CN106662516B - 依赖湿度的质量测定装置及依赖湿度的质量测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种依赖湿度的质量测定装置(1)，其具备：恒温槽(11)，其内部形成有可收容试样的空间，且顶棚上形成有穿过内部的空间和外部的通孔，并将内部的气氛保持于所确定的温度湿度；天平(12)，其支承于恒温槽(11)上；测量夹具，其吊挂于天平(12)的秤盘支承部，不与恒温槽(11)的通孔的内周面接触而插通于恒温槽(11)的通孔，并在恒温槽(11)的内部保持试样；覆盖箱(13)，其在侧面形成有空气的流入口和流出口，并将测量夹具的在恒温槽(11)和天平(12)之间的部分在测量夹具吊挂于秤盘支承部的状态下以不接触的方式收容于覆盖箱(13)的内部；以及干燥空气供给部(14)，其使规定湿度以下的干燥空气从流入口流入覆盖箱(13)。

Description

依赖湿度的质量测定装置及依赖湿度的质量测定方法
技术领域
本发明涉及测定质量依赖于湿度进行变化的材料的质量的依赖湿度的质量测定装置及依赖湿度的质量测定方法。
背景技术
提高吸湿性及速干性的衣服被开发，并且具有用于测定与该吸湿及放湿相关的性能、即吸湿放湿性能的试验。
专利文献1中记载有纤维的吸湿放湿系数。专利文献2中记载有测定用试样的吸湿参数及放湿参数。专利文献3～6中对纤维试样的吸湿率进行了记载。专利文献7中对试样的吸湿放湿性能进行了记载。
专利文献8中公开了测定试样的热及水分移动特性的测定装置。专利文献9中公开了测定试验片的吸湿放湿特性的试验装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开平09－41204号公报
专利文献2：(日本)特开2000－204230号公报
专利文献3：(日本)特开2000－314082号公报
专利文献4：(日本)特开2000－73234号公报
专利文献5：(日本)特开2001－146678号公报
专利文献6：(日本)特开2001－30402号公报
专利文献7：(日本)特开2001－172826号公报
专利文献8：(日本)特开平10－18172号公报
专利文献9：(日本)特开2004－157086号公报
发明所要解决的课题
在衣服穿着时的舒适性方面，有关湿度的感觉至为重要，在该感觉上，不仅介于人体－衣服之间的水分的量，而且其移动速度、即衣服的吸湿或放湿的速度也是重要的因素。在以往的用于测定吸湿放湿性能的试验中，测定处于平衡状态的试样的质量，因此，虽然得知平衡状态下的吸湿量或放湿量，但不能得知吸湿或放湿的速度。
专利文献8及专利文献9所记载的装置中，测定周围空气的温度和湿度，根据试样两侧的温度和湿度之差估计试样的吸湿量或放湿量。并不是直接测定试样的吸湿量或放湿量，并且不能正确地得知吸湿量或放湿量。
温度、湿度测定的分辨率比质量测定的分辨率小，温度、湿度测定的误差率比质量测定的误差率大。在将试样以及质量测定装置放入到恒温槽中的情况下，恒温槽的容积大，使恒温槽内的温度湿度条件均等的同时以能够测定对试样的影响的程度迅速变化是困难的。另外，质量测定装置本来应置于一定温度湿度条件下进行测定。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，以能够分析试样的吸湿及放湿的速度的方式测定质量根据气氛的湿度发生变化的试样的质量。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，根据本发明的依赖湿度的质量测定装置具备：
