(57)【要約】【課題】Ｘ線透過法を用いて走行状態の二層膜シートの各層の単位面積当たり重量および／または厚みを精度良く簡単に測定する。【解決手段】二層膜シート１０の走行状態において二層膜シートの各層１０ａ，１０ｂを測定する際、高エネルギーのＸ線源１１と低エネルギーのＸ線源１２を用いて二層膜シートのほぼ同一部分の透過Ｘ線量を測定し、各測定出力を演算部３０でデータ処理して各層の単位面積当たり重量および／または厚みをほぼ連続的に算出する。【選択図】    図１
2006064580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高エネルギーのＸ線を発生する第１のＸ線源およびそれに対向する第１のＸ線検出器と、低エネルギーのＸ線を発生する第２のＸ線源およびそれに対向する第２のＸ線検出器と、走行状態または停止状態の二層膜シートの実質的に同一部分に前記第１のＸ線源から高エネルギーのＸ線および前記第２のＸ線源から低エネルギーのＸ線をそれぞれ透過させた際の第１のＸ線検出器および第２のＸ線検出器の各出力をデータ処理し、所定の計算式に基づいて前記二層膜シートの各層の単位面積当たり重量および／または厚みを測定する演算部とを具備することを特徴とするＸ線透過法を用いた二層膜シートの測定装置。
【請求項２】
二層膜シートの走行パスの第１の位置に向けて第１のエネルギーを有する第１のＸ線ビームを照射する第１のＸ線源と、前記走行パスの第１の位置を挟んで前記第１のＸ線ビームに対向し、前記走行パスの第１の位置における前記二層膜シートを前記第１のＸ線ビームが透過した透過Ｘ線の強さを検出する第１のＸ線検出器と、前記第１のエネルギーとは異なる第２のエネルギーを有する第２のＸ線ビームを前記走行パスの第１の位置に向けて前記第１のＸ線ビームとは異なる方向から照射する第２のＸ線源と、前記走行パスの第１の位置を挟んで前記第２のＸ線ビームに対向し、前記走行パスの第１の位置における前記二層膜シートを前記第２のＸ線ビームが透過した透過Ｘ線の強さを検出する第２のＸ線検出器と、前記第１のＸ線検出器の検出出力および前記第２のＸ線検出器の検出出力をデータ処理し、所定の計算式に基づいて前記二層膜シートの各層の単位面積当たり重量および／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線透過法を用いた二層膜シートの測定装置。
【請求項３】
二層膜シートの走行パスの第１の位置に向けて第１のエネルギーを有する第１のＸ線ビームを照射する第１のＸ線源と、前記走行パスの第１の位置を挟んで前記第１のＸ線ビームに対向し、前記走行パスの第１の位置における前記二層膜シートを前記第１のＸ線ビームが透過した透過Ｘ線の強さを検出する第１のＸ線検出器と、前記第１のエネルギーとは異なる第２のエネルギーを有する第２のＸ線ビームを前記走行パスの第１の位置よりも二層膜シートの走行方向の前方側あるいは後方側の第２の位置に向けて照射する第２のＸ線源と、前記走行パスの第２の位置を挟んで前記第２のＸ線ビームに対向し、前記走行パスの第２の位置における前記二層膜シートを前記第２のＸ線ビームが透過した透過Ｘ線の強さを検出する第２のＸ線検出器と、前記第１のＸ線検出器の検出出力および前記第２のＸ線検出器の検出出力をデータ処理し、所定の計算式に基づいて前記二層膜シートの各層の単位面積当たり重量および／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線透過法を用いた二層膜シートの測定装置。
【請求項４】
前記演算部は、二層膜シートの上層の厚みｔC および下層の厚みｔB 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線透過法を用いた二層膜シートの測定装置。
ｔC ＝−｛μBL×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−μBH×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
／（μCH×μBL−μCL×μBH）
ｔB ＝｛μCL×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−μCH×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
／（μCH×μBL−μCL×μBH）
但し  ＩH ；高エネルギー側における透過Ｘ線強度
ＩHo；高エネルギー側における照射Ｘ線強度
ＩL ；低エネルギー側における透過Ｘ線強度
ＩLo；低エネルギー側における照射Ｘ線強度
μCH；高エネルギー側における二層膜シートの上層の吸収係数
μBH；高エネルギー側における二層膜シートの下層の吸収係数
μCL；低エネルギー側における二層膜シートの上層の吸収係数
μBL；低エネルギー側における二層膜シートの下層の吸収係数
【請求項５】
前記演算部は、二層膜シートの上層の位面積当たり重量ＷC および下層の位面積当たり重量ＷB 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線透過法を用いた二層膜シートの測定装置。
ＷC ＝−｛（μ／ρ）BL×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−（μ／ρ）BH×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
／｛（μ／ρ）CH×（μ／ρ）BL−（μ／ρ）CL×（μ／ρ）BH｝
