JP2013036813A - Gas permeability test piece, producing method of gas permeability test piece, gas permeability test piece producing device, and gas permeability evaluating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属の腐食状態を測定することでガス透過性を評価するガス透過性試験片、そのガス透過性試験片の作成方法、ガス透過性試験片作成装置及びガスバリア透過性評価装置に関する。 The present invention relates to a gas permeable test piece for evaluating gas permeability by measuring a corrosion state of a metal, a method for producing the gas permeable test piece, a gas permeable test piece creating apparatus, and a gas barrier permeability evaluating apparatus.
フィルムのガスバリア性評価方法としてカルシウム腐食法を代表とする金属腐食法が知られている(例えば特許文献1を参照)。この方法は対象のフィルムを透過した目的のガスが腐食性金属と反応し、腐食した金属の量を測定することで、フィルムのガスバリア性を得る評価方法である。具体的には、図5、図6に示すように、対象のフィルム1、11を透過したガスのみに反応するよう腐食性金属2、12を低ガス透過非腐食性材料3、13でそれぞれ密封した試験片を作成する。その後、これらの試験片を一定ガス濃度、一定温度条件下に暴露し、対象のフィルム1、11の測定面から目的のガスを透過させ腐食性金属2、12をそれぞれ腐食させる。そして、腐食した金属の面積、吸光度、電気特性などに関して、その経時変化を測定することで、対象のフィルム1、11のガス透過性を評価する。
A metal corrosion method typified by a calcium corrosion method is known as a gas barrier property evaluation method for a film (see, for example, Patent Document 1). This method is an evaluation method for obtaining the gas barrier property of a film by measuring the amount of the corroded metal by reacting the target gas permeated through the target film with the corrosive metal. Specifically, as shown in FIGS. 5 and 6, the
ガスバリアの機能を持つフィルムは食料品、精密電子部品及び医薬品の包材として用いられている。これらは、内容物の変質を抑制しそれら内容物の機能や性質を保持するために、包装材料を通過するガスによる影響を防止する必要があり、内容物の機能等に悪影響を及ぼすガスを遮断するガスバリア性を備えることが求められてきた。さらに近年、ガスバリア性を備えるフィルムは太陽電池モジュールの部材である裏面保護シートや、有機EL素子のガスバリア層を代表とした産業資材用途として用いられるようになってきた。 Films having a gas barrier function are used as packaging materials for foodstuffs, precision electronic components and pharmaceuticals. In order to suppress the alteration of the contents and maintain the functions and properties of the contents, it is necessary to prevent the influence of the gas passing through the packaging material, and shut off the gas that adversely affects the functions of the contents. It has been required to have a gas barrier property. Furthermore, in recent years, films having gas barrier properties have come to be used as industrial material applications such as back surface protection sheets, which are members of solar cell modules, and gas barrier layers of organic EL elements.
フィルムのガス透過性を評価する金属腐食法は、前述したように、フィルムの測定面から透過したガスのみに反応するよう腐食性金属2、12を密封した試験片を作成する必要がある。
しかし、前記フィルム1、11の膜厚が厚い場合は、図5、図6で示すように、フィルム端面から透過したガスが腐食性金属2、12と反応してしまい、ガス透過性を正確に評価することができないという課題を有していた。なお、図5、図6では、フィルムの測定面側から透過したガスの経路は、ガス透過経路4、14としてそれぞれ示されている。また、フィルムの端面側から透過したガスの経路は、ガス透過経路5、15としてそれぞれ示されている。
In the metal corrosion method for evaluating the gas permeability of the film, as described above, it is necessary to prepare a test piece in which the
However, when the
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、前記フィルム端面から侵入するガスによる影響を低減し、より正確にガス透過性を評価することができるガス透過性試験片、そのガス透過性試験片の作成方法、ガス透過性試験片作成装置及びガスバリア透過性評価装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and reduces the influence of gas entering from the film end face, and more accurately evaluates gas permeability, and its gas permeability An object of the present invention is to provide a method for producing a test piece, a gas permeability test piece preparation device, and a gas barrier permeability evaluation device.
上記課題を解決するための本願発明の一態様は、フィルムと、前記フィルムの一方の面の少なくとも一部に形成された、特定のガスと反応して腐食する腐食性金属層と、前記腐食性金属層と前記腐食性金属層が形成された前記フィルムの一方の面とを密封する、前記ガスと反応しない低ガス透過非腐食性材料とを備えた、前記フィルムに対する透過率を評価するガス透過性試験片において、前記フィルムの端面を前記低ガス透過非腐食性材料で密封したことを特徴とするガス透過性試験片である。 One aspect of the present invention for solving the above problems is a film, a corrosive metal layer formed on at least a part of one surface of the film, which corrodes by reacting with a specific gas, and the corrosive property. Gas permeation for evaluating the permeability to the film, comprising a metal layer and one surface of the film on which the corrosive metal layer is formed, and a low gas permeation non-corrosive material that does not react with the gas. A gas permeable test piece, wherein an end face of the film is sealed with the low gas permeable non-corrosive material.
