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40周年を迎える ヘルムート・フィッシャー株式会社 読者の皆様
No. 01 04 H O N G K O N G | CJ A H PI N AN A 10/09 FISCHER NEWSLETTER Coating Thickness Material Analysis Microhardness Material Testing EDITION L A I C E P S 論説 記念特集記事 読者の皆様 40周年を迎える ヘルムート・フィッシャー株式会社 フィッシャースコープ・ニュースレター特別号 をお届けできるのは喜ばしいことです。2011 年は当社グループの創立40周年です。これ を機会にニュースレターの40周年特集号を まとめました。 同時に新製品をご提示します。5月にドイツ での国際的催しであるシュトゥットガルト・コ ントロールで、グラビア印刷シリンダの電気 め っき皮 膜 を 測 定 するため の 硬 度 計 Fischerscope Picodentor HM 500と新型プ ローブFN5D付きの新型ポータブル測定器 を世界に向けて初めて紹介しました。 スイスのヘルムート・フィッシャー株式会社は今年創立40周年を迎えます。スイス全 土への拡大は当初から順調に進み、ヒューネベルクの従業員は成功の歴史にこれ からも新たな章を加えられることを喜びに感じています。 当社は1971年にツークで設立されました。フィッシャーは先ずスイス国内でフィッシャ ー製品の販売を始め、南ヨーロッパやアジアのマーケットも徐々に開拓しました。 スイスの真価 フィッシャーはスイスのマーケットにすぐに根をおろしました。これはさほど驚くほど のことではなく、当社は、極めて高い精度、妥協を排した品質管理、プロフェッショナ ルなカスタマーアドバイス、的確なサービス、信頼性そして技術革新の気概といっ た、スイスの代表的な真価を信じたのです。品質レベルが高いことの証拠として当 社は1995年にISO 9000の認証を取得しました。 あらゆるところで品質要求の高い効率的な 生産を可能にする最高レベルの測定技術 が求められています。当社は、最新の検出 器技術を組み込むことによって当社の蛍光 X線最上位機種の使用分野を明らかに拡 大することができました。自動車産業のボ ディ組立てでは今や防錆塗装の膜厚検査 が、当社の新型袋構造部内面膜厚用プロ ーブによってとても簡単に行えるようになり ました。これについては以下の記事をご覧 下さい。 この12ページから成る特別号をお楽しみ下 さい。皆様からのご提案を歓迎します。 敬具 Walter Mittelholzer CEO Shuji Kashiyama 社長 Helmut Fischer Holding AG 株式会社 Helmut Fischer AG 株式会社 1983年のハイテク、Fischerscope X-Ray 1000。フィッシャーの最初の蛍光X線測定器。対照的な最新 の2010 / 2011年のX線測定器XDLM 237 組織的な成長 フィッシャーの成功はすぐに数多くのヨーロッパ諸国に及びました。 成功に伴って必要なスペースも拡大しました。1984年にはヒューネ ンベルクに移転し、当社は今もそこを事業活動のベースにしていま す。80年代半ば以降はアジア圏へと拡大しました。拡大戦略はそ れ以降も続いており、新しい国々が次々に加わっています。 拡大の概要 ヨーロッパ、中近東およびアフリカ 1975年 フィッシャーフランスの設立 1978年 フィッシャーイタリアの設立 1980年 フィッシャーオランダの設立 1984年 フィッシャースペインの設立 1985年 デンマークのChemboとの提携 1991年 オーストリアのMICONとの提携 2000年 イスラエルのGlobusとの提携 2003年 南アフリカのInstechとの提携 2004年 レバノンのSogiva Libanとの提携 2009年 スェーデンのKontrollmetodとの提携 2010年 ポルトガルのUltraprecisaoとの提携 アジア 1985年 1985年 1985年 1993年 1995年 1997年 1998年 2006年 2010年 2011年 常に時流の中で 過去40年間の技術発展は測定の完成度を大いに推進しました。 装置や測定器やソフトウエアは年々、より精密に、より洗練されたも のになりました。常に可能最善のソリューションをお客様に提供す ることができ、技術的にも品質的にも業界の基準を設定していると いうヘルムート・フィッシャー株式会社の自負に変わりはありません。 将来的にも当社の流儀を浮き彫りにすると共に企業理念の重要部 分は変えることはありません。 バレンベルクでの40周年祭 フィッシャーは過去40年を誇りを以て振り返ることができま す。