(57)【要約】【課題】Ｘ線透過法を用いて走行状態の塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを精度良く簡単に測定する。【解決手段】Ｘ線源１１とＸ線検出器１２を用いて塗工シート１０の走行状態において塗工シートの塗工膜を測定する際、塗工シートの透過Ｘ線量を測定したデータと、未塗工シートの透過Ｘ線量を測定したデータとを演算部３０で処理して塗工シート１０の塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みをほぼ連続的に算出する。【選択図】    図１
2006090892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材シート上に塗工膜が形成されてなる被測定塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みをＸ線透過法を用いて測定する塗工シートの測定装置であって、
互いに対向し合うように配置されたＸ線源およびＸ線検出器と、
前記基材シート上に前記塗工膜が形成されていない状態の未塗工シートが前記Ｘ線源およびＸ線検出器の対向間隔部に存在する時に前記Ｘ線源から照射したＸ線ビームが前記未塗工シートを透過した透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器で検出した第１の透過Ｘ線量のデータと、前記Ｘ線源およびＸ線検出器の対向間隔部に前記被測定塗工シートが存在する時に前記Ｘ線源から照射したＸ線ビームが前記被測定塗工シートを透過した透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器で検出した第２の透過Ｘ線量のデータと、規定値とを用い、所定の計算式に基づいて前記未塗工シートの単位面積当り重量および／または厚みと、前記被測定塗工シートの単位面積当り重量および／または総厚みを算出し、前記各算出値を用いて前記被測定塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを算出する演算部とを具備することを特徴とするＸ線透過法を用いた塗工シートの測定装置。
【請求項２】
前記Ｘ線源およびＸ線検出器は、被測定塗工シートの走行パスの両側で走行パスを挟んで対向し合うように配置されており、前記Ｘ線源およびＸ線検出器の相対位置を維持し、前記Ｘ線源およびＸ線検出器を前記走行パスの幅方向に走査させ、かつ、前記走行パスの幅方向に往復走査させる走査手段
をさらに具備し、前記演算部は、前記被測定塗工シートの走行状態において塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを繰り返し測定することを特徴とする請求項１記載のＸ線透過法を用いた塗工シートの測定装置。
【請求項３】
前記走査手段は、前記Ｘ線源およびＸ線検出器を前記走行パスの外側にずれた位置まで走査させるものであり、
前記演算部は、前記Ｘ線源の照射位置が前記走行パスの外側にずれた位置に走査された状態で前記Ｘ線源から照射したＸ線ビームを直接に前記Ｘ線検出器で受けて検出した照射Ｘ線量を用いて前記第２の透過Ｘ線量の経時変化を補正するようにデータ処理することを特徴とする請求項２記載のＸ線透過法を用いた塗工シートの測定装置。
【請求項４】
前記演算部は、前記被測定塗工シートの塗工膜の厚みｔC を以下の計算式に基づいて算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のＸ線透過法を用いた塗工シートの測定装置。
ｔC ＝｛−Ｌｎ（Ｉ／Ｉo ）／μC ｝−ｂ
ｂ＝ｔB ×μB ／μC 
但し  Ｉ；透過Ｘ線強度
Ｉ0 ；照射Ｘ線強度
μC ；塗工シートの塗工膜の吸収係数
ｔB ；未塗工シート（基材）の厚み
μB ；未塗工シート（基材）の吸収係数
【請求項５】
前記演算部は、前記被測定塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量ＷC を以下の計算式に基づいて算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のＸ線透過法を用いた塗工シートの測定装置。
ＷC ＝｛−Ｌｎ（Ｉ／Ｉo ）／（μ／ρ）C ｝−ｂ
ｂ＝ＷB ×（μ／ρ）B ／（μ／ρ）C 
但し  Ｉ；透過Ｘ線強度
Ｉ0 ；照射Ｘ線強度
（μ／ρ）C ；塗工シートの塗工膜の質量吸収係数
ＷB ；未塗工シート（基材）の単位面積当り重量
（μ／ρ）B ；未塗工シート（基材）の質量吸収係数
【請求項６】
互いに対向し合うように配置されたＸ線源およびＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器で検出したＸ線量のデータを用い、所定の計算式に基づいて演算を行う演算部とを有する測定装置を用いて、基材シート上に塗工膜が形成されてなる被測定塗工シートの前記塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを測定する際、
