JP2015190884A - ガス透過度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より高精度に測定対象物７への特定ガスの透過度を測定可能なガス透過度測定装置を提供する。
【解決手段】測定部３０はガス流入室４とガス検出室５とを含んでいる。ガス流入室４は測定対象物７の一方の主表面に対向するように配置され、検出用のガスが流入される。ガス検出室５は測定対象物７の一方の主表面の反対側である他方の主表面に対向するように配置され、ガス流入室４から測定対象物７を透過した検出用のガスが検出される。固定部４０はガス流入室４およびガス検出室５の外側にはみ出た測定対象物７が固定される。固定台８は固定部４０において測定対象物７に応力を加えることにより測定対象物７が固定される。固定台８は、測定対象物７の固定部４０に配置される領域の面積が、測定対象物７の測定部３０に配置される領域の面積の１／１０以下となるように配置可能である。
【選択図】図２

Description

本発明はガス透過度測定装置に関し、特に、フィルム材料を透過する特定ガス成分の量を測定するためのガス透過度測定装置に関する。

食品、薬品、精密電子部品の包装等に使用されるフィルム材料の品質調査のため、水蒸気および酸素などの特定ガスが当該フィルム材料を透過する量を高精度に測定する場合がある。このようなフィルム材料の測定には専用のガス透過度測定装置が用いられる。

従来のガス透過度測定装置においては、たとえば特許文献１、特許文献２および特許文献３のように、測定対象物であるフィルム試料を挟みこんで保持するようにガス流入室およびガス検出室が設置される。ガス流入室内に水蒸気および酸素などの検出対象である特定ガスが流入される。ガス流入室内に流入された特定ガスの一部がフィルム材料を透過してガス検出室に進入する。ガス検出室にて検出された特定ガスの量が測定されることにより、フィルム材料の当該特定ガスの透過性の優劣が判定される。

また特許文献４においては、プラスチック容器のガス透過性を判定するために、ヘリウムガスが充填されたプラスチック容器が真空容器内に導入され、真空容器内のヘリウムの分圧が分析されることにより、プラスチック容器を透過するガスの量が測定される。

特開２０１３−３０２９号公報 国際公開第２０１０／１１７０１２号 特開２００５−２３３９４３号公報 特開２００４−１５７０３５号公報

特許文献１〜３のいずれにおいても、フィルム材料の端部は平面視においてガス流入室およびガス検出室の外側にはみ出ており、その外側にはみ出たフィルム材料の端部にはＯリングが接触する。これによりフィルム材料は測定装置の本体に固定される。

ここで、特定ガスはガス流入室に流入され、他の領域には流入されないため、平面視においてガス流入室およびガス検出室の外側にはみ出たフィルム材料の端部は、ガス流入室に流入された検出用に導入される特定ガス以外の雰囲気に曝される領域である。このためフィルム材料の端部からフィルム材料内に、検出用に導入される特定ガス以外の雰囲気が進入し、この雰囲気がフィルム材料からガス検出室に達する可能性がある。この雰囲気が特定ガスと同一の材質であれば、検出室における特定ガスの量として、ガス流入室からフィルム材料を透過してガス検出室に達したガスの量に、ガス流入室の外側から外乱としてガス検出室に達したガスの量が加わって検出されるため、検出精度が低下する可能性がある。本来検出すべきガスの量は微量であるため、外乱としてのガスの量はたとえ微量であっても測定結果に大きく影響する可能性がある。

特許文献４はプラスチック容器のガス透過性の測定方法であり、平坦な形状を有するフィルム材料のガス透過度の測定に流用することは困難である。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、より高精度に測定対象物への特定ガスの透過度を測定可能なガス透過度測定装置を提供することである。

本発明のガス透過度測定装置は、測定部と、固定部と、固定台とを備えている。測定部はガス流入室とガス検出室とを含んでいる。ガス流入室は測定対象物の一方の主表面に対向するように配置され、検出用のガスが流入される。ガス検出室は測定対象物の一方の主表面の反対側である他方の主表面に対向するように配置され、ガス流入室から測定対象物を透過した検出用のガスが検出される。固定部は平面視においてガス流入室およびガス検出室の外側にはみ出た測定対象物が固定される。固定台は固定部において測定対象物に応力を加えることにより測定対象物が固定される。測定対象物は、平面視における測定対象物の固定部に配置される領域の面積が、平面視における測定対象物の測定部に配置される領域の面積の１／１０以下となるように配置可能である。

