(57)【要約】      （修正有）【課題】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ができる方法を提供する。【解決手段】ｎ層目（ｎは自然数）のコーティング層の見掛密度ρ（ｎ）を、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、に基づいて算出する。【選択図】図４
2015137940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【数１】
2015137940.tif 000009
【請求項２】
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。
【数２】
2015137940.tif 000010
【請求項３】
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。
【数３】
2015137940.tif 000011
【請求項４】
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。
【数４】
2015137940.tif 000012
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５】
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。
【請求項６】
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。
【数５】
2015137940.tif 000013
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７】
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。
【請求項８】
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。
【数６】
2015137940.tif 000014
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９】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４６４３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（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。
【００１０】
【数１】
2015137940.tif 000003
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
【数２】
2015137940.tif 000004
【００１５】
（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。
【００１６】
【数３】
2015137940.tif 000005
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
【数４】
2015137940.tif 000006
【００２０】
（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。
【００２１】
【数５】
2015137940.tif 000007
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
【数６】
2015137940.tif 000008
【００２５】
（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。
【００２６】
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。
【００２７】
（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。
【００２８】
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。
【００２９】
（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。
【００３０】
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。
【００３１】
（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。
【００３２】
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。
【００３３】
（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
【００３４】
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。
【００３５】
（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。
【００３６】
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。
【発明の効果】
【００３７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】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２】本発明の実施形態に係る測定装置を模式的に示す外形図である。
【図３】図２に示す測定装置の本体部の構成を示すブロック図である。
【図４】図２に示す測定装置を用いて、サンプルの見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率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。
【図５】複数層形成されたコーティング層におけるｎ層目のコーティング層の見掛密度、嵩密度、及び見掛気孔率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。
【図６】変形例に係る測定装置を模式的に示す外形図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
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。
【００４０】
［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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
［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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
［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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
［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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
［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。
【００８６】
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。
【００８７】
（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。
【００８８】
（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。
【００８９】
（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。
【００９０】
（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。
【００９１】
（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。
【００９２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
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。
【符号の説明】
【００９４】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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