JP3313657B2 - 膜の透湿特性検査法 - Google Patents
膜の透湿特性検査法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、膜の透湿度の特性
を高精度に計測する方法に関する。
を高精度に計測する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】膜の透湿度試験法としては、ＪＩＳ規格
にＪＩＳ Ｌ−１０９９（カップウォーター法）が定め
られている。このカップウォーター法のＪＩＳ規格の方
法は恒温恒湿室内に純水を所定量入れた所定形状寸法の
水容器（明細書・図面中カップ、ＣＵＰとも称する）を
設け、その上方開口に試験する透湿膜を置き、同カップ
を一定時間経過後（１時間後，２時間後）に室から取り
出してカップの重量測定を行うことによって、その重量
変化量から水蒸気透過量を計算し、膜の透湿度を定める
方法である。しかし、このＪＩＳ規格の方法では、測定
のための試料は著しく温度の変動や湿度の影響により左
右されやすいし、恒温恒湿槽の中から取り出すときに短
い距離でも移送することは、試料片の表面を扇ぐことに
なり、従来のこの方法は、これらを殆ど無視した、概算
推定値を求めるための手法であった。つまり、恒温恒湿
槽の中から取り出して秤量する過程において、まず周囲
温度の変動、周囲湿度の変動、さらに秤量のための移送
過程における試料片表面を通過する風速の測定は無視さ
れていた。また、移送過程において水平が保つことは困
難であり、カップ内の水がカップ内面に面する試料片に
付着して、測定値が著しく大きな誤差を発生しうるとい
う問題があった。概ね、０．７（ｍ／ｓ）以下において
は、著しい表面温度の変動は発生しにくいものとされて
いるが、厳密には、試料片の表面温度は、通過しうる水
蒸気の透過量を決定する重要な要素である。従って、従
来の方法では試料片の表面温度は変動しうる周囲温度、
湿度、風速、カップ内の水の試料片への付着などにより
大きな影響を受けてしまうという問題があった。又、こ
れとは別に、透湿膜を載置したカップの上にカップ状の
蓋を被せ、透湿膜の上下のカップ・蓋内の空間の湿度を
湿度センサーで計測し、又上下の空間の温度も計測し、
これらの温度・湿度の値から二つの空間を隔てる透湿膜
の透湿度を計算する方法もある。しかしながら、この方
法では、湿度センサー自体の精度が悪く、湿度センサー
の特性の製品誤差が大きく、センサーの経年変化の影響
等で透湿度の測定誤差が大きいものであった。又別の方
法として、恒温に維持された試験室内に透湿試験体を置
き、これに加湿空気を外周から送風して、その試験室の
湿度を湿度センサーで計測してその湿度センサーの湿度
の変化量から透湿試験体の透湿度を計測する方法もあ
る。この方法も風速の調整が難しく、又湿度センサーの
誤差が大きいことがあって、正確な透湿膜の特性を得る
ことができない。更に本質的には、膜の透湿度は膜の吸
水性等の他の物性が初期において強く影響し、膜を載置
してからの２〜７時間はこれらの影響が大きく過渡的な
状態となって見かけの透湿度が大きく変化することを見
出した。従ってＪＩＳ規格の如く１時間目，２時間目の
透湿度の計測値では実際の膜の透湿特性を充分に表現・
説明できるものでなかった。
にＪＩＳ Ｌ−１０９９（カップウォーター法）が定め
られている。このカップウォーター法のＪＩＳ規格の方
法は恒温恒湿室内に純水を所定量入れた所定形状寸法の
水容器（明細書・図面中カップ、ＣＵＰとも称する）を
設け、その上方開口に試験する透湿膜を置き、同カップ
を一定時間経過後（１時間後，２時間後）に室から取り
出してカップの重量測定を行うことによって、その重量
変化量から水蒸気透過量を計算し、膜の透湿度を定める
方法である。しかし、このＪＩＳ規格の方法では、測定
のための試料は著しく温度の変動や湿度の影響により左
右されやすいし、恒温恒湿槽の中から取り出すときに短
い距離でも移送することは、試料片の表面を扇ぐことに