40年間企業活動をしてきたこと自体、祝うに充分な根拠に なります。私達の結束の印として、6月半ばにバレンベルク屋 外博物館で従業員、カスタマーそしてパートナーと共に40周 年を祝います。 フィッシャー香港の設立 台湾のGeneral Scientific Technologyとの提携 韓国のCheonghack Tradingとの提携 フィッシャー日本の設立 タイのDiethelm（現DKSH）との提携 フィッシャーシンガポールの設立 フィッシャー中国の設立 フィッシャーインドの設立 ベトナムのDKSHとの提携 マレーシアのDKSHとの提携 バレンベルク屋外博物館。旧ヒューネベルク・デーゲン・ゲストハウス 社史におけるひとつのマイルストーン。1995年のISO認証を囲むISO代理人とグスタフ・フォン・ヴァルトブルク（左）、ヘルベルト・クルメンアッハー（右） FISCHERSCOPE® No. 04 全力で前へ もちろんヘルムート・フィッシャー株式 会社がこの栄誉の上にあぐらをかくこ とはありません。2006年からはヴァル ター・ミッテルホルツァーをCEOとする 経営評議会がヘルムート・フィッシャ ー・ホールディング株式会社とヘルム ート・フィッシャー株式会社を率いて います。単独株主であるツークのヘル ヴァルター・ミッテルホルツァー ムート・フィッシャー財団は、当社が何 よりもその製品の技術開発とお客様 へのサービスに集中できるよう取り計らっています。今後も世界中の お客様への期待を満たし、さらにはそれを上回れるよう、視線は前 を見据えています。応用研究、販売、サービス、マーケティングの分 野への投資や、ヒューネベルク、中国（上海、西安、厦門、成都）、シ ンガポール、フランスおよびイタリアのそれぞれのオフィススペース の拡大によって、過去4年で重要な軌道修正を行いました。とりわけ 成長を続け、地理的にも大きい中国やインドのマーケットでは、現 地のカスタマーに寄り添えるよう販売やサービスの拠点を継続的 に増やしています。この4年間にフィッシャーグループの世界的な販 売活動の中で従業員総数が30%以上増えたという事実は、スイス のヘルムート・フィッシャー株式会社にはその覚悟があるということ の表れです。成果に満ちた将来に向けた覚悟です。 Helmut Fischer AG 新たなコンタクトを生み出すと共に、関心をお持ちの方々に製品を提示するために、 新たなコンタクトを生み出すと共に、関心をお持ちの方々に製品を提示いたします N o . 0 4 FISCHERSCOPE® 測定の現場から グラビア印刷シリンダの 電気メッキ皮膜を測定 雑誌、カタログ、郵便切手、包装紙、壁紙あるいは家具用装飾紙の 印刷だけでなく、高級な芸術的出版においても、グラビア印刷法は 非常に広く採用されています。この技法で使用されるグラビア印刷 シリンダはほとんどの場合、銅をコーティングした鋼製コアでできて います。そこに印刷画像が彫り込まれます。耐摩耗性を高めるため に続いてクロム皮膜が施されます。これらふたつの電気メッキプロ セスでは、希望の印刷品質を実現するためにプリセットされた公差 を守り、チェックしなければなりません。フィッシャーは導電性と膜厚 の測定の分野で、これにぴったりの測定方法を提供しています。 銅皮膜の導電性 － グラビア印刷性の尺度 グラビア印刷材料としての銅は比較的「軟質」です。硬さを高めるた めに電気メッキ浴には添加剤が加えられます。生産プロセスでCu 皮膜の硬さを直接測定する方法は、より効果的であることが明らか な導電性測定を以て替えることができます。これは、硬さが銅の導 電性と相関しているためです。代表値はCu = 80% IACSの領域で す。プリセットされた導電性はプローブES40とハンディ装置SMP10に よって極めて高精度で測定できます。Cu皮膜の厚さはほとんどの用 例でdCu>150�を超え、部分的には2 mmにも及ぶことがあります。 図1 （右上写真） グラビア印刷用シリンダ（ø = 140 mm）での実地の測定 最適の結果（電界侵入深さ）を得るために、厚さに応じて適する周 波数を装置で選択できます。ほかにd Cu<350�という薄いCu皮膜用 にプローブES40HF（1.25 MHz）もあります。 膜厚測定 － プリセットされた公差の遵守 CuないしCr皮膜はプリセットされた公差で析出されなければなりま せん。コーティングされるCu膜厚はシリンダの外径とそれに伴って プリセットされたそれの外周を規定します。シリンダは印刷画像の長 さないしその倍数に合致しなければなりません。Cr膜厚はプリセッ トされた公差範囲を上回ってはいけません。さもないとカップに、印 刷用インクを受ける充分な容量が無くなってしまいます。他方、この 公差を下回ると表面硬さが低過ぎ、それと共に可能な印刷工程の 数 が 減 少 す る 結 果 に な り ま す。