(57)【要約】      （修正有）【課題】  測定能率が向上し、各種試料の測定に使用可能な屈折計を提供する。【解決手段】  屈折計は、試料（Ｓ）との境界面をなすプリズム境界面（４０）を有するプリズム（３８）と、前記プリズム境界面の周囲に配置されたサンプルステージ（１４）と、を有し、前記サンプルステージは、その表面（３２）に形成された非粘着性を有する皮膜（３４）を有し、前記皮膜は金属と前記金属中に均一に分散したフッ素樹脂の微粒子とを含み、前記フッ素樹脂はポリテトラフルオロエチレンであり、前記皮膜におけるフッ素樹脂の含有率は２０〜２６ｖｏｌ％であり、前記フッ素樹脂の微粒子の径は０．２〜０．３μｍである。【選択図】図２
2005077329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料との境界面をなすプリズム境界面を有するプリズムと、
前記プリズム境界面の周囲に配置されたサンプルステージと、
を有し、
前記サンプルステージはその表面に形成された非粘着性を有する皮膜を有する屈折計。
【請求項２】
前記皮膜が金属と前記金属中に均一に分散したフッ素樹脂の微粒子とを含む請求項１に記載の屈折計。
【請求項３】
前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンである請求項２に記載の屈折計。
【請求項４】
前記皮膜におけるフッ素樹脂の含有率は２０〜２６ｖｏｌ％である請求項２または３に記載の屈折計。
【請求項５】
前記フッ素樹脂の微粒子の径が０．２〜０．３μｍである請求項２乃至４のいずれか１項に記載の屈折計。
【請求項６】
前記金属がニッケルを含む請求項２乃至５のいずれか１項に記載の屈折計。
【請求項７】
前記皮膜が無電解めっきにより形成される請求項２乃至６のいずれか１項に記載の屈折計。
【請求項８】
前記プリズム境界面は、フッ素樹脂を含むコーティングを有する請求項２乃至７のいずれか１項に記載の屈折計。
【請求項９】
開口部を有するフレームと、
前記開口部に配置された、試料との境界面をなすプリズム境界面を有するプリズムと、
前記プリズム境界面に光を照射する光源と、
前記プリズム境界面における光源からの反射光を受光するセンサと、
を有し、
前記フレームは、前記プリズム境界面を取り囲む試料案内面を有し、
前記試料案内面は、ニッケルを含む金属と、前記金属中に均一に分散するフッ素樹脂の微粒子と、を含む皮膜を有し、
前記フッ素樹脂はポリテトラフルオロエチレンであり、
前記皮膜におけるフッ素樹脂の含有率は２０〜２６ｖｏｌ％であり、
前記フッ素樹脂の微粒子の径は０．２〜０．３μｍであり、
前記試料案内面は、無電解めっき処理によって形成される屈折計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、溶液中の糖度や濃度の測定に用いられる屈折計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶液中の糖度や濃度の測定に用いられる屈折計として、試料とプリズムとの境界面に光を照射し、境界面で反射した光を光電センサにより検出し、光電センサの出力信号より試料の屈折率（糖度、濃度）を測定する屈折計が知られている。
【０００３】
このような屈折計には、一般に、プリズムと試料との境界面であるプリズム境界面を取り囲むサンプルステージが設けられている。サンプルステージは、プリズム境界面に滴下される食品、化学品、油脂、高分子化合物などのあらゆる試料と接触することから、耐食性に優れたステンレスなどの金属から作られる。
【０００４】
プリズム境界面やサンプルステージに付着した試料は、測定の後、次の測定の試料と混ざることがないように、完全に拭き取らなければならない。
【０００５】
しかし、従来の屈折計では、水あめなどのペースト状の試料を測定した場合に、サンプルステージに付着した試料を取り去ることが困難であった。従って、試料の拭き取りに時間がかかり、測定能率が悪いという問題があった。また、試料の拭き取りが繰り返し行われるので、サンプルステージは非常に摩耗し易かった。
【０００６】
バッテリー液などの腐食性の高い試料の測定に使用される屈折計においては、サンプルステージの耐用寿命が非常に短いという問題もあった。また、サンプルステージに強力に付着する接着剤などの試料は、サンプルステージから剥がすことができなくなるため、測定が不可能であった。