なり、従来のこの方法は、これらを殆ど無視した、概算
推定値を求めるための手法であった。つまり、恒温恒湿
槽の中から取り出して秤量する過程において、まず周囲
温度の変動、周囲湿度の変動、さらに秤量のための移送
過程における試料片表面を通過する風速の測定は無視さ
れていた。また、移送過程において水平が保つことは困
難であり、カップ内の水がカップ内面に面する試料片に
付着して、測定値が著しく大きな誤差を発生しうるとい
う問題があった。概ね、０．７（ｍ／ｓ）以下において
は、著しい表面温度の変動は発生しにくいものとされて
いるが、厳密には、試料片の表面温度は、通過しうる水
蒸気の透過量を決定する重要な要素である。従って、従
来の方法では試料片の表面温度は変動しうる周囲温度、
湿度、風速、カップ内の水の試料片への付着などにより
大きな影響を受けてしまうという問題があった。又、こ
れとは別に、透湿膜を載置したカップの上にカップ状の
蓋を被せ、透湿膜の上下のカップ・蓋内の空間の湿度を
湿度センサーで計測し、又上下の空間の温度も計測し、
これらの温度・湿度の値から二つの空間を隔てる透湿膜
の透湿度を計算する方法もある。しかしながら、この方
法では、湿度センサー自体の精度が悪く、湿度センサー
の特性の製品誤差が大きく、センサーの経年変化の影響
等で透湿度の測定誤差が大きいものであった。又別の方
法として、恒温に維持された試験室内に透湿試験体を置
き、これに加湿空気を外周から送風して、その試験室の
湿度を湿度センサーで計測してその湿度センサーの湿度
の変化量から透湿試験体の透湿度を計測する方法もあ
る。この方法も風速の調整が難しく、又湿度センサーの
誤差が大きいことがあって、正確な透湿膜の特性を得る
ことができない。更に本質的には、膜の透湿度は膜の吸
水性等の他の物性が初期において強く影響し、膜を載置
してからの２〜７時間はこれらの影響が大きく過渡的な
状態となって見かけの透湿度が大きく変化することを見
出した。従ってＪＩＳ規格の如く１時間目，２時間目の
透湿度の計測値では実際の膜の透湿特性を充分に表現・
説明できるものでなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来のこれらの問題点を解消し、誤差が小
さく正確にその膜の透湿度の特性を計測でき、膜の透湿
の特性を充分に表現・説明しうる透湿特性検査法を提供
することにある。
する課題は、従来のこれらの問題点を解消し、誤差が小
さく正確にその膜の透湿度の特性を計測でき、膜の透湿
の特性を充分に表現・説明しうる透湿特性検査法を提供
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決した本
発明の構成は、 １） 密閉された恒温恒湿室中に高精度の重量計を設置
し、同恒温恒湿室内を所定の温度・湿度状態とし、同重
量計上に所定水量の純水を入れた上方開口の水容器を置
き、同水容器の水温が室内温度と平衡して安定した後、
試験対象の透湿膜を水容器の上方開口に載置し、透湿膜
を載置した時間から重量計の重量，透湿膜の膜に近接し
た水容器の内外の空気温度・湿度，水容器の水温及び水
容器上方の風速を水容器及び重量計とともに恒温恒湿室
内で移動させないで計測し、重量計の重量変化分を水容
器からの水蒸気の透過量として試験対象の透湿膜の透湿
度を計算し、透湿膜載置後の透湿度を時間とともに計測
するとともに透湿膜の内外の空気温度・湿度，水容器内
の水の水温，水容器上方の風速とを同時に計測して前記
透湿度の計算時の状態が評価できるように時間とともに
これらの値を記録・表示して膜の透湿度の時間変化特性
の物性を検査する膜の透湿特性検査法 ２） 重量計が計測する水容器及びその付属部品の重量
中心が水容器の中心となるように水容器に取付けたウェ
イトバランサーで調整して計測するようにした前記１）
記載の膜の透湿特性検査法 ３） 透湿膜を水容器の上方開口に置くのに、透湿膜を
水容器の上方開口周縁と押えリングとの間の上下２枚の
