JP6266357B2 - 見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率の算出方法、並びにこれらの測定装置 - Google Patents
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Description
本発明は、基材表面に形成されたコーティング層の見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率の算出方法、並びにこれらを測定するための測定装置に関する。
従来より、基材の表面に対して所定の物質の粒子を溶射すること等により、該物質によってコーティング層を形成することが知られている。例えば、特許文献1には、金属多孔板の表面にセラミック粒子を溶射したセラミック層(コーティング層)が形成された基体が開示されている。
ところで近年、製品に形成されたコーティング層の特性として、当該コーティング層の見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率が重要視されてきている。これに対して、本願発明者は、当該コーティング層の見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率を正確且つ容易に算出することが有用であることを見出した。しかし、上述した特許文献1には、コーティング層の見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率の算出方法については、何ら記載されていない。なお、見掛気孔率とは、開気孔容積の外形容積(コーティング層の容積)に対する百分率である。
例えば、見掛密度を算出する方法としては、以下の方法が考えられる。具体的には、コーティング層の重量を、基材の表面にコーティング層を形成する前後での重量変化から計算するとともに、コーティング層の体積を、コーティング層の寸法(縦、横、高さ)から計算する。上記重量を上記体積で除算することにより、見掛密度を算出することが考えられる。しかし、この方法では、基材の表面が凹凸形状を有している場合、コーティング層の体積を正確に求めることができない。
また、他の算出方法としては、基材に形成したコーティング層を剥離し、当該剥離したコーティング層に対してアルキメデス法を用いることにより、見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率を算出することが考えられる。なお、アルキメデス法による見掛密度は、{m1/(m1−m2)}×ρ1(但し、m1:気中での乾燥重量、m2:液体中での重量、ρ1:液体の密度)で表すことができる。また、アルキメデス法による嵩密度は、{m1/(m3−m2)}×ρ1(但し、m3:気中での飽水重量)で表すことができる。また、見掛気孔率は、{(m3−m1)/(m3−m2)}×100、で表すことができる。なお、飽水重量とは、開気孔に水分が満たされた状態におけるサンプルの重量である。
しかし、これらの方法では、基材からコーティング層を剥離する必要があるため、その作業が非常に煩雑である。また、この方法によって正確に密度を算出するためには、コーティング層を厚く形成する方が好ましいが、そうすると、実際に製品として用いられるコーティング層と比べて状態が異なる可能性がある。従って、このように形成されたサンプルを用いて算出された見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率は、実際の製品のコーティング層の見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率と相違するおそれがある。
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、基材表面に形成されたコーティング層の見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率を、正確且つ容易に算出することである。
(1)上記目的を達成するための本発明のある局面に係る見掛密度算出方法は、基材の表面に少なくとも1層のコーティング層が形成されたサンプルにおけるn層目(nは自然数)のコーティング層の見掛密度ρ(n)を算出する見掛密度算出方法であって、n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量Wa(n−1)を測定するステップと、n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(n−1)を測定するステップと、前記液中重量Wb(n−1)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(n−1)を導出するステップと、n層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量Wa(n)を測定するステップと、n層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(n)を測定するステップと、前記液中重量Wb(n)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(n)を導出するステップと、以下の式(1)に基づいて前記見掛密度ρ(n)を算出するステップとを含む。
この方法では、n層目のコーティング層を形成する前後でのサンプルの乾燥重量Wa(n−1),Wa(n)、液中重量Wb(n−1),Wb(n)、及び液中重量を測定する際の液体の密度ρl(n−1),ρl(n)、を測定又は導出し、これらを用いて、前記式(1)に基づき、見掛密度を算出することができる。これにより、コーティング層を基材から剥離する等の煩雑な作業を行うことなく、コーティング層の見掛密度を正確且つ容易に求めることができる。
従って、この方法によると、基材表面に形成されたコーティング層の見掛密度を、正確且つ容易に算出できる。
なお、前記式(1)で、n=1の場合における、n−1層目のコーティング層形成後のサンプル(0層目のコーティング層形成後のサンプル)とは、コーティング層の形成前のサンプル(すなわち基材)のことである。よって、上述した見掛密度算出方法は、n=1の場合においては、基材の表面に1層のコーティング層が形成されたサンプルにおける前記コーティング層の見掛密度ρ(1)を算出する見掛密度算出方法であって、前記基材の乾燥重量Wa(0)を測定するステップと、前記基材の液体中での液中重量Wb(0)を測定するステップと、前記液中重量Wb(0)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(0)を導出するステップと、前記コーティング層形成後のサンプルの乾燥重量Wa(1)を測定するステップと、前記コーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(1)を測定するステップと、前記液中重量Wb(1)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(1)を導出するステップと、以下の式(2)に基づいて前記見掛密度ρ(1)を算出するステップとを含む。また、n=2以上の場合における見掛密度算出方法は、上述した式(1)に基づいた見掛密度算出方法において、nが2以上の自然数となる。