上記態様によれば、腐食性金属層と、腐食性金属層が形成されたフィルムの一方の面と、フィルムの端面とは、低ガス透過非腐食性材料で密封されている。このため、ガス透過性試験片を一定ガス濃度、一定温度条件下に暴露した際、フィルム端面からのガスの侵入を防ぐことができる。その結果、ガスは低ガス透過非腐食性材料で覆われていない、フィルムの測定面側のみから透過してくる。従って、上記態様に係るガス透過性試験片であれば、従来技術と比較して、より正確なガス透過性を評価することができる。 According to the above aspect, the corrosive metal layer, the one surface of the film on which the corrosive metal layer is formed, and the end surface of the film are sealed with the low gas permeation non-corrosive material. For this reason, when the gas permeable test piece is exposed to a constant gas concentration and a constant temperature, it is possible to prevent gas from entering from the film end face. As a result, the gas permeates only from the measurement surface side of the film that is not covered with the low gas permeation non-corrosive material. Therefore, if it is a gas-permeable test piece which concerns on the said aspect, compared with a prior art, more exact gas-permeability can be evaluated.
また、本願発明の別の態様は、開口部を有するカップ形状の、特定のガスと反応しない低ガス透過非腐食性材料と、前記低ガス透過非腐食性材料の内面の少なくとも一部に形成された、前記ガスと反応して腐食する腐食性金属層と、前記開口部を塞いで前記腐食性金属層を密封するフィルムとを備えた、前記フィルムに対する透過率を評価するガス透過性試験片において、前記フィルムの端面を前記低ガス透過非腐食性材料で密封したことを特徴とするガス透過性試験片である。 Another aspect of the present invention is a cup-shaped low gas permeation non-corrosive material that does not react with a specific gas, and an inner surface of the low gas permeation non-corrosive material. In addition, a gas permeable test piece for evaluating the transmittance of the film, comprising a corrosive metal layer that reacts with the gas and corrodes, and a film that closes the opening and seals the corrosive metal layer. A gas permeable test piece wherein the end face of the film is sealed with the low gas permeable non-corrosive material.
上記態様によれば、腐食性金属層はフィルムで密封され、且つ、フィルム端面は低ガス透過非腐食性材料で密封されている。このため、ガス透過性試験片を一定ガス濃度、一定温度条件下に暴露した際、フィルム端面からのガスの侵入を防ぐことができる。従って、上記態様に係るガス透過性試験片であれば、従来技術と比較して、より正確なガス透過性を評価することができる。 According to the above aspect, the corrosive metal layer is sealed with a film, and the film end face is sealed with a low gas permeation non-corrosive material. For this reason, when the gas permeable test piece is exposed to a constant gas concentration and a constant temperature, it is possible to prevent gas from entering from the film end face. Therefore, if it is a gas-permeable test piece which concerns on the said aspect, compared with a prior art, more exact gas-permeability can be evaluated.
ここで前記「カップ形状」とは、低ガス透過非腐食性材料の底面側から開口部側に向かう軸に垂直方向の断面の面積がその底面側から開口部側に向かって一定である空間を囲む形状、または底面側から開口部側に向かうに従って連続的もしくは段階的に増加する空間を囲む形状をいう。
また、本願発明の別の態様は、前記腐食性金属層は、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはその何れかの合金のうち何れか一つを含むこととしても良い。
Here, the “cup shape” refers to a space in which the area of the cross section perpendicular to the axis from the bottom surface side to the opening side of the low gas permeation non-corrosive material is constant from the bottom surface side to the opening side. A surrounding shape or a shape surrounding a space that increases continuously or stepwise from the bottom side toward the opening side.
In another aspect of the present invention, the corrosive metal layer may include any one of an alkali metal, an alkaline earth metal, or any alloy thereof.
上記態様によれば、腐食性金属層としてアルカリ金属、アルカリ土類金属またはその何れかの合金のうち何れか一つを含んでいるので、腐食性金属層は水蒸気によって腐食される。このため、上記態様に係るガス透過性試験片であれば、従来技術と比較して、容易に水蒸気透過度を求めることができる。
また、本願発明の別の態様は、前記アルカリ土類金属は、カルシウム、マグネシウムまたはその何れかの合金のうち何れか一つを含むこととしても良い。
According to the above aspect, since the corrosive metal layer includes any one of alkali metal, alkaline earth metal, or any alloy thereof, the corrosive metal layer is corroded by water vapor. For this reason, if it is a gas-permeable test piece which concerns on the said aspect, compared with a prior art, water vapor permeability can be calculated | required easily.
In another aspect of the present invention, the alkaline earth metal may include any one of calcium, magnesium, or any alloy thereof.
上記態様によれば、アルカリ土類金属としてカルシウム、マグネシウム、またはその何れかの合金のうち何れか一つを含んでいるので、腐食性金属層は水蒸気によって腐食される。また腐食性金属層を安価に製造することもできる。このため、上記態様に係るガス透過性試験片であれば、従来技術と比較して、安価かつ容易に水蒸気透過度を求めることができる。 According to the above aspect, since the alkaline earth metal includes any one of calcium, magnesium, or any alloy thereof, the corrosive metal layer is corroded by water vapor. Further, the corrosive metal layer can be manufactured at a low cost. For this reason, if it is a gas-permeable test piece which concerns on the said aspect, compared with the prior art, water vapor permeability can be calculated | required cheaply and easily.