本発明によれば、平面視において測定対象物がガス流入室の外側である固定部にはみ出た面積を小さくすることにより、ガス流入室から測定対象物を透過してガス検出室にて検出されるガス以外のガスがガス検出室に進入する量を低減することができる。このため、測定対象物のガス透過度の測定精度を向上させることができる。

本発明の実施の形態１におけるガス透過度測定装置の全体の構成、およびガス入出力部材内の内部構成を概略的に示す外観図である。 実施の形態１におけるガス入出力部材内の内部構成を拡大して示す概略断面図である。 実施の形態１における装置本体の内部構成を示す概略断面図および概略平面図である。 図３中のフィルム材料とＯリングと固定台との寸法の大小関係を示す概略拡大断面図である。 実施の形態２における装置本体の内部構成を示す概略断面図および概略平面図である。 実施の形態３における装置本体の内部構成を示す概略断面図である。 図６の点線で囲まれた領域Ａの構成の第１例を示す概略拡大断面図である。 図６の点線で囲まれた領域Ａの構成の第２例を示す概略拡大断面図である。 実施の形態４におけるガス入出力部材内の内部構成を拡大して示す概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず本実施の形態のガス透過度測定装置の全体の構成について図１を用いて説明する。図１を参照して、本実施の形態のガス透過度測定装置１００は、主にガス入出力部材１内に流入される検出用のガスとしての特定ガスを用いて測定を行なう。ガス入出力部材１は、装置本体２と、蓋部材３とを有している。本実施の形態においては装置本体２がガス入出力部材１の下側に、蓋部材３がガス入出力部材１の上側に、互いに対向するように配置されている。

装置本体２は、ガス流入室４と、ガス検出室５とを有するガス流動室６を有している。ガス流入室４とガス検出室５とに挟まれるように、測定対象物であるたとえばフィルム材料７がセットされる。

この状態でガス流入室４内に水蒸気または酸素などの特定ガスが流入されれば、その一部はフィルム材料７を透過してガス検出室５内に達する。このようにガス流入室４からフィルム材料７を透過してガス検出室５内に達した特定ガスの量を測定することにより、フィルム材料７の特定ガスに対する透過性を評価することができる。

そのためガス入出力部材１には、ガス入出力部材１からガスを入出力したりその量を測定したりするための各部材が接続されている。具体的には、ガス流入室４には特定ガス供給装置５１と、特定ガス流入路５２とが接続されており、特定ガス供給装置５１から出力される測定用の特定ガスが特定ガス流入路５２を通ってガス流入室４内に供給される。またガス流入室内の余剰なガスは特定ガス流出路５３からガス流入室４の外部に流出される。またガス流入室４内のガスは、真空用配管５４に接続された真空ポンプ５５により吸引され、ガス流入室４内を真空状態とすることが可能である。

一方、ガス検出室５内にはキャリアガス供給装置５６と、キャリアガス流入路５７とが接続されており、キャリアガス供給装置５６から出力されるキャリアガスがキャリアガス流入路５７を通ってガス検出室５内に供給される。キャリアガスは、フィルム材料７を透過した特定ガスと合わせて、ガス検出室５内から検出すべきベースのガスとしてガス検出室５内に供給されるガスである。

キャリアガスは特定ガスと異なる材質のガスであることが好ましく、たとえば特定ガスである水蒸気および酸素を含有しない窒素ガスが用いられることが好ましい。ガス検出室５内の特定ガスおよびキャリアガスの濃度は、当該ガスがガス検出室５に接続されたキャリアガス流出路５８を通ってガス濃度流量検出器５９に達することにより測定される。キャリアガスには特定ガスは含まれないため、ガス濃度流量検出器５９で検出される水蒸気および酸素の濃度を測定すれば、ガス流入室４からフィルム材料７を透過してガス検出室５に達した特定ガスの量を測定することができる。

なおガス濃度流量検出器５９としては一般公知の検出手段を用いることができる。また真空計６０により、ガス流入室４およびガス検出室５内の真空度を測定することができる。

次に図２〜図４を用いて、本実施の形態のガス入出力部材１について、より詳細に説明する。

図２および図３を参照して、ガス入出力部材１は装置本体２と蓋部材３とが図の上下方向において互いに対向するように配置可能な構成を有している。これらは一般公知の絶縁性の材料により形成された筐体となっている。本実施の形態において装置本体２および蓋部材３は、平面視において円形状を有している。