予め、厚みｔおよび／または密度ρが既知の試料として、前記被測定塗工シートの基材シートと同じ材質の基材シートからなる未塗工シート試料と、前記被測定塗工シートと同じ材質、構成からなる塗工シート試料とを用意し、前記各試料に対して別々に前記Ｘ線源からＸ線を照射した場合に当該試料を透過した透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器で検出した透過Ｘ線量のデータを用い、所定の計算式に基づいて前記演算部で演算処理して前記未塗工シート試料のＸ線吸収係数μB および／または質量吸収係数（μ／ρ）B と前記塗工シート試料の全体のＸ線吸収係数μおよび／または質量吸収係数（μ／ρ）とを算出し、これらの既知の値および算出値を規定値として前記演算部に記憶させる第１のステップと、
前記第１のステップで算出された前記未塗工シート試料のＸ線吸収係数μB および／または質量吸収係数（μ／ρ）B と、前記塗工シート試料の全体のＸ線吸収係数μおよび／または質量吸収係数（μ／ρ）と、前記塗工シート試料の塗工膜の厚みｔC および／または単位面積当り重量ＷC を用い、所定の計算式に基づいて前記演算部で演算処理して前記塗工シート試料の塗工膜のＸ線吸収係数μC および前記厚みｔC の補正値、および／または、前記塗工シート試料の塗工膜の質量吸収係数（μ／ρ）C および前記単位面積当り重量ＷC の補正値を算出させ、前記演算部に記憶させる第２のステップと、
前記被測定塗工シートに対して前記Ｘ線源からＸ線が照射された場合に当該被測定塗工シートを透過した透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器で検出した透過Ｘ線量のデータおよび前記演算部の記憶データを用い、所定の計算式に基づいて前記演算部で演算処理して前記被測定塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを算出させる第３のステップと、
を具備することを特徴とするＸ線透過法を用いた塗工シートの測定方法。
【請求項７】
前記測定装置として、前記Ｘ線源およびＸ線検出器の相対位置を維持し、基材シート上に塗工膜が形成されてなる被測定塗工シートの走行パスの幅方向に往復走査させる走査手段をさらに具備し、
前記第３のステップでは、前記被測定塗工シートの走行状態に対して前記Ｘ線源からＸ線を照射し、前記被測定塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを繰り返し測定する
ことを特徴とする請求項６記載のＸ線透過法を用いた塗工シートの測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線透過法を用いた塗工シートの測定装置および測定方法に係り、特に塗工シートの塗工膜の単位面積当りの重量および／または厚みを測定する装置および方法に関するもので、例えば高分子膜、金属膜などの基材シート上に単層または多層の塗工膜が形成された塗工シート、２枚のシートがラミネートされたラミネートシートの走行状態においてほぼ連続的に測定する際に使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
シート状の金属フォイルや鋼材を製造するラインでは、金属フォイル等の被測定部材に照射したＸ線等の放射線の透過量によって被測定部材の厚さを測定する放射線厚さ計が広く用いられている（特許文献１参照）。この放射線厚さ計は、所定の方向に定速度で移動する被測定部材を囲むように設けられたＣ型あるいはＯ型フレームを有し、被測定部材の移動方向と直角方向に測定装置を走査させ、被測定部材の各位置における放射線の透過量を測定することにより厚さを計るものである。
【０００３】
ところで、上記した従来の放射線厚さ計により基材シート上に塗工膜が形成された塗工シートの塗工膜の厚さを製造ライン中で測定する場合には、塗工前の基材シートの厚さおよび塗工後の塗工シートの厚さを２台の厚さ計で別々に測定し、各測定値の差を求めて算出する方法と、１台の厚さ計で測定する場合がある。
【０００４】
しかし、前者の２台の厚さ計を必要とするので、コストが高くなる。これに対して、後者の１台の厚さ計で測定する場合は、塗工後の塗工シートの全体の総合した厚さを測定することができたとしても、塗工膜の厚さを精度良く測定することは困難である。また、１台の厚さ計で測定する場合、基材と塗工膜の総合の単位面積当り重量あるいは厚みの吸収係数で測定を行うか、塗工膜の吸収係数で測定を行うとしても、別途手計算等で求めた吸収係数及び補正係数で測定を行っていたので、測定処理が繁雑であった。