また、本願発明の別の態様は、上記態様のガス透過性試験片の作成方法において、前記フィルムの端面を密封する前記低ガス透過非腐食性材料を、化学気相成長(CVD)、プラズマ化学気相成長(PECVD)、低圧化学気相成長(LPCVD)、減圧化学気相成
長(SACVD)、UV支援化学気相成長、フィラメント支援化学気相成長(FACVD)、大気圧化学気相成長(APCVD)、原子層堆積(ALD)、及びプラズマ原子層堆積(PEALD)からなる群より選ばれる方法により形成する工程を含むことを特徴とするガス透過性試験片の作成方法である。
According to another aspect of the present invention, in the method for producing a gas permeable test piece according to the above aspect, the low gas permeable non-corrosive material for sealing the end face of the film is formed by chemical vapor deposition (CVD), plasma chemistry. Vapor Deposition (PECVD), Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD), Low Pressure Chemical Vapor Deposition (SACVD), UV Assisted Chemical Vapor Deposition, Filament Assisted Chemical Vapor Deposition (FACVD), Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition (APCVD) ), Atomic layer deposition (ALD), and plasma atomic layer deposition (PEALD).
上記態様によれば、上記方法は段差被覆性に優れた方法であるため、低ガス透過非腐食性材料を用いてフィルム端面を覆うことができる。このため、上記態様に係るガス透過性試験片の作成方法であれば、フィルム端面が低ガス透過非腐食性材料で密封されたガス透過性試験片を作成することができる。
また、本願発明の別の態様は、上記態様のガス透過性試験片を作成するガス透過性試験片作成装置において、前記フィルムが保管された容器と、前記容器内に配置された、前記フィルムの一方の面側に前記腐食性金属層を形成する装置と、前記容器内に配置された、前記フィルムの端面を密封するように前記低ガス透過非腐食性材料を形成する装置とを備えることを特徴とするガス透過性試験片作成装置である。
According to the said aspect, since the said method is a method excellent in level | step difference covering property, a film end surface can be covered using a low gas-permeable non-corrosive material. For this reason, if it is the preparation method of the gas-permeable test piece which concerns on the said aspect, the gas-permeable test piece by which the film end surface was sealed with the low gas-permeable non-corrosive material can be produced.
Another aspect of the present invention provides a gas permeable test piece creating apparatus for producing the gas permeable test piece of the above aspect, a container in which the film is stored, and the film disposed in the container. An apparatus for forming the corrosive metal layer on one surface side, and an apparatus for forming the low gas permeation non-corrosive material disposed in the container so as to seal an end surface of the film. This is a gas permeable test piece preparation device.
上記態様によれば、低ガス透過非腐食性材料を用いてフィルム端面を密封することができる。このため、上記態様に係るガス透過性試験片作成装置であれば、より正確にガス透過性を評価することができるガス透過性試験片を作成することができる。
なお、ここで「フィルムの一方の面側に前記腐食性金属層を形成する」とは、フィルムの一方の面に接して腐食性金属層を形成しても良いし、フィルムの一方の面と腐食性金属層との間に間隙を形成しても良い。
According to the said aspect, a film end surface can be sealed using a low gas permeable non-corrosive material. For this reason, if it is a gas-permeable test piece preparation apparatus which concerns on the said aspect, the gas-permeable test piece which can evaluate gas permeability more correctly can be produced.
Here, “to form the corrosive metal layer on one surface side of the film” means that the corrosive metal layer may be formed in contact with one surface of the film, A gap may be formed between the corrosive metal layer.
また、本願発明の別の態様は、上記態様のガス透過性試験片作成装置と、前記ガス透過性試験片作成装置により作成された前記ガス透過性試験片を、前記ガス透過性試験片作成装置に備わる前記容器内に保管した状態で、一定のガス濃度及び一定の温度の環境下に暴露する装置と、暴露した状態で前記腐食性金属層の腐食が進行する程度を測定する測定装置とを備えることを特徴とするガス透過性評価装置である。 Further, another aspect of the present invention is that the gas permeable test piece preparation apparatus of the above aspect and the gas permeable test piece prepared by the gas permeable test piece preparation apparatus are combined with the gas permeable test piece preparation apparatus. A device that is exposed to an environment having a constant gas concentration and a constant temperature while being stored in the container, and a measuring device that measures the degree of corrosion of the corrosive metal layer in the exposed state. It is a gas permeability evaluation apparatus characterized by comprising.
上記態様によれば、ガス透過性試験片作成装置により作成されたガス透過性試験片をそのまま一定のガス濃度及び一定の温度の環境下に暴露することができる装置を用いることで、腐食が進行する程度を経時的に測定してガス透過性を評価することができる。このため、上記態様に係るガス透過性評価装置であれば、ガス透過性試験片が当該環境外に曝されることによる環境変化のガス透過性への影響を抑えることができ、より正確な評価を行うことができる。 According to the above aspect, corrosion proceeds by using an apparatus that can directly expose a gas permeable test piece prepared by a gas permeable test piece preparation apparatus to an environment having a constant gas concentration and a constant temperature. The gas permeability can be evaluated by measuring the degree to which it is performed over time. For this reason, with the gas permeability evaluation apparatus according to the above aspect, it is possible to suppress the influence on the gas permeability of the environmental change due to the gas permeability test piece being exposed to the outside of the environment, and more accurate evaluation. It can be performed.
