硬化前の塗膜の湿潤膜厚を測定する方法

塗装中の塗膜厚さを測定することは、手直し作業を防ぎ、塗装の不具合を回避するための最も簡単な方法の一つです。 本記事では、塗布業者、検査担当者、仕様策定者が、塗膜が硬化する前に適切な塗膜厚を確認できるよう、湿潤膜厚（WFT）の算出、測定、および検証方法について解説します。DeFelsko社は、現場での測定を支援するために設計された、8面型、6面型（六角形）、および経済的なクレジットカード型など、幅広い湿潤膜厚計を提供しています。

なぜ湿膜厚さを測定するのか？

塗膜が薄すぎたり厚すぎたりしている場合は、塗膜が乾燥してからではなく、その場で直ちに把握したいものです。WFTをリアルタイムで測定することで、施工者はスプレーの技法、ガンの設定、作業速度、重ね塗りなど、迅速に調整を行うことができます。

硬化後の膜厚の問題を修正するには、通常、余分な手間がかかるほか、表面の汚染や、密着性およびコーティング全体の品質への悪影響が生じる恐れがあります。施工中に30秒かけてWFT検査を行うことで、後工程での数時間に及ぶ手直し作業を防ぐことができます。

注：本記事では、「レデューサー」と「シンナー」を同義語として使用し、固形分を増加させることなく液量を増加させる添加溶剤を指しています。

計算機と参考表

湿膜計算機

参考チャート

これらの図表は、一般的な塗装シナリオにおける必要なWFTを示しています。具体的なプロジェクト要件については、常に最新の契約書類およびメーカーのデータシートで確認してください。

この傾向にご注意ください。レデューサーを10％添加すると、同じDFTを得るために、塗布量（WFT）を約10％増やす必要があります。施工者がこの点を考慮しないと、硬化後の塗膜が規定より薄くなり、塗膜の早期劣化につながる可能性があります。

WFTとDFT （そしてその重要性）

上記の計算機やグラフをご利用になった場合、このセクションではそれらの数値の算出根拠について解説します。

湿潤塗膜には溶剤や水が含まれており、これらは乾燥および硬化の過程で蒸発します。これらの揮発成分が塗膜から抜け出すにつれて、塗膜の厚さは減少します。湿潤膜厚（WFT）は、通常、硬化後の残留膜厚（DFT）よりも厚くなります。

WFTとDFT の関係は、主に塗料の体積固形分率（揮発分がすべて蒸発した後に、液体塗料のうち実際に固体膜として残る割合）によってDFT 。この情報は通常、塗料メーカーの技術データシート（TDS）に記載されています。

重要なポイント：固形分は重量ではなく体積で計算する

DFT 、体積ベースの固体量を使用してください。重量ベースの固体量は質量を表すものであり、体積を表すものではありません。そのため、正確な厚さの換算には使用できません。誤った値を使用すると、厚さに大きな誤差が生じる可能性があります。

目標湿膜厚の算出：計算機の背後にある数学

このセクションでは、計算機で使用されている数式を紹介し、それぞれの数式をいつ使用すべきかを説明します。

F1：塗料を原液のまま塗布した場合（希釈剤なし）
塗料を希釈せずに容器から直接塗布する場合：
WFT =DFT (SV / 100)
ここで：
•  WFT = 湿膜厚
• DFT 目標乾燥膜厚
• SV = 供給時の塗料の体積固形分（%）
例：
DFT 100 µm、体積固形分 = 60%
WFT = 100 ÷ (60/100) = 100 ÷ 0.60 = 167 µm

式 2：希釈済み塗料（希釈剤添加済み）
シンナー／希釈剤を添加すると液量は増加しますが、通常、固形分は増加しません。混合後の材料は体積あたりの有効固形分が低くなるため、同じDFTを得るには、より高い湿潤膜厚（WFT）が必要となります。
WFT =DFT (1 + t) / (SV / 100)
ここで：
• t = 塗布体積に対する希釈剤の添加割合（例：希釈剤10% = 0.10）
例：
DFT 100 µm、体積固形分 = 60%、希釈剤10%添加
WFT = 100 × (1 + 0.10) ÷ (60/100)
WFT = 100 × 1.10 ÷ 0.60 = 183 µm
重要：これらの計算は、希釈剤が体積比で固形分を含まないことを前提としています。これは一般的な希釈剤のほとんどに当てはまります。固形分や樹脂を含む添加剤が添加された場合、結果が異なる可能性があります。