パッキンを介して挟み、しかもその挟んだ部分にシリコ
ン液を含浸させて接着して一体化してシールし、透湿膜
の周端からの空気洩れを少なくして透湿度の計測精度を
高めるようにした前記１）又は２）記載の膜の透湿特性
検査法にある。
発明の構成は、 １） 密閉された恒温恒湿室中に高精度の重量計を設置
し、同恒温恒湿室内を所定の温度・湿度状態とし、同重
量計上に所定水量の純水を入れた上方開口の水容器を置
き、同水容器の水温が室内温度と平衡して安定した後、
試験対象の透湿膜を水容器の上方開口に載置し、透湿膜
を載置した時間から重量計の重量，透湿膜の膜に近接し
た水容器の内外の空気温度・湿度，水容器の水温及び水
容器上方の風速を水容器及び重量計とともに恒温恒湿室
内で移動させないで計測し、重量計の重量変化分を水容
器からの水蒸気の透過量として試験対象の透湿膜の透湿
度を計算し、透湿膜載置後の透湿度を時間とともに計測
するとともに透湿膜の内外の空気温度・湿度，水容器内
の水の水温，水容器上方の風速とを同時に計測して前記
透湿度の計算時の状態が評価できるように時間とともに
これらの値を記録・表示して膜の透湿度の時間変化特性
の物性を検査する膜の透湿特性検査法 ２） 重量計が計測する水容器及びその付属部品の重量
中心が水容器の中心となるように水容器に取付けたウェ
イトバランサーで調整して計測するようにした前記１）
記載の膜の透湿特性検査法 ３） 透湿膜を水容器の上方開口に置くのに、透湿膜を
水容器の上方開口周縁と押えリングとの間の上下２枚の
パッキンを介して挟み、しかもその挟んだ部分にシリコ
ン液を含浸させて接着して一体化してシールし、透湿膜
の周端からの空気洩れを少なくして透湿度の計測精度を
高めるようにした前記１）又は２）記載の膜の透湿特性
検査法にある。
【０００５】
【作用】本発明は、誤差の大きく、又センサー製品毎の
特性品質のバラツキの大きい湿度センサーを透湿度の計
算の基礎とせず、高精度（１万分の１グラム程の計測能
力）を有する重量計を使用することで誤差・バラツキを
基本的になくした。しかも水容器（カップ）及び重量計
ともに恒温・恒湿室内で移動させないので、移動に伴う
環境・条件の変動をさせないようにする。しかも小容器
の純水の水温が恒温恒湿室で安定して平衡状態となるよ
うになってから計測データとして取り込む実測に移る。
これによって、他の試験環境の変動要因が多く不正確な
データを根拠にした透湿度を定めないようにした。しか
も透湿膜を水容器に載置してから時間と重量計の減量を
計測し、時間とともに透湿度を測定し、透湿度の時間特
性図を得る。これによって過渡時間から５時間以降の安
定した時間帯の透湿度が計測でき、目的に応じた透湿度
値を利用させられるようにした。
特性品質のバラツキの大きい湿度センサーを透湿度の計
算の基礎とせず、高精度（１万分の１グラム程の計測能
力）を有する重量計を使用することで誤差・バラツキを
基本的になくした。しかも水容器（カップ）及び重量計
ともに恒温・恒湿室内で移動させないので、移動に伴う
環境・条件の変動をさせないようにする。しかも小容器
の純水の水温が恒温恒湿室で安定して平衡状態となるよ
うになってから計測データとして取り込む実測に移る。
これによって、他の試験環境の変動要因が多く不正確な
データを根拠にした透湿度を定めないようにした。しか
も透湿膜を水容器に載置してから時間と重量計の減量を
計測し、時間とともに透湿度を測定し、透湿度の時間特
性図を得る。これによって過渡時間から５時間以降の安
定した時間帯の透湿度が計測でき、目的に応じた透湿度
値を利用させられるようにした。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明で使用する水容器の形状・
寸法・素材はＪＩＳ規格のものを使用することが実際的
である。又試験対象の透湿膜の近接した上下の空間位置
に温度計と湿度計を設け、湿度計は参考の為に上下の湿
度状態を調べてデータの適正さの判断手段とし、又水容