装置本体２においてはガス流入室４とガス検出室５とが図の上下方向に関して互いに対向するように配置されている。図２においてはガス流入室４がガス検出室５の下側に配置されているが、逆にガス流入室４がガス検出室５の上側に配置されて両者の間にフィルム材料７が挟まれてもよい。

測定対象物としてのフィルム材料７は、ここではたとえば円形の平面形状を有する平坦な試験片となっている。フィルム材料７の平面視における中央部を含む大部分は、ガス流入室４とガス検出室５とに挟まれるように配置されている。フィルム材料７はこれを構成する材料内に孔部７Ａ（図４参照）が形成されている。この孔部７Ａを通ることによりガス流入室４の特定ガスＧ（図４参照）がフィルム材料７を透過しガス検出室５に進入する。

以上を言い換えれば、ガス流入室４はフィルム材料７の一方（図２における下側）の主表面に対向するように配置され、ガス検出室５はフィルム材料７の他方（図２における上側）の主表面に対向するように配置されている。

ガス流入室４とガス検出室５とは平面視において同じ平面形状で重なるように形成されることが好ましい。すなわちガス流入室４とガス検出室５とは平面形状が同じであり平面視におけるサイズが同じである。さらにガス流入室４とガス検出室５とは両者の中心軸の位置が一致するように配置されている。

ガス流入室４とガス検出室５と、両者の間に挟まれる領域のフィルム材料７とは、いずれも測定部３０内に配置されている。測定部３０は、ガス流入室４およびガス検出室５と平面的に重なる領域であり、この領域内をガス流入室４からガス検出室５に向けて通過する特定ガスによりフィルム材料７の透過性の測定が可能となる。

フィルム材料７は平面視においてガス流入室４およびガス検出室５よりも大きい面積を有している。このためフィルム材料７の平面視における外側の一部の領域は、ガス流入室４およびガス検出室５と重ならずにそれらの外側にはみ出ている。特に図３を参照して、互いに同じ平面形状（円形状）で重なるガス流入室４およびガス検出室５の直径をＬとすれば、フィルム材料７はこれが円形状である場合、その直径はＬ＋２Ｌ’となっている。フィルム材料７は、図３の左右方向に関してガス流入室４およびガス検出室５の外縁部から外側にＬ’ずつはみ出るように配置されている。

フィルム材料７はガス流入室４およびガス検出室５からなる測定部３０の外側にはみ出た領域である固定部４０において、フィルム材料７のたとえば上方に配置される固定台８により、装置本体２に固定されている。ここでは固定部４０とは平面視における測定部３０の外側の領域を意味する。

本実施の形態においては固定台８はたとえば平面視において円環形状を有する一般公知のガスケットなどの部材である。固定台８はフィルム材料７の外側の一部の領域に応力を加えることにより、フィルム材料７を装置本体２に固定している。

本実施の形態の固定台８は、円環形状の内周においては図２〜図４の上下方向（鉛直方向）に延びるように平面視において内側を向く表面が形成されている。また固定台８は、円環形状の外周においては鉛直方向に対して傾斜した角度を有するように平面視において外側を向く表面が固定台表面８Ａが形成されている。固定台表面８Ａは、たとえばその上側における直径が下側における直径よりも大きくなるように傾斜した角度を有していることが好ましい。

固定台８はさらに、その下側を向く固定台表面８Ｂおよびその上側を向く固定台表面８Ｃを有している。固定台表面８Ｂと固定台表面８Ｃとは図の上下方向に関して互いに対向するように形成されており、水平方向に延びている。

固定台８とフィルム材料７との間には間隙９が形成される。図２において間隙９は、第１の間隙９Ａと第２の間隙９Ｂとを有している。第１の間隙９Ａは、装置本体２と固定台８との境界部の間隙に相当し、固定台８の固定台表面８Ａに対向するように鉛直方向に対して傾斜するように延びる部分と、固定台８の固定台表面８Ｂに対向するように水平方向に延びる部分とを有している。第２の間隙９Ｂとは、装置本体２と蓋部材３との間隙に相当し、固定台８の固定台表面８Ｃに対向するように水平方向に延びる部分を有している。なお装置本体２の特に図の上側の表面２Ａは、特に固定台８が配置される領域においては、図２の左右方向の端部に比べて図の下側に凹んだ凹部を形成しており、この凹部が固定台８との間に上記の第１の間隙９Ａを形成している。

