JP2000206021A

JP2000206021A - 透湿度測定装置

Info

Publication number: JP2000206021A
Application number: JP2000029447A
Authority: JP
Inventors: Kunitaka Mizobe; 都孝溝部
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-01
Filing date: 2000-02-07
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】試験体を恒温恒湿室から外気に取り出すこと
なく、恒温恒湿室内で試験体の重量を測定することがで
きると共に、振動による影響もなく、又、試料を透過す
る水蒸気の状態及び収容した水の温度を把握することに
よって、重量測定の結果を客観的に評価できるようにし
た透湿度測定技術の提供。【解決手段】恒温恒湿室Ｐに設置された制振台６上に
精密電子秤７が設けられ、内部に水Ｗを収容した測定カ
ップ１に試料２が装着された試験体Ｔの重量を精密電子
秤で測定して透湿度に換算する透湿度測定装置である。
測定カップ１は、カップ本体１０と押えリング１１とを
備え、カップ本体の周壁部に水の中に漬没する熱電対４
０が取り付けられると共に、水面と試料との間の空間１
５に延在して温湿度センサ４１が取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、函体内の除湿用と
して使用される水蒸気移動装置に設けられる透湿性の
膜、その他の紙や板紙、繊維製品等の透湿度を測定する
ための透湿度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、透湿度測定装方法としては、ＪＩ
ＳＬ１０９９による繊維製品の透湿度試験方法が知ら
れている。このＪＩＳＬ１０９９におけるＡ−２法で
は、ウオータ法として、透湿カップに一定量の水を入
れ、試料を透湿カップ上に載せた状態でパッキン及びリ
ングを装着して試験体とする。この試験体を所定の恒温
恒湿室に収容し、所定時間後に試験体を取り出して重量
を測定し（一次測定工程）、再び試験体を恒温恒湿室に
収容し、所定時間後に再び試験体を取り出して重量を測
定する（二次測定工程）。そして、一次測定値から二次
測定値を減算した差を基にして透湿度に換算するように
している。

【０００３】又、原理的には、上向きカップと下向きカ
ップの間に試料を挾み、その両カップ内の空間の温度及
び湿度を水蒸気の透過前と透過後で測定し、その測定結
果から試料の透湿度を測定するという透湿度測定装置が
知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ＪＩＳＬ１０９９におけるウオータ法では、一次測定
工程及び二次測定工程を行なう度に試験体を恒温恒湿室
から外気に取り出す必要がある。これでは試料が外気の
温度や湿度の影響を多く受けることになるし、試験体の
出し入れに伴う試料表面の移動風で試料表面の温度や湿
度が変化するなど、測定結果に誤差が生じやすく、信頼
性に乏しいという問題があった。

【０００５】又、後者の透湿度測定装置では、測定結果
がセンサの精度に大きく依存し、精密さを要求される透
湿度測定において、センサの誤差で測定結果が左右さ
れ、特に、センサの経年変化に伴う測定誤差の発生が生
じやすいという問題があった。

【０００６】本発明は上記のような従来の問題点を解決
するためになされたもので、試験体を恒温恒湿室から外
気に取り出すことなく、恒温恒湿室内で試験体の重量を
測定することができると共に、振動による影響もなく、
又、試料を透過する水蒸気の状態及び収容した水の温度
を把握することによって、重量測定の結果を客観的に評
価できるようにした透湿度測定装置を提供することを課
題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明（請求項１）の透湿度測定装置は、恒温恒湿
室に設置された制振台（除振台）上に精密電子秤が設け
られ、内部に水を収容した測定カップに試料が装着され
た試験体の重量を前記精密電子秤で測定して透湿度に換
算する透湿度測定装置であって、前記測定カップは、上
面が開口したカップ本体と、このカップ本体の上面との
間で試料を挟持する押えリングとを備え、カップ本体の
周壁部に、カップ本体に収容された水の中に漬没する熱
電対が取り付けられると共に、水面と試料との間の空間
に延在して温度センサ及び湿度センサが取り付けられて
いる構成とした。

【０００８】この場合、カップ本体の底部にバルブによ
って開閉する給排水路が形成され、カップ本体の周壁部
にドレンバルブによって開閉する水位調整用ドレン口が
前記温度センサ及び湿度センサよりも下方に設けられて
いる態様（請求項２）がある。