ＷB ＝｛（μ／ρ）CL×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−（μ／ρ）CH×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
／｛（μ／ρ）CH×（μ／ρ）BL−（μ／ρ）CL×（μ／ρ）BH｝
但し  ＩH ；高エネルギー側における透過Ｘ線強度
ＩHo；高エネルギー側における照射Ｘ線強度
ＩL ；低エネルギー側における透過Ｘ線強度
ＩLo；低エネルギー側における照射Ｘ線強度
（μ／ρ）CH；高エネルギー側における二層膜シートの上層の質量吸収係数
（μ／ρ）BH；高エネルギー側における二層膜シートの下層の質量吸収係数
（μ／ρ）CL；低エネルギー側における二層膜シートの上層の質量吸収係数
（μ／ρ）BL；低エネルギー側における二層膜シートの下層の質量吸収係数
【請求項６】
前記第１のＸ線源、第１のＸ線検出器、第２のＸ線源および第２のＸ線検出器の相対位置を維持して前記走行パスの幅方向に往復走査を繰り返す走査手段をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＸ線透過法を用いた二層膜シートの測定装置。
【請求項７】
高エネルギーのＸ線を発生する第１のＸ線源およびそれに対向する第１のＸ線検出器と、低エネルギーのＸ線を発生し、前記第１のＸ線源とほぼ同一部分を照射する第２のＸ線源およびそれに対向する第２のＸ線検出器と、これらのＸ線源およびＸ線検出器の相対位置を維持して二層膜シートの走行パスの幅方向に往復走査させる走査手段とを有する測定装置を用い、走行状態の二層膜シートの各層の単位面積当たり重量および／または厚みを測定する際、
前記二層膜シートの各層について、高エネルギーのＸ線が照射された場合のＸ線吸収係数および／または質量吸収係数、ならびに、低エネルギーのＸ線が照射された場合のＸ線吸収係数および／または質量吸収係数をパラメータとして与える第１のステップと、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線が前記走行パスの外側にずれた位置になった状態の時に、前記第１のＸ線源からの高エネルギーのＸ線および前記第２のＸ線源からの低エネルギーのＸ線を前記第１のＸ線検出器および前記第２のＸ線検出器で検出した各出力に基づいて、高エネルギー側の照射Ｘ線強度および低エネルギー側の照射Ｘ線強度を自動的に測定し、経時的に変化した照射強度を補正する第２のステップと、
走行状態の前記二層膜シートの実質的に同一部分に前記第１のＸ線源から高エネルギーのＸ線および前記第２のＸ線源から低エネルギーのＸ線を透過させた時の前記第１のＸ線検出器および前記第２のＸ線検出器の各出力に基づいて、高エネルギー側の透過Ｘ線強度および低エネルギー側の透過Ｘ線強度を自動的に測定させる第３のステップと、
前記各ステップで得られた規定値および実測値を用いて所定の計算式に基づいて前記二層膜シートの各層の単位面積当たり重量および／または厚みを自動的に算出させる第４のステップと、
を具備することを特徴とするＸ線透過法を用いた二層膜シートの測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線透過法を用いた二層膜シートの測定装置および測定方法に係り、特に二層膜シートの各層の単位面積当たりの重量および／または厚みを測定する装置および方法に関するもので、例えば高分子膜上、金属膜上などに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各層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、各測定値の差分を算出する必要がある。しかし、２台の厚さ計を必要とするので、コストが高くなる。また、従来のように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、塗工膜の厚さを正確に測定することは困難である。特に、走行状態における塗工シートの基材の厚みが変動する場合には、塗工膜の厚さを正確に測定することが困難であった。
【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】
【０００４】
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、二層膜シートの各層について単位面積当たり重量および／または厚みを精度良く簡単に測定し得るＸ線透過法を用いた二層膜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】
【０００５】
本発明のＸ線透過法を用いた二層膜シートの測定装置の第１の態様は、高エネルギーのＸ線を発生する第１のＸ線源およびそれに対向する第１のＸ線検出器と、低エネルギーのＸ線を発生する第２のＸ線源およびそれに対向する第２のＸ線検出器と、走行状態または停止状態の二層膜シートの実質的に同一部分に前記第１のＸ線源から高エネルギーのＸ線および前記第２のＸ線源から低エネルギーのＸ線をそれぞれ透過させた際の第１のＸ線検出器および第２のＸ線検出器の各出力をデータ処理し、前記二層膜シートの各層の単位面積当たり重量および／または厚みを測定する演算部とを具備することを特徴とする。
【０００６】