代 表 値 は た い て い の 場 合 dCr = 4��15�の範囲内です。不可欠なプロセスチェック用には、ハンデ ィ 装 置 F M P 15 0 と 共 に 使 用 す る プ ロ ー ブ F N 5 D が あ り ま す （図1参照）。このプローブでは、完成状態のシリンダで両方の皮膜 を同時に高精度で測定できます（デュプレックスモード）。但しCu膜 厚だけでなくCr膜厚をそれぞれのめっき段階の後で別々に測定 することもできます（デュアルモード）。FN5Dはあらゆるサイズの印刷 用ローラーの測定用に設計してあります（Ø ≈ 100 mm�Ø>500 mm） 。簡単に交換できる補助プリズム（プローブ付属品、図2参照）を2個 使用することによって、このプローブをどのタイプのローラーにも確 実に載せることができ、再現性のある測定が可能になります。屈曲 や導電性の影響は補償され、測定結果も影響されません。このた め、全てのキャリブレーションを同時納入の平らなスタンダードと基 材（プローブ付属品）で実施できます。プローブの検査ないしキャリ ブレーション用としてとくにdCr = 8��Cr/Cuスタンダードを用意していま す（図2参照）。低い適用領域での極めて薄いCr皮膜の測定も、測 定器能力要件を満たし、下にあるCu皮膜の厚さ及び導電性に左 右されません。この測定システムではシリンダの両方の皮膜の膜厚 均一性について明確なデータが得られます。従って、グラビア印刷 用シリンダのCrないしCu電気メッキ皮膜のあらゆる品質チェックを 最適且つ効率的に実現できます。30�までのdCr�7mmまでのdCu とい うプローブFN5Dの測定範囲は、デュプレックスモードでもデュアルモ ードでも利用可能です。 ハンスペーター・フォルマー（博） Dr. Hans-Peter Vollmar 図2 （左下写真） 付属品 － シリンダ（ø1 = 80 mm – 260 mm; ø2 = 230 – 540 mm）用上置きプリズム2個、平らな部品用の上置きプリズム1個、キ ャリブレーションスタンダード1セット（dCr = 8 µm, Cr/Cu, Cu及びFe下地） FISCHERSCOPE® No. 04 測定の現場から ケイ素ドリフト検出器（SDD） 新しいタイプの検出器により測定可能限界が変わります Cr不動態化コーティング 防食性を高めるために亜鉛めっきした鋼またはアルミにしばしば Cr不動態化コーティングを施すことがあります。Crコーティングは過 去においては次第に減っており、現在では膜厚が極めて薄い場合 に5～10 mg/m2 程度のCrがコーティングされているに過ぎません。 図2はSDDによって記録した～20 mg/m2 のCr不動態化コーティング のスペクトルです。Crピークは最高のZn線の約1,000分の1ですが、 それでも下地よりは明らかに上で、従って充分に測定可能です。 表1に不動態化されていないZn/Feサンプルについての測定結果を 示します。 0.56 mg/m2 の標準偏差では検証限界は1.5 mg/m2、定量限界は 5mg/m2となります。従って現在最も薄い不動態化コーティングでも 測定可能です。 図1 X-RAY XDV®-SDDでの測定 X線源と共に、検出器は蛍光X線装置の心臓部を形成します。この コンポーネントを継続的に発展させることによって、従来の用途をよ り良く解決し、あるいは新たな用途を開拓することができます。その 最新の事例が、有限会社ヘルムートフィッシャーの蛍光X線分析装 置グループに導入されたSiドリフト検出器（SDD）です。 SDDは長い間使われてきたSi-PINダイオードと同等に機能するSi 半導体検出器です。SDDではSiチップが特殊なリング構造になって おり、これがX線の検出を向上させます。これに伴ってSDDには次の ような特性があります。 • 10 mm2 – 100 mm2 の活性化領域に関するエネルギー分解能が < 140 eV（FWHM Mn-kα）と非常に良い。 • エネルギー分解能が良好でスペクトル形状が同じままの状態で、 非常に高い計数率（数十万cps）を処理できる。 • 1 keVまでのエネルギーについて感度が高い。これにより、Na-K放 射線あるいはNi, CuおよびZnのL線も測定できる。 向上したこれらの特性から、次のものの測定がSDDの応用領域に なります。 • 非常に薄い皮膜。 • 非常に低い濃度： 微量元素。 • 原子番号の小さい元素： Na、MgおよびAl。 • 測定時間を短くまたは反復散乱を少なくするための、非常に高い 計数率での測定。 実地の2つの事例でSDDの可能性を証明することにします。 Cr mg/m2 X. 検出不能 Zn g/m2 S 0.56 X. 108.2 S 0,08 表1 XAN®-150（50 kV、100�Ni一次フィルタ、～70,000 cps）に る検証限界を求めるための、基準サンプル（不動態化されていない Zn/Feサンプル）における反復散乱の測定 ナノメートル領域のAu/Pdコーティング エレクトロニクスの応用分野においても薄膜の使用が増えていま す。