JPH0262013B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フイルム試料における高圧混合ガス
の選択透過率測定装置に関し、より詳しくは、高
圧混合ガスのフイルム試料に対する選択透過率を
ガスクロマトグラフによつて測定するために使用
する透過率測定装置に関するものである。

高圧状態に加圧した混合ガスがフイルム試料を
透過する際には、低圧状態の場合と異なり、フイ
ルムとガスとの相互作用によりフイルム試料に対
する選択透過性を変化させることが予想され、そ
のため高圧混合ガスの選択透過率測定法の確立が
望まれている。しかしながら、従来の装置では混
合ガスの供給圧をせいぜい10気圧程度にしか上げ
ることができず、上記高圧混合ガスの選択透過率
測定には到底適用できなかつた。

本発明は、上述した高圧混合ガスの選択透過率
測定という要求を満足でき、しかも正確に透過ガ
スのサンプリングを行うことが可能なガス透過率
測定装置を提供しようとするものである。

而して、本発明の透過率測定装置は、フイルム
試料の装着によりその両側に供給室及び透過室が
区画形成される透過セルを備え、上記供給室に複
数種の高圧ガスを所定の混合比とした高圧混合ガ
スを循環させながら供給する循環路を接続し、上
記透過室に異常昇圧防止用の安全弁を有する透過
ガスサンプリング系を接続したことを特徴とする
ものである。

以下に、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は、本発明に係る高圧混合ガスの選択透
過率測定装置の実施例を示し、特に減圧法を用い
ることにより透過率が比較的小さいフイルム試料
についての選択透過率測定に好適な構成を有する
実施例を示すものである。

この透過率測定装置における混合ガス供給系
は、混合すべき複数種類のガスを圧入したボンベ
１，２を備え、それらのボンベ１，２をニードル
弁３，４及び弁５，６を介して混合タンク７の第
１及び第２接続口１１，１２に接続している。こ
のタンク７としては、例えば容積５、耐圧150
Kg／cm²のものを用いることができる。

上記混合タンク７の第３及び第４接続口１３，
１４間には、矢印で流路を示した混合ガスの循環
路８を形設している。この循環路８は、透過セル
９においてフイルム試料１０の装着によりその片
面側に区画形成される供給室９ａに混合ガスを循
環させながら供給するためのもので、上記第３接
続口１３を弁１７，１８及び中継管１９等を通し
て上記供給室９ａの入口に接続すると共に、その
出口を中継管２１、弁２２、循環ポンプ２３及び
弁２４を通して混合タンク７の第４接続口１４に
接続している。上記循環ポンプ２３としては、例
えば流速可変マグネツト形で容量が０〜300ml／
minのものを用いることができる。また、上記循
環路８における弁１７，１８間には、この循環路
８を分岐させるための弁２６，２７を接続し、上
記弁２６により第３接続口１３と第２接続口１２
とを連通可能にすると共に、弁２７によつて循環
路８を短絡可能とし、さらに上記循環路８を含む
混合ガス供給系内を真空にするため、上記弁２２
と循環ポンプ２３との間を弁２８を通してロータ
リー形真空ポンプ２９に接続すると共に、このポ
ンプ２９を弁３０を介して混合タンク７の第５接
続口１５に接続している。

また、上記循環路８中を流れる混合ガスの成分
を必要に応じて分析するため、循環路８の一部を
分岐させて、その混合ガスをTCDガスクロマト
グラフ３１に導入できるように構成し、即ち上記
中継管２１と弁２２との間をニードル弁３２を介
して流路切換弁３３の第１接続口４１に接続して
いる。この切換弁３３は、各接続口間の流路を同
図に実線で示す状態と破線で示す状態とに切換可
能に構成したもので、その第２及び第５接続口４
２，４５間に高圧側用ガスサンプラー３４を接続
すると共に、第６接続口４６を弁３５等を介して
外部に開放可能とし、さらに第３及び第４接続口
４３，４４を上記ガスクロマトグラフ３１に通じ
る試料ガス供給路３７の３方弁３８，３９に接続
している。

上記透過セル９においてフイルム試料１０の反
対側に区画形成される透過室９ｂには、透過ガス
サンプリング系が接続されている。このサンプリ
ング系は、系内部を真空状態とすることにより、
予め系内に残存している定量に無関係な妨害ガス
を可能な限り排除して感度の良い定量を可能とす
ると共に、混合ガスのフイルム試料１０の透過を
促進させるように構成したものである。このサン
プリング系においては、透過セル９における透過
室９ｂに中継管４７を介して接続された異常昇圧
防止用の安全弁４８を備えている。上記安全弁４
８は、管内のガス圧が設定圧を越えた場合にその
ガスの過剰分を外部にリリーフ排気させるチエツ
ク弁として構成されたものである。