本発明のＸ線透過法を用いた二層膜シートの測定装置の第２の態様は、二層膜シートの走行パスの第１の位置に向けて第１のエネルギーを有する第１のＸ線ビームを照射する第１のＸ線源と、前記走行パスの第１の位置を挟んで前記第１のＸ線ビームに対向し、前記走行パスの第１の位置における前記二層膜シートを前記第１のＸ線ビームが透過した透過Ｘ線の強さを検出する第１のＸ線検出器と、前記第１のエネルギーとは異なる第２のエネルギーを有する第２のＸ線ビームを前記走行パスの第１の位置に向けて前記第１のＸ線ビームとは異なる方向から照射する第２のＸ線源と、前記走行パスの第１の位置を挟んで前記第２のＸ線ビームに対向し、前記走行パスの第１の位置における前記二層膜シートを前記第２のＸ線ビームが透過した透過Ｘ線の強さを検出する第２のＸ線検出器と、前記第１のＸ線検出器の検出出力および前記第２のＸ線検出器の検出出力をデータ処理し、所定の式から前記二層膜シートの各層の単位面積当たり重量および／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】
本発明のＸ線透過法を用いた二層膜シートの測定装置の第３の態様は、二層膜シートの走行パスの第１の位置に向けて第１のエネルギーを有する第１のＸ線ビームを照射する第１のＸ線源と、前記走行パスの任意の位置を挟んで前記第１のＸ線ビームに対向し、前記走行パスの第１の位置における前記二層膜シートを前記第１のＸ線ビームが透過した透過Ｘ線の強さを検出する第１のＸ線検出器と、前記第１のエネルギーとは異なる第２のエネルギーを有する第２のＸ線ビームを前記走行パスの第１の位置よりも二層膜シートの走行方向の前方側あるいは後方側の第２の位置に向けて照射する第２のＸ線源と、前記走行パスの第２の位置を挟んで前記第２のＸ線ビームに対向し、前記走行パスの第２の位置における前記二層膜シートを前記第２のＸ線ビームが透過した透過Ｘ線の強さを検出する第２のＸ線検出器と、前記第１のＸ線検出器の検出出力および前記第２のＸ線検出器の検出出力をデータ処理し、所定の式から前記二層膜シートの各層の単位面積当たり重量および／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。
【０００８】
本発明のＸ線透過法を用いた二層膜シートの測定方法は、高エネルギーのＸ線を発生する第１のＸ線源およびそれに対向する第１のＸ線検出器と、低エネルギーのＸ線を発生し、前記第１のＸ線源とほぼ同一部分を照射する第２のＸ線源およびそれに対向する第２のＸ線検出器と、これらのＸ線源およびＸ線検出器の相対位置を維持して二層膜シートの走行パスの幅方向に往復走査させる走査手段とを有する測定装置を用い、二層膜シートの各層の単位面積当たり重量および／または厚みを測定する際、前記二層膜シートの各層について、高エネルギーのＸ線が照射された場合のＸ線吸収係数および／または質量吸収係数、ならびに、低エネルギーのＸ線が照射された場合のＸ線吸収係数および／または質量吸収係数をパラメータとして与える第１のステップと、前記Ｘ線源から照射されるＸ線が前記走行パスの外側にずれた位置になった状態の時に、前記第１のＸ線源からの高エネルギーのＸ線および前記第２のＸ線源からの低エネルギーのＸ線を前記第１のＸ線検出器および前記第２のＸ線検出器で検出した各出力に基づいて、高エネルギー側の照射Ｘ線強度および低エネルギー側の照射Ｘ線強度を自動的に測定し、経時的に変化した照射強度を補正する第２のステップと、走行状態の前記二層膜シートの実質的に同一部分に前記第１のＸ線源から高エネルギーのＸ線および前記第２のＸ線源から低エネルギーのＸ線を透過させた時の前記第１のＸ線検出器および前記第２のＸ線検出器の各出力に基づいて、高エネルギー側の透過Ｘ線強度および低エネルギー側の透過Ｘ線強度を自動的に測定させる第３のステップと、前記各ステップで得られた規定値および実測値を用いて所定の計算式に基づいて前記二層膜シートの各層の単位面積当たり重量および／または厚みを自動的に算出させる第４のステップとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＸ線透過法を用いた二層膜シートの測定装置および測定方法によれば、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、インラインで二層膜シートの各層の厚みを分離して正確に測定することができる。この際、二層膜シートの下層（例えば基材）の厚みむらが存在したとしても、上層（例えば塗工膜）の厚みを正確に測定することが可能となり、上層の厚み制御および品質管理を正確かつ容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る二層膜シートの測定装置の基本構成を示す側面図である。
【００１２】
本実施形態の測定装置は、二層膜シート１０の走行パスの第１の位置に向けて第１のエネルギーを有する第１のＸ線ビームを照射する第１のＸ線源１１と、走行パスの第１の位置を挟んで第１のＸ線ビームに対向し、走行パスの第１の位置における二層膜シート１０を第１のＸ線ビームが透過した透過Ｘ線の強さを検出する第１のＸ線検出器２１とを有する。また、第１のエネルギーとは異なる第２のエネルギーを有する第２のＸ線ビームを走行パスの第１の位置に向けて第１のＸ線ビームとは異なる方向から照射する第２のＸ線源１２と、走行パスの第１の位置を挟んで第２のＸ線ビームに対向し、走行パスの第１の位置における二層膜シート１０を第２のＸ線ビームが透過した透過Ｘ線の強さを検出する第２のＸ線検出器２２とを有する。なお、２つのＸ線源１１，１２は、一方の照射エリアが他方の照射エリアに干渉しないようにコリメータ１３で制限を行うことが好ましい。
【００１３】