実例：重負荷用エポキシ樹脂の塗布

塗布者は、体積固形分65%のエポキシ塗料を用いて、乾燥膜厚（DFT）150 µm（6ミル）を達成する必要がある。スプレーの流動性を向上させるため、10%の希釈剤が添加された。

計算：

• 目標DFT：150 µm
• 体積比の固形分：65% (0.65)
• リデューサーの追加量：10% (0.10)

WFT = 150 × (1 + 0.10) ÷ (65/100)
WFT = 150 × 1.10 ÷ 0.65
WFT = 165 ÷ 0.65 ≈ 254 µm

結果：硬化後に乾燥膜厚150 µmを確保するためには、塗布者はウェットフィルム厚測定器で約250～260 µmを目標とする必要があります。

なぜ薄層コーティングは誤解を招くのか

レデューサーを添加すると、固形分を増加させることなく液量が増えるため、同じ乾燥膜厚を得るには、より多くの塗料が必要となります。

この調整を考慮しない場合、溶剤が揮発してしまい、残った塗膜が規定の厚さより薄くなってしまいます。その結果、ピンホールの発生、防食性能の低下、あるいは塗膜の早期劣化につながる可能性があります。

そのため、塗膜厚を薄くする場合には、塗布中のWFTを測定することが特に重要となります。

湿膜厚の測定方法

目標WFTが判明したところで、適用中にそれを確認する方法をご紹介します。

湿膜厚測定のstandard 、湿膜コーム（ノッチゲージ）を使用することです。これは簡便で安価であり、塗布中に即座に厚さの範囲を確認することができます。

ウェットフィルムコーム（ノッチ付きゲージ）

ウェットフィルムコームとは、高さの異なる目盛りが刻まれた、平らなアルミニウム、プラスチック、またはステンレス鋼の板のことです。

使用方法：

1. コーティングを施す
2. 濡れた塗膜の上に、コームをまっすぐかつしっかりとすぐに当ててください
3. ゲージを表面から垂直に、まっすぐ持ち上げてください。引きずったり揺らしたりすると、塗膜がずれて測定結果が不正確になる恐れがありますので、避けてください。
4. コーティングが施されている最も高いノッチと、その次に高いコーティングが施されていないノッチを特定する
5. WFTはこれら2つの値の間に位置する

例：8ミル用の目盛りに塗料が付着しているが、10ミル用の目盛りがきれいな場合、WFTは8～10ミルの間となります。

ノッチ付きゲージは精密測定器ではありませんが、おおよその肉厚（WFT）を測定するには有用です。特に、サイズや形状の都合で他の測定方法が採れない部品においては、その有用性が際立ちます。

ウェットフィルムコームのベストプラクティス

• 凹凸のない滑らかな表面でのみご使用ください
• 曲面では、曲面の軸（曲線の長手方向）に平行に測定し、曲面に対して直角に測定してはならない。
• 乾燥が非常に早い塗料の場合、測定前に塗膜が硬化し始めると、測定値が不正確になることがあります
• 汚れが蓄積するのを防ぐため、測定後はすぐにゲージを清掃してください
• 参考：ASTM D4414は、ノッチゲージを用いた湿膜厚さの測定に関するstandard 規定している

WFTが見積もりである理由（そしてDFT検証すべきタイミング）

WFT測定はプロセス管理において非常に有用ですが、あくまでDFT推定値に過ぎません。実際の結果は、いくつかの要因によって異なる場合があります：

• 塗料の収縮挙動と硬化メカニズム― 硬化時に収縮が著しい塗料もあれば、そうでないものもある
• 基材の質感と表面形状― アンカーパターンが有効膜厚に影響を与える
• 塗布方法と技術– スプレーパターン、重ね塗り、およびガンとの距離によって仕上がりに変化が生じる
• 希釈・減量および混合精度– 現場での混合比率は正確でない場合があります
• 部品の形状とエッジの影響– エッジ、コーナー、および溶接部では、塗膜の厚みが異なることがよくあります
• 流動性とレベリング– 特に、硬化中に流動する粉体塗装において重要である