恒温槽，其内部形成有可收容试样的空间，顶棚上形成有穿过内部的空间和外部的通孔，并将内部的气氛保持于所确定的温度湿度；
天平，其支承于所述恒温槽上；
测量夹具，其吊挂于所述天平的秤盘支承部，不与所述恒温槽的所述通孔的内周面接触而插通于所述恒温槽的所述通孔，并在所述恒温槽的内部保持所述试样；
覆盖箱，其在侧面形成有空气的流入口和流出口，并将所述测量夹具的在所述恒温槽和所述天平之间的部分在所述测量夹具吊挂于所述秤盘支承部的状态下以不接触的方式收容于所述覆盖箱的内部；以及
干燥空气供给部，其使规定湿度以下的干燥空气从所述流入口流入所述覆盖箱。
本发明提供一种依赖湿度的质量测定装置的依赖湿度的质量测定方法，所述依赖湿度的质量测定装置具备：恒温槽，其内部形成有可收容试样的空间，顶棚上形成有穿过内部的空间和外部的通孔，并将内部的气氛保持于所确定的温度湿度；天平，其支承于所述恒温槽上；测量夹具，其吊挂于所述天平的秤盘支承部，不与所述恒温槽的所述通孔的内周面接触而插通于所述恒温槽的所述通孔，在所述恒温槽的内部保持所述试样；覆盖箱，其在侧面形成有空气的流入口和流出口，并将所述测量夹具的在所述恒温槽和所述天平之间的部分在所述测量夹具吊挂于所述秤盘支承部的状态下以不接触的方式收容于所述覆盖箱的内部；以及干燥空气供给部，其使规定湿度以下的干燥空气从所述流入口流入所述覆盖箱，其中，
在所述恒温槽的内部将所述试样保持于所述测量夹具，
将所述恒温槽的内部的气氛保持于所确定的温度湿度，
在使所述规定的湿度以下的干燥空气从所述覆盖箱的所述流入口流入的状态下，使用所述天平测定所述试样的质量。
发明效果
根据本发明，能够以能够分析试样的吸湿及放湿的速度的方式测定质量根据气氛的湿度发生变化的试样的质量。
附图说明
图1是表示根据本发明实施方式的依赖湿度的质量测定装置的构成例的框图；
图2是表示根据实施方式的覆盖箱的一例的俯视图及侧视图；
图3是表示根据实施方式的恒温槽的内部的主视图；
图4是表示根据实施方式的测量夹具的一例的图；
图5是表示根据实施方式的对试样进行了固定的保持部的一例的俯视图；
图6是表示设置有根据实施方式的覆盖箱的情况和未设置根据实施方式的覆盖箱的情况的测量结果的图；
图7是表示使用根据实施方式的依赖湿度的质量测定装置测量出的吸湿放湿量相对于湿度变化的追随性、及同一测定内的再现性的图；
图8是表示使用根据实施方式的依赖湿度的质量测定装置测量出的吸湿放湿量的重复再现性的图；
图9是表示根据实施方式的吸湿速度及放湿速度的时间变化的表。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，图中，对于相同或相应的部分标注相同的附图标记。
图1是表示根据本发明实施方式的依赖湿度的质量测定装置的构成例的框图。依赖湿度的质量测定装置1具备恒温槽11、天平12、覆盖箱13、以及干燥空气供给装置14。图1的例子中，压缩后的空气用干燥机2干燥，并向湿度产生装置3供给。湿度产生装置3将所供给的空气通过分流法控制为所设定的湿度，该空气经过防结露用保温管4向恒温槽11供给。湿度产生装置3内的空气及恒温槽11内的空气通过使恒温器5的恒温水循环而被控制为所设定的温度。恒温槽11为水循环双重结构，能够恒温。
恒温槽11为可以在短时间(例如10分)内使温度湿度稳定的容积。由此，恒温槽11的内部可以在短时间内稳定在所设定的温度湿度的恒温恒湿状态。将恒温槽11的内部以所设定的值设为恒温恒湿状态的方法不限于此，只要使用现有技术即可。在此，可通过湿度产生装置3设定的湿度范围设为5％RH～95％RH，精度在23℃的环境下设为±0.8％RH。通过恒温器5可设定的温度范围设为－10℃～80℃，精度设为±0.10℃。
