されており、膜厚計は半導体ウェハーやデバイスの製造において必要不可欠なツールです。薄膜の厚さを正確に測定することで、デバイスの性能や信頼性を確保します。

・表面処理: 表面処理プロセスでは、薄膜のコーティングや皮膜の形成が行われます。膜厚計は、コーティングの均一性や正確さを評価し、製品の品質を向上させます。例えば、自動車の塗装やガラスコーティングにおいて使用されます。

・薄膜技術: 薄膜技術は光学、電子、センサー、エネルギー変換デバイスなどの分野で広く利用されており、膜厚計はこの技術の研究、開発、製造に欠かせません。例えば、太陽電池パネルの薄膜層の厚さを測定する際に使用されます。

・製造業: 膜厚計は金属、セラミック、ポリマーなどの薄膜コーティング製品の製造において品質管理に役立ちます。例えば、鏡やレンズのコーティング、包装材料のバリア層の測定などがあります。

・材料研究: 研究室や大学で、新しい材料や薄膜の性質を評価するために膜厚計が使用されます。材料の光学特性、電子特性、熱特性などを調査し、新しい応用分野の開発に寄与します。

・医療機器: 医療機器の製造や研究において、薄膜コーティングの厚さが重要です。膜厚計は、人工関節、医療用センサー、バイオセンサーなどの製品の品質管理に使用されます。

膜厚計は、薄膜の厚さが制御される必要があるあらゆる分野で幅広く活用されており、製品の品質向上や新しい技術の発展に貢献しています。