なお上記凹部がその端部において鉛直方向に対して傾斜した角度を有している。これは装置本体２の設計上、図２〜図４の下側の領域における凹部の直径を上側の領域よりも小さくすることが好ましいためである。この装置本体２の凹部の形状にフィットさせるため、固定台８もその円関係上の外周が鉛直方向に対して傾斜した角度を有している。

本実施の形態においては、第１の間隙９Ａを挟むように互いに対向する固定台表面８Ａと装置本体２の凹部表面とは互いにほぼ平行になっている。また第１の間隙９Ａを挟むように互いに対向する固定台表面８Ｂと装置本体２の凹部表面とは互いにほぼ平行になっている。

固定部４０においてフィルム材料７と固定台８との間には、Ｏリング１０が挟まれている。Ｏリング１０は固定台８と同様に、たとえば平面視において円環形状を有している。

図３および図４を参照して、Ｏリング１０はその外周の直径がＬ＋２Ｌ’＋２αであり、フィルム材料７の直径Ｌ＋２Ｌ'よりも大きい。ここでαはＯリング１０が平面視においてフィルム材料７に対して外側にはみ出る部分の幅を示している。このように本実施の形態の装置本体２は、Ｏリング１０は、その平面視における外周の直径よりも寸法の小さいフィルム材料７を固定可能であるように設計されている。なおここで寸法とは、本実施の形態のようにフィルム材料７が円形の平面形状を有する場合にはその直径を意味する。

Ｏリング１０は固定部４０におけるフィルム材料７の（図２〜図４における）上側の表面、および固定台８の固定台表面８Ｂに接触するように、第１の間隙９Ａにおいてフィルム材料７と固定台８との間に挟まるように配置されている。

さらに、固定台８はその外周の直径がＬ＋２Ｌ’＋２α＋２βであり、これもフィルム材料７の直径Ｌ＋２Ｌ’よりも大きい。ここでβは固定台８が平面視においてＯリング１０に対して外側にはみ出る部分の幅を示している。なお固定台８はその外周側の表面８Ｂが傾斜した形状を有するため実際にはβの値は固定台８の領域によって変化するが、ここでは固定台表面８ＢにおけるＯリング１０の外側の固定台８の寸法を意味するものとする。

このように本実施の形態の装置本体２は、固定台８は、その平面視における外周の直径よりも寸法の小さいフィルム材料７を固定可能であるように設計されている。ここで固定台８は鉛直方向に対して傾斜しているため下側の固定台表面８Ｂと上側の固定台表面８Ｃとは外周の直径が異なっており、固定台表面８Ｂの方が固定台表面８Ｃよりも外周の直径が小さい。上記の固定台８の直径Ｌ＋２Ｌ’＋２α＋２βは固定台８の最小の外周直径である固定台表面８Ｂにおける値であるため、たとえば固定台表面８Ｃにおける固定台８の直径は上記の値よりさらに大きい。

固定台８は、Ｏリング１０を含め、合計３つのＯリングと接触している。具体的には、傾斜した固定台表面８Ａと、これに対向する装置本体２の傾斜した表面とに挟まれた第１の間隙９ＡにはＯリング１１が配置されている。つまりＯリング１１は装置本体２の凹部において傾斜した表面および傾斜した固定台表面８Ａに接触するように第１の間隙９Ａに配置されている。また蓋部材３と固定台表面８Ｃとの間に挟まれた第２の間隙９ＢにはＯリング１２が配置されている。つまりＯリング１２は蓋部材３の下向きの表面３Ａおよび固定台表面８Ｃに接触するように第２の間隙９Ｂに配置されている。

Ｏリング１１の平面視における外周および内周の直径は、Ｏリング１０の平面視における外周および内周の直径よりも大きい。Ｏリング１２の平面視における外周および内周の直径は、Ｏリング１０の平面視における外周および内周の直径とほぼ同じである。

このように固定台８は、固定部４０において、３つのＯリング１０，１１，１２と接触することにより、フィルム材料７に均一な応力を加えるようにフィルム材料７を装置本体２に固定することができる。また固定台８は平面視においてほぼ対称になるように等間隔で配置される複数のねじ１３により、装置本体２に対して均一な応力で固定される。