【０００９】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づ
いて詳細に説明する。図１は実施の１形態である透湿度
測定装置の断面図、図２はこの透湿度測定装置で使用さ
れる測定カップのカップ本体を示す切欠平面図である。

【００１０】図において、１は測定カップで、上面が開
口したカップ本体１０と、押えリング１１とを備えてい
る。そして、このカップ本体１０の内部に水Ｗ（純水）
を収容した状態でカップ本体１０の上面と押えリング１
１との間に試料２を装着し、蝶ナット１２により締め付
けることで試験体Ｔが形成される。

【００１１】尚、前記試料２の外周部には空気漏れを防
止するためのシール部２０が設けられている。このシー
ル部２０は、図３に示すように、試料２の外周部分に低
粘度（粘性：４０Ｐａ・ｓ）のシリコン２１が含浸され
ると共に、外周部分の上下にシリコンゴムによるパッキ
ン部２２，２２が形成され、さらに試料２の外周面を覆
うようにパッキン部２２，２２間に非流動性のシリコン
２３を充填したものとなっている。

【００１２】前記カップ本体１０は、底部が嵩上げされ
るようにスカート部１３が形成され、その底面１４は中
央に向けて下り勾配の傾斜面に形成され、その中央最深
部にバルブ３０によって開閉する給排水路３が形成され
ている。又、カップ本体１０の周壁部には、カップ本体
１０に収容された水Ｗの中に漬没するように熱電対４０
が取り付けられると共に、水Ｗと試料２との間の空間１
５に延在して温度及び湿度を測定するための温湿度セン
サ４１が取り付けられている。更に、カップ本体１０の
周壁部には、ドレンバルブ５０によって開閉する水位調
整用ドレン口５が前記温湿度センサ４１よりも下方に設
けられている。尚、図中１６はバランサーで、カップ本
体１０の周壁に固定され、重心が測定カップ１の中心に
なるように調整する。

【００１３】そして、前記試験体Ｔは、一定の温度及び
湿度に設定された恒温恒湿室Ｐで重量測定され、その測
定値を透湿度に換算することになる。この場合、恒温恒
湿室Ｐには、測定空間Ｐ１を一定の風速以下に保持する
ための有孔多孔体による防風網９０が透湿度測定装置を
覆う状態で設けられている。この測定空間Ｐ１には振動
吸収部材６０が底部に設けられた制振台６が設置され、
この制振台６の上に１ｇ／１００００まで測定可能な精
密電子秤７が設けられ、この精密電子秤７上に試験体Ｔ
が載置されることになる。尚、図中８０は測定空間Ｐ１
内に配設された温湿度計、８１は風速計である。又、７
ａはカップ本体１０並びに精密電子秤７を接地する導
線、９０ａは防風網９０を接地する導線である。従っ
て、カップ本体１０は精密電子秤７が接地されているた
め、これに載置されたときに接地される。又、防風網９
０が接地されているため、カップ内の空間１５と測定空
間Ｐ１は同電位になり易く、帯電しにくい。これにより
カップ本体１０の電蝕が生じにくくなる。

【００１４】又、図示していないが、測定空間Ｐ１には
試験体Ｔを支持する昇降装置が設けられている。この昇
降装置は、測定空間Ｐ１に設けたガイドに沿って受け部
材が昇降可能に設けられ、一方、カップ本体１０には支
持部材が突設され、この支持部材を受け部材で支持させ
る状態に試験体Ｔをセットする。そして、この試験体Ｔ
をセットした状態で受け部材を下降させて試験体Ｔを精
密電子秤７上に載置させたのち、さらに受け部材を下降
させて支持部材から離反させるようになっている。これ
により、試験体Ｔ及び精密電子秤７に衝撃を与えること
なく、試験体Ｔを静かに精密電子秤７上に載置すること
ができる。尚、この昇降装置における受け部材の昇降駆
動手段としては、手動、電動モータ、エアシリンダ、油
圧シリンダ等を用いることができるし、動力伝達手段と
しては、ワイヤ、チエン、歯車、リンク等を用いること
ができ、この駆動手段と動力伝達手段を組み合わせて受
け部材の昇降機構を構成する。