AuおよびPdの膜厚が数ナノメートルのAu/Pd/Ni/Cu/基板という 系がその一例です。 表2はこれについて比例計数管、PINダイオードおよびSDDを備えた それぞれの装置の対比を示しています。 検出器のタイプ 50 nm Au 24 nm Pd 膜厚 比例計数管 2,2 nm 3 nm s 0.2 mm） 4,3 % 13 % V PIN検出器 0,9 nm 1,2 nm s 1 mm） 1,8 % 4,8 % V SDD検出器 0,2 nm 0,5 nm s 0,4 % 2,1 % V （アパーチャ （アパーチャ Countrate [cps] （アパーチャ 1 mm） 10000 Fe Cr Zn 表2 様々なタイプの検出器と達成可能な標準偏差sおよび変動係数V 1000 対比によればSDDは最良の結果をもたらします 100 結論 繰返し精度が明らかに向上していることによって、非常に薄いAuや Pdのコーティングでも測定が可能です。それだけではなく、SDDを備 えた装置では正確さも高くなっています。これは、高いエネルギー 分解能によって下地または近隣の蛍光線による干渉が少ないため です。 10 1 0.1 0.01 5 6 7 8 9 10 Energy [keV] ベルンハルト・ネンゼル（博）記 Dr Bernhard Nensel 図2:�Crが約20 mg/m2のCr/Zn/Feサンプルのスペクトル。測定装置はXAN® 150、 50 kV、Ni一次フィルタ、～130,000 cps No. 04 FISCHERSCOPE® より詳しく見てみると 特許測定プローブFTD3.3による、 形状に影響されない膜厚測定 屈曲面での測定について一般的に言えること 膜厚測定では渦電流法こそ形状変化に対して極めて敏感です。 鉄や非鉄系の下地で非破壊方式膜厚測定をするために最もよく 採用されているのは電磁法です。 応用例によっては磁気誘導法や渦電流法が使われます。どちらの 場合にも測定原理は、測定対象の皮膜の厚さがプローブの交番 電磁界に影響を与えることをベースにしています。 電磁界は空間的な拡がりを持っているので、試験品の形状も測定 結果に影響します。凸型に屈曲した下地材上の皮膜は過大に測定 されます。これは、下地材への磁界の結合が屈曲によって余計に低 減され、皮膜がもうひとつあるかのような誤りが生じるためです。 凹型の屈曲の場合には膜厚は過小に測定されます。屈曲部でも 正確に測定できるためには、同じ曲率の、どうしても未コーティング の現物でキャリブレーションしなければなりません。曲率が変われ ばあらためてキャリブレーションが必要です。異なる部品が多数あ る場合、キャリブレーションの手間が多大になります。その上、未コー ティングの現物が入手できなければなりません。渦電流法は部品形 状の変化に対して磁気誘導法よりもはるかに敏感に反応します。 対策 曲率補償型の渦電流測定プローブFTD3.3を使用すれば、任意の 部品形状に施されたペイント皮膜、ラッカー皮膜および陽極酸化 皮膜を1回のキャリブレーションで正確に測定できます。渦電流測 定プローブFTD3.3は追加のキャリブレーションを必要とせずに下 地の曲率を補償するので、これを使うことによって、従来のプローブ と比べて測定の手間を大幅に減らすことができます。 準備： 従来のプローブFTA3.3と曲率補償型プローブFTA3.3の比 較測定 図3（次ページ）はこれら両方のタイプのプローブの比較測定結果を 示しています。このために、曲率の異なる真鍮の円筒上のラッカー 皮膜をシミュレーションするキャリブレーションフォイルを測定しまし た。両方のプローブのキャリブレーションは平らな板上で行いまし た。プローブFTA3.3の測定値は典型的な曲率影響を反映します。 曲率が高くなるにつれ、測定上の膜厚は現実のものと比べて急速 に増大します。曲率補償型のプローブFTD3.3によって膜厚はほぼ 正しく測定されます。 プローブFTD 3.3、凸側 ブライ x = 19.44 µm s = 1,11 プローブFTD 3.3、凹側 ブライ ンド 図1 DUALSCOPE® FMP 100とプローブFTD3.3による、ブラインドでのラッカー膜 厚測定 プローブFTD3.3の利点は明白です。余計な手間を掛けずに任意に 成形された導電性非鉄金属の下地で渦電流原理による膜厚測定 を行えるのです。部品形状による測定値への影響はほとんどありま せん。 ラッカー塗装したアルミブラインドでの実際の測定 応用例「ラッカー塗装されたアルミブラインド」では使用者にとって の実務的・時間的な利点がはっきりします。ラッカー膜厚を凸側と 凹側で測定しました。