【特許文献１】特開平１１−１４２１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記した従来の問題点を解決すべくなされたもので、塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを精度良く簡単に測定し得るＸ線透過法を用いた塗工シートの測定装置および測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のＸ線透過法を用いた塗工シートの測定装置は、基材シート上に塗工膜が形成されてなる被測定塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みをＸ線透過法を用いて測定する塗工シートの測定装置であって、互いに対向し合うように配置されたＸ線源およびＸ線検出器と、前記基材シート上に前記塗工膜が形成されていない状態の未塗工シートが前記Ｘ線源およびＸ線検出器の対向間隔部に存在する時に前記Ｘ線源から照射したＸ線ビームが前記未塗工シートを透過した透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器で検出した第１の透過Ｘ線量のデータと、前記Ｘ線源およびＸ線検出器の対向間隔部に前記被測定塗工シートが存在する時に前記Ｘ線源から照射したＸ線ビームが前記被測定塗工シートを透過した透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器で検出した第２の透過Ｘ線量のデータと、規定値とを用い、所定の計算式に基づいて前記未塗工シートの単位面積当り重量および／または厚みと、前記被測定塗工シートの単位面積当り重量および／または厚みを算出し、前記各算出値を用いて前記被測定塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを算出する演算部とを具備することを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記Ｘ線源およびＸ線検出器は、被測定塗工シートの走行パスの両側で走行パスを挟んで対向し合うように配置されており、さらに、前記Ｘ線源およびＸ線検出器の相対位置を維持し、前記Ｘ線源およびＸ線検出器を前記走行パスの幅方向に走査させ、かつ、前記走行パスの幅方向に往復走査させる走査手段を具備することにより、前記演算部は、前記被測定塗工シートの走行状態において塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを繰り返し測定することが可能になる。
【０００８】
本発明のＸ線透過法を用いた塗工シートの測定方法は、互いに対向し合うように配置されたＸ線源およびＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器で検出したＸ線量のデータを用い、所定の計算式に基づいて演算を行う演算部とを有する測定装置を用いて、基材シート上に塗工膜が形成されてなる被測定塗工シートの前記塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを測定する際、予め、厚みｔおよび／または密度ρが既知の試料として、前記被測定塗工シートの基材シートと同じ材質の基材シートからなる未塗工シート試料と、前記被測定塗工シートと同じ材質、構成からなる塗工シート試料とを用意し、前記各試料に対して別々に前記Ｘ線源からＸ線を照射した場合に当該試料を透過した透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器で検出した透過Ｘ線量のデータを用い、所定の計算式に基づいて前記演算部で演算処理して前記未塗工シート試料のＸ線吸収係数μB および／または質量吸収係数（μ／ρ）B と前記塗工シート試料の全体のＸ線吸収係数μおよび／または質量吸収係数（μ／ρ）とを算出し、これらの既知の値および算出値を規定値として前記演算部に記憶させる第１のステップと、前記第１のステップで算出された前記未塗工シート試料のＸ線吸収係数μB および／または質量吸収係数（μ／ρ）B と、前記塗工シート試料の全体のＸ線吸収係数μおよび／または質量吸収係数（μ／ρ）と、前記塗工シート試料の塗工膜の厚みｔC および／または単位面積当り重量ＷC を用い、所定の計算式に基づいて前記演算部で演算処理して前記塗工シート試料の塗工膜のＸ線吸収係数μC および前記厚みｔC の補正値、および／または、前記塗工シート試料の塗工膜の質量吸収係数（μ／ρ）C および前記単位面積当り重量ＷC の補正値を算出させ、前記演算部に記憶させる第２のステップと、
前記被測定塗工シートに対して前記Ｘ線源からＸ線が照射された場合に当該被測定塗工シートを透過した透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器で検出した透過Ｘ線量のデータおよび前記演算部の記憶データを用い、所定の計算式に基づいて前記演算部で演算処理して前記被測定塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを算出させる第３のステップとを具備することを特徴とする
なお、本発明において、塗工シートの塗工膜は、単層構造に限らず、多層（二層以上）構造でもよく、多層構造の場合には、塗工膜の最上層を単層構造と見做し、それ以外の下層の塗工膜および基材シートを未塗工シートと見做して取り扱うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＸ線透過法を用いた塗工シートの測定装置および測定方法によれば、塗工済みの塗工シートと未塗工シート（基材シート）を所定の手順にしたがって測定することにより、塗工シートの塗工部分（塗工膜）の単位面積当り重量あるいは厚みを精度良く簡単に測定することが可能になった。