依赖湿度的质量测定装置1具备用于将试样设置于恒温槽11的内部的测量夹具(未图示)。测量夹具包括吊挂于天平12的秤盘支承部的吊挂夹具、以及在恒温槽11的内部相对于吊挂夹具可拆装的保持部。在恒温槽11的顶棚、覆盖箱13的顶棚及底部上设有穿过吊挂夹具的通孔。从天平12的秤盘支承部吊挂的吊挂夹具插通于覆盖箱13及恒温槽11的通孔而不与通孔的内周面接触。当用户将试样固定于保持部并安装于吊挂夹具时，可以将试样以不与恒温槽11的内壁接触的方式吊挂。天平12测量根据恒温槽11的内部的温度及湿度的变化而变化的试样的质量。
干燥空气供给装置14产生规定的湿度以下的干燥空气并将其向覆盖箱13供给。覆盖箱13的内部为空洞，干燥空气供给装置14产生的干燥空气从流入口供给并从流出口排出。由此，防止恒温槽11内的空气向天平12一方上升，防止结露。干燥空气供给装置14产生的干燥空气可以设为与恒温槽11内的温度相同的温度。另外，覆盖箱13也可以以与恒温槽11的顶棚相接的方式设置于恒温槽11的内部。
图2是表示根据实施方式的覆盖箱的一例的俯视图及侧视图。在图2的例子中，覆盖箱13的宽度为60.00mm、长度为60.00mm、高度为25.00mm，在水平面的中央设有贯穿吊挂夹具的通孔。以使干燥空气流入的方向不在连结流入口和吊挂夹具的直线的方向上、且不在连结流入口和流出口的直线的方向上的方式，将流入口及流出口向斜向配置。由此，干燥空气经过贯穿吊挂夹具的通孔附近，并且流入的干燥空气不直接接触吊挂夹具，因此，能够抑制干燥空气流入的势能对吊挂夹具产生的影响。另外，将流入口设置在比流出口高的位置，以使干燥空气容易流入覆盖箱13的内部。
此外，即使在干燥空气流入的方向与连结流入口和吊挂夹具的直线的方向一致的情况下，例如，只要在连结流入口和吊挂夹具的直线上设置风向变更板，以使流入的干燥空气不直接接触吊挂夹具即可。另外，即使在干燥空气流入的方向与连结流入口和流出口的直线的方向一致的情况下，例如，只要在连结流入口和流出口的直线上设置风向变更板，以使干燥空气经过贯穿吊挂夹具的通孔附近即可。
图3是表示根据实施方式的恒温槽的内部的主视图。图3表示恒温槽11没有门的状态。吊挂夹具15从天平12的秤盘支承部穿过覆盖箱13的顶棚及底部的通孔以及恒温槽11的顶棚的通孔，吊挂于恒温槽11的内部。通过湿度产生装置3调整了湿度的空气经过防结露用保温管4从供给口111向恒温槽11的内部供给。
图4是表示根据实施方式的测量夹具的一例的图。如图3及图4所示，吊挂夹具15在位于恒温槽11的内部的端部具备被水平支承的两个管。保持部16由直线状延伸的基部163、从基部163正交延伸的四个针部162、以及从基部163向针部162的相反侧延伸的两个梁161构成。此外，针部162及梁161只要为两个以上即可。另外，吊挂夹具15的管为与梁161相同的数目即可。
通过预先将试样贯穿并固定于针部162，并将保持部16的梁161插入吊挂夹具15的管中，以相对于吊挂夹具15的1次动作即可将试样设置于恒温槽11的内部。由此，可以降低因用户将试样设置在恒温槽11的内部的动作产生的测量误差。为了进一步降低测量误差，测量夹具可以由导电性、非磁性且非吸湿性的材料构成。此外，测量夹具的形状不限于此，只要是可以以不与恒温槽11的内壁接触而将试样以不接触恒温槽11的内壁的方式吊挂的形状即可。