未コーティングのラメラ（ブラインドの薄片）は 入手できず、入手できたのは平らなアルミ板のみでした。この板でキ プローブFTA 3.3、凸側 ブライ ンド x = 19.41 µm s = 1,09 x = 21.86 µm s = 0,59 プローブFTA 3.3、凹側 ブライ ンド ンド x = 17.60 µm s = 1,00 図2 プローブFTD 3.3とFTA 3.3によるブラインドのラッカー皮膜測定、それぞれ凸側と凹側 x = 膜厚平均値、s = 標準偏差（平均値xはすべて40件の個別測定値によるもの） FISCHERSCOPE® No. 04 測定プローブFTD 3.3とFTA 3.3の対比。 理論的膜厚： 35.1㎛ 縦軸： 測定上の膜厚（㎛） 250 200 150 FTD3.3 FTA 3.3 100 50 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 軸： 屈曲部直径（mm） 図3 従来の渦電流プローブFTA 3.3と曲率補償型プローブFTD 3.3による比較測定（膜厚絶対値は屈曲部直径の関数） ャリブレーションされたFTD3.3については全く問題ありませんでし た。フィッシャーでは渦電流プローブは導電性補償型なので、この 板は別のアルミ合金製であっても構いません。標準測定プローブ FTA3.3を使用してブラインドの同じ測定を行ったところ、測定結果 は明らかに違うものでした（図2）。ここで正しく測定 で きるために は、FTA3.3をブラインドの両側でキャリブレーションしなければなり ません。それには同じ形状の未コーティングのブラインドが必要で す。 結論 同等の条件（屈曲した材料が手に入らないため平らなアルミ材料 で キ ャリブレーシ ョン）下で正しく測定 で きたのは測定 プローブ FTD3.3だけでした。但し、プローブFTD3.3の精度は、良好な測定 上の標準偏差sから読み取れるように、従来のプローブFTA3.3とほ ぼ同等であるという点も注目すべきです。 工学士シュテファン・ハヴェリッヒ記 Dipl.- Ing. Stefan Haverich 測定の実地から 蛍光X線法による、玩具に含まれる重金属の測定 本来玩具には健康上問題の無い材料だけが使われていると考え るのが当然でしょう。ところが人形やBall & Coの場合にも厄介者が おり、ときには玩具が原因と考えられる危険が見出しになることがあ ります。そこでEUの消費者警告システムRAPEXは、加盟国の個々の 当局が通報した製品について毎週警告を出しています。その際に は窒息や電撃のような危険のほかに、健康に有害な元素または物 質も指摘されます。 試験済みの玩具にはEU圏内ではマークが付きます。良く知られて いるGSやCEのようなマークの背後にあるのは何でしょう？ 製品に GSマーク（安全試験済み）を付けられるのは、メーカーが認定試験 機関に委託して、その製品が欧州基準に合致することを保証しても らった場合だけです。試験機関名もGSマークに記載されます。生産 の定期チェックによって効力が確保されます。これに対してCEマーク （欧州基準適合）は、製品が欧州基準に該当するときにメーカーが 自己責任で付けるものなので、独立の試験機関が確認したもので はありません。 図1 写真 玩具の測定中のX-RAY XDV®-SDD N o . 0 4 FISCHERSCOPE® 前記のパラグラフの途中からp.5 玩具はヨーロッパでは玩具基準ないし玩具規格DIN EN 71に従わ なければなりません。この規格は、例えば機械的・物理的特性、有 機化合物、電動玩具についてだけでなく、特定の重金属の移動に ついての限界値の試験基準も記述しています。表1に現在有効な 重金属の限界値をまとめました。 規格に従い玩具を1時間ないし2時間、胃液に模した0.07mol/lの 塩酸にさらします。次に、そこに溶けたものをAASまたはICPによる分 析に掛けます。この場合の欠点は玩具を破壊しなければならない ことと、チェックに費用が掛かることです。 ですから蛍光X線分析はPb、Hg、Cdやその他の重金属の濃度を 素早く非破壊的に測定するための簡単な方法であり、湿式化学分 析を大変良く補完します。 表1には、FISCHERSCOPE® XDV®-SDDで測定した様々なプラスチッ クに関する検証限界（基準サンプルの標準偏差の3倍）を挙げてい ます。従って、要求される限界値は検討対象に入ります。スクリーニ ング法として採用した場合、あらかじめ設定された値を超えたときに 蛍光X線分析では警報が出ます。このときは結果を確保するために 湿式化学分析を行うことができます。 例えば褐色ABSプラスチック顆粒（表1、最後の段）ではCr、Ba、Sbお よびAsに関する限界値を明らかに超えました。蛍光X線分析では 当然ながら元素の移動は測定されず、特定の部位における重金属 濃度が把捉されます。