【００１０】
したがって、高分子膜、金属膜などの基材シート上に塗工膜を有する塗工シートを連続的に製造する設備とか、二枚のシートがラミネートされたラミネートシートを連続的に製造する設備などに適用して、インラインで塗工シートの塗工膜（多層構造の場合には最上層の塗工膜）の厚みを精度良く簡単に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。この説明に際して、全図にわたり共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００１２】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る塗工シートの測定装置の基本構成を示す側面図である。
【００１３】
図１において、Ｘ線源１１およびＸ線検出器１２は互いに対向し合うように配置されている。なお、Ｘ線源は、照射エリアをコリメータ１３で制限することが好ましい。Ｘ線源・Ｘ線検出器の対向間隔部にシートが存在する時には、Ｘ線源から照射したＸ線ビームはシートを透過し（Ｘ線の一部はシートで吸収されるが、一部は直進する）、Ｘ線検出器１２に入射し、透過Ｘ線強度が検出される。Ｘ線源・Ｘ線検出器の対向間隔部にシートが存在しない時には、Ｘ線源から照射したＸ線ビームは直接にＸ線検出器１２に入射し、照射Ｘ線強度が検出される。
【００１４】
そして、Ｘ線検出器１２の検出出力を適宜増幅する増幅器（図示せず）と、この増幅器の出力を電流値データに変換するアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）２３と、このＡＤＣ２３から入力される電流値データをデータ処理し、所定の計算式に基づいて演算する演算部３０が設けられている。
【００１５】
演算部３０は、例えばパーソナルコンピュータが用いられており、その一例は、装置全体を統括するとともに各種演算処理を実行するＣＰＵ（中央処理装置）３１と、プログラム記憶用のＲＯＭ３２と、データメモリ用のＲＡＭ３３と、パラメータ記憶部３４などを有し、パラメータ設定部３５、ディスプレイ等で構成された表示部３６などが接続されている。前記パラメータ設定部３５は、後述する計算式に関連するパラメータ（規定値）を演算部３０に入力する機能を有する。前記パラメータ記憶部３４は、パラメータ設定部３５から入力されたパラメータ、あるいは、予め本例の測定装置を用いて実測されたパラメータを、例えばデータテーブル形式で記憶している。
【００１６】
上記演算部３０において、ＣＰＵ３１は、ＡＤＣ２３から入力される電流値データを測定位置データとセットにしてＲＡＭ３３に格納し、ＲＯＭ３２に格納されているプログラムに基づいてデータ処理を行い、塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを算出し、演算結果をＲＡＭ３３に格納するとともに表示装置３６で表示させる。  さらに、Ｘ線源１１およびＸ線検出器１２を互いに同期して走行パスの幅方向（塗工シート１０の走行方向と直角方向）に定速度で往復駆動させるために、モータ等を含む駆動機構を用いた走査手段２４が設けられている。この走査手段２４は、Ｘ線源１１から照射されるＸ線が走行パスの幅方向外側に少しずれた位置まで突出するように走査領域の一端を設定している。ここで、塗工シートの走行方向と、測定器の走査方向と、測定位置の軌跡の一例との関係を図２に示す。
【００１７】
次に、本実施形態の測定装置を用いた測定方法および動作を簡単に説明する。
【００１８】
本測定方法では、基材シート上に塗工膜が形成されてなる被測定塗工シートとは別に、この被測定塗工シートの基材シートと同じ材質および厚さを有する基材シートであって塗工膜が形成されていないもの（リファレンス用の未塗工シート）を用意する。そして、それぞれＸ線透過法を用いて測定し、各測定値を用いることにより、被測定塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを精度良く簡単に測定するものであり、測定原理は後で詳述する。
【００１９】
この際、Ｘ線検出器１２は、Ｘ線源・Ｘ線検出器の対向間隔部にリファレンス用の未塗工シートが存在する時にＸ線源から照射したＸ線ビームがリファレンス用の未塗工シートを透過した第１の透過Ｘ線量と、Ｘ線源・Ｘ線検出器の対向間隔部に被測定塗工シートが存在する時にＸ線源から照射したＸ線ビームが被測定塗工シートを透過した第２の透過Ｘ線量を検出する。
【００２０】
また、演算部３０は、前記第１の透過Ｘ線量のデータおよび規定値（基材シートの吸収係数など）を用いて所定の計算式に基づいてリファレンス用の未塗工シートの単位面積当り重量および／または厚みを算出し、また、第２の透過Ｘ線量のデータおよび規定値を用いて所定の計算式に基づいて被測定塗工シートの単位面積当り重量および／または総厚を算出する。そして、被測定塗工シートの算出値とリファレンス用の未塗工シートの算出値を用いて被測定塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを算出する。