【００１５】次に、上記の透湿度測定装置を用いた透湿
度測定方法を説明する。この透湿度測定方法では、ま
ず、試験体Ｔを作るもので、初めにカップ本体１０の内
部に水Ｗ（純水）を収容する。このとき、水Ｗの給水又
は排水が必要な場合には、バルブ３０を開いて給排水路
３から水Ｗを給水又は排水する。又、水量の調節は、ド
レンバルブ５０によって開閉する水位調整用ドレン口５
から行なう。これにより、温湿度センサ４１を水で濡ら
すことなくカップ本体１０内に水Ｗを適量で収容するこ
とができる。このようにしてカップ本体１０内に水Ｗを
収容したのち、カップ本体１０の上面と押えリング１１
との間に試料２を装着し、蝶ナット１２により締め付け
ることで試験体Ｔが形成される。このとき、試料２の外
周部からの蒸気の漏れはシール部２０によって確実に防
止される。

【００１６】次に、試験体Ｔを恒温恒湿室Ｐの測定空間
Ｐ１内に設置して測定作業を行なうもので、これは、試
料２が温度や湿度の影響を受けやすく、外気の温度や湿
度の変化で測定結果に誤差が生じるのを防止するためで
ある。尚、試験体Ｔは前述した受け部材によって精密電
子秤７上に載置されるものであるが、試験体Ｔを受け部
材に支持させるまでの試験体Ｔの持ち運びに際しては、
試料２が水Ｗで濡れないように、水平にして静かに持ち
運ぶ必要があり、このために専用のリフト装置を使用
し、懸垂状態で持ち運ぶようにしている。

【００１７】そして、上述のようにして試験体Ｔを精密
電子秤７上に載置したのち、恒温恒湿室Ｐを閉じ、あと
は遠隔操作で測定を行なうことになる。この場合、図４
で示すように、温湿度センサ４１及び熱電対４０はその
測定データが有線４１ａ，４０ａによって外部の電子計
算装置８５に取り込まれるもので、試験体Ｔを受け部材
に支持した段階で予め有線４１ａ，４０ａを接続してお
くことになる。前記有線４１ａ，４０ａは、その重量が
試験体Ｔの重量測定に影響を及ぼすことがないよう種類
及び配線に工夫がなされている。この場合、有線４１
ａ，４０ａとしては、可撓性及び伸縮性に優れたもの
（例えば、商標名；モビロン吉野川電線株式会社製）
を用い、試験体Ｔの中心真上で、周期的な弾性振動が発
生しにくいように扇状又は逆円錐状に集束してコネクタ
８７により接続するようにしている。尚、図４におい
て、８５ａは変換装置、８５ｂは電源、８５ｃは記憶ロ
ガー、８５ｄはパソコン、８５ｅは電送ケーブル（ＲＳ
２３２Ｃ）である。又、変換装置８５ａ、記憶ロガー８
５ｃ、パソコン８５ｄにはそれぞれ接地用の導線８６が
接続されている。

【００１８】測定に際しては、まず、試験体Ｔを載置し
た状態で精密電子秤７をゼロ設定する。次に、この状態
で試験体Ｔの重量を経時的に一定時間（１時間）測定し
て、測定開始時の重量（ゼロ設定）と一定時間経過後の
重量の差を基にして透湿度に換算し、同時に熱電対４０
により水温を経時的に測定すると共に、温湿度センサ４
１で試験体Ｔ内の空間１５の温度及び湿度を測定するも
のである。尚、試験体Ｔの重量の差を透湿度に換算する
には、次式を用いる。Ｐ＝１０×（Ａ２−Ａ１）／Ｓここで、Ｐ：透湿度（ｇ／ｍ²・ｈ）Ａ２−Ａ１：試験体の時間当たりの重量変化量（ｍｇ／
ｈ）Ｓ：透湿面積（ｃｍ²）