图5是表示根据实施方式的对试样进行了固定的保持部的一例的俯视图。在试样8为布状的情况下，以试样8彼此空开间隔的方式褶状固定时，则可以使试样8彼此不接触地将最大量的试样8设置在恒温槽11的内部。由此，试样8与空气接触的表面积增大，容易测量吸湿放湿量的变化。
图6是表示设置有根据实施方式的覆盖箱的情况和未设置根据实施方式的覆盖箱的情况的测量结果的图。图6是表示采取了设置覆盖箱13防止恒温槽11内的空气向天平12一方上升从而防止结露的对策的情况的测量结果、和不设置覆盖箱13且不采取这种对策的情况的测量结果的图。该图表示在恒温槽11的内部从天平仅悬挂吊挂夹具15及保持部16并且未设置试样的状态下的湿度的变化所引起的变动质量，纵轴是变动质量(g)，横轴是经过时间(分钟)。
在设置有覆盖箱13的情况下，由于恒温槽11的内部没有试样，所以即使湿度上升，测量的质量也几乎没有变动。但是，在未设置覆盖箱13的情况下，如图所示，存在由结露引起的测量误差、和恒温槽11内的空气向天平12一方上升所引起的测量误差。因此，如果不采取设置覆盖箱13来防止恒温槽11内的空气向天平12一方上升从而防止结露的对策，则不能测量吸湿放湿量的变化。图6是湿度产生装置3使用了株式会社第一科学制的精密湿度产生装置的情况的测量结果。以下，对于图7～图9也相同。
图7是表示使用根据实施方式的依赖湿度的质量测定装置测量出的吸湿放湿量相对于湿度变化的追随性、及同一测定内的再现性的图。图7是表示丝绸、毛、棉、尼龙、铜氨纤维、聚酯及丙烯酸等的主要的纤维试样的吸湿放湿量的测量结果的图。该图表示在恒温槽11的内部使用吊挂夹具15及保持部16从天平12吊挂着试样的状态下的湿度的变化所引起的变动质量，纵轴是相对于绝对干的试样质量的变动质量即吸湿放湿量(mg/g)，横轴是经过时间(分钟)。
如图7所示，将恒温槽11的内部的绝对湿度切换为13.5g/m3和30.5g/m3时，则伴随湿度的变化，吸湿放湿量也发生变化。如此，依赖湿度的质量测定装置1的吸湿放湿量的测量结果存在相对于湿度变化的追随性。另外，如图7所示，如果将恒温槽11的内部的绝对湿度切换为13.5g/m3和30.5g/m3，则各种纤维试样的吸湿放湿量每隔30分钟进行相同的变化。如此，在依赖湿度的质量测定装置1的吸湿放湿量的测量结果中，在同一测定内有再现性。
图8是表示使用根据实施方式的依赖湿度的质量测定装置测量出的吸湿放湿量的重复再现性的图。图8是表示丝绸、毛、棉、尼龙、铜氨纤维、聚酯及丙烯酸等的主要的纤维试样的吸湿放湿量的第1次和第2次的测量结果的图。如图8所示，第1次和第2次的测量结果大致相同。这样，在依赖湿度的质量测定装置1的吸湿放湿量的测量结果中有重复再现性。
图9是表示根据实施方式的吸湿速度及放湿速度的时间变化的表。图9是表示根据图7所示的纤维试样的吸湿放湿量的测量结果计算出的吸湿速度及放湿速度的时间变化的表。如此，根据依赖湿度的质量测定装置1，能够获得试样的吸湿速度及放湿速度。
根据本实施方式的依赖湿度的质量测定装置1，能够以能够分析试样的吸湿及放湿的速度的方式测定质量根据气氛的湿度进行变化的试样的质量。由此，能够测量在衣服穿着时的舒适性上作为重要的因素的的吸湿速度或放湿速度。另外，由于在实际生活中温度湿度在短时间内变化，所以能够以更贴近实际生活的环境的状态测量吸湿放湿量。
本发明不脱离本发明的广义的精神和范围的情况下能够进行各种实施方式及变形。另外，上述的实施方式用于说明本发明，而不限定本发明的范围。本发明的范围不由实施方式而由权利要求书表示。而且，在权利要求书的范围内及与其同等的发明的意思的范围内实施的各种变形视作本发明的范围内。