ここで該当するのは「何も入っていなければ 溶けだすものもない」という言葉です。 例えばプラスチック人形に描かれた目で、有害物質濃度をピンポイ ントで測定することもできます。蛍光X線分析を援用することによっ て、ひとつのチャージ全体を素早く測定し、ランダムサンプリングで は場合によっては目立たないかも知れない、有害物質で汚染され た個々の部品を「探し出す」ことができます。いまひとつの利点は、 原則として重金属濃度の高過ぎるすべての材料を判別できること です。 純理論的には、禁止された元素や物質がその材料から溶け出さな い限り、これらを使用することができます。それでもお気に入りの人 形の「芯」が鉛であることが分かったなら、たとえ規定通りに鉛の移 動が検証できないとしても、だれもその人形を自分の子供に与えて 遊ばせることはしないでしょう。 表1 元素 DIN EN-71 による限 界値 単位ppm Sb As Ba Cd Pb Hg Se Cr 60 25 1000 75 90 60 500 60 DIN POM 単位ppm 検証限界 PVC 単位ppm 青色ABS 単位ppm 測定例 褐色ABS 単位ppm 42,6 3,9 138,0 17,4 8,7 2,4 1,5 11,7 43,2 8,7 87,0 19,2 12,6 8,1 4,2 54,0 24,9 2,7 60,0 22,2 6,5 1,5 1,2 7,5 45159 (180) 42 (3,8) 2740 (79) 10 (8,4) 4 (4,3) -3 (2,6) 5 (1,7) 12134 (281) ジモーネ・ディル（博）記 Dr. Simone Dill EN-71の限界値と3種類のプラスチック材料に関する検証限界、単位 ppm（FISCHERSCOPE® XDV®-SDD、50 kV、Alフィルタ、測定時間25 * 300s、1mm の薄片） 褐色ABSサンプルについては平均値（さらに括弧内には標準偏差）を示した。 Sb、As、BaおよびCrに関する限界値を明らかに超過している。 FISCHERSCOPE® No. 04 より詳しく見てみると 計装化された押込み試験による薄 いフォイルについての硬さおよびその 他の機械的特性値の測定 薄いプラスチックまたは金属フォイルについて、計装化された押込 み試験（DIN ISO 14577）によって機械的特性値を測定することは、 マッシブな材料の場合ほど容易ではありません。但しサンプルの前 処理と測定結果の補間の際にいくつかの重要なステップに留意す れば、この測定課題はユーザーにとって解決できない問題にはな りません。 誤りの源泉のひとつは、フォイルを滑らかで安定した下地上に固定 することです。フォイルが平らでない状態で載り、あるいはきちんと貼 り付けずに空気を取り込んでしまうと、フォイルは測定中に曲がりま す。押込み深さ測定に誤りが出ます。余計な、弾性があって大きさの まちまちな部分が加算されます（図1および表1）。 曲がりにくいフォイルまたは厚さが200㎛を超えるサンプルの場合 にはもうひとつの方法があります。滑らかなフォイル断片を強力な接 着剤で平らな下地に貼り付けます。これにはハードワックスが抜群 に適しています。これは薄い接着膜として均等に配分することがで きます。このためにフィッシャーは汎用サンプルホルダを提供してい ます。これには高さの異なる4個の測定対象物を装着できます（図3） 。接着するにはワックス、サンプルおよびホルダを約200℃に加熱す る必要があるので、この方法はプラスチックには使えません。 Indentation depth [µm] CuSn6 Ribbon 1 not attached or badly fixed 7 Deflection of ribbon during measurement 4 1 400 200 600 800 Force [mN] 図3 ハードワックスを使って薄くて小さいサンプル を固定するための汎用サンプルホルダ 図1 力と押込み深さの関係。固定されていないか固定状態の悪いCuSn6テープ 曲がりのために数値の散乱が激しいCuSn6テープ、固定無しまたは固定不良 CuSn6 Ribbon 1 HM N/mm2 HIT N/mm2 HV X. s V% Min. Max. 984 291 30 545 1457 1474 176 12 1183 1750 139 17 12 112 165 EIT/(1-vs2) GPa % 41 35 86 9 125 30 14 46 10 50 IT 表1 固定されていないか固定状態の悪いCuSn6テープ 曲がりのために数値の散乱が激しい 原則的に2つの解決方法があります。厚さが約200㎛以下の薄いプ ラスチックまたは金属のフォイルは簡単に円筒の上方に張ることが できます。そのためにフィッシャーは特殊なフォイル張込み装置を 提供しています（図2）。 