さらに、第１のＸ線検出器２１および第２のＸ線検出器２２の各検出出力（透過Ｘ線量）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、所定の計算式から二層膜シート１０の上下各層１０ａ，１０ｂの単位面積当たり重量および／または厚みを算出する演算部３０を有する。
【００１４】
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。
【００１５】
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、二層膜シート１０の各層１０ａ，１０ｂの単位面積当たり重量および／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。
【００１６】
さらに、前記２つのＸ線源１１，１２および２つのＸ線検出器２１，２２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１１，１２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、二層膜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】
上記したように本例の測定装置においては、互いに異なるエネルギーを用いる２つのＸ線測定器を、走行状態の二層膜シート１０の実質的に同一部分に対して２つの透過Ｘ線がクロスするように配置し、走行状態の二層膜シート１０の同一部分を同時に測定することを可能としている。即ち、高エネルギーの第１のＸ線源１１およびそれに対向する第１のＸ線検出器２１と、低エネルギーの第２のＸ線源１２およびそれに対向する第２のＸ線検出器２２とを用い、走行状態の二層膜シート１０の同一部分に高エネルギーのＸ線および低エネルギーのＸ線を透過させる（Ｘ線の一部は二層膜シート１０で吸収されるが、他の一部は直進する）。そして、高エネルギー側の透過Ｘ線および低エネルギー側のＸ線透過を２つのＸ線検出器２１，２２で検出する。
【００１８】
上記二層膜シート１０の各層の元素構成が異なる場合、例えば基材上に塗工膜が塗工された塗工シートである場合、塗工シートの実質的に同一部分に２つのＸ線源１１，１２から異なる２つのＸ線エネルギー（塗工膜または基材に含まれる元素の吸収端波長両側のＸ線エネルギー）を照射して透過させることで、後述するような測定原理により、塗工シートの各層の単位面積当たり重量および／または厚みを正確に測定することが可能となる。
【００１９】
なお、吸収端波長両側（前後）のエネルギーは元素に依存し、Ｋ核吸収端の概算のエネルギーは、Ｔｉ；５．０ｋｅＶ、Ｃｒ；６．０ｋｅＶ、Ｆｅ；７．１ｋｅＶ、Ｃｏ；７．７ｋｅＶ、Ｃｕ；９．０ｋｅＶである。
【００２０】
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。
【００２１】
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たり重量  ［ｇ／cm2 ]
である。前式（２）は測定材の単位面積当たり重量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。
【００２２】
なお、前記測定材が、基材上に塗工膜が塗工された二層膜シートであり、各層（基材と塗工膜）を区別せずに取り扱う場合には、前式（１）〜（３）中のμは基材と塗工膜の総厚のＸ線吸収係数、（μ／ρ）は基材と塗工膜の総厚の質量吸収係数を表わす。
【００２３】
また、前記測定材が、基材上に塗工膜が塗工された二層膜シートであり、単一のＸ線源とＸ線検出器を用いて二層膜シートを各層（基材と塗工膜）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。
【００２４】
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たり重量
ＷB ：基材の単位面積当たり重量
である。ここで、前式（５）は測定材の単位面積当たり重量Ｗに着目したもの、前式（６）は測定材の厚みｔに着目したものである。
【００２５】
ところで、本実施形態では、エネルギーが異なる２つのＸ線源を用いて塗工シートを上層（塗工膜）と下層（基材）に分離して取り扱う。この際、高エネルギー側のＸ線透過法による基本式は以下に示される。
【００２６】
ＩH ＝ＩHoEXP ［−｛（μ／ρ）CH×ρC ×ｔC ＋（μ／ρ）BH×ρB ×ｔB ｝］
…（７）
＝ＩHoEXP ［−｛（μ／ρ）CH×ＷC ＋（μ／ρ）BH×ＷB ｝］        …（８）
＝ＩHoEXP ［−（μCH×ｔＣ＋μBH×ｔB ）］                        …（９）
但し  ＩH ；高エネルギー側における透過Ｘ線強度
ＩHo；高エネルギー側における照射Ｘ線強度
μCH；高エネルギー側における塗工シートの塗工材の吸収係数
μBH；高エネルギー側における塗工シートの基材の吸収係数
（μ／ρ）CH；高エネルギー側における塗工シートの塗工材の質量吸収係数
（μ／ρ）BH；高エネルギー側における塗工シートの基材の質量吸収係数
である。これに対して、低エネルギー側のＸ線透過法による基本式は以下に示される。
【００２７】
ＩL ＝ＩLoEXP ［−｛（μ／ρ）CL×ρC ×ｔC ＋（μ／ρ）BL×ρB ×ｔB ｝］
…（10）
＝ＩLoEXP ［−｛（μ／ρ）CL×ＷC ＋（μ／ρ）BL×ＷB ｝］        …（11）
＝ＩLoEXP ［−（μCL×ｔC ＋μBL×ｔB ）］                        …（12）
但し  ＩL ；低エネルギー側における透過Ｘ線強度
