JP3096609U

JP3096609U - 薄膜の透過量測定セル、薄膜の透過量測定装置

Info

Publication number: JP3096609U
Application number: JP2003001479U
Authority: JP
Inventors: 弘次辻井; 尚弘坪井
Original assignee: ジーティーアールテック株式会社
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2003-09-26
Anticipated expiration: 2009-03-20

Abstract

(57)【要約】【課題】薄膜の有効面積を容易に変更可能な、薄膜の
透過量測定セルを得る。【解決手段】第１開口部を有する第１セル１１と、第
１開口部に対面する第２開口部を有する第２セル１４か
らなる薄膜の透過量測定セル２において、表面と底面を
貫く第１貫通孔２１を有する薄膜支持体４であり、前記
薄膜支持体の表面であって、第１貫通孔開口部の周辺近
傍に、開口部を取り巻く第１溝を設け、第１溝に第１シ
ール部材２４を設置し、前記薄膜支持体の底面に、第１
貫通孔開口部を取り巻く第２溝を設け、第２溝に第２シ
ール部材２８を設置し、かつ、第１開口部に対面する第
１セルの内底面１６に第２シール部材が当接するもので
ある薄膜支持体と、薄膜支持体の表面に対面して載置さ
れる、第２貫通孔３１を有する板状の薄膜押さえ板５を
有することを特徴とする薄膜の透過量測定セル。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、フィルムなどを透過する気体・液体の透過量を測定する薄膜の透過量測定セルと、当該セルを使用する薄膜の透過量測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

プラスチックフィルムなどの気体・液体の透過度を測定するのに薄膜の透過量測定装置が使用されている。薄膜の透過量測定装置の測定セルは、第１セル（供給側セル）と第２セル（透過側セル）から構成され、第１セルと第２セルは一定面積の開口部で対面している。測定にあたっては、この開口部の間に薄膜を挿み、透過試料を第１セルに供給し、薄膜を透過して第２セルに移行した透過試料の量を測定する（例えば、非特許文献１、２参照。）。

【０００３】

【非特許文献１】ＪＩＳＫ７１２６プラスチックフィルム及びシートの気体透過度試験方法

【非特許文献２】ＪＩＳＫ７１２９プラスチックフィルム及びシートの水蒸気透過度試験方法（機器測定法）

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の薄膜の透過量測定セルは開口部の面積が一定である。すなわち測定に供される薄膜試験片の有効透過面積は一定である。従来の透過量測定セルを用いる透過量測定装置を使用するときに、第２セルから検出器に導かれる透過試料が多く検出器の応答範囲を越えると、薄膜試験片の有効面積を小さくする必要がある。例えば、水蒸気透過度が非常に大きい薄膜を測定する場合には、薄膜の一部分をマスクして、有効透過面積を小さくする方法が用いられている。具体的には、接着剤のついたアルミニウム箔に開口部を設け、薄膜を挟み込むように両面にアルミニウム箔を張り合わせ、この薄膜を測定セルに挟み込むことにより、薄膜の有効透過面積を小さくして測定を行っていた。

【０００５】しかし、アルミニウム箔に面積の正確な開口部を設けること、また、このアルミニウム箔をたるみやしわ無く薄膜に貼り付けることには、熟練を必要とする。また、薄膜の多様化に伴い、薄膜の透過試験に用いる透過試料も多様化している。透過試料によっては（例えば透過試料に有機溶剤を用いると）、アルミニウム箔の接着剤を溶解し、マスク性能が損なわれて、測定が失敗する場合も生じる。

【０００６】そこで、本考案は測定に使用する薄膜の有効面積を容易に変更可能な、薄膜の透過量測定セルを得ることを課題とする。また、本考案はこのようなセルを使用する透過量測定装置を得ることを課題とする。さらに、本考案は透過量測定装置のセルに適用可能であって、測定に供する薄膜の有効面積を容易に変更することが可能なセルアダプターを得ることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するために、請求項１にかかる薄膜の透過量測定セルは、第１開口部を有する第１セルと、第１開口部に対面する第２開口部を有する第２セルからなる薄膜の透過量測定セルにおいて、表面と底面を貫く第１貫通孔を有する薄膜支持体であり、前記薄膜支持体の表面であって、第１貫通孔開口部の周辺近傍に、前記開口部を取り巻く第１溝を設け、第１溝に第１シール部材を設置し、前記薄膜支持体の底面に、第１貫通孔開口部を取り巻く第２溝を設け、第２溝に第２シール部材を設置し、かつ、第１開口部に対面する第１セルの内底面乃至第２開口部に対面する第２セルの内底面のいずれか一方に第２シール部材が当接するものである薄膜支持体と、前記薄膜支持体の表面に対面して載置される、第２貫通孔を有する板状の薄膜押さえ板を有することを特徴とする。また、請求項２にかかる薄膜の透過量測定セルは、第２シール部材が、第２開口部に対面する第２セルの内底面に当接することを特徴とする。