硬化DFT 測定するタイミング

重要な用途、特に構造用鋼材、浸漬環境、あるいはDFT 厳しい仕様の場合には、必ず適切な塗膜厚測定器と適用される規格を用いて、DFT 最終的なDFT を確認してください。

アプリケーション実行中のWFT = プロセス制御

硬化DFT ＝受入検査

どちらの測定も目的は異なりますが、品質保証にはどちらも不可欠です。

よくある質問
体積固形分はどこで確認できますか？
体積固形分は通常、塗料メーカーの技術データシート（TDS）に記載されており、多くの場合、物理的特性を示す表の中に記載されています。
代わりに重量固形分を使用できますか？
いいえ。DFT 、重量固形分率を体積固形分率の代わりに使用することはできません。これら2つの値は異なる特性を測定するものであり、混同すると誤った結果が生じます。
希釈すると必ずDFT減少しますか？
同じWFTを塗布する場合、希釈により溶剤の体積が増加して固形分が希釈DFT 一般的にDFT 低くなります。希釈したDFT 同じDFT を得るには、希釈していない塗料を使用する場合よりも高いWFTが必要となります。
WFTの測定値が目標値から外れている場合はどうすればよいですか？
直ちにスプレー技術、ガンの設定、速度、またはオーバーラップを調整してください。WFTを測定する最大の目的は、修正が容易な段階で問題を発見することにあります。
WFTの測定は何度行うべきですか？
プロジェクトの仕様に従ってください。一般的なガイドラインとして、塗布のばらつきを考慮し、被塗布面全体の複数の場所で測定を行ってください。エッジ、コーナー、溶接部の付近は、特に注意を要する場合が多いです。

概要

塗布中の湿膜厚を測定することは、コストのかかる手直しや塗膜の不具合を防ぐための、簡単かつ効果的な方法です。計算機を使用する場合でも、チャートを参照する場合でも、あるいは手計算で式を解く場合でも、その目的は同じです。すなわち、規定の乾燥膜厚を達成するために十分な塗料が塗布されていることを確認することです。

主なポイント：
• 計算には常に体積比（重量比ではない）で固形分を使用すること
• 目標WFTを計算する際は、希釈剤・シンナーの影響を考慮すること
• 調整が容易な塗布直後にWFTを測定すること
• 重要な用途では、DFT を確認すること
• 不明な点がある場合は、塗料メーカーの技術データシートを参照すること

測定の準備はできましたか？塗布作業中に迅速かつ確実な湿膜厚測定を行うために設計された、DeFelskoの湿膜厚計をご覧ください。

3つのスタイルからお選びください：

選択は、必要な解像度、表面形状、および追加の検査機能や文書化が必要かどうかによって決まります。

8角形
• 再利用可能
• 耐久性に優れたステンレス鋼製
• 40の目盛りで優れた分解能を実現
• 両面仕様（ミクロンとミル）
• パイプラインやその他の丸みを帯びた部品に最適
• 精度証明書付き
用途：より高い精度が必要な場合や、曲面・不規則な表面の測定時

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6面
• 再利用可能
• 耐久性に優れたステンレス鋼製
• ミクロンまたはミル単位の6つの測定範囲から選択可能
• メートル法バージョンには、2 mmのエッジ半径（ISO 8501-3）を確認するためのノッチが付いています
•  インペリアル版には、NACE SP0178、PA11に準拠した1/16インチおよび1/8インチのエッジ半径およびエッジ面取りを確認するための機能が含まれています
‍使用シーン：表面処理の確認機能を備えた汎用ゲージが必要な場合

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4面
• 経済的なアルミニウム製
• 廃棄、塗膜厚さの記録として保管、または洗浄して再利用が可能
• 単位はミクロンまたはミルから選択可能
• 10枚入りパックで販売
‍こんな時に最適：コスト重視の場合、複数の検査員が関与する場合、または文書化・トレーサビリティが有用な場合

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