ど ち ら の ホ ル ダ も FIS CH ER S CO PE® H M20 0 0X Ypお よ び PICODENTOR® HM500に使えます。FISCHERSCOPE® HM2000Sでは 安定した個々のサンプルホルダに接着する方法しかありません。 CuSn6 Ribbons clamped Indentation depth [µm] ＜図中の矢印＞測定中のテープの曲がり縦軸：押込み深さ（㎛）横軸：力（mN） 5 3 Ribbon 1 Ribbon 2 1 Ribbon 3 200 400 600 800 Force [mN] 図4 押込み深さ / 力（それぞれ n = 10） 3種類の硬さのCuSn6テープ 図2 薄いプラスチックまたは金属のフォイルを 固定するためのフォイル張込み装置 No. 04 フォイル（「皮膜」）が非常に薄い場合には、測定結果に対する担体 材料の影響に留意しなければなりません（フィッシャースコープ誌 1/08号および1/10号参照）。 硬さの異なる（軟かい、4分の1の硬さ、半硬）3つのブロンズテープに ついてフォイル張込み装置を使用して測定を実施しました。フォイ ルの厚さは75～170㎛です。図4にこれらテープの力/押込み深さグ ラフを示します。 FISCHERSCOPE® Ribbon 1 clamped HM N/mm2 HIT N/mm2 HV EIT/(1-vs2) GPa % X. s V% 1006 19.0 1.9 1179 27.6 2.3 111 2.6 2.3 97 10.7 11.0 9 1.0 11.2 Ribbon 2 clamped HM N/mm2 HIT N/mm2 HV EIT/(1-vs2) GPa % X. s V% 1116 16.8 1.5 1311 24.5 1.9 124 2.3 1.9 105 4.0 3.8 9 0.5 5.4 Ribbon 3 clamped HM N/mm2 HIT N/mm2 HV EIT/(1-vs2) GPa % X. s V% 1573 71.8 4.6 1916 88.5 4.6 181 8.4 4.6 108 8.0 7.4 12 0.8 6.6 IT IT 図5 ビッカース圧痕（Fmax: 1,000 mN） CuSn6テープ、接着と張込みの対比 IT CuSn6 bonded HM N/mm2 HIT N/mm2 HV EIT/(1-vs2) GPa % X. s V% 1187 21.0 1.8 1383 25.4 1.8 131 2.4 1.8 125 1.3 1.1 9 0.1 1.0 CuSn6 bonded HM N/mm2 HIT N/mm2 HV EIT/(1-vs2) GPa % X. s V% 1032 12.1 1.2 1206 14.3 1.2 114 1.4 1.2 104 12.2 11.7 8 0.9 10.5 IT 表2 – 4 表機械的特性値3種類のCuSn6テープ、張った状態 表2 – 4は、散乱の少ない異なったサンプルの様々な機械的特性値 を示しています。支持エラー（Auflagefehler）によって結果に偽りの 出ることはありません。 前処理方法は違っても（張込みと接着）CuSn6サンプルでの結果 は、15%以内の特性値の差に納まっています。このことは従来のビッ カース評価（図5）や押込み試験（表5 – 6）にも言えます。 原因はCuSn6の固定の違いにあります。接着の場合200�にもなり、 これがEIT値を引き上げます。張込みではより小さい値になります。（ 冷間成形したCuSn6では焼鈍したものよりもE係数が小さくなりま す。） IT 表5 – 6 機械的特性値（それぞれn = 10） CuSn6テープ、接着と張込みの対比 比較測定の場合、統一的な前処理を確保しなければなりません。 力と時間のほかに、これも測定結果に影響することがあります。 ゴットフリート・ボッシュ（物理学士）記 Dipl.-Phys. Gottfried Bosch 測定の現場から 「袋構造部内面膜厚用プローブ」V3FGA06H を使用したカーボディ横けたにおける非破壊KTL測定 自動車産業では乗用車に関するひとつ の品質特性として防錆保証することの重 要性が明らかに高まっています。 その実現には、高度な防食性とその品質 管理が要求されます。とりわけ、ボディの 横けたやコラム（亜鉛めっき鋼板）の内部 のアクセス性の無いエリアでは、あらかじ め設定されたKTL（陰極浸漬コーティング） 膜厚の公差を確実に守らなければなりま せん。さもないとそこでは気付かれないま ま腐食が進行しかねないためです。このよ うな中空部でKTL膜厚を直接に非破壊的 方法で測定することはこれまでほとんど 不可能でした。普通は測定部位にアクセ スするにはランダムサンプリング式にボデ ィを破壊しなければなりません。これでは 非常に高いコストが掛かり、検査の時間間隔も比較的長くなること になります。 