(2)上記目的を達成するための本発明のある局面に係る嵩密度算出方法は、基材の表面に少なくとも1層のコーティング層が形成されたサンプルにおけるn層目(nは自然数)のコーティング層の嵩密度ρ’(n)を算出する嵩密度算出方法であって、n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量Wa(n−1)を測定するステップと、n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(n−1)を測定するステップと、前記液中重量Wb(n−1)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(n−1)を導出するステップと、n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの飽水重量Wc(n−1)を測定するステップと、n層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量Wa(n)を測定するステップと、n層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(n)を測定するステップと、前記液中重量Wb(n)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(n)を導出するステップと、n層目のコーティング層形成後のサンプルの飽水重量Wc(n)を測定するステップと、以下の式(3)に基づいて前記嵩密度ρ’(n)を算出するステップとを含む。
この方法では、n層目のコーティング層を形成する前後でのサンプルの乾燥重量Wa(n−1),Wa(n)、液中重量Wb(n−1),Wb(n)、飽水重量Wc(n−1),Wc(n)、及び液中重量を測定する際の液体の密度ρl(n−1),ρl(n)、を測定又は導出し、これらを用いて、前記式(3)に基づき、嵩密度を算出することができる。これにより、コーティング層を基材から剥離する等の煩雑な作業を行うことなく、コーティング層の嵩密度を正確且つ容易に求めることができる。
なお、前記式(3)で、n=1の場合における、n−1層目のコーティング層形成後のサンプル(0層目のコーティング層形成後のサンプル)とは、上述した場合と同様、コーティング層の形成前のサンプル(すなわち基材)のことである。よって、上述した嵩密度算出方法は、n=1の場合においては、基材の表面に1層のコーティング層が形成されたサンプルにおける前記コーティング層の嵩密度ρ’(1)を算出する嵩密度算出方法であって、前記基材の乾燥重量Wa(0)を測定するステップと、前記基材の液体中での液中重量Wb(0)を測定するステップと、前記液中重量Wb(0)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(0)を導出するステップと、前記基材の飽水重量Wc(0)を測定するステップと、コーティング層形成後のサンプルの乾燥重量Wa(1)を測定するステップと、コーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(1)を測定するステップと、前記液中重量Wb(1)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(1)を導出するステップと、コーティング層形成後のサンプルの飽水重量Wc(1)を測定するステップと、以下の式(4)に基づいて前記嵩密度ρ’(1)を算出するステップとを含む。また、n=2以上の場合における嵩密度算出方法は、上述した式(3)に基づいた嵩密度算出方法において、nが2以上の自然数となる。
(3)上記目的を達成するための本発明のある局面に係る見掛気孔率算出方法は、基材の表面に少なくとも1層のコーティング層が形成されたサンプルにおけるn層目(nは自然数)のコーティング層の見掛気孔率P(n)を算出する見掛気孔率算出方法であって、n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量Wa(n−1)を測定するステップと、n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(n−1)を測定するステップと、前記液中重量Wb(n−1)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(n−1)を導出するステップと、n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの飽水重量Wc(n−1)を測定するステップと、n層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量Wa(n)を測定するステップと、n層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(n)を測定するステップと、前記液中重量Wb(n)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(n)を導出するステップと、n層目のコーティング層形成後のサンプルの飽水重量Wc(n)を測定するステップと、以下の式(5)に基づいて前記見掛気孔率P(n)を算出するステップとを含む。
この方法では、サンプルの乾燥重量Wa(n)、液中重量Wb(n−1),Wb(n)、飽水重量Wc(n−1),Wc(n)、及び液中重量を測定する際の液体の密度ρl(n−1),ρl(n)、を測定又は導出し、これらを用いて、前記式(5)に基づき、見掛気孔率P(n)を算出することができる。これにより、コーティング層を基材から剥離する等の煩雑な作業を行うことなく、コーティング層の見掛気孔率を正確且つ容易に求めることができる。
なお、前記式(5)で、n=1の場合における、n−1層目のコーティング層形成後のサンプル(0層目のコーティング層形成後のサンプル)とは、上述した場合と同様、コーティング層の形成前のサンプル(すなわち基材)のことである。よって、上述した見掛気孔率算出方法は、n=1の場合においては、基材の表面に1層のコーティング層が形成されたサンプルにおける前記コーティング層の見掛気孔率P(1)を算出する見掛気孔率算出方法であって、前記基材の液体中での液中重量Wb(0)を測定するステップと、前記液中重量Wb(0)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(0)を導出するステップと、前記基材の飽水重量Wc(0)を測定するステップと、コーティング層形成後のサンプルの乾燥重量Wa(1)を測定するステップと、コーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(1)を測定するステップと、前記液中重量Wb(1)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(1)を導出するステップと、コーティング層形成後のサンプルの飽水重量Wc(1)を測定するステップと、以下の式(6)に基づいて前記見掛気孔率P(1)を算出するステップとを含む。また、n=2以上の場合における見掛気孔率算出方法は、上述した式(5)に基づいた見掛気孔率算出方法において、nが2以上の自然数となる。
(4)上記目的を達成するための本発明のある局面に係る見掛密度測定装置は、基材の表面に少なくとも1層のコーティング層が形成されたサンプルにおけるn層目(nは自然数)のコーティング層の見掛密度ρ(n)を測定する見掛密度測定装置であって、前記サンプルの乾燥重量を測定可能な気中重量測定部と、前記サンプルの液体中での液中重量を測定可能な液中重量測定部と、前記気中重量測定部で測定された前記サンプルの乾燥重量、前記液中重量測定部で測定された前記サンプルの液体中での液中重量、及び前記サンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の密度、を記憶する記憶部と、前記見掛密度ρ(n)を、前記記憶部に記憶されている各前記重量及び前記密度を用いて、前記式(1)に基づいて算出する算出部とを備えている。