【０００８】さらに、請求項３にかかる薄膜の透過量測定装置は、請求項１乃至２いずれか記載の薄膜の透過量測定セルを備えたことを特徴とする。また、請求項４にかかる薄膜の透過量測定セル用の薄膜支持アダプターは、第１開口部を有する第１セルと、第１開口部に対面する第２開口部を有する第２セルからなる薄膜の透過量測定セル用の薄膜支持アダプターであって、表面と底面を貫く第１貫通孔を有する薄膜支持体であり、前記薄膜支持体の表面であって、第１貫通孔開口部の周辺近傍に、前記開口部を取り巻く第１溝を設け、第１溝に第１シール部材を設置し、前記薄膜支持体の底面に、第１貫通孔開口部を取り巻く第２溝を設け、第２溝に第２シール部材を設置し、かつ、第１開口部に対面する第１セルの内底面乃至第２開口部に対面する第２セルの内底面のいずれか一方に第２シール部材が当接するものである薄膜支持体と、前記薄膜支持体の表面に対面して載置される、第２貫通孔を有する板状の薄膜押さえ板からなることを特徴とする。

【０００９】

【考案の実施の形態】

以下に実施例により、本考案にかかる透過量測定セル、透過量測定装置と薄膜支持アダプターをさらに説明する。この考案の実施例に記載されている部材や部分の寸法、材質、形状、その相対位置などは、とくに特定的な記載のない限りは、この考案の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。

【００１０】図１は、薄膜の透過量測定装置の概略説明図である。透過量測定装置１は、薄膜の酸素透過量を等圧法により測定するものであり、窒素ガスをキャリヤーガスに使用している。透過量測定セル２は、第１セル１１と第２セル１４から構成される。第１セル１１と第２セル１４の開口部の間に薄膜６が挟まれている。酸素ガスボンベ４１から第１セル１１に酸素ガスが供給される。４２は酸素ガスの出口である。窒素ガスが、窒素ガスボンベ４３から流量計４４を経て第２セル１４に流入し、酸素検出器４５を通り出口４６から排出される。４７は記録計である。第１セル１１に供給された酸素ガスの一部は、薄膜６を透過して第２セル１４に移行する。移行した酸素ガスは、キャリヤーガスである窒素ガスの流れに乗り酸素検出器４５に至りその量が検出される。酸素検出器４５の測定値は、流量計４４で計測される窒素ガス（キャリヤーガス）の流量、薄膜の有効面積を使って、薄膜単位面積当たりの酸素ガス透過量に換算される。

【００１１】図２は本考案にかかる透過量測定セル２の斜視図であり、図３は本考案にかかる透過量測定セル２の断面図である。透過量測定セル２は第１セル枠体１７と第２セル枠体１８を複数の固定ビス５６で結合している。第１セル枠体１７の内部の空隙部は第１セル１１であり、また第２セル枠体１８の内部の空隙部は第２セル１４となっている。矢印１２で示される第１セルの開口部は、矢印１５で示される第２セルの開口部と対面している。第２セル１４の内部には、薄膜支持体４があり、薄膜支持体４の表面２２に薄膜６が配置され、その上に薄膜押さえ板５が配置されている。薄膜支持体４の厚さは、第２セル１４の内法深さに略等しい。

【００１２】図４は、薄膜支持体４と薄膜押さえ板５からなる薄膜支持アダプター３の斜視図である。薄膜支持体４はステンレススチールからなる厚みのある円板状であり、表面２２と底面２５を貫く第１貫通孔２１が設けられている。薄膜支持体４の表面２２上で、第１貫通孔２１の開口部２１ａの円周近傍に第１溝２３が彫られている。また、薄膜支持体４の底面２５上で、第１貫通孔２１の開口部２１ｂの円周を取り巻く第２溝２７が彫られている。ステンレススチールからなる円板状の薄膜押さえ板５の中心部には、第２貫通孔３１が設けられている。薄膜支持体４と薄膜押さえ板５の材質は、ステンレススチールに限られず、アルミニウム、その他の金属、合成樹脂など、透過試料を透過・吸収せず適度の剛性を備えた材質を選択することができる。