ＩLo；低エネルギー側における照射Ｘ線強度
μCL；低エネルギー側における塗工シートの塗工材の吸収係数
μBL；低エネルギー側における塗工シートの基材の吸収係数
（μ／ρ）CL；低エネルギー側における塗工シートの塗工材の質量吸収係数
（μ／ρ）BL；低エネルギー側における塗工シートの基材の質量吸収係数
である。次に、前式（９）、（12）から塗工シートの上層（塗工材）の厚みｔC および下層（基材）の厚みｔB を求める。
【００２８】
ＩH ／ＩHo＝EXP ［−（μCH×ｔＣ＋μBH×ｔB ）］                      …（13）
ＩL ／ＩLo＝EXP ［−（μCL×ｔC ＋μBL×ｔB ）］                      …（14）
Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）＝−（μCH×ｔC ＋μBH×ｔB ）                      …（15）
Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）＝−（μCL×ｔC ＋μBL×ｔB ）                      …（16）
上式（15）、（16）から
ｔC ＝−｛μBL×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−μBH×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
／（μCH×μBL−μCL×μBH）                                  …（17）
ｔB ＝｛μCL×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−μCH×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
／（μCH×μBL−μCL×μBH）                                  …（18）
但し  ＩH ；高エネルギー側における透過Ｘ線強度
ＩHo；高エネルギー側における照射Ｘ線強度
ＩL ；低エネルギー側における透過Ｘ線強度
ＩLo；低エネルギー側における照射Ｘ線強度
μCH；高エネルギー側における塗工シートの塗工材の吸収係数
μBH；高エネルギー側における塗工シートの基材の吸収係数
μCL；低エネルギー側における塗工シートの塗工材の吸収係数
μBL；低エネルギー側における塗工シートの基材の吸収係数
である。また、前式（８）、（11）から塗工シートの上層（塗工材）の単位面積当たり重量ＷC および下層（基材）の単位面積当たり重量ＷB を求める。
【００２９】
ＩH ／ＩHo＝EXP ［−｛（μ／ρ）CH×ＷC ＋（μ／ρ）BH×ＷB ｝］    …（19）
ＩL ／ＩLo＝EXP ［−｛（μ／ρ）CL×ＷC ＋（μ／ρ）BL×ＷB ｝］      …（20）
Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）＝−｛（μ／ρ）CH×ＷC ＋（μ／ρ）BH×ＷB ）｝    …（21）
Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）＝−｛（μ／ρ）CL×ＷC ＋（μ／ρ）BL×ＷB ）｝    …（22）
上式（21）、（22）から
ＷC ＝−｛（μ／ρ）BL×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−（μ／ρ）BH×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
／｛（μ／ρ）CH×（μ／ρ）BL−（μ／ρ）CL×（μ／ρ）BH｝  …（23）
ＷB ＝｛（μ／ρ）CL×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−（μ／ρ）CH×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
／｛（μ／ρ）CH×（μ／ρ）BL−（μ／ρ）CL×（μ／ρ）BH｝  …（24）
但し  ＩH ；高エネルギー側における透過Ｘ線強度
ＩHo；高エネルギー側における照射Ｘ線強度
ＩL ；低エネルギー側における透過Ｘ線強度
ＩLo；低エネルギー側における照射Ｘ線強度
（μ／ρ）CH；高エネルギー側における塗工シートの塗工材の質量吸収係数
（μ／ρ）BH；高エネルギー側における塗工シートの基材の質量吸収係数
（μ／ρ）CL；低エネルギー側における塗工シートの塗工材の質量吸収係数
（μ／ρ）BL；低エネルギー側における塗工シートの基材の質量吸収係数
である。
【００３０】
前式（17）、（18）、（23）、（24）において、ＩHo、ＩLoは、Ｘ線源とＸ線検出器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で、Ｘ線源から対向するＸ線検出器に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。ＩH 、ＩL は、Ｘ線源とＸ線検出器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値である。その他のμCH、μBH、μCL、μBL、（μ／ρ）CH、（μ／ρ）BH、（μ／ρ）CL、（μ／ρ）BLは、材質、Ｘ線エネルギーに応じて定まる規定値であり、この値は図１中のパラメータ記憶部３４から供給される。
【００３１】