附图标记的说明
1 依赖湿度的质量测定装置
2 干燥机
3 湿度产生装置
4 防结露用保温管
5 恒温器
8 试样
11 恒温槽
12 天平
13 覆盖箱
14 干燥空气供给装置
15 吊挂夹具
16 保持部
111 供给口
161 梁
162 针部
163 基部

Claims (8)

1.一种依赖湿度的质量测定装置，具备：
恒温槽，其内部形成有可收容试样的空间，顶棚上形成有穿过内部的空间和外部的通孔，并将内部的气氛保持于所确定的温度湿度；
天平，其支承于所述恒温槽上；
测量夹具，其吊挂于所述天平的秤盘支承部，不与所述恒温槽的所述通孔的内周面接触而插通于所述恒温槽的所述通孔，并在所述恒温槽的内部保持所述试样；
覆盖箱，其在侧面形成有空气的流入口和流出口，并将所述测量夹具的在所述恒温槽和所述天平之间的部分在所述测量夹具吊挂于所述秤盘支承部的状态下以不接触的方式收容于所述覆盖箱的内部；以及
干燥空气供给部，其使规定湿度以下的干燥空气从所述流入口流入所述覆盖箱。
2.根据权利要求1所述的依赖湿度的质量测定装置，其中，
所述干燥空气从所述覆盖箱的所述流入口流入的方向不在连结所述流入口和所述测量夹具的直线的方向上，且不在连结所述流入口和所述流出口的直线的方向上。
3.根据权利要求1或2所述的依赖湿度的质量测定装置，其中，
所述覆盖箱的所述流入口形成于比所述覆盖箱的一个侧面的中央靠上方的位置，所述流出口在比与形成有所述流入口的侧面对置的侧面的中央靠下方的位置形成于所述流入口的对角位置。
4.根据权利要求1或2所述的依赖湿度的质量测定装置，其中，
所述测量夹具包括：吊挂夹具，其吊挂于所述天平的所述秤盘支承部并插通于所述恒温槽的所述通孔；以及保持部，其在所述恒温槽的内部相对于该吊挂夹具可装拆地保持所述试样。
5.根据权利要求4所述的依赖湿度的质量测定装置，其中，
所述测量夹具的所述保持部具有刺穿所述试样的针部。
6.根据权利要求5所述的依赖湿度的质量测定装置，其中，
所述测量夹具的所述保持部包括直线状延伸的基部、从该基部正交延伸的多个所述针部、以及从所述基部向所述针部的相反侧延伸的两个以上的梁，
所述吊挂夹具在下部具备分别将所述保持部的所述梁插入其中的、2个以上的被水平支承的管。
7.根据权利要求1或2所述的依赖湿度的质量测定装置，其中，所述测量夹具由导电性、非磁性且非吸湿性的材料形成。
8.一种依赖湿度的质量测定装置的依赖湿度的质量测定方法，所述依赖湿度的质量测定装置具备：恒温槽，其内部形成有可收容试样的空间，顶棚上形成有穿过内部的空间和外部的通孔，并将内部的气氛保持于所确定的温度湿度；天平，其支承于所述恒温槽上；测量夹具，其吊挂于所述天平的秤盘支承部，不与所述恒温槽的所述通孔的内周面接触而插通于所述恒温槽的所述通孔，并在所述恒温槽的内部保持所述试样；覆盖箱，其在侧面形成有空气的流入口和流出口，并将所述测量夹具的在所述恒温槽和所述天平之间的部分在所述测量夹具吊挂于所述秤盘支承部的状态下以不接触的方式收容于所述覆盖箱的内部；以及干燥空气供给部，其使规定湿度以下的干燥空气从所述流入口流入所述覆盖箱，其中，
在所述恒温槽的内部将所述试样保持于所述测量夹具，
将所述恒温槽的内部的气氛保持于所确定的温度湿度，
在使所述规定的湿度以下的干燥空气从所述覆盖箱的所述流入口流入的状态下，使用所述天平测定所述试样的质量。
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