【００１３】図３中、２８は第２溝２７に設置されたシール部材たるＯリングである。また、２４は、第１溝２３に設置されたシール部材たるＯリングである。さらに５７は第１セル枠体１７に彫られた溝に設置されたＯリングである。透過量測定セル２に薄膜６を挟み込むときは、第２セル枠体１８の第２セル１４中に、薄膜支持体４を入れ、薄膜６を載せ、その上に薄膜押さえ板５を載せ、さらに第１セル枠体１７を載せて、固定ビス５６により、第２セル枠体１８と第１セル枠体１７を固定する。このとき、第１貫通孔２１と第２貫通孔３１の中心が一致するように組み立て、固定する。固定ビス５６を締め付けると薄膜６はＯリング２４と当接し、薄膜６の透過量測定に供せられる部分は、Ｏリング２４に囲まれる部分となる。同時に、薄膜押さえ板５が、Ｏリング２４の当接に起因する薄膜の上向き変形の力を受け止める。よって、薄膜６は変形したり、破れたりすることから保護される。Ｏリング２４が設置されている第１溝２３は、第１貫通孔表面２１ａの近傍にあるので、Ｏリング２４に囲まれる部分の面積は第１貫通孔表面２１ａの面積に略等しい。

【００１４】また、固定ビス５６の締め付けにより、Ｏリング２８は第２セル１４の内底面１６に当接し、第１貫通孔２１の内面と第２セル側壁部分の気体の流通が遮断される。前記Ｏリング２４とＯリング２８の働きで、第１貫通孔２１の内法体積部分が実質的な第２セルとして作用する。さらに、第１セル１１と第２セル１４は、第１セル枠体１７と第２セル枠体１８の当接部に設置されたＯリング５７により、外部と遮断される。よって透過量測定セル２の気密状態が保持される。図中、５１は透過試料供給口であり、５２は透過試料排出口である。また、５４はキャリヤーガス入口であり、５５はキャリヤーガス及び透過ガスの出口である。さらに、５３は、揮発性有機物を透過試料として使用した測定を行う場合に使用する、揮発性有機物の排出口である。

【００１５】従来の薄膜の透過量測定セルは、キャリヤーガスの入口５４とキャリヤーガスの出口５５が第２セルの底面に設置されている。このため、第２セル１４内に薄膜支持体４を設置し、かつ、薄膜支持体の第１貫通孔の底面側開口部２１ｂを大きくすることにより、なんら従来の測定セルを変更することなく、薄膜支持アダプター３を取付けることができる。酸素透過度測定においては、酸素ガスが透過試料供給口５１から供給され、透過試料排出口５２から排出される。また、キャリヤーガス入口５４から窒素ガスが流入し、窒素ガスと薄膜を透過した酸素ガスが、キャリヤーガス及び透過ガスの出口５５を通り、酸素検出器４５に送られる。揮発性有機物の排出口５３は、本測定（酸素透過度測定）には使用されず、閉じられている。

【００１６】第１貫通孔２１の面積と第２貫通孔３１の面積が、２８ｃｍ^２である１対の薄膜支持アダプター３と、第１貫通孔２１の面積と第２貫通孔３１の面積が、１２．５ｃｍ^２の１対の薄膜支持アダプター３を作成した。通常、透過量測定セルの開口部の面積、すなわち薄膜実効面積は５２ｃｍ^２である。この２種類の薄膜支持アダプターを取り替えることにより、検出器や、検出器に流入するガス配管をなんら変更することなく、２倍、４倍の透過量を持つ薄膜の測定が、そのまま行えた。

【００１７】以上説明した実施例では、薄膜支持体４は第２セル１４内に挿入したが、薄膜支持体４を第１セル１１内に挿入することもできる。薄膜支持体４を第１セル１１内に挿入する場合には、第２溝２７に設置した第２シール部材たるＯリング２８は、第１セルの内底面１３に当接することになる。本考案にかかる第１シール部材、第２シール部材は、Ｏリングに限られず、例えば断面四角形のパッキングを使用することもできる。また、その材質は、合成ゴム、天然ゴム、シリコン樹脂などである。本考案にかかる薄膜支持体４と薄膜押さえ板５には、薄膜挿入時の第１貫通孔と第２貫通孔の位置決めを容易にするために、ガイド溝とこれに合致するガイド凸部など公知の位置決め手段を設けることができる。