この見掛密度測定装置では、気中重量測定部によって測定されたサンプルの乾燥重量Wa(n−1),Wa(n)、液中重量測定部によって測定されたサンプルの液中重量液中重量Wb(n−1),Wb(n)、及び液中重量を測定する際の液体の密度ρl(n−1),ρl(n)、が記憶部に記憶される。そして、算出部が、記憶部に記憶された各前記重量及び密度を用いて前記式(1)に基づいて見掛密度ρ(n)を算出する。これにより、コーティング層を基材から剥離する等の煩雑な作業を行うことなく、コーティング層の見掛密度を正確且つ容易に求めることができる。なお、上述した見掛密度測定装置において用いられる前記式(1)は、n=1の場合においては、前記式(2)のように表現することもできる。
(5)好ましくは、前記見掛密度測定装置は、前記サンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の温度の入力を受け付ける受付部、及び前記受付部で受け付けられた前記液体の温度に基づいて該液体の密度を導出する導出部、を有する液体密度導出部を更に備え、前記記憶部は、前記液体密度導出部で導出された前記液体の密度を記憶し、前記算出部は、前記見掛密度ρ(n)を、前記記憶部で記憶される前記液体の密度を用いて、前記式(1)に基づいて算出する。
この見掛密度測定装置では、ユーザによって入力される液体の温度が受付部によって受け付けられ、その入力値に基づいて、導出部が、液体の密度を導出する。これにより、液中重量測定の際の液体の密度を適切に導出することができる。
(6)上記目的を達成するための本発明のある局面に係る嵩密度測定装置は、基材の表面に少なくとも1層のコーティング層が形成されたサンプルにおけるn層目(nは自然数)のコーティング層の嵩密度ρ’(n)を測定する嵩密度測定装置であって、前記サンプルの乾燥重量及び飽水重量を測定可能な気中重量測定部と、前記サンプルの液体中での液中重量を測定可能な液中重量測定部と、前記気中重量測定部で測定された前記サンプルの乾燥重量及び飽水重量、前記液中重量測定部で測定された前記サンプルの液体中での液中重量、及び前記サンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の密度、を記憶する記憶部と、前記嵩密度ρ’(n)を、前記記憶部に記憶されている各前記重量及び前記密度を用いて、前記式(3)に基づいて算出する算出部とを備えている。
この嵩密度測定装置では、気中重量測定部によって測定されたサンプルの乾燥重量Wa(n−1),Wa(n)及び飽水重量Wc(n−1),Wc(n)、液中重量測定部によって測定されたサンプルの液中重量Wb(n−1),Wb(n)、及び液中重量を測定する際の液体の密度ρl(n−1),ρl(n)、が記憶部に記憶される。そして、算出部が、記憶部に記憶された各前記重量及び密度を用いて前記式(3)に基づいて嵩密度ρ’(n)を算出する。これにより、コーティング層を基材から剥離する等の煩雑な作業を行うことなく、コーティング層の嵩密度を正確且つ容易に求めることができる。なお、上述した嵩密度測定装置において用いられる前記式(3)は、n=1の場合においては、前記式(4)のように表現することもできる。
(7)好ましくは、前記嵩密度測定装置は、前記サンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の温度の入力を受け付ける受付部、及び前記受付部で受け付けられた前記液体の温度に基づいて該液体の密度を導出する導出部、を有する液体密度導出部を更に備え、前記記憶部は、前記液体密度導出部で導出された前記液体の密度を記憶し、前記算出部は、前記嵩密度ρ’(n)を、前記記憶部で記憶される前記液体の密度を用いて、前記式(3)に基づいて算出する。
この嵩密度測定装置では、ユーザによって入力される液体の温度が受付部によって受け付けられ、その入力値に基づいて、導出部が、液体の密度を導出する。これにより、液中重量測定の際の液体の密度を適切に導出することができる。
(8)上記目的を達成するための本発明のある局面に係る見掛気孔率測定装置は、基材の表面に少なくとも1層のコーティング層が形成されたサンプルにおけるn層目(nは自然数)のコーティング層の見掛気孔率P(n)を測定する見掛気孔率測定装置であって、前記サンプルの乾燥重量及び飽水重量を測定可能な気中重量測定部と、前記サンプルの液体中での液中重量を測定可能な液中重量測定部と、前記気中重量測定部で測定された前記サンプルの乾燥重量及び飽水重量、前記液中重量測定部で測定された前記サンプルの液体中での液中重量、及び前記サンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の密度、を記憶する記憶部と、前記見掛気孔率P(n)を、前記記憶部に記憶されている各前記重量及び前記密度を用いて、前記式(5)に基づいて算出する算出部とを備えている
この見掛気孔率測定装置では、気中重量測定部によって測定されたサンプルの乾燥重量Wa(n)及び飽水重量Wc(n−1),Wc(n−1)、液中重量測定部によって測定されたサンプルの液中重量液中重量Wb(n−1),Wb(n)、及び液中重量を測定する際の液体の密度ρl(n−1),ρl(n)、が記憶部に記憶される。そして、算出部が、記憶部に記憶された各前記重量及び密度を用いて前記式(5)に基づいて見掛気孔率P(n)を算出する。これにより、コーティング層を基材から剥離する等の煩雑な作業を行うことなく、コーティング層の見掛気孔率を正確且つ容易に求めることができる。なお、上述した見掛気孔率測定装置において用いられる前記式(5)は、n=1の場合においては、前記式(6)のように表現することもできる。
(9)好ましくは、前記見掛気孔率測定装置は、前記サンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の温度の入力を受け付ける受付部、及び前記受付部で受け付けられた前記液体の温度に基づいて該液体の密度を導出する導出部、を有する液体密度導出部を更に備え、前記記憶部は、前記液体密度導出部で導出された前記液体の密度を記憶し、前記算出部は、前記見掛気孔率P(n)を、前記記憶部で記憶される前記液体の密度を用いて、前記式(5)に基づいて算出する。
この見掛気孔率測定装置では、ユーザによって入力される液体の温度が受付部によって受け付けられ、その入力値に基づいて、導出部が、液体の密度を導出する。これにより、液中重量測定の際の液体の密度を適切に導出することができる。
本発明によると、基材表面に形成されたコーティング層の見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率を、正確且つ容易に算出できる。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明は、基材表面に形成されたコーティング層の見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率の算出方法、並びにこれらを測定するための測定装置に広く適用できる。なお、以下では、まず、本実施形態に係る測定装置1での見掛密度等の測定対象となるサンプル50の形状について説明し、次に、測定装置1について説明する。また、見掛気孔率とは、コーティング層52に形成された開気孔(外気に露出している孔)の容積の、コーティング層52の容積に対する百分率である。
[サンプルの形状]
図1は、本発明の実施形態に係る測定装置での測定対象となるサンプル50の一例である人工歯根のフィクスチャーの形状を説明するための図であって、(A)は外形図、(B)は(A)におけるIBの拡大断面図である。
図1は、本発明の実施形態に係る測定装置での測定対象となるサンプル50の一例である人工歯根のフィクスチャーの形状を説明するための図であって、(A)は外形図、(B)は(A)におけるIBの拡大断面図である。
図1に示すサンプル50は、人工歯が取り付けられる土台となる部分である歯科用インプラントの一部(スクリュータイプのフィクスチャー50)である。歯科用インプラントでは、顎骨にネジ部が埋設されたフィクスチャー50に取り付けられたポストに対して、人工歯が固定される。
フィクスチャー50は、ネジ部を有する本体部51と、該本体部51の表面に形成されたコーティング層52と、を備えている。