本発明によるガス透過性試験片を用いることで、ガスがフィルム端面から透過することを防ぎ、より正確なガス透過性を評価することができる。 By using the gas permeable test piece according to the present invention, gas can be prevented from permeating from the film end face, and more accurate gas permeability can be evaluated.
以下に、本発明の実施形態について説明するが、本発明は以下の実施形態によって限定されるものではなく、フィルムの種類、用途に応じて適宜選択される。
<第1実施形態>
(ガス透過性試験片)
図1は、本発明の第1実施形態に係るガス透過性試験片100の断面図である。図1に示すように、ガス透過性試験片100は、フィルム21と腐食性金属層22と低ガス透過非腐食性材料23とを含んで構成されている。
測定対象であるフィルム21の一方の面21bの少なくとも一部には、平面状の腐食性金属層22が前記面21bに接して設けられている。そして、低ガス透過非腐食性材料23は、腐食性金属層22とフィルム21の一方の面21bのうち腐食性金属層22が設けられていない部分とを覆うようにして設けられている。さらに、フィルムの端面21aは、図1に示すように、低ガス透過非腐食性材料23で覆われている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited by the following embodiments, and is appropriately selected according to the type and use of the film.
<First Embodiment>
(Gas permeability test piece)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas
A planar
言い換えると、図1に示すガス透過性試験片100は、フィルム21の一方の面21bに、特定のガスと反応して腐食する腐食性金属層22を形成したものである。さらに、腐食性金属層22と、腐食性金属層22と接する面21bとは反対側の面(つまり、測定面)21cを除くフィルム21とを覆うように、特定のガスと反応しない低ガス透過非腐食性材料23を形成することによって、腐食性金属22をフィルム21と低ガス透過非腐食性材料23とで密封したものである。
In other words, the gas
以上のように、上記実施形態によれば、腐食性金属層22と腐食性金属層22が形成されたフィルム21の一方の面21bとフィルム22の端面21aとを低ガス透過非腐食性材料23で密封することができる。このため、ガス透過性試験片100を一定ガス濃度、一定温度条件下に暴露した場合であってもフィルム21の端面21aからのガスの侵入を防ぐことができる。その結果、ガスは低ガス透過非腐食性材料23で覆われていない、フィルム21の測定面21c側のみから透過してくる。よって、腐食性金属層22は、経路24で示すように、フィルム21を透過したガスとのみ反応することができる。従って、上記実施形態に係るガス透過性試験片100であれば、従来技術と比較して、より正確なガス透過性を評価することができる。
As described above, according to the above embodiment, the
なお、腐食性金属層22は、特定のガスと反応して腐食する金属層であれば良く、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはその何れかの合金のうち何れか一つを含むものである。アルカリ金属、アルカリ土類金属あるいはその何れかの合金は、反応性に富み、水蒸気によって容易に腐食されるので、水蒸気のガス透過性を示す水蒸気透過度を求めるためには適している組み合わせである。
The
さらに、アルカリ土類金属としては、例えば、カルシウム、マグネシウムまたはその何れかの合金のうち何れか一つを含むものであれば良い。カルシウム、マグネシウムあるいはその何れかの合金は、水蒸気によって容易に腐食される上に、安価であり、かつ蒸着により薄膜を形成しやすいため、水蒸気透過度を求めるために、より一層適している組み合わせである。 Further, as the alkaline earth metal, for example, any one of calcium, magnesium and any one of alloys thereof may be used. Calcium, magnesium or any of their alloys are easily corroded by water vapor, are inexpensive, and are easy to form a thin film by vapor deposition. is there.