とくにこの用途向けに当社は「袋構造部内面膜厚用プ ローブ」V3FGA06Hを開発しました。このプローブはその構造上、横 FISCHERSCOPE® No. 04 「袋構造部内面膜厚用プローブ」V3FGA06Hによって自動車産業は、これまでアクセスできなかったボディ中空部においてさえKTL膜厚を迅速に非破壊方式で且つ正確に 測定できるプローブを得たことになります。 i A1 A2 A3 A4 A5 A6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 n x. s(x) 17.64 16.93 17.64 17.97 18.62 18.22 17.21 18.54 16.43 17.03 10 17.62 0.726 17.38 18.10 17.60 16.59 16.90 17.84 17.48 17.10 18.03 17.80 10 17.48 0.496 17.48 19.23 16.77 17.76 16.25 17.59 16.47 17.67 17.42 18.02 10 17.47 0.851 17.93 17.56 17.77 18.12 17.91 17.52 17.57 17.81 17.70 17.91 10 17.78 0.195 17.79 17.17 16.37 17.29 18.14 18.56 17.69 17.03 17.76 18.50 10 17.63 0.684 16.99 17.43 17.59 17.60 18.37 18.01 18.66 18.41 17.86 17.44 10 17.84 0.525 表1 プローブV3FGA06Hによる代表的な測定例。同一の測定部位に関する様々 なオペレータの測定（個々のオペレータA1～A6によって測定された膜厚の間に 体系的な差異は認められない） けたやコラムのほぼ全てのアクセス用の穴に簡単に挿入して、KTL 膜厚を正確に且つ非破壊的式で測定できます。このプローブ（磁 気誘導式プローブ）は25㎛未満の代表的なKTL皮膜（Znを含む） を対象として最適化してあります。3点支持による可動のプローブヘ ッドが実現されたことによって、直接見えなくてもプローブは常に確 実に且つ再現性のある形で横けたの内面に当たります。プローブヘ ッドの移動性（角度自由性）が大きいため、横けた内の平らな面だ けでなく、屈曲面も測定できます。プローブには目盛付きのストッパ があり、これによって、あらかじめ定められた測定部位についてアク セス穴からの所定の距離で測定できます。測定点とストッパの最大 距離は170mmなので、アクセス穴の間の代表的エリア全体が到達 可能です。プローブ挿入の際にKTLコーティングに掻き傷を付けな いようにするためにプローブヘッドはプラスチック製です。 結論 このプローブの利点は明白です。明らかにコストが削減（破壊試験 の取りやめまたは減少）され、結果が迅速に得られKTLコーティン グプロセスに対して直ちに処置を取れる点です。 ハンス・ペーター・フォルマー（博）記 Dr. Hans-Peter Vollmar 工場写真の提供についてヴォルフスブルクのフォルクスワーゲン株 式会社に感謝します。 No. 04 FISCHERSCOPE® 最新情報 マイクロ硬度測定における新たな経験 PICODENTOR® HM500 計 ハイテク用途にピッタリ！！ ヘルムート・フィッシャー － 全てが自社製 マイクロ硬度測定システムの開発に当たってヘルムート・フィッシャー は「全てを自社で」という原則を追及しました。測定ヘッドや自動シス テムだけでなく制御装置やアプリケーションソフトウエアもヘルムー ト・フィッシャーの自社開発品です。これによって全ての主要コンポー ネントが相互に最良に調和され、アフターサービスが長期に保証さ れることが確実です。 こうして新製品のPICODENTOR® HM500は下記を重点項目と して、ユーザーにとってのマイクロ硬度測定における最大限の 設備投資確実性とプロセス安全性のほか、決定的な効用を 達成します。 • 0.001～120,000 N/mm2 の硬さ測定 （約0.01～12,000 HV） • 0.005～500 mNの試験力 • ≦100 nNの力分解能（Kraftaufloesung） • ≦40 pmの行程分解能（Wegaufloesung） • DIN EN ISO 14577（弾性/塑性成分及び弾性侵入 係数並びにその他の材料特性値による硬さ測定） の規格準拠性 PICODENTOR ® HM500の用例： ≧100 nmの非常に薄く軟らか い皮膜からDLCのような硬質材料皮膜まで FISCHERSCOPE® Fischer Instruments K.K. 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