器内に水温センサーを挿入して超純水の水温を計測して
測定条件の変動がないかを調べることが好ましい。
寸法・素材はＪＩＳ規格のものを使用することが実際的
である。又試験対象の透湿膜の近接した上下の空間位置
に温度計と湿度計を設け、湿度計は参考の為に上下の湿
度状態を調べてデータの適正さの判断手段とし、又水容
器内に水温センサーを挿入して超純水の水温を計測して
測定条件の変動がないかを調べることが好ましい。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本実施例の測定装置を示す説明図であ
る。図２は、本実施例の水容器を示す平面図である。図
３は、本実施例の水容器を示す縦断面図である。図中、
１は恒温恒湿室、１ａは恒温恒湿室を設定温度・湿度に
するための温度湿度コントローラ、２は１万分の１グラ
ムを計量できる高精密の重量計、３は熱容量が小さく伝
熱性が良好なアルミ表面処理済みのアルミ製水容器、３
ａは同水容器の底面を穿孔したドレン孔、３ｂはオーバ
ーフロー孔、３ｃは膜クランプ具、３ｄは水容器３に取
付けたねじ軸に螺着して半径方向に位置が変えられるウ
ェイトバランサー、３ｅは押えリング、３ｆは２枚のパ
ッキンで透湿膜８の周縁を２枚のパッキン３ｆの間に挟
み、しかもその挟んだ部分にシリコン液（ゴム）を含浸
させて接着して一体化し、この部分から空気洩れがない
ように前密にシールする。４は水容器３の内部空間上方
の温度センサー、５は水容器３の内部空間上方の湿度セ
ンサー、６は水容器３内の超純水の温度計、７は水容器
３内の超純水、８は試験対象の透湿膜、９は同透湿膜上
方の温度センサー、１０は同透湿膜上方の湿度センサ
ー、１１は高精度風速計、１２はコンピュータを用いた
計測装置、１２ａはインターフェース、１２ｂはＣＰ
Ｕ、１２ｃはソフト・データを記憶したＲＯＭ、１２ｄ
はディスプレイ、１２ｅはキーボード、１２ｆはＲＡ
Ｍ、１２ｇはプリンター、１２ｈはハードディスク装
置、１３は同じ恒温恒湿度内に入れた透気度試験機、１
４は水容器移動ロボットアーム装置、１５はドレン弁で
ある。
する。図１は、本実施例の測定装置を示す説明図であ
る。図２は、本実施例の水容器を示す平面図である。図
３は、本実施例の水容器を示す縦断面図である。図中、
１は恒温恒湿室、１ａは恒温恒湿室を設定温度・湿度に
するための温度湿度コントローラ、２は１万分の１グラ
ムを計量できる高精密の重量計、３は熱容量が小さく伝
熱性が良好なアルミ表面処理済みのアルミ製水容器、３
ａは同水容器の底面を穿孔したドレン孔、３ｂはオーバ
ーフロー孔、３ｃは膜クランプ具、３ｄは水容器３に取
付けたねじ軸に螺着して半径方向に位置が変えられるウ
ェイトバランサー、３ｅは押えリング、３ｆは２枚のパ
ッキンで透湿膜８の周縁を２枚のパッキン３ｆの間に挟
み、しかもその挟んだ部分にシリコン液（ゴム）を含浸
させて接着して一体化し、この部分から空気洩れがない
ように前密にシールする。４は水容器３の内部空間上方
の温度センサー、５は水容器３の内部空間上方の湿度セ
ンサー、６は水容器３内の超純水の温度計、７は水容器
３内の超純水、８は試験対象の透湿膜、９は同透湿膜上
方の温度センサー、１０は同透湿膜上方の湿度センサ
ー、１１は高精度風速計、１２はコンピュータを用いた
計測装置、１２ａはインターフェース、１２ｂはＣＰ
Ｕ、１２ｃはソフト・データを記憶したＲＯＭ、１２ｄ
はディスプレイ、１２ｅはキーボード、１２ｆはＲＡ
Ｍ、１２ｇはプリンター、１２ｈはハードディスク装
置、１３は同じ恒温恒湿度内に入れた透気度試験機、１
４は水容器移動ロボットアーム装置、１５はドレン弁で
ある。
【０００８】この実施例において、恒温恒湿室１内に超
純水７を所定水量入れた水容器３を入れ、２０℃，湿度
６５％ＲＨにするように長時間かけて恒温恒湿の状態と
する。この室の状態は温度センサー４，９、湿度センサ
ー５，１０、温度計６及び高精度風速計１１によって常
時計測され、計測装置１２に入力され、時間とともにＲ