【００２１】
前記規定値（基材シートの吸収係数など）は、予め実測により採取し、演算部３０のパラメータ記憶部３４に記憶させておく。この規定値を採取するために、予め、厚みｔおよび／または密度ρが既知の試料として、被測定塗工シートの基材シートと同じ材質の基材シートからなる未塗工シート試料と、被測定塗工シートと同じ材質、構成からなる塗工シート試料とを用意しておく。そして、各試料に対して別々にＸ線源１１からＸ線を照射した場合に当該試料を透過した透過Ｘ線をＸ線検出器１２で検出した透過Ｘ線量のデータを用い、所定の計算式に基づいて演算部３０で演算処理して未塗工シート試料のＸ線吸収係数μB および／または質量吸収係数（μ／ρ）B と塗工シート試料の全体のＸ線吸収係数μおよび／または質量吸収係数（μ／ρ）とを算出する。
【００２２】
次に、本例の測定装置および測定方法の測定原理を詳細に説明する。一般に、Ｘ線透過法による基本式は以下のように示される。
【００２３】
Ｉ＝Ｉo exp −｛（μ／ρ）×ρ×ｔ｝        …（１）
＝Ｉo exp −（μ／ρ）×Ｗ                …（２）
＝Ｉo exp −（μ×ｔ）                    …（３）
ここで、Ｉ：透過Ｘ線の強度（透過Ｘ線量）
Ｉo ：透過前Ｘ線の強度（照射Ｘ線量）
μ：測定材のＸ線吸収係数        ［１／cm］
ρ：測定材の密度                ［ｇ／cm3 ]
（μ／ρ）：測定材の質量吸収係数［cm2 ／ｇ］
ｔ：測定材の厚み                ［cm］
Ｗ：測定材の単位面積当り重量    ［ｇ／cm2 ]
である。前式（２）は測定材の単位面積当り重量Ｗに着目したもの、前式（３）は測定材の厚みｔに着目したものである。Ｘ線吸収係数μは、同一物質であっても密度ρが異なると変化する。したがって、前式（１）は、Ｘ線吸収係数μを密度ρで割った質量吸収係数（μ／ρ）を用いている。
【００２４】
なお、前記測定材が、基材シート上に塗工膜が塗工された塗工シートであり、各層（基材シートと塗工膜）を区別せずに取り扱う場合には、前式（１）〜（３）中のμは基材シートと塗工膜の総厚のＸ線吸収係数、（μ／ρ）は基材シートと塗工膜の総厚の質量吸収係数を表わす。
【００２５】
また、前記測定材が、基材シート上に塗工膜が塗工された塗工シートであり、単一のＸ線源とＸ線検出器を用いて塗工シートを各層（基材シートと塗工膜）に分離して取り扱う場合には、Ｘ線透過法による基本式は以下のように示される。なお、表記の都合上、EXP記号に続く指数部を括弧で括ってEXP 記号と同一行に記載する。
【００２６】
Ｉ＝Ｉo EXP ［−｛（μ／ρ）C ×ρC ×ｔC ＋（μ／ρ）B ×ρB ×ｔB ｝］
…（４）
＝Ｉo EXP ［−｛（μ／ρ）C ×ＷC ＋（μ／ρ）B ×ＷB ｝］
＝Ｉo EXP ［−（μ／ρ）C ×｛ＷC ＋ＷB ×（μ／ρ）B ／（μ／ρ）C ｝］
…（５）
＝Ｉo EXP ［−（μC ×ｔC ＋μB ×ｔB ）］
＝Ｉo EXP ［−μC ×｛ｔC ＋（ｔB ×μB ／μC ）｝］                …（６）
但し  Ｉ：透過Ｘ線の強度
Ｉo ：透過前Ｘ線の強度
（μ／ρ）C ：塗工材の質量吸収係数
（μ／ρ）B ：基材の質量吸収係数
μC ：塗工材の吸収係数
μB ：基材の吸収係数
ρC ：塗工材の密度
ρB ：基材の密度
ｔC ：塗工材の厚み
ｔB ：基材の厚み
ＷC ：塗工材の単位面積当り重量
ＷB ：基材の単位面積当り重量
である。ここで、前式（５）は測定材の単位面積当り重量に着目したもの、前式（６）は測定材の厚みに着目したものである。
【００２７】
前式（１）〜（３）は、塗工膜の吸収係数と基材の吸収係数がほぼ同じか、異なってもわずかな場合は、塗工膜の測定値の誤差は少ないが、吸収係数が互いに大きく異なる場合は、塗工シートの吸収係数を採取した近辺の領域の単位面積当り重量あるいは厚みの測定誤差は少ないが、異なる領域の単位面積当り重量あるいは厚みの測定誤差は大きくなってしまう。即ち、基材の吸収係数より塗工材の吸収係数が大きい場合には、塗工膜の厚みの測定値は実際の厚みの変化より大きく現われる。逆に、基材の吸収係数より塗工材の吸収係数が小さい場合には、塗工膜の厚みの測定値は実際の厚みの変化より小さく現われる。
【００２８】
そこで、前式（４）〜（６）に示したように、塗工膜と基材シートをそれぞれ分離して扱うことにより塗工膜の単位面積当り重量あるいは厚みを正確に求めることができる。但し、塗工材を基材シートから剥離して測定することは困難であるので、本実施形態では、被測定塗工シートと未塗工シート（基材シート）とを用いてそれぞれ測定し、各測定値を用いて算出するようにしている。
【００２９】