【０００７】
さらに、プリズム境界面に保護コーティングを施した屈折計があるが、このような屈折計では、プリズム境界面の撥水性により試料がプリズム境界面から逃げてしまい、測定が行えないことがあった。
【特許文献１】実公平３−２６４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明の目的は、上記の問題点を解決することであり、測定能率が向上し且つ各種試料の測定に使用可能な屈折計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の屈折計は、試料との境界面をなすプリズム境界面を有するプリズムと、
前記プリズム境界面の周囲に配置されたサンプルステージと、
を有し、
前記サンプルステージはその表面に形成された非粘着性を有する皮膜を有する。
【００１０】
前記皮膜は、金属と前記金属中に均一に分散したフッ素樹脂の微粒子とを含むことが好ましい。
【００１１】
前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。
【００１２】
前記皮膜におけるフッ素樹脂の含有率は、好ましくは２０〜２６ｖｏｌ％である。
【００１３】
前記フッ素樹脂の微粒子の径は、好ましくは０．２〜０．３μｍである。
【００１４】
前記金属は、好ましくはニッケルを含む。
【００１５】
前記皮膜は無電解めっきにより形成され得る。
【００１６】
好ましくは、前記プリズム境界面は、フッ素樹脂を含むコーティングを有する。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明によれば、測定能率が向上し且つ各種試料の測定に使用可能な屈折計を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本願発明による屈折計の実施形態を示す。この屈折計１０は卓上型の屈折計であり、フレーム本体１２と、試料が滴下されるサンプルステージ１４と、試料の糖度や濃度を表示する表示部１６と、操作部１８と、を含む。
【００１９】
フレーム本体１２は一般に樹脂製であり、フレーム本体１２の上部には、円形の開口２２が設けられている。この開口２２にサンプルステージ１４が嵌め込まれ、固定されている。サンプルステージ１４は、外部に露出する試料案内面２４と、試料案内面２４の概ね中央に設けられた円形の開口２６と、を有する。試料案内面２４は、フレーム本体１２の開口２２の周縁に隣接する平坦な面２４ａと、平坦面２４ａから開口２６に向かって内側下方に延在する円錐面２４ｂと、を有する。
【００２０】
図２は、図１の屈折計１０におけるサンプルステージ１４の断面を示す。
【００２１】
サンプルステージ１４は概ね円板形の形状を有し、開口２２に嵌め込まれた厚肉の中央部２８と、中央部２８から円板形の半径方向外側に延在する薄肉の外周部３０と、を有する。サンプルステージ１４は、外周部３０においてネジなどの固定手段（図示せず）により開口２２の周りに固定される。
【００２２】
サンプルステージ１４は、試料案内面２４を含む上面３２に形成された非粘着性を有する皮膜３４を有する。皮膜３４は、金属と、金属中に均一に分散したフッ素樹脂の微粒子と、を含む。より詳細には、皮膜３４は、金属中にフッ素樹脂の微粒子を共析させた複合めっき皮膜である。皮膜３４の厚さは、概ね３〜５μｍである。
【００２３】
皮膜３４の金属は、主としてＮｉ（ニッケル）を含み、好ましくは、Ｎｉ及びＰ（リン）を含むニッケル−リン合金である。皮膜３４のフッ素樹脂は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を含む。好ましくは、皮膜３４におけるフッ素樹脂の含有率は２０〜２６ｖｏｌ％であり、フッ素樹脂の微粒子の径は０．２〜０．３μｍである。
【００２４】
皮膜３４は無電解めっき処理により形成されることが好ましい。これにより、サンプルステージ１４の素材であるステンレスなどの金属に対して良好に密着する均一な厚さの皮膜を得ることができる。また、無電解めっき処理の後に熱処理を加えることにより、より高い硬度を有する皮膜が形成される。
【００２５】
このようにして形成された皮膜３４は、フッ素樹脂と同等の非粘着性、撥水性、撥油性、耐磨耗性（低摩擦性）を有する。また、一般の無電解ニッケルめっき皮膜と同等の耐食性を有する。すなわち、皮膜３４は、ステンレスなどの従来のサンプルステージの素材に比べ、これらの特性において優れている。