【００１８】薄膜支持体４の外形は円柱形状に限られず、例えば、四角柱にすることもできる。また、第１貫通孔２１の断面形状も円形に限られず、例えば四角柱などの任意の形状にすることができる。さらに第２セル内の気体の入れ替わりを考慮しなくてよい差圧法に使用する透過量測定セルであれば、第１貫通孔２１は断面積の等しい孔であっても良い。薄膜押さえ板の第２貫通孔３１は、薄膜支持体表面の第１貫通孔２１の形状に合わせて、任意の形状にすることができる。本考案にかかる薄膜の透過量測定セル、透過量測定装置、薄膜支持アダプターは、等圧法、差圧法のいずれの透過量測定にも使用することが出来、また、プラスチックフィルム、シート、加工紙、など種々の薄膜の透過量測定に使用することができる。さらに、透過試料も、酸素ガスに限られず、水蒸気・各種ガス・有機溶媒などの気体、水・有機溶媒などの液体いずれにも適用することが出来る。さらに、透過試料が液体の場合には、第１セルを密閉式にすることが出来、また、差圧式の透過量測定用に第２セルの出入口を１つのみにすることもできる。従来の薄膜の透過量測定セルの構造は変更せず、開口部の面積を大きくして、種々の貫通孔面積を持つ複数の薄膜支持アダプターを準備しておけば、透過量の異なる薄膜の測定に対応可能な透過量測定セルとなる。

【００１９】

【効果】

請求項１の透過量測定セルによれば、薄膜試料の有効面積を容易に変更可能な透過量測定セルを得ることができる。請求項２の透過量測定セルによれば、従来の第２セルのキャリヤーガス出入り口管の位置、構成を変更する必要がなく、より使い勝手のよい透過量セルとなる。請求項３の透過量測定装置は、検出器などを変更することなく、透過量の多い薄膜と透過試料の組合せに容易に対応可能な測定装置である。請求項４の薄膜支持アダプターは、薄膜の透過量測定セルにそのまま取付け可能な、薄膜試料の有効面積変更手段となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】薄膜の透過量測定装置の概略説明図である。

【図２】薄膜の透過量測定セルの外観斜視図である。

【図３】薄膜の透過量測定セルの断面図である。

【図４】薄膜支持アダプターの斜視図である。

【符号の説明】

１薄膜の透過量測定装置２薄膜の透過量測定セル３薄膜支持アダプター４薄膜支持体５薄膜押さえ板６薄膜１１第１セル１２第１開口部１３第１セルの内底面１４第２セル１５第２開口部１６第２セルの内底面２１第１貫通孔２３第１溝２４第１シール部材たるＯリング２７第２溝２８第２シール部材たるＯリング３１第２貫通孔

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】第１開口部を有する第１セルと、第１開
口部に対面する第２開口部を有する第２セルからなり、
薄膜が第１開口部と第２開口部の間に挿入され、第１セ
ルに透過試料が供給され、薄膜を透過する透過試料が第
２セルに移行する薄膜の透過量測定セルにおいて、表面と底面を貫く第１貫通孔を有する薄膜支持体であ
り、前記薄膜支持体の表面であって、第１貫通孔開口部
の周辺近傍に、前記開口部を取り巻く第１溝を設け、第
１溝に第１シール部材を設置し、前記薄膜支持体の底面
に、第１貫通孔開口部を取り巻く第２溝を設け、第２溝
に第２シール部材を設置し、かつ、第１開口部に対面す
る第１セルの内底面乃至第２開口部に対面する第２セル
の内底面のいずれか一方に第２シール部材が当接するも
のである薄膜支持体と、前記薄膜支持体の表面に対面して載置される、第２貫通
孔を有する板状の薄膜押さえ板を有することを特徴とす
る薄膜の透過量測定セル。
【請求項２】第２シール部材が、第２開口部に対面す
る第２セルの内底面に当接することを特徴とする請求項
１に記載の薄膜の透過量測定セル。
【請求項３】請求項１乃至２いずれか記載の薄膜の透
過量測定セルを備えた薄膜の透過量測定装置。
【請求項４】第１開口部を有する第１セルと、第１開
口部に対面する第２開口部を有する第２セルからなり、
薄膜が第１開口部と第２開口部の間に挿入され、第１セ
ルに透過試料が供給され、薄膜を透過する透過試料が第
２セルに移行する薄膜の透過量測定セル用の薄膜支持ア
ダプターであって、表面と底面を貫く第１貫通孔を有する薄膜支持体であ
り、前記薄膜支持体の表面であって、第１貫通孔開口部
の周辺近傍に、前記開口部を取り巻く第１溝を設け、第
１溝に第１シール部材を設置し、前記薄膜支持体の底面
に、第１貫通孔開口部を取り巻く第２溝を設け、第２溝
に第２シール部材を設置し、かつ、第１開口部に対面す
る第１セルの内底面乃至第２開口部に対面する第２セル
の内底面のいずれか一方に第２シール部材が当接するも
のである薄膜支持体と、前記薄膜支持体の表面に対面して載置される、第２貫通
孔を有する板状の薄膜押さえ板からなることを特徴とす
る薄膜支持アダプター。