さらに、上記中継管４７は、透過ガスを蓄積す
る低圧用ガスリザーバー５０、弁５１，５２，５
３を通してロータリー形真空ポンプ５４に接続
し、そのポンプ５４によつて系内を真空状態に排
気可能にすると共に、その真空度を途中に設けた
ピラニー真空計５５によつて測定可能に構成して
いる。また、上記一対の弁５１，５２の間を弁５
７を介して透過ガスサンプリング用の気体試料管
５８に接続し、その管５８の一端を弁５９を介し
て上記試料ガス供給路３７に接続すると共に、他
端を弁６０を介して試料ガス供給路３７における
３方弁６１に接続し、それによつてこの試料管５
８内に透過ガスをサンプリングすると共に、ガス
クロマトグラフ３１に供給可能としている。

上記弁５１，５２，５７，５９，６０として
は、透過ガスサンプリング系内の高真空度を実現
するため、高シール性を有するベローズバルブを
用いている。従来の装置における透過ガスサンプ
リング系においては、上記弁として汎用形の低シ
ール構造のものを用いているため、高真空状態に
おいてそれらの各弁の摺動部分にガスリークを生
じ、測定精度が低下していたが、上記装置におい
てはベローズバルブを用いることにより弁からの
ガスリークによる誤差をなくし、ブランク試験に
おいて10^-3Torr程度の真空度を達成することが
できる。

上記透過セル９は空気恒温槽６２に収納され、
この恒温槽６２は外部の電源（図示せず）に接続
されたヒータ６３と、モータ６４によつて駆動さ
れる撹拌翼６５とを備え、それらによつて内部温
度を恒温、例えば室温よりも10℃高い温度から
200℃の範囲の所定温度に維持可能としている。

上記透過率測定装置を使用するには、先ず、混
合ガス供給系内を真空ポンプ２９によつて混合タ
ンク７を含めて真空に引いた後、一対のボンベ
１，２内のガスを所定の混合比で所定の供給圧と
なるように混合タンク７内に導入する。その後、
上記混合ガスを循環ポンプ２３により循環路８内
において循環させ、またこれと並行して透過ガス
サンプリング系における真空ポンプ５４によりそ
の内部をガスリザーバー５０を含めて真空に引い
ておく。これにより、循環路８を循環する混合ガ
スは、透過セル９の供給室９ａからフイルム試料
１０を透過して透過室９ｂに至り、その後ガスリ
ザーバー５０に蓄積される。ここに蓄積された透
過ガスの一部は、例えば任意の時間毎に弁５１，
５２，５７の操作によつて繰返して気体試料管５
８にサンプリングされる。このようにして気体試
験管５８にサンプリングされた透過ガスは、サン
プリングされる毎に、弁５９，６０，６１の操作
によりガスクロマトグラフ３１のキヤリヤガス入
口３１ａから流入するキヤリヤガスによつて試料
ガス供給管３７に移送され、そこを通つてガスク
ロマトグラフ３１に送られて分離定量される。従
つて、透過ガスのサンプリングと分離定量が断続
的に繰返されることになる。上記透過ガスを運び
終つたキヤリヤガスはガスクロマトグラフ３１の
キヤリヤガス出口３１ｂから外部に流出する。

上記分離定量が繰返される時間間隔を適当なも
のに選定すれば、透過開始当初等における透過率
が過渡的に変化する状態での測定と、透過率が定
常状態に達した後における測定とを、経時的にき
め細かに行うことができ、それによつてより正確
に透過率を求めることが可能である。さらに、上
記透過ガスサンプリング系においては、透過ガス
のサンプリングに使用する弁５１等として高シー
ル性のベローズバルブを用いているので、外部ガ
スの影響を受けることなく、高精度の測定が可能
である。

