屈折率測定ソフトによるフィルムの屈折率測定例

2014.10
王子計測機器株式会社
屈折率測定ソフトによるフィルムの屈折率測定例
●はじめに
フィルムの屈折率測定方法は、JIS K 7142：2008 でＡｂｂｅ屈折計を使って測定すると定めら
れていますが、測定には習熟が必要であり、精度のよい値を得るのは簡単ではありません。
今回、位相差測定装置ＫＯＢＲＡ－ＷＲあるいは楕円偏光測定装置ＫＯＢＲＡ－ＷＰＲ用のオ
プションソフトウェアとして、等方性フィルムの屈折率測定専用ソフトＫＯＢＲＡ－Ｎを作成し
ましたので、それを使って実際にいくつかのフィルムを測定した例を報告します。
●実験に使用した装置とソフトウェア
・装置
楕円偏光測定装置
ＫＯＢＲＡ－ＷＰＲ
・使用ソフト
屈折率測定用ソフト
ＫＯＢＲＡ－Ｎ
●試料
表１の各種フィルムを使用して測定しました。
表１試料
記号
文献値ｎ
面内位相差
（波長５８９．３ｎｍ）
Ｒ０（ｎｍ）
ＰＣ
１．５８３
７．６
ＰＥＴ
１．６６６
１５．０
１．６５
３０．９
ＰＥＳ
ＰＭＭＡ
１．４９２
０．５
ＦＥＰ
１．３４７
５７．０
ＬＤＰＥ
１．５１４
４．２
※ 文献値の出典は主にＪＩＳＫ７１４２－１９９６
※ ＰＥＴの屈折率は文献によっては１．５７６の場合あり
●測定結果
ＫＯＢＲＡ－Ｎソフトでは、複数波長の測定値を基に屈折率の波長分散グラフを描くことがで
きます。表１の各試料を、ＫＯＢＲＡ－Ｎで測定した結果の屈折率の波長分散グラフは、図１の
ようになります。
1
屈折率
1.65
1.64
1.63
1.62
1.61
1.60
1.59
1.58
1.57
1.56
1.55
PC
PET
PES
400
500
600
700
800
波長　（ｎｍ）
屈折率
（ａ）ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＥＳ
1.55
1.54
1.53
1.52
1.51
1.50
1.49
1.48
1.47
1.46
1.45
PMMA
LDPE
400
500
600
700
800
波長　（ｎｍ）
屈折率
（ｂ）ＰＭＭＡ、ＬＤＰＥ
1.40
1.39
1.38
1.37
1.36
1.35
1.34
1.33
1.32
1.31
1.30
FEP
400
500
600
700
800
波長　（ｎｍ）
（ｃ）ＦＥＰ
図１ＫＯＢＲＡ－Ｎによる各種フィルムの屈折率の波長分散特性
2
値が不確かなＰＥＴ以外の試料について、ＫＯＢＲＡ－Ｎの測定値の波長分散曲線上の波長５
８９．３ｎｍでの値（以下ｎＤ）と、表１の文献値とを比較すると図２のような相関関係になりま
す。また、ＰＥＴのｎＤは１．５９２０３で、文献値の１．６６６とは大きな違いがあります。
1.70
1.65
屈折率　（文献値）
1.60
1.55
1.50
1.45
1.40
y = 1.1049x - 0.1473
R2 = 0.9944
1.35
1.30
1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55 1.60 1.65 1.70
ＫＯＢＲＡ－Ｎ測定値
図２ＫＯＢＲＡ－Ｎによる測定値と文献値との比較
ＫＯＢＲＡ－Ｎの測定値の繰り返し再現性を確認するために、カバーグラス（ｔ０．１５ｍｍ、
ｎＤ：１．５２２）を２０回連続測定した結果、変動幅Ｒと標準偏差σは図３のようになります。
また、そのときの各波長の平均値をグラフにすると図４のようになり、ｎＤは１．５２２９０で、
（×１０－３）
カタログ値の１．５２２と良い一致です。
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
Ｒ
σ
450
500
550
590
630
750
波長　（ｎｍ）
図３繰り返し測定時の変動幅と標準偏差（カバーグラス、測定回数２０）
3
屈折率
1.538
1.536
1.534
1.532
1.530
1.528
1.526
1.524
1.522
1.520
1.518
1.516
400
500
600
700
800
波長　（ｎｍ）
図４ＫＯＢＲＡ－Ｎによるカバーグラスの屈折率の波長分散特性
●おわりに
光学用途の新しい高分子材料を開発する場合、材料物性の１つとして屈折率の値を調べること
が重要ですが、本ソフトを利用することにより、フィルム状試料の屈折率の波長分散特性を誰で
も簡便に測定することができます。
本ソフトの測定原理は、弊社技術資料「等方性フィルムの屈折率測定方法の検討結果」
（2013.12）
の測定方法に基づいており、基準板と本ソフトをＫＯＢＲＡ－ＷＲ、ＷＰＲに追加することによ
り使用可能になります。
以上
4

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