【００２６】
サンプルステージ１４の下面３６には、開口２６を塞ぐようにプリズム３８が接着される。プリズム３８の、開口２６を通して外部に露出する面は、試料Ｓとの境界面をなすプリズム境界面４０として機能する。
【００２７】
プリズム境界面４０は、フッ素樹脂を含むコーティング４１を有する。コーティング４１は、皮膜３４と同等の非粘着性、耐摩耗性を有することが好ましい。コーティング４１には、例えば、日建塗装工業株式会社（東京都荒川区荒川７−１８−２）のナノクリアコートなどが適している。
【００２８】
プリズム３８は、プリズム境界面４０への入射光が透過する入射面４２と、プリズム境界面４０からの反射光が透過する出射面４４と、を有する。
【００２９】
プリズム３８の入射面４２側には、プリズム境界面４０に光を照射するＬＥＤなどの光源４６が配置される。光源４６と入射面４２の間には、光源４６からの光をプリズム境界面４０上に集光するコンデンサレンズ４８が配置される。
【００３０】
プリズム３８の出射面４４の側には、複数の受光素子が一次元に配置されたラインセンサからなるイメージセンサ５０が配置される。出射面４４とイメージセンサ５０の間には、出射面４４から出射した反射光をイメージセンサ５０上へ集光する対物レンズ５２が配置される。
【００３１】
以下、図１、２を参照しながら、屈折計１０の作用を説明する。
【００３２】
プリズム境界面４０に試料Ｓを滴下し、測定開始スイッチ１８ａ（図１）を押すと、光源４６（図２）が点灯し、光源４６からの光がコンデンサレンズ４８を経てプリズム境界面４０へ入射する。試料Ｓの屈折率ｎに応じて定まる臨界角φｃ（ｎ）より入射角φが小さい光は試料Ｓ側へ透過し、臨界角φｃ（ｎ）より入射角φが大きい光はイメージセンサ５０側へ全反射する。
【００３３】
イメージセンサ５０の走査が行われ、各受光素子から受光量に応じた電気信号が出力される。この出力に基づいて演算手段（図示せず）において糖度や濃度が検出され、表示手段（図示せず）により表示部１６（図１）に表示される。プリズム境界面４０及びサンプルステージ１４上の試料Ｓを拭き取る。
【００３４】
この屈折計１０では、サンプルステージ１４が非粘着性の皮膜３４を有することにより、サンプルステージ１４に試料Ｓが付着しにくい。同様に、プリズム境界面４０が非粘着性のコーティング４１を有することにより、プリズム境界面４０にも試料Ｓが付着しにくい。従って、屈折率の測定後、サンプルステージ１４およびプリズム境界面４０から試料Ｓを容易に除去することができる。これにより試料Ｓの拭き取りに要する時間が短縮され、屈折率測定の能率が向上する。
【００３５】
サンプルステージ１４の皮膜３４の優れた耐食性により、バッテリー液などの腐食性の高い試料の測定に使用される場合のサンプルステージ１４の耐用寿命が延長される。また、サンプルステージ１４の皮膜３４およびプリズム境界面４０のコーティング４１の非粘着性により、従来は不可能であった接着剤など粘着性の高い試料の屈折率測定を行うことができる。
【００３６】
また、サンプルステージ１４の皮膜３４の撥水性および撥油性により、サンプルステージ１４の試料案内面２４に落ちた試料Ｓは、はじかれてプリズム境界面４０上に集まり、保持されやすい。従って、試料Ｓを滴下する際、従来に比べて正確な位置に滴下する必要がなく、容易に測定を行うことができる。
【００３７】
さらに、サンプルステージ１４の皮膜３４およびプリズム境界面４０のコーティング４１が耐摩耗性に優れることにより、試料Ｓの拭き取りの繰り返しによるサンプルステージ１４およびプリズム境界面４０の摩耗を防ぐことができる。なお、皮膜３４内にはフッ素樹脂の粒子が均一に分散しているので、たとえ皮膜３４が多少摩耗したとしても、消耗しない限りは上記の特性が維持される。
【００３８】
本願発明の実施形態である屈折計１０の皮膜３４による効果を確かめるために、屈折計１０を試作し、従来品との比較試験を実施した。
【００３９】
従来品には、ＳＵＳ３１６で作られたサンプルステージを有する屈折計を使用した。試作品１０では、従来品と同様のサンプルステージの外表面に複合めっき皮膜３４を形成した。より詳細には、この試作品の皮膜３４の組成は、Ｎｉ：８２〜８４ｗｔ％、Ｐ：８〜１０ｗｔ％、ＰＴＦＥ：２０〜２６ｖｏｌ％であった。また、皮膜３４中に含有されるＰＴＦＥの粒径は、０．２〜０．３μｍであった。