また、低ガス透過非腐食性材料23は、上記特定のガスと反応しない材料であれば良く、例えば、金属、金属酸化物、金属窒化物、ガラス等である。低ガス透過非腐食性材料23は、できるだけガス透過性が低い材質であることが望ましいが、これらに限定するものではない。
また、上記実施形態では、腐食性金属層22はフィルム21の一方の面21bの一部に形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、腐食性金属層22はフィルム21の一方の面21bの全面に形成されていても良い。
The low gas permeation
In the above embodiment, the case where the
(ガス透過性試験片の作成装置)
図3は、図1で示したガス透過性試験片100の作成装置300の断面図である。本装
置300は、測定対象となるフィルム21をセットすることができる台座51と、交換装置を備えたマスク52(以下、単に「マスク52」ともいう。)と、腐食性金属層22を成膜する装置53(以下、単に「成膜装置53」ともいう。)と、低ガス透過非腐食性材料23を成膜する装置54(以下、単に「成膜装置54」ともいう。)と、温度湿度調節装置56と、腐食度測定装置57とを内部に備えたチャンバー58と、チャンバー58内部を操作することができるグローブボックス55とを含んで構成されている。
(Gas permeability test piece creation device)
FIG. 3 is a cross-sectional view of an
なお、成膜装置53は、台座51にセットされたフィルム21の一方の面21b側に腐食性金属層22を形成できるように配置されている。
また、成膜装置54は、フィルム21の端面21aを低ガス透過非腐食性材料23で密封できるように配置されている。
また、マスク52は、台座51と成膜装置53あるいは成膜装置54との間に配置され、且つ、台座51にセットされたフィルム21と対向配置されている。
The
The
The
また、温度湿度調節装置56は、チャンバー58内部の温度湿度環境を調節できるように配置されている。
また、腐食度測定装置57は、例えば、腐食性金属層22の腐食度を測定面側から測定できるように配置されている。
言い換えると、ガス透過性試験片100の作成装置300は、ガス透過性試験片100を作成する装置(つまり、台座51と、マスク52と、成膜装置53と、成膜装置54と、グローブボックス55とを含んで構成される装置)と、ガス透過性試験片100を目的の温度湿度環境下に暴露する装置(つまり、温度湿度調節装置56)と、ガス透過性試験片100が備えるフィルムを透過したガスにより腐食した腐食性金属層22の腐食度を測定する装置(つまり、腐食度測定装置57)を兼ね備えた装置である。このように、本実施形態に係る作成装置300は、一つの装置でガス透過性試験片100の作成からガス透過性の測定までを行うことができる装置である。
The temperature /
Further, the corrosion
In other words, the gas
なお、本願の「容器」とはチャンバー58のことであり、「腐食性金属層を形成する装置」とは成膜装置53のことであり、「低ガス透過非腐食性材料を形成する装置」とは成膜装置54のことである。
また、本願の「一定のガス濃度及び一定の温度の環境下に暴露する装置」とは温度湿度調節装置56のことであり、「暴露した状態で前記腐食性金属層の腐食が進行する程度を測定する測定装置」とは腐食度測定装置57のことである。
The “container” in the present application refers to the
In addition, the “apparatus exposed to an environment having a constant gas concentration and a constant temperature” in the present application refers to the temperature /
以上のように、上記実施形態によれば、低ガス透過非腐食性材料23でフィルム端面21aを密封することができるので、より正確にガス透過性を評価することができるガス透過性試験片100を作成することができる。
また、上記実施形態によれば、温度湿度調節装置56を用いることで、腐食が進行する程度を経時的に測定してガス透過性を評価することができる。さらに、ガス透過性試験片100が当該環境外に曝されることによる環境変化のガス透過性への影響を抑えることができるので、より正確な評価を行うことができる。
また、腐食度測定装置57の例として、腐食性金属層22の腐食部面積を得るカメラ、腐食性金属層22の吸光度を得る吸光光度計、腐食性金属層22の電気特性測定装置が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
As described above, according to the above-described embodiment, the
Moreover, according to the said embodiment, by using the temperature /
Examples of the corrosion
また、腐食が進行する程度を示す腐食度を求めるためには、腐食面の面積あるいは、吸光度、電気抵抗を測定する手法が存在するが、これらに限定されるものではない。
また、本実施形態では、ガス透過性試験片100の作成からガス透過性の測定までを行うことができる作成装置300について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ガス透過性試験片100の作成装置としては、図4に示す作成装置400であっても良い。作成装置400は、上述した作成装置300から温度湿度調節装置56と腐食度測定装置57とを取り除いた装置である。具体的には、測定対象となるフィルム21をセットすることができる台座41と、交換装置を備えたマスク42と、腐食性金属層22を成膜する装置43と、低ガス透過非腐食性材料23を成膜する装置44とを内部に備えたチャンバー48と、チャンバー48内部を操作することができるグローブボックス45とを含んで構成された作成装置である。
In addition, in order to obtain the degree of corrosion indicating the degree of progress of corrosion, there are methods for measuring the area of the corroded surface, the absorbance, and the electrical resistance, but the present invention is not limited thereto.