本体部51は、サンプル50の基材(サンプル50におけるコーティング層52を除く部分)である。本体部51は、例えば一例として、骨との親和性が高い材料であるチタン又はチタン合金等で構成されている。本体部51は、ネジ部によって、その外周部分が凹凸状に形成されている。
コーティング層52は、本体部51表面に形成された膜状の部分である。コーティング層52は、例えば一例として、本体部51表面に対して所定の材料が溶射されることにより形成される。コーティング層52の厚みは、例えば一例として数十μm程度である。しかし、その厚みは、図1(B)に示すように一様にはならず、部位によってその厚みが異なっている。すなわち、コーティング層52の表面は、凹凸状に形成されている。
[測定装置の構成]
図2は、本発明の実施形態に係る測定装置1を模式的に示す外形図である。測定装置1は、サンプル50に形成されたコーティング層52の見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率、を測定することができる装置である。測定装置1は、図2に示すように、ケーシング部2と、ケーシング部2の上側に設けられた本体部10と、上皿3と、吊り下げ皿4と、を備えている。なお、図2では、サンプル50が上皿3及び吊り下げ皿4の両方に載せられた状態を図示しているが、サンプル50の重量を測定する際には、サンプル50は、上皿3及び吊り下げ皿4のいずれか一方に載せられた状態となる。
図2は、本発明の実施形態に係る測定装置1を模式的に示す外形図である。測定装置1は、サンプル50に形成されたコーティング層52の見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率、を測定することができる装置である。測定装置1は、図2に示すように、ケーシング部2と、ケーシング部2の上側に設けられた本体部10と、上皿3と、吊り下げ皿4と、を備えている。なお、図2では、サンプル50が上皿3及び吊り下げ皿4の両方に載せられた状態を図示しているが、サンプル50の重量を測定する際には、サンプル50は、上皿3及び吊り下げ皿4のいずれか一方に載せられた状態となる。
ケーシング部2は、透明なプラスチック等によって箱状に形成されている。ケーシング部2の内部には、本体部10に対して吊り下げられた吊り下げ皿4、及び、液体(本実施形態では、水)が貯留されたビーカー55を収容可能である。
上皿3は、本体部10の上側に設けられている。測定装置1では、上皿3にサンプル50を載せることにより、当該サンプル50の重量を測定できる。
吊り下げ皿4は、本体部10の下側に吊り下げられた状態となっている。測定装置1では、吊り下げ皿4に載せられたサンプル50がビーカー55内の水に浸漬された状態で、サンプル50の重量が測定される。これにより、当該サンプル50の水中重量(液中重量)を測定することができる。
図3は、測定装置1の本体部10の構成を示すブロック図である。本体部10は、図2及び図3に示すように、ハウジング部20と、ハウジング部20内に収容された重量検出部11、密度導出部12、記憶部13、及び算出部14とを有している。
ハウジング部20は、図2に示すように、ケーシング部2の上側に設けられている。ハウジング部20には、ディスプレイ21及び操作パネル22が設けられている。ディスプレイ21には、測定されたサンプル50の重量、サンプル50の見掛密度等が表示される。
操作パネル22は、複数のモードを切り替えて実行するモードを決定するためのものである。複数のモードとしては、例えば一例として、重量測定モード、水温入力モード、及び算出モード、の3つが挙げられる。重量測定モードは、コーティング層を形成する前のサンプルの乾燥重量Wa(0)、飽水重量Wc(0)、及び水中重量Wb(0)と、コーティング層を形成した後のサンプルの乾燥重量Wa(1)、飽水重量Wc(1)、及び水中重量Wb(1)と、を測定するモードである。水温入力モードは、コーティング層を形成する前のサンプルの水中重量を測定する際の水温、及びコーティング層を形成した後のサンプルの水中重量を測定する際の水温、を操作パネルから入力するモードである。算出モードは、重量測定モードで測定された各前記重量等に基づいて、サンプル50のコーティング層52の見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を算出するモードである。ユーザは、操作パネル22を適宜操作することで、上述した複数のモードを切り替えていずれかのモードを選択し、実行するモードを決定することができる。
なお、本実施形態におけるサンプル50の飽水重量とは、開気孔に水分が満たされた状態におけるサンプル(飽水状態のサンプル)の重量である。また、水中重量とは、サンプルの水中における重量である。
重量検出部11は、上皿3に載せられたサンプル50の重量、及び吊り下げ皿4に載せられたサンプル50の重量を検出するセンサとして設けられている。
重量検出部11では、複数の状態のそれぞれにおけるサンプル50の重量が測定される。サンプル50の重量を測定する際、まず、ユーザは、操作パネル22を適宜操作して、測定装置1を重量測定モードに切り替える。そして、この状態の測定装置1において、上皿3又は吊り下げ皿4にサンプル50を載せることにより、サンプル50の重量が測定される。重量検出部11では、コーティング層の形成を行う前のサンプルの乾燥重量Wa(0)、飽水重量Wc(0)、及び水中重量Wb(0)と、コーティング層の形成を行った後のサンプルの乾燥重量Wa(1)、飽水重量Wc(1)、及び水中重量Wb(1)と、が測定される。
測定装置1では、上皿3にサンプル50が載せられることにより、サンプル50の大気中における重量を重量検出部11によって測定できる。すなわち、上皿3及び重量検出部11は、大気中におけるサンプル50の重量を測定する気中重量測定部5として設けられている。また、測定装置1では、吊り下げ皿4に載せられたサンプル50がビーカー55内の水に浸漬された状態における、サンプル50の重量を測定できる。すなわち、吊り下げ皿4及び重量検出部11は、水中におけるサンプル50の重量を測定する液中重量測定部6として設けられている。
密度導出部12は、水中重量を測定する際のビーカー55内の水の密度を導出するためのものである。水の密度を導出する際、まず、ユーザは、操作パネル22を適宜操作して、測定装置1を水温入力モードに切り替える。そして、ユーザは、ビーカー55内の水の温度を温度計等で計測し、操作パネル22を操作することにより温度計の計測値を入力する。密度導出部12は、当該入力値に基づき、水の密度を導出する。
密度導出部12は、受付部12a、及び導出部12bを有している。受付部12aは、ユーザによって操作パネル22から入力される水温(サンプルの水中重量を測定する際の水温)を受け付ける。導出部12bは、受付部12aによって受け付けられた水温から、水の密度を導出する。具体的には、導出部12bは、温度毎の水の密度を記憶しており、ユーザによって入力された水温に対応する水の密度を、導出値として導出する。導出部12bは、コーティング層の形成を行う前のサンプルの水中重量を測定する際の水温、に対応する水の密度ρl(0)、及びコーティング層の形成を行った後のサンプルの水中重量を測定する際の水温、に対応する水の密度ρl(1)を、導出値として導出する。
記憶部13は、重量検出部11で検出された各前記重量Wa(0),Wb(0),Wc(0),Wa(1),Wb(1),Wc(1)、及び密度導出部12で導出された水の密度ρl(0),ρl(1)を記憶する。
算出部14は、記憶部13で記憶されている重量Wa(0),Wb(0),Wc(0),Wa(1),Wb(1),Wc(1)及び密度ρl(0),ρl(1)に基づき、サンプル50の見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)のそれぞれを算出する。これらを算出する際、まず、ユーザは、操作パネル22を適宜操作して、測定装置1を算出モードに切り替える。これにより、算出部14は、記憶部13で記憶されている重量Wa(0),Wb(0),Wc(0),Wa(1),Wb(1),Wc(1)及び密度ρl(0),ρl(1)に基づき、見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)のそれぞれを算出する。