上記したような本例の測定原理を利用し、走行状態の連続した塗工シートに対して横方向に２つの測定器を走行させながら塗工シートの幅方向の測定を行う場合には、実質的に同一部分を測定する必要がある。その理由は、測定点の移動に伴う基材の測定位置の厚みむらの変化を予測できないので、実質的に同一部分を異なったＸ線エネルギーで測定したデータでなければ正確に測定したことにならないからである。
【００３２】
次に、上記したような測定原理を用いる本実施形態の測定方法の一例について、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。ここでは、高エネルギーのＸ線を発生する第１のＸ線源１１およびそれに対向する第１のＸ線検出器２１と、低エネルギーのＸ線を発生し、第１のＸ線源１１とほぼ同一部分を照射する第２のＸ線源２１およびそれに対向する第２のＸ線検出器２２と、これらのＸ線源およびＸ線検出器の相対位置を維持して二層膜シートの走行パスの幅方向に往復走査させる走査手段とを有する測定装置を用いる。  第１のステップＳ１では、二層膜シートの各層について、高エネルギーのＸ線が照射された場合のＸ線吸収係数μCH，μBHおよび／または質量吸収係数（μ／ρ）CH，（μ／ρ）BH、ならびに、低エネルギーのＸ線が照射された場合のＸ線吸収係数μCL，μBLおよび／または質量吸収係数（μ／ρ）CL，（μ／ρ）BLをパラメータとして設定し、パラメータ記憶部に記憶させる。
【００３３】
第２のステップＳ２では、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、高エネルギーのＸ線および低エネルギーのＸ線を各Ｘ線検出器で検出した出力に基づいて、高エネルギー側の照射Ｘ線強度および低エネルギー側の照射Ｘ線強度ＩHo，ＩLoを測定し、補正されたＩHo，ＩLoを求める。
【００３４】
第３のステップＳ３では、走行状態の二層膜シートの実質的に同一部分に高エネルギーのＸ線およ低エネルギーのＸ線を透過させた時の各Ｘ線検出器の出力に基づいて、高エネルギー側の透過Ｘ線強度ＩH および低エネルギー側の透過Ｘ線強度ＩL を自動的に測定させる。
【００３５】
第４のステップＳ４では、各ステップＳ１〜Ｓ３で得られた規定値および実測値を用いて所定の計算式に基づいて二層膜シートの各層の単位面積当たり重量および／または厚みを自動的に算出させ、結果の記録、表示を行わせる。この際、塗工シートの上層（塗工材）の厚みｔC および下層（基材）の厚みｔB を求める場合には前式（17）、（18）を使用し、塗工シートの上層（塗工材）の単位面積当たり重量ＷC および下層（基材）の単位面積当たり重量ＷB を求める場合には前式（23）、（24）を使用する。そして、測定を継続する期間中は、第３のステップＳ３および第４のステップＳ４のループ処理を繰り返す。
【００３６】
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、基材の厚みと塗工膜の厚みを分離して正確に測定することができる。この際、基材の厚みむらが存在したとしても塗工膜の厚みを正確に測定することが可能となり、塗工膜の厚み制御および品質管理を正確かつ容易に行うことが可能になる。また、従来例のように製造ラインに２台の厚さ計を組み込む必要がある場合に比べて、約６０％程度にコストダウンが可能になる。
【００３７】
なお、上記したような本例の測定原理は、停止状態の二層膜シートの各層の単位面積当たり重量および／または厚みを測定する場合にも適用可能であることはいうまでもない。  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。
【００３８】
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、帯状の細長い二層膜シート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。
【００３９】
一方のレール（本例では上側のレール４２）には、図１中に示したような第１のＸ線源１１および第２のＸ線源１２がレール長手方向に摺動可能に取付けられており、各Ｘ線源１１，１２は、相対位置を維持したままレール長手方向に往復移動が可能である。ここで、各Ｘ線源１１，１２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１１，１２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。
【００４０】
他方のレール（本例では下側のレール４３）には、図１中に示したような第１のＸ線検出器２１および第２のＸ線検出器２２がレール長手方向に摺動可能に取付けられており、各Ｘ線検出器２１，２２は、相対位置を維持したままレール長手方向に往復移動が可能である。ここで、各Ｘ線検出器２１，２２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）。
【００４１】
さらに、図１中に示したように２つのＸ線源１１，１２および２つのＸ線検出器２１，２２を互いに同期して走行パスの幅方向（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１１，１２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。
【００４２】