ねじ１３により固定台８が固定され、かつＯリング１０，１１，１２により固定台８からフィルム材料７へ均一な応力が付加可能な状態になった装置本体２は、その上方から蓋部材３がセットされ、ねじ１４で装置本体２に対して均一な応力で固定される。このとき装置本体２の最上面２Ａと蓋部材３の最下面３Ａとが互いに対向するには位置され、最上面２Ａと最下面３Ａとにより第２の間隙９Ｂが形成される。ねじ１４はねじ１３と同様に、平面視においてほぼ対称になるように、複数が等間隔で配置される。

なお固定台８の上側の固定台表面８Ｃは、装置本体２の最上面２Ａ（第２の間隙９Ｂを形成する）と同一平面となり、固定台表面８Ｃは装置本体２の最上面に沿うように配置されることが好ましい。Ｏリング１０，１１，１２は固定台表面８Ｃが最上面２Ａに沿うように配置されることを可能とすべく、たとえば最上面２Ａの上下方向の位置を微調整することができる。たとえばフィルム材料７の厚みにばらつきが生じた場合においても、Ｏリング１０，１１，１２により、そのばらつき度合いにかかわらず、固定台表面８Ｃが最上面２Ａとツライチの関係となるように微調整することができる。

装置本体２には、ガス流入室４に通じるように、特定ガス流入口１５が形成されている。特定ガス流入口１５は、特定ガス供給装置５１（図１参照）から特定ガス流入路５２を伝った特定ガスをガス流入室４内に受け入れるための通路である。また装置本体２には、ガス流入室４内の余剰なガスを排出するための特定ガス流出口１６が形成されている。特定ガス流出口１６は特定ガス流出路５３（図１参照）に通じている。また装置本体２には、第１の間隙９Ａから装置本体２外に廃棄を行なうための真空排気口１７を有している。真空排気口１７は真空用配管５４および真空ポンプ５５につながっている。

蓋部材３には、ガス検出室５に通じるように、キャリアガス流入口１８が形成されている。キャリアガス流入口１８は、キャリアガス供給装置５６（図１参照）からキャリアガス流入路５７を伝ったキャリアガスをガス検出室５内に受け入れるための通路である。また蓋部材３には、ガス検出室５からガスを排出するためのキャリアガス流出口１９が形成されている。キャリアガス流出口１９はキャリアガス流出路５８（図１参照）に通じている。

その他、たとえば図３中のねじ穴２１はねじ１４の通る穴であり、ねじ穴２２はねじ１３の通る穴である。

以上の構成を有する本実施の形態のガス入出力部材１は、フィルム材料７が平面視において測定部３０からはみ出し（ガス流入室４およびガス検出室５に挟まれず）固定部４０に配置される部分の面積は、フィルム材料７が測定部３０に配置される面積の１／１０以下となるように、固定台８およびＯリング１０，１１，１２が設計されている。

すなわち、本実施の形態においては、測定部３０（ガス流入室４およびガス検出室５）の平面視における直径をＬとし、固定部４０にはみ出た部分のフィルム材料７の平面視における幅をＬ’とすれば、

の関係が成り立つことが好ましい。
上記の式より、測定部３０（ガス流入室４およびガス検出室５）の直径Ｌは以下の条件を満たすことを必要とする。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
フィルム材料７の透過性を正確に測定するためには、測定部３０においてガス流入室４に流入されフィルム材料７を透過してガス検出室５に到達した特定ガスのみの量を測定する必要がある。しかしフィルム材料７はその装置本体２への固定のために、ガス流入室４とガス検出室５との間に挟まれた領域の外側である固定部４０にも部分的に配置される必要がある。フィルム材料７はこの固定部４０に配置された部分に存在する特定ガスを吸収するため、それがフィルム材料７を伝ってガス検出室５に到達する可能性がある。

これを抑制するために、フィルム材料７全体に対する、固定部４０に配置されるフィルム材料７の割合を小さくする必要がある。具体的には、上記の数式の関係が成り立つようにフィルム材料７がセット可能となるように、ガス透過度測定装置１００の固定台８およびＯリング１０などが設計される。