算出部14は、前記式(2)、前記式(4)、及び前記式(6)のそれぞれを用いて、見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)のそれぞれを算出する。このように算出された見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)は、ディスプレイ21に表示される。
ここで、式(2)、式(4)、及び式(6)について、順に説明する。前記式(2)の分母の前半の部分である(Wa(1)−Wb(1))/ρl(1)は、コーティング層52形成後のサンプル50の開気孔を除いた体積、すなわち見掛体積を示している。また、式(2)の分母の後半の部分である(Wa(0)−Wb(0))/ρl(0)は、コーティング層52形成前のサンプル50(すなわち基材51)の見掛体積を示している。これにより、式(2)の分母は、コーティング層52が形成される前後でのサンプル50の見掛体積の変化量、すなわちコーティング層52の見掛体積を示している。一方、式(2)の分子は、コーティング層52が形成される前後でのサンプル50の重量の変化量、すなわちコーティング層52の重量を示している。よって、式(2)を用いることにより、コーティング層52の見掛密度ρ(1)を算出することができる。
また、式(4)の分母の前半の部分である(Wc(1)−Wb(1))/ρl(1)は、コーティング層52形成後のサンプル50の開気孔を含む体積、すなわち嵩体積を示している。また、式(4)の分母の後半の部分である(Wc(0)−Wb(0))/ρl(0)は、コーティング層52形成前のサンプル50(すなわち基材51)の嵩体積を示している。これにより、式(4)の分母は、コーティング層52が形成される前後でのサンプル50の嵩体積の変化量、すなわちコーティング層52の嵩体積を示している。一方、式(4)の分子は、式(2)の分子と同様、コーティング層52の重量を示している。よって、式(4)を用いることにより、コーティング層52の嵩密度ρ’(1)を算出することができる。
また、上述した式(6)の分母は、式(4)の分母と同様、コーティング層52の嵩体積を示している。一方、式(6)の分子は、コーティング層52の開気孔の体積を示している。よって、式(6)を用いることにより、コーティング層52の見掛気孔率P(1)を算出することができる。
[見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率の測定方法]
図4は、測定装置1を用いて、サンプル50の見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を測定する際の各ステップについて説明するためのフローチャートである。以下では、図4等を用いて、見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を測定する際の各ステップについて説明する。
図4は、測定装置1を用いて、サンプル50の見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を測定する際の各ステップについて説明するためのフローチャートである。以下では、図4等を用いて、見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を測定する際の各ステップについて説明する。
まず、ステップS1で、コーティング層52が形成される前のサンプル50(すなわち、図1に示すフィクスチャー50の基材51)の乾燥重量Wa(0)が測定される。具体的には、ユーザは、重量測定モードにおいて、コーティング層形成前のサンプル50の乾燥重量を測定するモードを選択した後、サンプル50を上皿3に載せる。これにより、サンプル50の乾燥重量Wa(0)が重量検出部11によって検出され、記憶部13に記憶される。
次に、ステップS2で、サンプル50の開気孔に水を含ませることにより、サンプル50を飽水状態にする。具体的には、ステップS2では、例えば煮沸法又は真空法が用いられる。煮沸法では、煮沸槽の水面下に沈められた状態のサンプル50が、例えば一例として3時間以上煮沸された後、室温まで放冷される。一方、真空法では、サンプル50が収容された真空容器を、例えば一例として2.0kPa以下の状態で15分以上維持する。そして、真空容器中に水を注入してサンプル50を水に浸漬させ、真空容器を大気圧に戻した後、30分放置する。これらの手法によりサンプル50の開気孔に水が満たされた状態となり、サンプル50が飽水状態となる。なお、サンプル50を飽水状態にできる手法であれば、これらの手法に限らず、どのような手法であってもよい。
次に、ステップS3aで、サンプル50の水中重量Wb(0)が測定される。具体的には、ユーザは、重量測定モードにおいて、コーティング層形成前のサンプル50の水中重量を測定するモードを選択する。その後、飽水されたサンプル50が、吊り下げ皿4に載せられた状態でビーカー55内の水に浸漬される。これにより、サンプル50の水中重量Wb(0)が重量検出部11によって検出され、記憶部13に記憶される。なお、飽水状態のサンプル50を用いて水中重量Wb(0)を測定することによって、サンプル50の開気孔に空気が入ったままの状態での水中重量の測定を回避できるため、水中重量Wb(0)を正確に測定できる。
一方、ステップS3bでは、ステップS3aと並行して、サンプル50の水中重量Wb(0)が測定される際にサンプル50が浸漬される水の密度が導出される。具体的には、ステップS3bでは、ユーザが、水温入力モードにおいて、コーティング層形成前のサンプル50の水中重量測定時の水温を入力するモードを選択した後、操作パネル22を操作してビーカー55内の水温を入力する。そうすると、受付部12aが当該入力値を受け付けた後、導出部12bが、当該入力値に対応する水の密度を、導出値として導出する。
なお、上述したステップS3bは、ステップS3aが行われる前、又は、ステップS3aが行われた後に実行されてもよい。この場合、ステップS3bを行うタイミングは、ステップS3aを行うタイミングと大きく異ならない方が好ましい。これにより、ステップS3bによって、サンプル50の水中重量測定の際の水の密度を適切に導出できる。
次に、ステップS4で、サンプル50の飽水重量Wc(0)が測定される。具体的には、ユーザは、重量測定モードにおいて、コーティング層形成前のサンプル50の飽水重量を測定するモードを選択する。その後、飽水されたサンプル50が上皿3に載せられる。これにより、サンプル50の飽水重量Wc(0)が重量検出部11によって検出され、記憶部13に記憶される。
なお、ステップS1からステップS4までの工程において、ステップS1を、ステップS4の後に行ってもよい。具体的には、飽水状態になったサンプル50の水中重量Wb(0)及び飽水重量Wc(0)、並びに水中重量Wb(0)測定の際の水の密度を測定した後、サンプル50を乾燥させ、当該サンプル50の乾燥重量Wa(0)を測定してもよい。
次に、ステップS5で、コーティング層が形成されたサンプル50が生成される。具体的には、ステップS5では、開気孔内の水分が除去された状態のサンプル50(基材51)に対して、コーティング層52が形成される。
次に、ステップS6で、コーティング層が形成された後のサンプル50の乾燥重量Wa(1)が測定される。具体的には、ユーザは、重量測定モードにおいて、コーティング層形成後のサンプル50の乾燥重量を測定するモードを選択した後、サンプル50を上皿3に載せる。これにより、サンプル50の乾燥重量Wa(1)が重量検出部11によって検出され、記憶部13に記憶される。