ＡＭ１２ｆ，ハードディスク装置１２ｈに記憶され、デ
ィスプレイ１２ｄ，プリンタ１２ｇに出力できるように
なっている。これらのデータはＡ／Ｄ変換回路，インタ
ーフェース１２ａを介しＣＰＵ１２ｂで作動する計測ソ
フトによって入力され、時間とともにＲＡＭ１２ｆ・ハ
ードディスク装置１２ｈに記憶され、ディスプレイ１２
ｄ，プリンター１２ｇに出力され，室内状態が観察され
る。本実施例の水容器３はドレン孔３ａ及びドレンバル
ブ１５を設け、水位の調整を行えるようにしている。こ
のドレン孔３ａは、水容器３内の水面より上で、試料片
である透湿膜８の直下に設けられた温度ならびに湿度セ
ンサー４，５よりも下方に設けられ、水容器３内の水位
を調整する場合において、いちいち透湿膜８を外さなく
ても該温度ならびに湿度センサー４，５がカップ内の水
により汚損し機能不全に陥らないようにすることができ
る。また、水容器３内に保持される水には、超純水７を
使用するが、この水温を測定するために熱電対センサー
の温度計６が水中に設定されている。水容器３に実装さ
れるセンサーは、以上のように水容器３内の水面より上
で、試料片である透湿膜８の直下に設けられた温度なら
びに湿度センサー４，５、ならびに水温を測定するため
の、熱電対センサーの温度計６の計３種類である。この
とき、有線に依ったのは、装置の簡素化を意図したため
と、操作性を考慮したためであって、伸縮性を有して極
めて細いため剛性が低く、柔軟な導線により構成され
る。これらの導線を交換することができるように、一
旦、汚損を受ける可能性の低いセンサーよりも上方に集
束され、同部において該導線と微小なコネクターにより
電気的に接続する。またこの収束部は、前後左右的に傾
斜することができ、導線による重量測定において最も都
合の悪い、弾性周期運動が発生しにくい位置に調整され
る。このために、該導線は弾性周期運動を発生しにくい
十分な距離をおいて、水容器３の重心の直上において収
束し、計測装置１２に接続される。しかもバランサー３
ｄは、水容器３ならびに付属する部品材料による重心の
ずれを水容器の中心に補正するためのものである。この
作用により水容器の垂直軸まわりの振れが抑制され、重
量測定誤差は抑制される。電子天秤の重量計２には、外
部出力の備えられた、諸装置が実装された水容器総重量
を許容するものを選択し、重量を恒温恒湿室１外部へ有
線にて出力し、計測装置１２に入力記録される。また、
外部からの入力により、諸種の調整を完全に隔離した環
境下において遂行することができるものを選択した。こ
のように水容器３の水位を調整するようにしたのは、下
記の理由による。水容器３の内面で、水面と膜の水容器
３内面側に挟まれた空間の容積が極端に小さい場合に
は、水温の影響が著しく高くなり、また、試料片が同空
間に満たされた水蒸気などにより影響は、水容器３内の
水により支配的になるから調整できることが好ましい。
一方、水容器３の内面で、水面と膜の水容器３内面側に
挟まれた空間の容積が極端に大きい場合には、水温の影
響が著しく低くなり、さらに水容器３の置かれた周囲環
境の影響が強く反映されやすくなり、また、試料片が同
空間に満たされた水蒸気などにより影響は、水容器３自
体の物性によりまたは、周囲環境により支配的になる。
透湿量が小さい試料片を測定する場合、この空間は飽和
した状態となり易いので、この水位の調整は特に重要な
要素となる。このようにして水容器３内の水温及び恒温
恒湿室１内の温度・湿度が安定して平衡してから、パッ
キン３ｆ、押えリング３ｅ、透湿膜８を水容器３の上方
開口に載置し、膜クランプ具３ｃで透湿膜８を水容器３
にクランプする。そして、重量計２，温度センサー４，
９、湿度センサー５，１０、温度計６、高精度風速計１
１からのデータを計測装置１２に入力し、記憶・計算・
表示・印刷を行うようにしている。
純水７を所定水量入れた水容器３を入れ、２０℃，湿度
６５％ＲＨにするように長時間かけて恒温恒湿の状態と
する。この室の状態は温度センサー４，９、湿度センサ