Moreover, although this embodiment demonstrated the
また、台座41、マスク42、腐食性金属層22を成膜する装置43、低ガス透過非腐食性材料23を成膜する装置44及びグローブボックス45は、作成装置300で説明した台座51、マスク52、腐食性金属層22を成膜する装置53、低ガス透過非腐食性材料23を成膜する装置54及びグローブボックス55と概ね同じ位置にそれぞれ配置されている。
以上のように、作成装置400を用いた場合であっても、作成装置300の場合と同様に、ガス透過性試験片100を作成することができる。
Further, the
As described above, even when the
(ガス透過性試験片の作成方法)
以下、図3で示した作成装置300を用いたガス透過性試験片100の作成方法について説明する。
まず、台座51に図1で示したフィルム21をセットし、交換装置を備えたマスク52を用いてフィルム21の一方の面21bの少なくとも一部を開口するようにマスクをセットする。
その後、腐食性金属層22を成膜する装置53を用いて、マスク52が開口している部分のフィルム21の一方の面21bにのみ腐食性金属層22を成膜する。
(How to make a gas permeable specimen)
Hereinafter, a method for producing the gas
First, the
Thereafter, the
成膜後、マスク52に備わる交換装置を用いて、フィルム21よりも広く開口しているマスク52に変更する。
その後、低ガス透過非腐食性材料23を成膜する装置54を用いて、腐食性金属層22が形成されたフィルム21の一方の面21b及び端面21aを覆うように低ガス透過非腐食性材料23を成膜する。この低ガス透過非腐食性材料23を成膜する際、例えば化学気相成長(CVD)、プラズマ化学気相成長(PECVD)、低圧化学気相成長(LPCVD)、減圧化学気相成長(SACVD)、UV支援化学気相成長、フィラメント支援化学気相成長(FACVD)、大気圧化学気相成長(APCVD)、原子層堆積(ALD)、及びプラズマ原子層堆積(PEALD)からなる群より選ばれる方法を用いることができる。上記方法は段差被覆性に優れた方法であるため、低ガス透過非腐食性材料を用いて容易にフィルム端面21aを覆うことができる。
以上のように、上記実施形態によれば、図1に示したガス透過性試験片100を作成することができる。
After film formation, the
After that, the low gas permeable non-corrosive material is formed so as to cover the one
As described above, according to the above embodiment, the gas
(腐食度の測定方法)
ガス透過性試験片100の作成後、図3に示した温度湿度調節装置56を用いてチャンバー58内部を目的とする温度、湿度環境に保ち、当該環境下にガス透過性試験片100を暴露する。一定時間暴露後、腐食度測定装置57を用いて、腐食性金属層22の腐食度を求める。
(Measurement method of corrosion degree)
After producing the gas
腐食性金属層22の腐食度を求めるためには、腐食面の面積あるいは、吸光度、電気抵抗とその経時変化を比較する方法等、様々な手法を用いることができる。本発明の評価解析では、一例として、腐食性金属層22を画像処理することにより腐食面積を求める。この際、特許文献1に従うと、フィルムのガス透過度Tは、(式1)で示される。
T=m×(M[Gas]/M[Metal])×(δhαρ/A)×1/t (式1)
上式において、mは腐食性金属の価数、M[Gas]は透過ガスの分子量、M[Me
tal]は腐食性金属の分子量、δは腐食性金属の腐食部分の面積、hは腐食性金属の厚み、αは厚み補正係数、ρは腐食性金属の腐食後の密度、Aは腐食性金属の腐食部分と非腐食部分の面積の合計、tは暴露時間を示す。
上記の腐食面積から算出したガス透過度測定をガス透過性試験片100に対して経時的に行い、平均を取る事で、より正確なガス透過度を求めることもできる。ただし、本発明は上記方法に限定されるものではない。
In order to obtain the degree of corrosion of the
T = m × (M [Gas] / M [Metal]) × (δhαρ / A) × 1 / t (Formula 1)
In the above equation, m is the valence of the corrosive metal, M [Gas] is the molecular weight of the permeate gas, and M [Me
tal] is the molecular weight of the corrosive metal, δ is the area of the corroded portion of the corrosive metal, h is the thickness of the corrosive metal, α is the thickness correction factor, ρ is the density after corrosion of the corrosive metal, and A is the corrosive metal The sum of the areas of the corroded and non-corroded parts, t represents the exposure time.
A more accurate gas permeability can be obtained by measuring the gas permeability calculated from the above corrosion area with respect to the gas
<第2実施形態>
(ガス透過性試験片)
図2は、本発明の第2実施形態に係るガス透過性試験片200の断面図である。図2に示すように、腐食性金属層32は開口部を有するカップ形状をした低ガス透過非腐食性材料33の内面の少なくとも一部に形成されている。そして、腐食性金属層32は、フィルム31で低ガス透過非腐食性材料33の開口部を塞ぐようにして密封されている。つまり、低ガス透過非腐食性材料33は、測定対象であるフィルム31との間に空間を作るように腐食性金属層32に配置されている。さらに、フィルムの端面31aは、図2に示すように、低ガス透過非腐食性材料33で覆われている。このため、腐食性金属層32は、経路34で示すように、フィルム31を透過したガスとのみ反応することができる。
Second Embodiment
(Gas permeability test piece)
FIG. 2 is a cross-sectional view of a gas