次に、ステップS7で、ステップS2の場合と同様にして、サンプル50を飽水状態にする。
次に、ステップS8aで、サンプル50の水中重量Wb(1)が測定される。具体的には、ユーザは、重量測定モードにおいて、コーティング層形成後のサンプル50の水中重量を測定するモードを選択する。その後、飽水されたサンプル50が、吊り下げ皿4に載せられた状態でビーカー55内の水に浸漬される。これにより、サンプル50の水中重量Wb(1)が重量検出部11によって検出され、記憶部13に記憶される。
一方、ステップS8bでは、ステップS8aと並行して、サンプル50の水中重量Wb(1)が測定される際にサンプル50が浸漬される水の密度が導出される。具体的には、ステップS8bでは、ユーザが、水温入力モードにおいて、コーティング層形成後のサンプル50の水中重量測定時の水温を入力するモードを選択した後、操作パネル22を操作してビーカー55内の水温を入力する。そうすると、受付部12aが当該入力値を受け付けた後、導出部12bが、当該入力値に対応する水の密度を、導出値として導出する。なお、本ステップS8bは、ステップS8aが行われる前、又は、ステップS8bが行われた後に実行されてもよい。
次に、ステップS9で、サンプル50の飽水重量Wc(1)が測定される。具体的には、ユーザは、重量測定モードにおいて、コーティング層形成後のサンプル50の飽水重量を測定するモードを選択する。その後、飽水されたサンプル50が上皿3に載せられる。これにより、サンプル50の飽水重量Wc(1)が重量検出部11によって検出され、記憶部13に記憶される。なお、ステップS6からステップS9までの工程において、上述した場合と同様、ステップS6を、ステップS9の後に行ってもよい。この場合、ステップS6を行う前に、サンプル50を乾燥させる工程が追加される。
次に、ステップS10で、見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)が算出される。具体的には、ユーザが、操作パネル22を適宜操作し、算出モードを選択して実行する。これにより、算出部14が、記憶部13に記憶されている各重量Wa(0),Wb(0),Wc(0),Wa(1),Wb(1),Wc(1)、及び各密度ρl(0),ρl(1)を用いて、上述した式(2)、式(4)、及び式(6)に基づき、サンプル50のコーティング層52の見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を算出する。これにより、コーティング層52の見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を測定できる。
ところで、上述のようなコーティング層52が形成されたサンプル50の見掛密度等を導出する場合、見掛密度等を、コーティング層52を形成する前後でのサンプル50の重量及び外形寸法に基づいて算出することが考えられる。しかし、この方法では、本実施形態に係る測定装置1での測定対象となるフィクスチャー50のように、その表面形状が凹凸形状である場合、コーティング層52の体積を正確に求めることができない。しかも、図1(B)に図示するように、コーティング層52の厚みが一様でない場合には、コーティング層52の体積の導出が更に困難となる。
また、基材から剥離されたコーティング層52に対してアルキメデス法を適用することにより見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率を算出することも考えられる。しかしこの場合、コーティング層52を剥離する作業が非常に煩雑となってしまう。また、この方法によって正確に密度を算出するためには、コーティング層52を厚く形成する方が好ましいが、そうすると、実際に製品として用いられるコーティング層52と比べて状態が異なる可能性がある。従って、このようなサンプルに対して算出された見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率は、実際の製品のコーティング層の見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率と相違するおそれがある。
これに対して、本実施形態に係る測定装置1では、コーティング層52の寸法を測定することなく、且つ基材51からコーティング層52を剥離する等の特別な処理を施すことなく、上述した式(2)、式(4)、及び式(6)から、見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を測定している。従って、本実施形態に係る測定装置1では、基材51表面に形成されたコーティング層52の見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を、正確且つ容易に算出できる。
[効果]
以上のように、本実施形態に係る測定装置1及び測定方法では、基材51表面に形成されたコーティング層52の見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を、正確且つ容易に算出できる。
以上のように、本実施形態に係る測定装置1及び測定方法では、基材51表面に形成されたコーティング層52の見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を、正確且つ容易に算出できる。
また、測定装置1では、ユーザによって入力される水の温度が受付部12aによって受け付けられ、その入力値に基づいて、導出部12bが水の密度を導出する。これにより、液中重量測定の際の水の密度を適切に導出することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。例えば、次のように変更して実施してもよい。
[変形例]
(1)上記実施形態では、コーティング層52を形成する前後でのサンプル50の各重量等を測定し、それらの測定値等に基づいてコーティング層52の見掛密度ρ(1)等を算出した。しかし、これに限らず、複数層形成されたコーティング層における第n層目(nは2以上の自然数)のコーティング層の見掛密度ρ(n)、嵩密度ρ’(n)、及び見掛気孔率P(n)を算出することもできる。この場合において、見掛密度ρ(n)、嵩密度ρ’(n)、及び見掛気孔率P(n)を測定するための各ステップは、図5に示すフローチャートのように示すことができる。この場合、算出部は、ステップS20において、前記式(1)、前記式(3)、及び式(5)に基づき、第n層目のコーティング層の見掛密度ρ(n)、嵩密度ρ’(n)、及び見掛気孔率P(n)を算出する。これにより、複数層のコーティング層が形成されたサンプルにおけるn層目のコーティング層の見掛密度ρ(n)、嵩密度ρ’(n)、及び見掛気孔率P(n)を算出することができる。
(1)上記実施形態では、コーティング層52を形成する前後でのサンプル50の各重量等を測定し、それらの測定値等に基づいてコーティング層52の見掛密度ρ(1)等を算出した。しかし、これに限らず、複数層形成されたコーティング層における第n層目(nは2以上の自然数)のコーティング層の見掛密度ρ(n)、嵩密度ρ’(n)、及び見掛気孔率P(n)を算出することもできる。この場合において、見掛密度ρ(n)、嵩密度ρ’(n)、及び見掛気孔率P(n)を測定するための各ステップは、図5に示すフローチャートのように示すことができる。この場合、算出部は、ステップS20において、前記式(1)、前記式(3)、及び式(5)に基づき、第n層目のコーティング層の見掛密度ρ(n)、嵩密度ρ’(n)、及び見掛気孔率P(n)を算出する。これにより、複数層のコーティング層が形成されたサンプルにおけるn層目のコーティング層の見掛密度ρ(n)、嵩密度ρ’(n)、及び見掛気孔率P(n)を算出することができる。
なお、図5に示すフローチャートの各ステップは、測定対象となるサンプルが、n−1層目のコーティング層が形成されたサンプルと、n層目のコーティング層が形成されたサンプルであることを除き、図4に示すフローチャートの各ステップと同様であるため、その説明を省略する。