【００４０】
比較試験では、プリズム境界面４０を取り囲む試料案内面２４の円錐面２４ｂに各種試料を滴下し、各試料のプリズム境界面４０への滑り落ち具合、拭き取りの容易性を比較した。試料としては、水、濃度１０％、３０％、５０％の糖液、牛乳、トマトケチャップ、コンデンスミルク、マヨネーズ、黒蜜を使用した。試料の拭き取りにはキムワイプを使用した。
【００４１】
試験結果は、以下のとおりであった。
【００４２】
試料の滑り落ち具合：
従来品では、試料が水の場合は良好に滑り落ちたが、１０％糖液でははねた水滴が円錐面に残った。また、３０％、５０％糖液及び牛乳では滑り落ち辛いことがあり、トマトケチャップ、コンデンスミルク、マヨネーズ、黒蜜では滑り落ち辛かった。
【００４３】
一方、試作品１０では、試料が水、１０％、３０％、５０％糖液の場合には良好に滑り落ちた。また、牛乳では滑り落ち辛いことがあり、トマトケチャップ、コンデンスミルク、マヨネーズ、黒蜜では滑り落ち辛かった。
【００４４】
試料の拭き取りの容易性：
従来品では、試料が水、１０％糖液の場合は１、２回の拭き取りで容易に試料を拭き取ることができたが、他の試料では水を加えても試料が残りやすかった。
【００４５】
一方、試作品１０では、試料が水、１０％糖液の場合は１、２回の拭き取りで容易に試料を拭き取ることができ、他の試料では、水を加えて従来品よりも容易に試料を拭き取ることができた。
【００４６】
要するに、本願発明による屈折計の実施形態は、以下の特徴を有する。
【００４７】
１．  試料Ｓとの境界面をなすプリズム境界面４０を有するプリズム３８と、
前記プリズム境界面４０の周囲に配置されたサンプルステージ１４と、
を有し、
前記サンプルステージ１４はその表面に形成された非粘着性を有する皮膜３４を有する。
【００４８】
２．  前記皮膜３４が金属と前記金属中に均一に分散したフッ素樹脂の微粒子とを含む。
【００４９】
３．  前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンである。
【００５０】
４．  前記皮膜３４におけるフッ素樹脂の含有率は２０〜２６ｖｏｌ％である。
【００５１】
５．  前記フッ素樹脂の微粒子の径が０．２〜０．３μｍである。
【００５２】
６．  前記金属がニッケルを含む。
【００５３】
７．  前記皮膜３４が無電解めっきにより形成される。
【００５４】
８．  プリズム境界面４０は、フッ素樹脂を含有するコーティング４１を有する。
【００５５】
前記屈折計は、以下の効果を奏する。
【００５６】
（１）サンプルステージおよびプリズム境界面上の試料を容易に除去することができる。
【００５７】
（２）拭き取り作業の時間が短縮され、測定能率が向上する。
【００５８】
（３）腐食性の高い物質や粘着性の高い物質などの屈折率を測定することができる。
【００５９】
（４）サンプルステージおよびプリズム境界面が摩耗しにくく、耐用寿命が長い。
【００６０】
（５）試料をプリズム境界面上に容易かつ確実に保持することができる。
【００６１】
尚、この発明は上記実施形態に限定されるものでなく、他の様々な形態で実施されることができる。例えば、一実施形態として図１に示す卓上型の屈折計に関して説明したが、本願発明は手持ち屈折計、アッベ屈折計などの各種屈折計に利用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本願発明による屈折計の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の屈折計の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  屈折計
１２  フレーム本体
１４  サンプルステージ
１６  表示部
１８  操作部
２２  開口
２４  試料案内面
２６  開口
２８  中央部
３０  外周部
３２  上面
３４  皮膜
３６  下面
３８  プリズム
４０  プリズム境界面
４１  コーティング
４２  入射面
４４  出射面
４６  光源
４８  コンデンサレンズ
５０  イメージセンサ
５２  対物レンズ
【図１】
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【図２】
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