このようにすれば、フィルム材料７全体に対する、ノイズとしての雰囲気が進入する可能性のある領域の面積を小さくすることができる。このため、フィルム材料７内にノイズとしての雰囲気が進入する可能性を低下させることができ、結果的にガス透過度の測定精度を高めることができる。

また上記の数式の関係が成り立つようにすれば、固定部４０におけるフィルム材料７の面積が小さくなる。このため、固定部４０のフィルム材料７に直接接触するＯリング１０がフィルム材料７の上側の面の全体を覆うように接し、かつフィルム材料７の端部がＯリング１０に押しつぶされるようにＯリング１０に覆われる態様とすることができる。したがって固定部４０におけるフィルム材料７はその表面のほぼ全体がＯリング１０および装置本体２に覆われる。

このようにすれば、固定部４０におけるフィルム材料７はその表面がほとんど露出せず、雰囲気に晒されなくなる。このためたとえ固定部４０においてフィルム材料７が配置されるたとえば第１の間隙９Ａ内に特定ガスが存在したとしても、その特定ガスがフィルム材料７内に進入し、測定データのノイズとして検出される可能性を低減することができる。

本実施の形態においてはこのように測定部３０の外部にはみ出るフィルム材料７の表面の全体をＯリング１０等で覆うことで露出しないようにために必要な寸法について検討した結果、上記の数式に示す範囲とすることが好ましいとの着想を得た。

上記のように、固定台８とフィルム材料７との間に挟まれるようにＯリング１０が配置されることにより、上記のように固定部４０のフィルム材料７からの特定ガスの進入を抑制する効果が高められる。

またＯリング１０の外周の直径よりもフィルム材料７の寸法（直径）の方が小さくなるように設計されることにより、上記のようにＯリング１０がフィルム材料７の端部の表面を押しつぶすように覆うことが可能となる。

さらに本実施の形態においては、固定台８の外周の直径よりもフィルム材料７の寸法（直径）の方が小さくなるように設計される。これにより、たとえ固定部４０にはみ出たフィルム材料７の領域（面積）が狭くても、固定台８が固定部４０において、Ｏリング１０を介在してその下側のフィルム材料７の端部および固定部４０にはみ出たフィルム材料７の（上側を向く）面の全体を覆うように配置させることができる。

固定台８を用いれば、固定部４０におけるフィルム材料７の固定の際に、上側からフィルム材料７の挟み具合を目視で確認しながら、フィルム材料７の端部が露出しないように（Ｏリング１０および固定台８により）押しつぶすように覆うことができる。このため固定部４０においてフィルム材料７内に外部の雰囲気が流入しないように高い気密性を確保することができる。

固定台８が３つのＯリングと接触すること、および固定台８の平面視において外側を向く固定台表面８Ａが鉛直方向に対して傾斜した角度を有することにより、固定部４０における特定ガスのフィルム材料７内への進入を抑制し、特定ガスの測定精度を高める効果がある。またこのような精度の高い測定を、Ｏリング１０〜１２および固定台８を用いてフィルム材料７の端部を固定するだけの簡単な構成で実現することができる。

ガス流入室４とガス検出室５とが平面視において同じ平面形状で重なるように形成されることにより、ガス流入室４からフィルム材料７を透過してガス検出室５に達する、検出すべき特定ガスの流通ルートが単純になるため、フィルム材料７の特定ガスの透過度の測定が容易になる。

（実施の形態２）
図５を参照して、本実施の形態のガス透過度測定装置を構成するガス入出力部材１（装置本体２および蓋部材３）の断面図は基本的に実施の形態１のガス入出力部材１（装置本体２および蓋部材３）の断面図と同様である。しかし本実施の形態においては装置本体２および蓋部材３、フィルム材料７がすべて四角形（正方形）の平面形状であり、固定台８は平面視において中空の四角形（正方形）状を有している。Ｏリング１０，１１，１２は他の部材に合わせるように正方形の環状となるように嵌め込まれる。

この点において本実施の形態は、装置本体２および蓋部材３、フィルム材料７がすべて円形状であり、固定台８およびＯリング１０などはすべて円環形状であった実施の形態１と異なっている。しかし平面形状以外の各点については基本的に本実施の形態の構成は実施の形態１の構成と同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

すなわち本実施の形態のガス入出力部材１においても、フィルム材料７が平面視において測定部３０からはみ出し（ガス流入室４およびガス検出室５に挟まれず）固定部４０に配置される部分の面積は、フィルム材料７が測定部３０に配置される面積の１／１０以下であることが好ましい。