また、上記循環路８を循環する混合ガスの分離
定量は、流路切換弁３３の流路を実線のものから
破線のものに切換えることによつて、上記透過ガ
スと同様に、ガスクロマトグラフ３１において行
われる。即ち、上記切換弁３３の流路を実線のよ
うに切換え設定した場合には、循環路８を流れる
混合ガスの一部がニードル弁３２を通つてこの切
換弁３３に流入した後、ガスサンプラー３４及び
弁３５等を通つて外部に流出し、この際ガスサン
プラー３４に混合ガスがサンプリングされる。こ
の後、上記切換弁３３の流路を破線のように切換
えれば、この切換弁３３に流入する混合ガスは弁
３５等を通して直接的に外部に排気されると共
に、ガスクロマトグラフ３１への試料ガス供給路
３７を流れるキヤリヤガスは３方弁３８から流路
切換弁３３の第３接続口４３に流入し、ガスサン
プラー３４内の混合ガスを３方弁３９を通してガ
スクロマトグラフ３１に流入させ、そこで混合ガ
スの分離定量が行われる。この際、例えば気体試
料管５８における弁５９，６０を閉鎖状態にして
おく必要があるのは当然である。

上記装置においては、透過セル９の供給室９ａ
へ供給する混合ガスを、途中に混合タンク７を備
えた循環路８において循環させるようにしたの
で、混合ガスを高圧で供給して各ガスの透過量を
大きくしても、各ガスの透過率の差に基づく混合
ガスの組成率の変化を、測定にほとんど影響のな
い小さなものとすることができる。また、透過セ
ル９の透過室９ｂ側のサンプリング系に安全弁４
８を設けたので、何らかの原因で透過室側のガス
圧が異常に上昇しても、上昇分のガス圧がリリー
フ排気によつて下げられ、そのため供給室９ａに
供給する混合ガス圧を十分高いものとしても安全
な状態で測定を行うことができる。

第２図は、上記減圧法に代えて流動法を実施す
る透過ガスサンプリング系を示し、特に透過率が
比較的大きいフイルム試料の測定に好適なもので
ある。

上記装置は、透過セル９のフイルム試料１０を
透過した透過ガスを移動させるフローガス供給口
７１を備え、この供給口７１を弁７２、中継管７
３等を通して透過セル９の透過室９ｂにおける入
口に接続し、その出口を中継管７５を通して安全
弁４８及び流路切換弁７６の第１接続口８１に接
続している。この切換弁７６は、第１図の切換弁
３３と同様に、各接続口間の流路を実線で示すも
のと破線で示すものに切換可能に構成したもの
で、第２及び第５接続口８２，８５間に気体試料
用ガスサンプラー７７を接続すると共に、第６接
続口８６を弁７８等を通して外部に開放し、第３
及び第４接続口８３，８４にガスクロマトグラフ
３１へのガス流路７９を接続している。

なお、第１図と同等の部分には同一の符号を付
して説明を省略する。

上記構成の装置においては、流路切換弁７６の
切換えにより透過ガスのサンプリングと分離定量
が行われる。即ち、上記切換弁７６の各接続口間
の流路を実線のように切換え、フローガス入口７
１に上記混合ガスと異つた種類のフローガスを例
えば０〜100ml／minの範囲の適当な流速で流す
と、フローガスは透過室９ｂ内のフイルム試料１
０を透過した透過ガスを、流路切換弁７６、ガス
サンプラー７７及び弁７８等を通して外部に流出
させ、これによりガスサンプラー７７内に透過ガ
スがサンプリングされる。この後、混合ガスの透
過速度が定常値に達するのを待つて流路切換弁７
６を破線の流路となるように切換えれば、上記ガ
スサンプラー７７がガスクロマトグラフ３１への
試料ガス供給路３７に接続され、これによりガス
サンプラー７７内の透過ガスはキヤリヤーガスに
よつて３方弁３８，３９を通してガスクロマトグ
ラフ３１に運ばれ、そこで分離定量が行われる。

なお、上記第１図及び第２図に示した装置によ
つて単一ガスの透過率を測定できるのは当然であ
る。

以上詳述したところから明らかなように、本発
明によれば、混合ガスのフイルム試料を透過した
透過ガスのサンプリングを、上記混合ガスの供給
圧を高圧とした状態においても精度良く且つ高い
安全性のもとに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る高圧混合ガスの選択透過
率測定装置の構成図、第２図はその透過ガスサン
プリング系の異種例の構成図である。 ８……循環路、９……透過セル、１０……フイ
ルム試料、９ａ……供給室、９ｂ……透過室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フイルム試料の装着によりその両側に供給室
   及び透過室が区画形成される透過セルを備え、上
   記供給室に複数種の高圧ガスを所定の混合比とし
   た高圧混合ガスを循環させながら供給する循環路
   を接続し、上記透過室に異常昇圧防止用の安全弁
   を有する透過ガスサンプリング系を接続したこと
   を特徴とするフイルム試料における高圧混合ガス
   の選択透過率測定装置。