上記構成により、２つのＸ線源１１，１２および２つのＸ線検出器２１，２２がレール長手方向のどの位置に移動しても、第１のＸ線源１１から照射されたＸ線は第１のＸ線検出器２１で検出され、第２のＸ線源１２から照射されたＸ線は第２のＸ線検出器２２で検出される。各Ｘ線検出器２１，２２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。
【００４３】
＜第２の実施形態＞
図５は、本発明の第２の実施形態に係る二層膜シートの測定装置の基本構成を示す平面図である。
【００４４】
第２の実施形態は、前述した第１の実施形態と比べて、２つのＸ線測定器（２つのＸ線源１１，１２と２つのＸ線検出器２１，２２）を走行状態の塗工シート１０の同一部分と見なせる直ぐ近傍の２つの位置にそれぞれ対向して配置することで、走行状態の塗工シートの実質的に同一部分を２つのＸ線測定器で実質的に同時に測定する点が異なり、その他は同じである。ここで、上記２つの位置は、走行パスの第１の位置と、この走行パスの第１の位置よりも塗工シートの走行方向の前方側あるいは後方側の第２の位置である。なお、２つのＸ線測定器の２つのＸ線源１１，１２は、一方の照射エリアが他方の照射エリアに干渉しないようにコリメータ１３で制限を行うことが好ましい。
【００４５】
図６は、図５中の２つのＸ線測定器の各測定部分が実質的に同一部分と見なせることを説明するために示す平面図である。図６において、２つのＸ線ビームの間隔は例えば約４０ｍｍ、塗工シートの走行速度（通常は２０〜１２０ｍ／ｍｉｎである）は、例えば６０ｍ／ｍｉｎ（１０００ｍｍ／ｓｅｃ）とし、２つのＸ線測定器は塗工シートの走行方向に対して横方向（幅方向）に５ｍｍ／ｓｅｃで走査しながら１ｍｍ毎（２００ｍｓｅｃ毎）に測定を行う場合を想定する。この場合、２つのＸ線測定器の２００ｍｓｅｃ毎に測定を行う間に塗工シートは２００ｍｍ移動することになる。この時の測定面積は、塗工シートの走行方向が１０ｍｍ程度、塗工シートの幅方向が１５ｍｍ程度であるので、２つのＸ線測定器の各測定部分の大半はオーバーラップすることになる。この場合、オーバーラップの量は、約（１４／１５）×１６０／２００＝０．７５（７５％）となり、２つのＸ線測定器がほぼ同一部分を測定したものと見なせる。なお、２つのＸ線測定器を走査させないで（一定位置に停止させて）測定する場合にも、シートが走行しているので、２つのＸ線測定器の各測定部分の大半はオーバーラップすることになる。
【００４６】
＜第３の実施形態＞
図７は、本発明の第３の実施形態に係る二層膜シートの測定装置の基本構成を示す平面図である。
【００４７】
前述した第２の実施形態において、塗工シートの走行速度が高速になると、２つのＸ線測定器の各測定部分のオーバーラップの量が少なくなり、２つのＸ線測定器がほぼ同一部分を測定したものと見なせなくなるという問題が発生する。この問題を解決するためには、図７に示すように、２つのＸ線測定器のうちで塗工シートの走行方向の下流側に位置する一方の測定器の位置を上流側に位置する他方の測定器の位置よりも塗工シート幅方向に所定距離Ｌだけ走査方向に遅らせるようにずらせることで対処することができる。この場合、塗工シートの走行速度をＶｙｍｍ／ｓｅｃ、２つのＸ線測定器の塗工シート幅方向の走行（走査）速度をＶｘｍｍ／ｓｅｃ、２つのＸ線ビームの間隔を約４０ｍｍとすれば、Ｌ＝（４０／Ｖｙ）×Ｖｘｍｍである。例えばＶｙ＝１０００ｍｍ／ｓｅｃ、Ｖｘ＝１００ｍｍ／ｓｅｃとすると、Ｌ＝（４０／１０００）×１００＝４ｍｍだけ２つのＸ線測定器を走査方向にずらせた状態で同時に走査させればよい。
【実施例】
【００４８】
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り、以下、具体例を説明する。
【００４９】
［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たり重量および／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。
【００５０】
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。本例では、基材が厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム、塗工膜が厚さ２μｍのセラミック材とする。
【００５１】
Ｘ線透過法を用いた測定装置では、通常は、Ｗターゲットを用いた連続Ｘ線をＸ線源として用い、その印加電圧を変えて測定を行う。本例ではセラミックコンデンサ用の塗工シートの塗工膜の厚みを、基材シートの厚みむらを補正して測定する場合、各層の測定を行うことで補正が可能となる。本例では、タングステン（Ｗ）ターゲットを用いたＸ線管の印加電圧を例えば９．５ＫＶに設定した時に照射される第１のエネルギーを高エネルギ−、７ＫＶに設定した時に照射される第２のエネルギーを低エネルギ−として用いている。
【００５２】
タングステン（Ｗ）ターゲットを用いたＸ線管から高エネルギ−が照射された場合の基材の吸収係数μBHおよび塗工膜の吸収係数μCH、低エネルギ−が照射された場合の基材の吸収係数μBLおよび塗工膜の吸収係数μCLはほぼ以下に示す値である。
【００５３】
μBL＝0.004 μｍ-1、μBH＝0.002 μｍ-1
μCL＝0.08  μｍ-1、μCH＝0.08  μｍ-1
これらの値および前式（17）、（18）に基づき、基材の厚みｔB および塗工膜の厚みｔC を求めると、以下のようになる。
【００５４】
ｔC ＝−｛μBL×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−μBH×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