塗工シートを製造する際、その基材シートは一定の素材（単位面積当り重量あるいは厚みの素材）を用いて塗工するのが一般的である。このことから、基材シートを一定と見なして測定の条件を決めることで測定が可能な場合が多い。この場合には、以下に述べるように塗工シートの塗工膜を精度良く簡単に測定することが可能になる。
【００３０】
基材シートの条件が一定とすると、前式（５）は次式のようになる。
【００３１】
Ｉ＝Ｉo EXP ［−（μ／ρ）C ×（ＷC ＋ｂ１）］                  …（５ａ）
ｂ１＝ＷB ×（μ／ρ）B ／（μ／ρ）C                           …（５ｂ）
Ｌｎ（Ｉ／Ｉo ）＝−（μ／ρ）C ×（ＷC ＋ｂ１）                …（７）
ＷC ＝｛−Ｌｎ（Ｉ／Ｉo ）／（μ／ρ）C ｝−ｂ１                …（８）
したがって、前式（８）および補正値ｂ１を示す式（５ｂ）中の（μ／ρ）C 、ＷB 、（μ／ρ）B が判明していれば、Ｉo 、Ｉを測定することにより、塗工膜の単位面積当り重量ＷC を精度良く求めることができる。
【００３２】
上記と同様に、基材シートの条件が一定とすると、前式（６）は次式のようになる。
【００３３】
Ｉ＝Ｉo EXP ［−μC ×（ｔC ＋ｂ２）］                          …（６ａ）
ｂ２＝ｔB ×μB ／μC                                           …（６ｂ）
Ｌｎ（Ｉ／Ｉo ）＝−μC ×（ｔC ＋ｂ２）                        …（９）
ｔC ＝｛−Ｌｎ（Ｉ／Ｉo ）／μC ｝−ｂ２                        …（１０）
したがって、前式（１０）および補正値ｂ２を示す式（６ｂ）中のμC 、ｔB 、μB が判明していれば、Ｉo 、Ｉを測定することにより、塗工膜の厚みｔC を精度良く求めることができる。
【００３４】
前式（８）、（１０）において、Ｉo は、Ｘ線源１１とＸ線検出器１２との間に塗工シートが走行していない（存在しない）状態、本例では、Ｘ線源１１から照射されるＸ線が走行パスの外側にずれた位置に走査されている状態において、Ｘ線源１１から対向するＸ線検出器１２にＸ線が直接に照射された照射Ｘ線の値を測定し、その結果に基づいて補正された照射Ｘ線の値が使用される。これに対して、Ｉは、Ｘ線源１１とＸ線検出器１２との間に塗工シートが走行している（存在する）状態の時に測定された透過Ｘ線の値である。
【００３５】
補正値ｂ１を示す式（５ｂ）中のＷB 、（μ／ρ）B 、（μ／ρ）C 、および、補正値ｂ２を示す式（６ｂ）中のｔB 、μB 、μC は、規定値であり、予め、本例の測定装置を用いて実測し、図１中のパラメータ記憶部３４に記憶させておき、その後の演算に際してパラメータ記憶部３４から供給される。しかし、上記規定値のうちの塗工膜の（μ／ρ）C あるいはμC を求める際、一般的に基材シートから塗工膜を剥離して測定することは困難な場合が多い。
【００３６】
そこで、塗工膜の（μ／ρ）C あるいはμC を間接的に求めるために、予め、厚みｔおよび／または密度ρが既知の試料として、被測定塗工シートの基材シートと同じ材質の基材シートからなる未塗工シート試料と、被測定塗工シートと同じ材質、構成からなる塗工シート試料とを用意しておく。そして、各試料に対して別々に前記Ｘ線源１１からＸ線を照射した場合に当該試料を透過した透過Ｘ線をＸ線検出器１２で検出した透過Ｘ線量のデータを用い、所定の計算式に基づいて演算部３０で演算処理して未塗工シート試料のＸ線吸収係数μB および／または質量吸収係数（μ／ρ）B と塗工シート試料の全体（総厚）のＸ線吸収係数μおよび／または質量吸収係数（μ／ρ）とを算出し、これらの既知の値および算出値（実測値）を規定値として演算部３０に記憶させる。
【００３７】
即ち、総厚の吸収係数μを用いて測定する場合の前式（２）、（３）と、塗工シートを各層に分けてそれぞれの吸収係数μC 、μB を用いて測定する場合の前式（５）、（６）との間には、同一の試料を測定する場合には次の関係が成立する。
【００３８】
前式（２）、（５）は等しくなるので、
（μ／ρ）×Ｗ＝（μ／ρ）C ×ＷC ＋（μ／ρ）B ×ＷB 
（μ／ρ）C ＝｛（μ／ρ）×Ｗ−（μ／ρ）B ×ＷB ｝／ＷC     …（１１）
したがって、塗工シート試料の総厚の質量吸収係数（μ／ρ）、単位面積当り重量Ｗ、未塗工シート試料の質量吸収係数（μ／ρ）B 、単位面積当り重量ＷB 、塗工シート試料の塗工膜の単位面積当り重量ＷC を用いて、自動計算で塗工膜の質量吸収係数（μ／ρ）C を求めることができる。
【００３９】
また、前式（３）、（６）は等しくなるので、
μ×ｔ＝μC ×ｔC ＋μB ×ｔB 
μC ＝（μ×ｔ−μB ×ｔB ）／ｔC                     …（１２）
したがって、塗工シート試料の総厚の吸収係数μと厚みｔ、未塗工シート試料の吸収係数μB と厚みｔB 、塗工シート試料の塗工膜の塗工厚みｔC を用いて、自動計算により塗工膜の吸収係数μC を求めることができる。
【００４０】