言い換えると、図2に示すガス透過性試験片200は、特定のガスと反応しない低ガス透過非腐食性材料33によって構成され開口を有するカップの内面の少なくとも一部に、ガスと反応して腐食する腐食性金属32を形成し、開口をフィルム31端面とカップが接するように塞ぐことによって腐食性金属32をカップの内部に密封したものである。
In other words, the gas
以上のように、上記実施形態によれば、低ガス透過非腐食性材料33の開口部をフィルム31で塞いで腐食性金属層32を密封するとともに、フィルム31の端面31aを低ガス透過非腐食性材料33で密封することができる。このため、ガス透過性試験片200を一定ガス濃度、一定温度条件下に暴露した際であってもフィルム31の端面31aからのガスの侵入を防ぐことができる。よって、腐食性金属層32は、経路34で示すように、フィルム31を透過したガスとのみ反応することができる。従って、上記実施形態に係るガス透過性試験片200であれば、従来技術と比較して、より正確なガス透過性を評価することができる。
As described above, according to the above embodiment, the opening portion of the low gas permeation
なお、フィルム31、腐食性金属層32、低ガス透過非腐食性材料33には、第1実施形態で説明したフィルム21、腐食性金属層22、低ガス透過非腐食性材料23と同じ材料をそれぞれ用いることができる。
また、本実施形態では低ガス透過非腐食性材料33の形状について、「カップ形状」または「カップ」と表記しているが、低ガス透過非腐食性材料33を構成する底面の幅と底面を囲う縁の高さとの比は特に限定されるものではない。このため、縁の低い、いわゆる「皿状」をなすものであっても上記の「カップ形状」に含まれるものである。
The
In the present embodiment, the shape of the low gas permeable
また、上記実施形態では、腐食性金属層32が低ガス透過非腐食性材料33の内面の一部に形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、腐食性金属層32は低ガス透過非腐食性材料33の内面全部を覆うように形成されていても良い。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the
(ガス透過性試験片の作成装置)
ガス透過性試験片200の作成装置は、第1実施形態で説明した作成装置300、400と実質的に同一である。よって、ここではその説明を省略する。
(ガス透過性試験片の作成方法)
以下、図3に示された作成装置300を用いたガス透過性試験片200の作成方法につ
いて説明する。
まず、カップ形状をした低ガス透過非腐食性材料33の開口部が腐食性金属層32を成膜する装置53(以下、単に「成膜装置53」ともいう。)と対向するようにして、低ガス透過非腐食性材料33を台座51にセットする。
そして、交換装置を備えたマスク52を用いて、低ガス透過非腐食性材料33の内面の一部を開口するようにマスクをセットする。
(Gas permeability test piece creation device)
The creation apparatus of the gas
(How to make a gas permeable specimen)
Hereinafter, a method for producing the gas
First, the opening of the cup-shaped low gas permeation
Then, using the
そして、成膜装置53を用いて、低ガス透過非腐食性材料33の内面であって、マスク52が開口している部分にのみ腐食性金属32を成膜する。
成膜後、グローブボックス55を用いて、低ガス透過非腐食性材料33の開口部を図2で示したフィルム31で塞ぐように張り合わせる。これにより、腐食性金属32は低ガス透過非腐食性材料33とフィルム31とにより密封される。
Then, using the
After the film formation, the
その後、グローブボックス55を用いて、低ガス透過非腐食性材料33とフィルム31とを貼り合わせたものを台座51に再度セットする。この際、カップ形状の低ガス透過非腐食性材料33の底部が低ガス透過非腐食性材料を成膜する装置54(以下、単に「成膜装置54」ともいう。)と対向するようにしてセットする。
言い換えると、低ガス透過非腐食性材料33の開口部の位置が腐食性金属層32を成膜する場合とは逆向きになるように、台座51に再度セットする。
Thereafter, the
In other words, the low gas permeation
そして、マスク52に備わる交換装置を用いて、フィルム31よりも広く開口しているマスク52に変更する。
その後、成膜装置54を用いて、低ガス透過非腐食性材料33及びフィルム31の端面31aを覆うように低ガス透過非腐食性材料を成膜する。ここで成膜する低ガス透過非腐食性材料は、既にフィルム31が張り合わされているカップ形状の低ガス透過非腐食性材料と同じ材料である必要は無く、例えば、測定ガスの透過性が低い、金属、金属酸化物、金属窒化物、ガラス等から選ぶことができる。
And it changes to the
Thereafter, the low gas permeable
以上のように、上記実施形態によれば、図2に示したガス透過性試験片200を作成することができる。
なお、成膜装置54を用いて低ガス透過非腐食性材料を成膜する際、第1実施形態の場合と同様に、例えば化学気相成長(CVD)、プラズマ化学気相成長(PECVD)、低圧化学気相成長(LPCVD)、減圧化学気相成長(SACVD)、UV支援化学気相成長、フィラメント支援化学気相成長(FACVD)、大気圧化学気相成長(APCVD)、原子層堆積(ALD)、及びプラズマ原子層堆積(PEALD)からなる群より選ばれる方法を用いることができる。
As described above, according to the above embodiment, the gas
When forming a low gas permeation non-corrosive material using the
(腐食度の測定方法)
ガス透過性試験片200の腐食度の測定方法は、第1実施形態で説明した測定方法と実質的に同一である。よって、その説明は省略する。
(Measurement method of corrosion degree)
The measuring method of the corrosion degree of the gas
本発明のガス透過性評価法は、既存の方法よりも正確な評価法として利用できる。 The gas permeability evaluation method of the present invention can be used as a more accurate evaluation method than existing methods.