ー５，１０、温度計６及び高精度風速計１１によって常
時計測され、計測装置１２に入力され、時間とともにＲ
ＡＭ１２ｆ，ハードディスク装置１２ｈに記憶され、デ
ィスプレイ１２ｄ，プリンタ１２ｇに出力できるように
なっている。これらのデータはＡ／Ｄ変換回路，インタ
ーフェース１２ａを介しＣＰＵ１２ｂで作動する計測ソ
フトによって入力され、時間とともにＲＡＭ１２ｆ・ハ
ードディスク装置１２ｈに記憶され、ディスプレイ１２
ｄ，プリンター１２ｇに出力され，室内状態が観察され
る。本実施例の水容器３はドレン孔３ａ及びドレンバル
ブ１５を設け、水位の調整を行えるようにしている。こ
のドレン孔３ａは、水容器３内の水面より上で、試料片
である透湿膜８の直下に設けられた温度ならびに湿度セ
ンサー４，５よりも下方に設けられ、水容器３内の水位
を調整する場合において、いちいち透湿膜８を外さなく
ても該温度ならびに湿度センサー４，５がカップ内の水
により汚損し機能不全に陥らないようにすることができ
る。また、水容器３内に保持される水には、超純水７を
使用するが、この水温を測定するために熱電対センサー
の温度計６が水中に設定されている。水容器３に実装さ
れるセンサーは、以上のように水容器３内の水面より上
で、試料片である透湿膜８の直下に設けられた温度なら
びに湿度センサー４，５、ならびに水温を測定するため
の、熱電対センサーの温度計６の計３種類である。この
とき、有線に依ったのは、装置の簡素化を意図したため
と、操作性を考慮したためであって、伸縮性を有して極
めて細いため剛性が低く、柔軟な導線により構成され
る。これらの導線を交換することができるように、一
旦、汚損を受ける可能性の低いセンサーよりも上方に集
束され、同部において該導線と微小なコネクターにより
電気的に接続する。またこの収束部は、前後左右的に傾
斜することができ、導線による重量測定において最も都
合の悪い、弾性周期運動が発生しにくい位置に調整され
る。このために、該導線は弾性周期運動を発生しにくい
十分な距離をおいて、水容器３の重心の直上において収
束し、計測装置１２に接続される。しかもバランサー３
ｄは、水容器３ならびに付属する部品材料による重心の
ずれを水容器の中心に補正するためのものである。この
作用により水容器の垂直軸まわりの振れが抑制され、重
量測定誤差は抑制される。電子天秤の重量計２には、外
部出力の備えられた、諸装置が実装された水容器総重量
を許容するものを選択し、重量を恒温恒湿室１外部へ有
線にて出力し、計測装置１２に入力記録される。また、
外部からの入力により、諸種の調整を完全に隔離した環
境下において遂行することができるものを選択した。こ
のように水容器３の水位を調整するようにしたのは、下
記の理由による。水容器３の内面で、水面と膜の水容器
３内面側に挟まれた空間の容積が極端に小さい場合に
は、水温の影響が著しく高くなり、また、試料片が同空
間に満たされた水蒸気などにより影響は、水容器３内の
水により支配的になるから調整できることが好ましい。
一方、水容器３の内面で、水面と膜の水容器３内面側に
挟まれた空間の容積が極端に大きい場合には、水温の影
響が著しく低くなり、さらに水容器３の置かれた周囲環
境の影響が強く反映されやすくなり、また、試料片が同
空間に満たされた水蒸気などにより影響は、水容器３自
体の物性によりまたは、周囲環境により支配的になる。
透湿量が小さい試料片を測定する場合、この空間は飽和
した状態となり易いので、この水位の調整は特に重要な
要素となる。このようにして水容器３内の水温及び恒温
恒湿室１内の温度・湿度が安定して平衡してから、パッ
キン３ｆ、押えリング３ｅ、透湿膜８を水容器３の上方
開口に載置し、膜クランプ具３ｃで透湿膜８を水容器３
にクランプする。そして、重量計２，温度センサー４，
９、湿度センサー５，１０、温度計６、高精度風速計１
１からのデータを計測装置１２に入力し、記憶・計算・
表示・印刷を行うようにしている。