即ち、上記した本例の測定方法によれば、未塗工シート試料および塗工シート試料を順次に測定し、それぞれ吸収係数を自動的に求め、塗工膜の吸収係数を自動的に計算で求め、且つ、測定条件を格納することができる。
【００４１】
次に、上記したような測定原理を用いる測定方法の第１の実施形態について、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００４２】
第１の実施形態に係る測定方法は、走行状態の連続した塗工シートに対して横方向に測定器（Ｘ線源とＸ線検出器）を走行（走査）させながら塗工シートの幅方向にほぼ連続的に測定するものである。
【００４３】
予め、厚みｔおよび／または密度ρが既知の試料として、被測定塗工シートの基材シートと同じ材質の基材シートからなる未塗工シート試料と、被測定塗工シートと同じ材質、構成からなる塗工シート試料とを用意しておく。そして、互いに対向し合うように配置されたＸ線源１１およびＸ線検出器２１と、Ｘ線源およびＸ線検出器の相対位置を維持して走行パスの幅方向に往復走査を繰り返す走査手段と、前記Ｘ線検出器で検出したＸ線量をデータ処理し、所定の計算式に基づいて被測定塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを算出する演算部とを有する測定装置を用いるものとする。
【００４４】
まず、第１のステップＳ１では、塗工シート試料を吸収係数採取位置（Ｘ線源とＸ線検出器との対向間隔部）にセットし、Ｘ線が照射された場合の塗工シート試料の吸収係数μおよび／または質量吸収係数（μ／ρ）を自動的に採取し、その結果をパラメータ記憶部３５に格納する。次に、基材シート（未塗工シート）試料を吸収係数採取位置にセットし、Ｘ線が照射された場合の基材シートの吸収係数μB および／または質量吸収係数（μ／ρ）B を自動的に採取し、その結果をパラメータ記憶部３５に格納する。なお、吸収係数採取の過程は、塗工シート試料と未塗工シート試料の順番が反対でもよい。
【００４５】
第２のステップＳ２では、前式（１１）で示される塗工膜の質量吸収係数（μ／ρ）C および前式（５ｂ）で示される補正値ｂ１、および／または、前式（１２）で示される塗工膜の吸収係数μC および前式（６ｂ）で示される補正値ｂ２を計算し、それぞれの結果をパラメータ記憶部３５に記憶させる。
【００４６】
第３のステップＳ３では、被測定塗工シートの走行状態に対してＸ線源からＸ線が照射された場合に当該被測定塗工シートを透過した透過Ｘ線をＸ線検出器で検出した透過Ｘ線量のデータおよび規定値を用い、所定の計算式に基づいて演算部で演算処理して被測定塗工シートの単位面積当り重量Ｗおよび／または厚みｔを算出させる。この際、まず、ステップＳ３１で、Ｘ線源から照射されるＸ線が走行パスの外側にずれた位置になった状態の時に、Ｘ線検出器で検出した出力に基づいてＸ線源の照射Ｘ線強度Ｉo を自動的に測定させる。次に、ステップＳ３２で、走行状態の被測定塗工シートにＸ線を透過させた時のＸ線検出器の出力に基づいて透過Ｘ線強度Ｉを自動的に測定させる。次に、ステップＳ３３で、それまでの各ステップで得られた規定値および実測値を用いて前式（８）に基づいて被測定塗工シートの単位面積当り重量ＷC を演算部で自動的に算出させ、および／または、前式（１０）に基づいて厚みｔC を演算部で自動的に算出させ、結果の記録、表示を行わせる。
【００４７】
そして、測定を継続する期間中は、走行状態の被測定塗工シートに対する透過Ｘ線強度Ｉの測定を繰り返す。なお、第３のステップＳ３の処理過程において、Ｘ線源から照射されるＸ線が走行パスの外側にずれた位置になった状態の時にＸ線検出器で検出した出力に基づいてＸ線源の照射Ｘ線強度Ｉo を自動的に測定し、前回測定された照射Ｘ線強度Ｉoと比較して補正されたＩo を求め、前記計算式中の経時的に変化した照射Ｘ線強度を補正する第４のステップを付加するようにしてもよい。
【００４８】
以上述べたような本実施形態の測定装置および測定方法を、基材上に塗工材を塗工する製造ライン中の塗工シートの搬送ラインの一部にインライン方式で適用することにより、塗工膜の厚みを精度良く簡単に測定することができる。
【００４９】
図４は、図１の測定装置の一具体例を概略的に示す斜視図である。
【００５０】
図４において、例えばＯ型フレーム中の左右一対のフレーム４１、４１の間に、上下一対のレール４２，４３が隙間をあけて水平に取付けられている。上下一対のレール４２，４３間は、帯状の細長い塗工シート１０が図示矢印方向に走行する走行パスの一部となっている。
【００５１】
一方のレール（本例では上側のレール４２）には、図１中に示したようなＸ線源１１がレール長手方向に摺動可能に取付けられており、Ｘ線源１１はレール長手方向に往復移動が可能である。ここで、Ｘ線源１１は、例えばＸ線管カバーの内部に、Ｘ線管のＸ線照射口を下向きにして内蔵しており、Ｘ線管カバーの下部にはＸ線が通り抜ける通光孔が形成されている。上記Ｘ線源１１は、Ｘ線管の陰極からの電子ビームを陽極ターゲットに照射させてＸ線を生成する。このＸ線としては、Ｘ線透過法による測定に適したエネルギーのＸ線を用いており、Ｘ線のエネルギー分布は連続Ｘ線であっても特定Ｘ線であってもよい。  他方のレール（本例では下側のレール４３）には、図１中に示したようなＸ線検出器１２がレール長手方向に摺動可能に取付けられており、Ｘ線検出器１２はレール長手方向に往復移動が可能である。ここで、Ｘ線検出器１２は、入射したＸ線を例えばイオンチャンバーで受けて入射したＸ線信号に比例した電流信号に変換するか、または、シンチレータで受けて光に変換し、例えばフォトマルチプライアやフォトダイオードによって入射したＸ線信号に比例した電流信号に変換する（シンチレーション検出器）。