(2)上記実施形態では、上述した測定装置1を用いてサンプルの見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を測定したが、これに限らない。具体的には、上記測定装置1を用いずとも、一般的な秤を用いて、サンプルの見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を導出することもできる。具体的には、一般的な秤を用いて、コーティング層52形成前後での乾燥重量Wa(0),Wa(1)、水中重量Wb(0),Wb(1)、及び飽水重量Wc(0),Wc(1)を測定し、これらの値を上述した式(2)、式(4)及び式(6)に代入して計算すればよい。これにより、コーティング層52の見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を算出できる。
(3)上記実施形態では、見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率の全てを測定可能な測定装置1を例に挙げて説明したが、これに限らない。具体的には、これらのうちのいずれか1つ、又はこれらのうちのいずれか2つのみを測定可能なように、測定装置を構成してもよい。
(4)上記実施形態では、サンプル50の水中重量を測定する際の水の密度を、ユーザによって入力された水温に基づいて導出したが、これに限らない。具体的には、水温を検出可能な熱電対を備えた測定装置を構成してもよい。この測定装置では、水中重量が検出される際に、上記熱電対によって検出された水温が自動的に導出部に通知される。導出部は、熱電対から通知された水温に対応する水の密度を、導出値として導出する。この構成によれば、ユーザが水温を入力することなく、自動的に水の密度を導出することができる。また、これらに限らず、ユーザが、水温と水の密度との関係式に基づいて水中重量を測定する際の水の密度を計算し、又は、ユーザが、各水温に対応する水の密度を記した表から水中重量を測定する際の水の密度を読み取り、その値を操作パネルから入力してもよい。
(5)上記実施形態では、サンプル50の水中重量を、水に浸漬させた状態で測定したが、これに限らない。具体的には、水以外の液体にサンプル50を浸漬させ、当該液体に浸漬された状態のサンプル50の重量(液中重量)を測定することもできる。この場合、密度導出部に、各温度に対応する上記液体の密度を予め記憶させておけばよい。これにより、例えば水に溶解する基材又はコーティング層で形成されたサンプルであっても、見掛密度等を測定できる。
(6)図6は、変形例に係る測定装置1aを模式的に示す外形図である。本発明に係る測定装置の形状は、上記実施形態で例示したものに限らず、その他の形状であってもよい。例えば一例として、図6に示すような形状であってもよい。本変形例に係る測定装置1aでは、上皿3及び吊り下げ皿4が、ケーシング部2を介して本体部10に支持されている。なお、ビーカー55は、置台8によって支持されているため、ビーカー55及び水の重量は、本体部10の重量検出部11には作用しない。
本変形例に係る測定装置1aでも、上記実施形態に係る測定装置1の場合と同様、コーティング層52形成前後での各重量Wa(0),Wb(0),Wc(0),Wa(1),Wb(1),Wc(1)を測定でき、水の密度ρl(0),ρl(1)を導出できる。そして、測定装置1aでも、上記実施形態に係る測定装置1の場合と同様、上述した各重量及び密度に基づき、サンプル50の見掛密度ρ(1)、嵩密度ρ’(1)、及び見掛気孔率P(1)を算出できる。
本発明は、基材表面に形成されたコーティング層の見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率の算出方法、並びにこれらを測定するための測定装置として、広く適用することができる。
1,1a 測定装置(見掛密度測定装置、嵩密度測定装置、見掛気孔率測定装置)
5 気中重量測定部
6 液中重量測定部
13 記憶部
14 算出部
50 フィクスチャー、サンプル
51 本体部、基材
52 コーティング層
5 気中重量測定部
6 液中重量測定部
13 記憶部
14 算出部
50 フィクスチャー、サンプル
51 本体部、基材
52 コーティング層
Claims (9)
- 基材の表面に少なくとも1層のコーティング層が形成されたサンプルにおけるn層目(nは自然数)のコーティング層の見掛密度ρ(n)を算出する見掛密度算出方法であって、
n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量Wa(n−1)を測定するステップと、
n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(n−1)を測定するステップと、
前記液中重量Wb(n−1)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(n−1)を導出するステップと、
n層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量Wa(n)を測定するステップと、
n層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(n)を測定するステップと、
前記液中重量Wb(n)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(n)を導出するステップと、
以下の式(1)に基づいて前記見掛密度ρ(n)を算出するステップと
を含むことを特徴とする、見掛密度算出方法。
- 基材の表面に少なくとも1層のコーティング層が形成されたサンプルにおけるn層目(nは自然数)のコーティング層の嵩密度ρ’(n)を算出する嵩密度算出方法であって、
n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量Wa(n−1)を測定するステップと、
n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(n−1)を測定するステップと、
前記液中重量Wb(n−1)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(n−1)を導出するステップと、
n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの飽水重量Wc(n−1)を測定するステップと、
n層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量Wa(n)を測定するステップと、
n層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(n)を測定するステップと、
前記液中重量Wb(n)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(n)を導出するステップと、
n層目のコーティング層形成後のサンプルの飽水重量Wc(n)を測定するステップと、
以下の式(2)に基づいて前記嵩密度ρ’(n)を算出するステップと
を含むことを特徴とする、嵩密度算出方法。
- 基材の表面に少なくとも1層のコーティング層が形成されたサンプルにおけるn層目(nは自然数)のコーティング層の見掛気孔率P(n)を算出する見掛気孔率算出方法であって、
n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(n−1)を測定するステップと、
前記液中重量Wb(n−1)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(n−1)を導出するステップと、
n−1層目のコーティング層形成後のサンプルの飽水重量Wc(n−1)を測定するステップと、