【０００９】透湿膜８の透湿度は、１万分の１グラムを
計量できる重量計２によって、水容器３、その内の超純
水７及びこれに付属したものの全重量を計測して、その
変化量を時間とともに計測し、計測装置１２のコンピュ
ータソフト処理で下記の計算で各時刻の透湿度を計算す
る。 ＰＡ2 ＝ １０×（Ｗ3−Ｗ4）／ＳＡ2 ＰＡ2 ： 透湿度（ｇ／ｍ2・ｈ） Ｗ3−Ｗ4：水容器内の超純水の１時間当りの超純水の重
量の変化量（ｍｇ／ｈ） ＳＡ2 ： 透湿膜の透湿面積（ｃｍ2）（水容器の上方
開口面積） ここでＷ3−Ｗ4の値は、計測時刻間の重量計２の重量変
化量を１時間当りの重量変化量に計測装置１２の計算ソ
フトでもって計算させた値である。このように計測した
各センサーのデータ、透湿度を膜載置の時刻から計測・
計算する。この計測結果の一例を図４に示している。こ
の図４から分るように、透湿度ＰＡ2 は膜載置時の初期
の過渡時間帯ではきわめて高く、ＪＩＳ規格の１時間
目、２時間目の計測時間でも大きく減少方向へ変位して
いる。透湿度はこの透湿膜８では４００分を経過すると
安定してきて一定値をとるようになっている。この図４
の透湿度の膜載置からの時間変化図を得ることで、膜の
透湿が経過時間の小さい時間帯の過渡的な現象に用いる
べき透湿度と、７時間以上の長時間経過して安定した状
態での膜の使用に用いるべき透湿度とを膜の使用状況に
応じて選択し、現象をよく表現できるものを採用するよ
うにする。このように透湿膜８の透湿度計測後、同じ恒
温恒湿室１内で水容器３を透湿膜８を付けたまま移動ロ
ボットアーム装置１４で透気度試験機１３に移動し、同
透気度試験機でＪＩＳ Ｐ８１１７−１９８０のＢ型の
透気度測定法に基づいて透気度を計測する。
計量できる重量計２によって、水容器３、その内の超純
水７及びこれに付属したものの全重量を計測して、その
変化量を時間とともに計測し、計測装置１２のコンピュ
ータソフト処理で下記の計算で各時刻の透湿度を計算す
る。 ＰＡ2 ＝ １０×（Ｗ3−Ｗ4）／ＳＡ2 ＰＡ2 ： 透湿度（ｇ／ｍ2・ｈ） Ｗ3−Ｗ4：水容器内の超純水の１時間当りの超純水の重
量の変化量（ｍｇ／ｈ） ＳＡ2 ： 透湿膜の透湿面積（ｃｍ2）（水容器の上方
開口面積） ここでＷ3−Ｗ4の値は、計測時刻間の重量計２の重量変
化量を１時間当りの重量変化量に計測装置１２の計算ソ
フトでもって計算させた値である。このように計測した
各センサーのデータ、透湿度を膜載置の時刻から計測・
計算する。この計測結果の一例を図４に示している。こ
の図４から分るように、透湿度ＰＡ2 は膜載置時の初期
の過渡時間帯ではきわめて高く、ＪＩＳ規格の１時間
目、２時間目の計測時間でも大きく減少方向へ変位して
いる。透湿度はこの透湿膜８では４００分を経過すると
安定してきて一定値をとるようになっている。この図４
の透湿度の膜載置からの時間変化図を得ることで、膜の
透湿が経過時間の小さい時間帯の過渡的な現象に用いる
べき透湿度と、７時間以上の長時間経過して安定した状
態での膜の使用に用いるべき透湿度とを膜の使用状況に
応じて選択し、現象をよく表現できるものを採用するよ
うにする。このように透湿膜８の透湿度計測後、同じ恒
温恒湿室１内で水容器３を透湿膜８を付けたまま移動ロ
ボットアーム装置１４で透気度試験機１３に移動し、同
透気度試験機でＪＩＳ Ｐ８１１７−１９８０のＢ型の
透気度測定法に基づいて透気度を計測する。
【００１０】ＪＩＳ Ｐ８１１７−１９８０の油の代わ
りに純水を入れたＢ型の透気度測定試験機１３によっ
て、試験片の真上の温度並びに湿度を測定すると図５の
如くなる。これは、先に述べた２０℃、６５％ＲＨにお
ける透湿度試験と並行に行うことができる。この透気度
試験ではメタルプレートを試験片部にはさみ、内筒内部
から拡散する水蒸気が大気圧＋０．０８４ａｔｍにて測
定点への濃度上昇から目的とする透湿膜の測定結果を減
算することにより、該透湿膜の透気度並びに水蒸気透過
量を算定することができる。従って、透気度試験法ＪＩ