【００５２】
さらに、図１中に示したようにＸ線源１１およびＸ線検出器１２を互いに同期して（相対位置を維持したまま）走行パスの幅方向（レール長手方向）に定速度で往復駆動させるために、モータ等を含む駆動機構を用いた走査手段（図示せず）が測定装置に内蔵されている。この走査手段は、走査領域の一端が、Ｘ線源１１から照射されるＸ線が走行パスの幅方向外側に少しずれた位置になるように走査駆動する。また、例えばフレーム４１の前面には、装置の操作部４４が設けられている。
【００５３】
上記構成により、Ｘ線源１１およびＸ線検出器１２がレール長手方向のどの位置に移動しても、Ｘ線源１１から照射されたＸ線はＸ線検出器１２で検出される。Ｘ線検出器１２で検出されたＸ線量は電流値に変換され、図１を参照して前述したようにＡ／Ｄコンバータ２３により電流値データに変換された後に演算部３０に入力される。
【００５４】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、前述した第１の実施形態と比べて、停止状態の塗工シートの塗工膜の単位面積当り重量および／または厚みを測定する点が異なり、測定原理は同様である。第２の実施形態に係る測定方法は、前述した第１の実施形態に係る測定方法と比べて、第３のステップＳ３で停止状態の非測定工シートに対して自動的に測定する点が異なり、その他は同様である。第２の実施形態によれば、走査手段２４を省略することができる、あるいは、走査手段２４を省略しない場合でもその動作を停止させることができる。
【実施例】
【００５５】
本実施形態のＸ線透過法を用いた測定装置は、ポリエステルフィルム等の合成樹脂フィルム、紙、非鉄金属箔等のベースに、セラミック材、磁気を帯びた磁性体やフィラー、チタン、鉛等の粉体が塗布された帯状の各種の塗工シートを測定することが可能である。具体例として、塗工膜として酸化鉄が用いられている磁気カード用の塗工シートとか、リチュームイオン電池の陽極用の塗工シート（例えばアルミ基板にコバルト酸リチュームが塗工されている）とか、リチュームイオン電池の負極用の塗工シート（例えば銅基板にカーボンが塗工されている）を測定することが可能である。
【００５６】
［実施例１］  セラミックコンデンサは、ＰＥＴフィルムを基材として、セラミック材（ＢａＴｉＯ2 等）を必要な厚みに塗工し、焼成を行い、コンデンサ用の誘電体として作成される。このセラミック材を塗工する過程で塗工膜の単位面積当り重量および／または厚さを測定する場合に、本発明の測定装置を用いる。
【００５７】
通常、基材（ＰＥＴフィルム）は、２０〜５０μｍ程度の厚さを有し、塗工膜（セラミック材）は２〜５０μｍ程度の厚さを有する。数μｍの塗工されたセラミックを基材から剥がして取り扱うことは困難であり、基材に塗工された試料と基材のＰＥＴフィルムは容易に準備が可能である。本実測例では、
基材シートは、厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム、吸収係数μB ＝0.002 μｍ-1
塗工シート（塗工試料）の塗工材（塗工膜）は１０μｍであり、
塗工シート（塗工試料）の総厚は４８μｍ、総厚の吸収係数μ＝0.02  μｍ-1
とする。
【００５８】
これらの値および前式（１０）、（６ｂ）に基づき、塗工材の吸収係数μC および補正値ｂ２を求めると、以下のようになる。
【００５９】
μC ＝（0.02＊48−0.002 ＊38）／10＝0.0884μｍ-1
ｂ２＝0.002 ＊38／0.0884＝0.86
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る塗工シートの測定装置の基本構成を示す側面図。
【図２】図１の測定装置において塗工シートの走行方向と測定器の走査方向と測定位置の軌跡の一例との関係を示す平面図。
【図３】図１の測定装置を用いた測定方法の一例を示すフローチャート。
【図４】図１の測定装置の一具体例を概略的に示す斜視図。
【符号の説明】
【００６１】
１０…塗工シート、１０ａ…塗工シートの塗工膜、１０ｂ…塗工シートの基材シート、１１…Ｘ線源、１２…Ｘ線検出器、１３…コリメータ、２３…Ａ／Ｄコンバータ、２４…走査手段、３０…演算部、３１…ＣＰＵ、３２…プログラム記憶部用ＲＯＭ、３３…データメモリ用ＲＡＭ、３４…パラメータ記憶部、３５…パラメータ設定部、３６…表示部。
【図１】
2006090892.tif 000003
【図２】
2006090892.tif 000004
【図３】
2006090892.tif 000005
【図４】
2006090892.tif 000006