すなわち、本実施の形態においては、測定部３０（ガス流入室４およびガス検出室５）の平面視における幅をＬとし、固定部４０にはみ出た部分のフィルム材料７の平面視における幅をＬ’とすれば、

の関係が成り立つことが好ましい。
上記の式より、測定部３０（ガス流入室４およびガス検出室５）の幅Ｌは、実施の形態１と同様の、以下の条件を満たすことを必要とする。

ガス入出力部材１（装置本体２および蓋部材３）は、平面視において円形状に限らず、本実施の形態のように四角形（正方形）であってもよい。この場合においても、実施の形態１と同様の作用効果を奏する。

（実施の形態３）
図６および図７を参照して、本実施の形態の第１例においては、図６の点線で囲んだ領域Ａにおいて、固定台表面８Ａは実施の形態１と同様に鉛直方向に対して傾斜した角度を有するのに対し、第１の間隙９Ａを挟むように固定台表面８Ａと対向する装置本体２の凹部表面は鉛直方向に延びている。このため第１の間隙９Ａは、図の下側に向かうにつれて幅が広くなっている。Ｏリング１１は、第１の間隙９Ａの最下部の面上に載置されるように配置されている。

図６および図８を参照して、本実施の形態の第２例においては、図６の点線で囲んだ領域Ａにおいて、第１の間隙９Ａを挟むように固定台表面８Ａと対向する装置本体２の凹部表面は以下の特徴を有している。装置本体２の凹部表面は、固定台表面８Ａとの間に比較的広い間隔を有するように固定台表面８Ａとほぼ平行に延びる図の上側の領域と、固定台表面８Ａとの間に比較的狭い間隔を有するように固定台表面８Ａとほぼ平行に延びる図の下側の領域との２つの領域を有している。Ｏリング１１は、上記２つの領域の境界に存在する階段状の水平方向に延びる表面上に載置されるように配置されている。

以上の態様を有することにより、本実施の形態においても、第１例、第２例ともに、Ｏリング１１は固定台表面８Ａとそれに対向する表面との双方に接触するように配置されている。

Ｏリング１１はその内周の表面から外周の表面に向かう応力により装置本体２の表面に向けて応力を加えることにより、固定台８を装置本体２上に安定に固定する役割を有する。上記のＯリング１１から装置本体２の表面に加えられる応力は図７および図８の矢印で示す応力Ｆ１，Ｆ２で表される。

本実施の形態は上記以外の各点については基本的に本実施の形態の構成は実施の形態１の構成と同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

本実施の形態においては固定台表面８Ａに対向する装置本体２の表面が図７および図８の態様を有することにより、Ｏリング１１が固定台８と装置本体２とを互いに固定する応力が安定し、装置本体２を含むガス透過度測定装置全体の安定性を向上させることができる。また本実施の形態においても実施の形態１，２と同様にフィルム材料７での特定ガスの透過度を高精度に測定することができる。

（実施の形態４）
図９を参照して、本実施の形態においては、実施の形態１と比較して、装置本体２と蓋部材３との固定状態が異なっている。本実施の形態においては、装置本体２の上側の表面２Ａと蓋部材３の下側の表面３Ａとが互いに接触するように、ねじ１４により固定されている。このためフィルム材料７は、固定部４０にはみ出している部分も含めその全体が、ガス流動室６、固定台８および間隙９を含むように形成される、ガス入出力部材１の内部の密閉空間の内部に収納されている。フィルム材料７が収納されるガス入出力部材１の内部の密閉空間は蓋部材３により封止されている。

したがって本実施の形態においては、フィルム材料７が配置される装置本体２および蓋部材３により封止された空間は、その空間の外部すなわちガス入出力部材１の外部の雰囲気から隔離されている。

なお本実施の形態においては装置本体２と蓋部材３との間に間隙は存在しないが、他の実施の形態と同様に固定台８の固定台表面８Ｃと蓋部材３の表面３Ａとの間には第２の間隙９Ｂが存在し、第２の間隙９ＢにはＯリング１２が挟まれるように配置されている。

本実施の形態は上記以外の各点については基本的に本実施の形態の構成は実施の形態１の構成と同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