／（μCH×μBL−μCL×μBH）
＝−｛0.004 ×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−0.002 ×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
／（0.08×0.004 −0.08×0.002 ）
＝−｛２５×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−１２．５×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
ｔB ＝｛μCL×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−μCH×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
／（μCH×μBL−μCL×μBH）
＝｛0.08×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−0.08Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
／（0.08×0.004 −0.08×0.002 ）
＝｛５００×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−５００×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
なお、低エネルギ−側のＸ線源としてチタン（Ｔｉ）ターゲットを用いると、タングステン（Ｗ）ターゲットに比べて低エネルギ−側の塗工膜の透過率が良くなり、より正確に二層膜の測定が可能になる。低エネルギ−側のＸ線源としてチタン（Ｔｉ）ターゲットを用いた場合は、μCL＝0.06  μｍ-1程度であり、基材の厚みｔB および塗工膜の厚みｔC は前式（17）、（18）に基づいて以下のように求められる。
【００５５】
ｔC ＝−｛0.004 ×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−0.002 ×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
／（0.08×0.004 −0.06×0.002 ）
＝−｛２０×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−１０×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
ｔB ＝｛0.06×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−0.08Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
／（0.08×0.004 −0.06×0.002 ）
＝｛３００×Ｌｎ（ＩH ／ＩHo）−４００×Ｌｎ（ＩL ／ＩLo）｝
［実施例２］  磁気カード用の塗工シートの塗工膜として酸化鉄が用いられている場合には、鉄ターゲットと銅ターゲットのＸ線管を採用すれば、鉄の吸収端波長両側（前後）のエネルギーの特性Ｘ線を用いることができる。
【００５６】
［実施例３］  リチュームイオン電池の陽極用の塗工シートとして、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おり、リチュームイオン電池の負極用の塗工シートとして、例えば銅基板にカーボンが塗工されている。これらの塗工シートの各層を測定する場合には、Ｗターゲットを用いたＸ線源を用い、高エネルギー側のＸ線管は例えば１５ＫＶ、低エネルギー側のＸ線管は例えば７．５ＫＶを印加することで、高エネルギーのＸ線、低エネルギーのＸ線を照射させて測定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る二層膜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二層膜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。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る二層膜シートの測定装置の基本構成を示す平面図。
【図６】図５中の２つのＸ線測定器の各測定部分が実質的に同一部分と見なせることを説明するために示す平面図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る二層膜シートの測定装置の基本構成を示す平面図。
【符号の説明】
【００５８】
１０…二層膜シート、１０ａ…二層膜シートの上層、１０ｂ…二層膜シートの下層、１１…第１のＸ線源、１２…第２のＸ線源、１３…コリメータ、２１…第１のＸ線検出器、２２…第２のＸ線検出器、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】
2006064580.tif 000003
【図２】
2006064580.tif 000004
【図３】
2006064580.tif 000005
【図４】
2006064580.tif 000006
【図５】
2006064580.tif 000007
【図６】
2006064580.tif 000008
【図７】
2006064580.tif 000009