1・・・フィルム
2・・・腐食性金属層
3・・・低ガス透過非腐食性材料
4・・・測定面からのガス透過経路
5・・・端面からのガス透過経路
11・・・フィルム
12・・・腐食性金属層
13・・・低ガス透過非腐食性材料
14・・・測定面からのガス透過経路
15・・・端面からのガス透過経路
21・・・フィルム
21a・・・フィルムの端面
21b・・・フィルムの一方の面
21c・・・フィルムの他方の面
22・・・腐食性金属層
23・・・低ガス透過非腐食性材料
24・・・測定面からのガス透過経路
25・・・端面からのガス透過経路
31・・・フィルム
31a・・・フィルムの端面
32・・・腐食性金属層
33・・・低ガス透過非腐食性材料
34・・・測定面からのガス透過経路
41・・・台座
42・・・マスク交換装置
43・・・腐食性金属層を成膜する装置
44・・・低ガス透過非腐食性材料を成膜する装置
45・・・グローブボックス
48・・・チャンバー
51・・・台座
52・・・マスク交換装置
53・・・腐食性金属層を成膜する装置
54・・・低ガス透過非腐食性材料を成膜する装置
55・・・グローブボックス
56・・・温度湿度調節装置
57・・・腐食度測定装置
58・・・チャンバー
100・・・ガス透過性試験片
200・・・ガス透過性試験片
300・・・ガス透過性試験片の作成装置400・・・ガス透過性試験片の作成装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記フィルムの一方の面の少なくとも一部に形成された、特定のガスと反応して腐食する腐食性金属層と、
前記腐食性金属層と前記腐食性金属層が形成された前記フィルムの一方の面とを密封する、前記ガスと反応しない低ガス透過非腐食性材料とを備えた、前記フィルムに対する透過率を評価するガス透過性試験片において、
前記フィルムの端面を前記低ガス透過非腐食性材料で密封したことを特徴とするガス透過性試験片。 With film,
A corrosive metal layer formed on at least a part of one side of the film and corroding by reacting with a specific gas;
Evaluating the transmittance of the film, comprising the corrosive metal layer and a low gas permeable non-corrosive material that does not react with the gas and seals one surface of the film on which the corrosive metal layer is formed. In the gas permeable test piece to
A gas permeable test piece, wherein an end face of the film is sealed with the low gas permeable non-corrosive material.
前記低ガス透過非腐食性材料の内面の少なくとも一部に形成された、前記ガスと反応して腐食する腐食性金属層と、
前記開口部を塞いで前記腐食性金属層を密封するフィルムとを備えた、前記フィルムに対する透過率を評価するガス透過性試験片において、
前記フィルムの端面を前記低ガス透過非腐食性材料で密封したことを特徴とするガス透過性試験片。 A low gas permeation non-corrosive material that does not react with a specific gas in the shape of a cup with an opening;
A corrosive metal layer formed on at least a part of the inner surface of the low gas permeation non-corrosive material and corroding by reacting with the gas;
A gas permeable test piece for evaluating the transmittance of the film, comprising a film that closes the opening and seals the corrosive metal layer.
A gas permeable test piece, wherein an end face of the film is sealed with the low gas permeable non-corrosive material.
前記フィルムの端面を密封する前記低ガス透過非腐食性材料を、化学気相成長(CVD)、プラズマ化学気相成長(PECVD)、低圧化学気相成長(LPCVD)、減圧化学気相成長(SACVD)、UV支援化学気相成長、フィラメント支援化学気相成長(FACVD)、大気圧化学気相成長(APCVD)、原子層堆積(ALD)、及びプラズマ原子層堆積(PEALD)からなる群より選ばれる方法により形成する工程を含むことを特徴とするガス透過性試験片の作成方法。 In the preparation method of the gas permeability test piece according to any one of claims 1 to 4,
The low gas permeation non-corrosive material that seals the end face of the film is formed by chemical vapor deposition (CVD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), or reduced pressure chemical vapor deposition (SACVD). ), UV assisted chemical vapor deposition, filament assisted chemical vapor deposition (FACVD), atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD), atomic layer deposition (ALD), and plasma atomic layer deposition (PEALD). A method for producing a gas permeable test piece, comprising a step of forming by a method.
前記フィルムが保管された容器と、
前記容器内に配置された、前記フィルムの一方の面側に前記腐食性金属層を形成する装置と、
前記容器内に配置された、前記フィルムの端面を密封するように前記低ガス透過非腐食性材料を形成する装置とを備えることを特徴とするガス透過性試験片作成装置。 In the gas permeable test piece preparation apparatus which produces the gas permeable test piece as described in any one of Claims 1-4,
A container in which the film is stored;
An apparatus for forming the corrosive metal layer on one side of the film, disposed in the container;
A gas permeable test piece producing apparatus, comprising: an apparatus for forming the low gas permeable non-corrosive material so as to seal an end face of the film disposed in the container.
前記ガス透過性試験片作成装置により作成された前記ガス透過性試験片を、前記ガス透過性試験片作成装置に備わる前記容器内に保管した状態で、一定のガス濃度及び一定の温度の環境下に暴露する装置と、
暴露した状態で前記腐食性金属層の腐食が進行する程度を測定する測定装置とを備えることを特徴とするガス透過性評価装置。 A gas permeable test piece preparation device according to claim 6;
In a state where the gas permeable test piece prepared by the gas permeable test piece preparation apparatus is stored in the container provided in the gas permeable test piece preparation apparatus, in an environment having a constant gas concentration and a constant temperature. Equipment exposed to,
A gas permeability evaluation apparatus comprising: a measuring device that measures a degree of corrosion of the corrosive metal layer in an exposed state.
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---|---|---|---|---|
JP2015038439A (en) * | 2013-08-19 | 2015-02-26 | 凸版印刷株式会社 | Gas permeability test piece, gas permeability test piece manufacturing device, and gas barrier permeability evaluation device |
CN112098175A (en) * | 2020-09-28 | 2020-12-18 | 银邦金属复合材料股份有限公司 | Preparation method of metal corrosion test sample |
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2011
- 2011-08-05 JP JP2011171923A patent/JP2013036813A/en not_active Withdrawn
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