次に、実施の形態１と比較しながら、本実施の形態の作用効果について説明する。
たとえば実施の形態１においては、フィルム材料７が配置される空間は、Ｏリング１１，１２およびねじ１４のみにより、ガス入出力部材１の外部の雰囲気から遮断されている。したがってＯリング１１，１２およびねじ１４の配置される状態または接続状態によっては、フィルム材料７が配置される空間を外部の雰囲気から隔離する状態が確保できなくなる可能性がある。

しかし本実施の形態においては、フィルム材料７が配置される空間は、ガス流動室６、固定台８および間隙９を含むように形成される、ガス入出力部材１の内部の密閉空間の内部に収納されている。このため当該空間はその全体が装置本体２または蓋部材３の筐体からなる内壁面に覆われた密閉空間となり、ガス入出力部材１の外部の雰囲気の当該密閉空間内への進入が完全に抑制できる。

したがって少なくともガス入出力部材１の外部の雰囲気に含まれる特定ガスと同じ成分の気体（水蒸気および酸素）が、たとえば固定部４０において、当該密閉空間内のフィルム材料７内に進入する可能性を完全に排除することができる。このため実施の形態１よりも、フィルム材料７の特定ガス透過度の測定精度をさらに高めることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ガス入出力部材、２ 装置本体、３ 蓋部材、４ ガス流入室、５ ガス検出室、６ ガス流動室、７ フィルム材料、７Ａ 孔部、８ 固定台、８Ａ，８Ｂ，８Ｃ 固定台表面、９ 間隙、９Ａ 第１の間隙、９Ｂ 第２の間隙、１０，１１，１２ Ｏリング、１３，１４ ねじ、１５ 特定ガス流入口、１６ 特定ガス流出口、１７ 真空排気口、１８ キャリアガス流入口、１９ キャリアガス流出口、２１，２２ ねじ穴、３０ 測定部、４０ 固定部、５１ 特定ガス供給装置、５２ 特定ガス流入路、５３ 特定ガス流出路、５４ 真空用配管、５５ 真空ポンプ、５６ キャリアガス供給装置、５７ キャリアガス流入路、５８ キャリアガス流出路、５９ ガス濃度流量検出器、６０ 真空計、１００ ガス透過度測定装置。

Claims (8)

1. 測定対象物の一方の主表面に対向するように配置され、検出用のガスを流入させるガス流入室と、前記測定対象物の前記一方の主表面の反対側である他方の主表面に対向するように配置され、前記ガス流入室から前記測定対象物を透過した前記検出用のガスを検出するガス検出室とを含む測定部と、
   平面視において前記ガス流入室および前記ガス検出室の外側にはみ出た前記測定対象物を固定する固定部と、
   前記固定部において前記測定対象物に応力を加えることにより前記測定対象物を固定するための固定台とを備え、
   前記固定台は、平面視における前記測定対象物の前記固定部に配置される領域の面積が、平面視における前記測定対象物の前記測定部に配置される領域の面積の１／１０以下となるように配置可能である、ガス透過度測定装置。
2. 前記固定部において前記固定台と前記測定対象物との間に挟まれるようにＯリングが配置される、請求項１に記載のガス透過度測定装置。
3. 前記Ｏリングは、前記Ｏリングの平面視における外周の直径よりも寸法の小さい前記測定対象物を固定可能である、請求項２に記載のガス透過度測定装置。
4. 前記固定台は前記Ｏリングを含め３つのＯリングと接触することにより前記測定対象物に応力を加える、請求項２または請求項３に記載のガス透過度測定装置。
5. 前記ガス流入室と前記ガス検出室とは平面視において同じ平面形状で重なるように形成されている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のガス透過度測定装置。
6. 前記固定台は、前記固定台の平面視における外周の直径よりも寸法の小さい前記測定対象物を固定可能である、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のガス透過度測定装置。
7. 前記固定台は、平面視において外側を向く表面が、鉛直方向に対して傾斜した角度を有する、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のガス透過度測定装置。
8. 前記測定対象物の全体が、前記ガス流入室、前記ガス検出室および前記固定台を含むようにガス入出力部材の内部に収納され、
   前記ガス入出力部材の内部は、前記ガス入出力部材を構成する蓋部材により封止され、
   前記測定対象物は、前記蓋部材により封止され前記測定対象物が収納された空間の外部の雰囲気から隔離されている、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のガス透過度測定装置。

Images