【００１９】図５は透湿度測定装置を用いて測定した測
定結果を示すグラフ図である。図において、Ａはカップ内相対湿度Ｂは多項式カップ内相対湿度Ｃは測定空間相対湿度Ｄは多項式測定空間相対湿度Ｅは透湿度Ｆはカップ内水温変動量×１０Ｇはカップ内水温Ｈは測定空間温度Ｉは測定空間温度変動量×１０Ｊはカップ重量×１０^−１Ｋはカップ重量変動量×１０^２×０．５Ｌはカップ内温度変動量×１０Ｍはカップ内温度Ｎは測定空間風速×１０^２を示している。尚、Ｆ，Ｉ，
Ｋ，Ｌの各変動量及びＪの重量とＮの風速のグラフは、
詳細に変動の状態を把握するため、並びに１つのグラフ
に表示させるために、本来の値に１０^−１〜０．５×１
０^２を掛けた数値である。

【００２０】この透湿度測定方法では、上記したよう
に、試験体Ｔの作成については外気の中で行なうもの
の、一連の測定に際してはすべて恒温恒湿室Ｐ（測定空
間Ｐ１）内で行なうことができる。従って、試験体Ｔの
重量測定に際し、これを外気に取り出すことなく、恒温
恒湿室Ｐ（測定空間Ｐ１）内で行なうことができるし、
振動による影響のない環境で精密に測定することができ
る。又、試験体Ｔ内の空間１５の温度及び湿度を温湿度
センサ４１で測定すると共に、熱電対４０により水温を
経時的に測定するため、試料２を透過する水蒸気の状態
を把握することができる。これにより、これらの水蒸気
に関わる測定結果を踏まえながら重量測定の結果を客観
的に評価することができ、精密で信頼性の高い測定が可
能になる。

【００２１】以上、本発明の実施の形態を図面により説
明してきたが、具体的な構成はこれに限定されるもので
はない。

【００２２】

【発明の効果】以上、説明してきたように本発明にあっ
ては、以下に挙げるような効果が得られる。精密電子秤
が制振台上に設けられているため、振動による影響を受
けることなく精密電子秤上で試験体の重量測定を行なう
ことができる。又、恒温恒湿室に精密電子秤が設置され
ているため、恒温恒湿室で試験体の重量測定を行なうこ
とができ、重量測定の度に恒温恒湿室から取り出すこと
による外気の影響を受けることがない。又、温度センサ
及び湿度センサ、並びに熱電対が設けられているため、
試料を透過する水蒸気の状態を把握することができる。
これにより、これらの水蒸気に関わる測定結果を踏まえ
ながら重量測定の結果を客観的に評価することができ、
精密で信頼性の高い測定ができる。尚、給排水路及び水
位調整用ドレン口を設けると、温度センサ及び湿度セン
サを濡らすことなく水の給排水及び水位調整をすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の１形態である透湿度測定装置の断面図で
ある。

【図２】この透湿度測定装置で使用される測定カップの
カップ本体を示す切欠平面図である。

【図３】試料のシール部を示す拡大断面図である。

【図４】透湿度測定装置の電気配線を示す説明図であ
る。

【図５】透湿度測定装置を用いて測定した測定結果を示
すグラフ図である。

【符号の説明】

Ｔ試験体Ｐ恒温恒湿室Ｗ水１測定カップ１０カップ本体１１押えリング１５空間２試料３給排水路３０バルブ４０熱電対４１温湿度センサ５水位調整用ドレン口５０ドレンバルブ６制振台７精密電子秤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】恒温恒湿室に設置された制振台上に精密
電子秤が設けられ、内部に水を収容した測定カップに試
料が装着された試験体の重量を前記精密電子秤で測定し
て透湿度に換算する透湿度測定装置であって、前記測定カップは、上面が開口したカップ本体と、この
カップ本体の上面との間で試料を挟持する押えリングと
を備え、前記カップ本体の周壁部に、カップ本体に収容された水
の中に漬没する熱電対が取り付けられると共に、水面と
試料との間の空間に延在して温度センサ及び湿度センサ
が取り付けられていることを特徴とした透湿度測定装
置。
【請求項２】カップ本体の底部にバルブによって開閉
する給排水路が形成され、カップ本体の周壁部にドレン
バルブによって開閉する水位調整用ドレン口が前記温度
センサ及び湿度センサよりも下方に設けられている請求
項１記載の透湿度測定装置。