n層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量Wa(n)を測定するステップと、
n層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量Wb(n)を測定するステップと、
前記液中重量Wb(n)を測定するステップでの重量測定の際の前記液体の密度ρl(n)を導出するステップと、
n層目のコーティング層形成後のサンプルの飽水重量Wc(n)を測定するステップと、
以下の式(3)に基づいて前記見掛気孔率P(n)を算出するステップと
を含むことを特徴とする、見掛気孔率算出方法。
- 基材の表面に少なくとも1層のコーティング層が形成されたサンプルにおけるn層目(nは自然数)のコーティング層の見掛密度ρ(n)を測定する見掛密度測定装置であって、
前記サンプルの乾燥重量を測定可能な気中重量測定部と、
前記サンプルの液体中での液中重量を測定可能な液中重量測定部と、
前記気中重量測定部で測定された前記サンプルの乾燥重量、前記液中重量測定部で測定された前記サンプルの液体中での液中重量、及び前記サンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の密度、を記憶する記憶部と、
前記見掛密度ρ(n)を、前記記憶部に記憶されている各前記重量及び前記密度を用いて、以下の式(4)に基づいて算出する算出部と
を備えていることを特徴とする、見掛密度測定装置。
但し、Wa(n−1)はn−1層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量、Wb(n−1)はn−1層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量、ρl(n−1)はn−1層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の密度、Wa(n)はn層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量、Wb(n)はn層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量、ρl(n)はn層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の密度。 - 請求項4に記載の見掛密度測定装置であって、
前記サンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の温度の入力を受け付ける受付部、及び前記受付部で受け付けられた前記液体の温度に基づいて該液体の密度を導出する導出部、を有する液体密度導出部を更に備え、
前記記憶部は、前記液体密度導出部で導出された前記液体の密度を記憶し、
前記算出部は、前記見掛密度ρ(n)を、前記記憶部で記憶される前記液体の密度を用いて、前記式(4)に基づいて算出することを特徴とする、見掛密度測定装置。 - 基材の表面に少なくとも1層のコーティング層が形成されたサンプルにおけるn層目(nは自然数)のコーティング層の嵩密度ρ’(n)を測定する嵩密度測定装置であって、
前記サンプルの乾燥重量及び飽水重量を測定可能な気中重量測定部と、
前記サンプルの液体中での液中重量を測定可能な液中重量測定部と、
前記気中重量測定部で測定された前記サンプルの乾燥重量及び飽水重量、前記液中重量測定部で測定された前記サンプルの液体中での液中重量、及び前記サンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の密度、を記憶する記憶部と、
前記嵩密度ρ’(n)を、前記記憶部に記憶されている各前記重量及び前記密度を用いて、以下の式(5)に基づいて算出する算出部と
を備えていることを特徴とする、嵩密度測定装置。
但し、Wa(n−1)はn−1層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量、Wb(n−1)はn−1層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量、ρl(n−1)はn−1層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の密度、Wc(n−1)はn−1層目のコーティング層形成後のサンプルの飽水重量、Wa(n)はn層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量、Wb(n)はn層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量、ρl(n)はn層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の密度、Wc(n)はn層目のコーティング層形成後のサンプルの飽水重量。 - 請求項6に記載の嵩密度測定装置であって、
前記サンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の温度の入力を受け付ける受付部、及び前記受付部で受け付けられた前記液体の温度に基づいて該液体の密度を導出する導出部、を有する液体密度導出部を更に備え、
前記記憶部は、前記液体密度導出部で導出された前記液体の密度を記憶し、
前記算出部は、前記嵩密度ρ’(n)を、前記記憶部で記憶される前記液体の密度を用いて、前記式(5)に基づいて算出することを特徴とする、嵩密度測定装置。 - 基材の表面に少なくとも1層のコーティング層が形成されたサンプルにおけるn層目(nは自然数)のコーティング層の見掛気孔率P(n)を測定する見掛気孔率測定装置であって、
前記サンプルの乾燥重量及び飽水重量を測定可能な気中重量測定部と、
前記サンプルの液体中での液中重量を測定可能な液中重量測定部と、
前記気中重量測定部で測定された前記サンプルの乾燥重量及び飽水重量、前記液中重量測定部で測定された前記サンプルの液体中での液中重量、及び前記サンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の密度、を記憶する記憶部と、
前記見掛気孔率P(n)を、前記記憶部に記憶されている各前記重量及び前記密度を用いて、以下の式(6)に基づいて算出する算出部と
を備えていることを特徴とする、見掛気孔率測定装置。
但し、Wb(n−1)はn−1層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量、ρl(n−1)はn−1層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の密度、Wc(n−1)はn−1層目のコーティング層形成後のサンプルの飽水重量、Wa(n)はn層目のコーティング層形成後のサンプルの乾燥重量、Wb(n)はn層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での液中重量、ρl(n)はn層目のコーティング層形成後のサンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の密度、Wc(n)はn層目のコーティング層形成後のサンプルの飽水重量。 - 請求項8に記載の見掛気孔率測定装置であって、
前記サンプルの液体中での重量測定の際の前記液体の温度の入力を受け付ける受付部、及び前記受付部で受け付けられた前記液体の温度に基づいて該液体の密度を導出する導出部、を有する液体密度導出部を更に備え、
前記記憶部は、前記液体密度導出部で導出された前記液体の密度を記憶し、
前記算出部は、前記見掛気孔率P(n)を、前記記憶部で記憶される前記液体の密度を用いて、前記式(6)に基づいて算出することを特徴とする、嵩密度測定装置。
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