Ｓ Ｐ８１１７−１９８０は非飽和の透過量を測定し易
く、透湿カップ法ＪＩＳ Ｌ１０９９−Ａ２は飽和状態
の測定がし易い。
りに純水を入れたＢ型の透気度測定試験機１３によっ
て、試験片の真上の温度並びに湿度を測定すると図５の
如くなる。これは、先に述べた２０℃、６５％ＲＨにお
ける透湿度試験と並行に行うことができる。この透気度
試験ではメタルプレートを試験片部にはさみ、内筒内部
から拡散する水蒸気が大気圧＋０．０８４ａｔｍにて測
定点への濃度上昇から目的とする透湿膜の測定結果を減
算することにより、該透湿膜の透気度並びに水蒸気透過
量を算定することができる。従って、透気度試験法ＪＩ
Ｓ Ｐ８１１７−１９８０は非飽和の透過量を測定し易
く、透湿カップ法ＪＩＳ Ｌ１０９９−Ａ２は飽和状態
の測定がし易い。
【０００８】
【発明の効果】以上の様に、本発明によれば下記の特徴
を有する。 １） 周囲環境を定常環境下におき、周囲環境の温度，
湿度，水温，風速を測定しながら水蒸気の透過量を重量
測定結果として客観的に評価することができる。 ２） 水蒸気の透過量を重量評価するために、センサー
の特性に左右されることなく、精密かつ正確な試料片の
透過水蒸気量の測定を行うことができる。 ３） 水蒸気の透過量を重量評価するために、センサー
の径年的変化に左右されることなく、精密かつ正確な試
料片の透過水蒸気量の測定を行うことができる。 ４） 周囲環境を定常環境下におき、周囲環境の温度、
湿度、水温、風速を測定しながら水蒸気の透過量を重量
測定結果として客観的に評価することができるために、
逆に、センサーの特性評価としての機能も有する。 ５） 試料片を通過する透湿量が、吸湿量や表面温度の
変動などにより変動した場合にも、変動要素が何に依存
して発生したのかということを、客観的に評価すること
ができる。 ６） 水蒸気の透過前と透過後の空間の温度ならびに湿
度をヒーターや冷媒（ペルチェ素子も含む）冷却手段に
より調整するような場合、センサーの異常が発生してい
るのか、或いはこれらの調整機器に異常が発生している
のかを認識しにくいという問題があったが、このような
心配が無く、重量評定により、簡便に機能状態を認識す
ることができる。 ７） 重量計で計測する水容器及びその付属部品の重心
中心を水容器中心にウェイトバランサーで調整すること
で水容器の垂直軸まわりの振れが少なく、振れによる計
測誤差を小さくできる。 ８） 長時間にわたる測定を無人でかつ安全に遂行する
ことができる。 ９） 風速の影響や表面電位の変動など、厳密な精密測
定を追加することができる。 １０） 測定結果における分解能が高く、極めて正確な
透湿量の測定値を得ることができる。 １１） センサーの性能に依存せず、測定可能な範囲は
事実上重量変動速度に依存するため、装置の変更なしに
著しく大きな透湿量を有する透湿膜や、著しく小さな透
湿量を有する透湿膜の両者において、精密な測定を行う
ことができる。
を有する。 １） 周囲環境を定常環境下におき、周囲環境の温度，
湿度，水温，風速を測定しながら水蒸気の透過量を重量
測定結果として客観的に評価することができる。 ２） 水蒸気の透過量を重量評価するために、センサー
の特性に左右されることなく、精密かつ正確な試料片の
透過水蒸気量の測定を行うことができる。 ３） 水蒸気の透過量を重量評価するために、センサー
の径年的変化に左右されることなく、精密かつ正確な試
料片の透過水蒸気量の測定を行うことができる。 ４） 周囲環境を定常環境下におき、周囲環境の温度、
湿度、水温、風速を測定しながら水蒸気の透過量を重量
測定結果として客観的に評価することができるために、
逆に、センサーの特性評価としての機能も有する。 ５） 試料片を通過する透湿量が、吸湿量や表面温度の
変動などにより変動した場合にも、変動要素が何に依存
して発生したのかということを、客観的に評価すること
ができる。 ６） 水蒸気の透過前と透過後の空間の温度ならびに湿
度をヒーターや冷媒（ペルチェ素子も含む）冷却手段に
より調整するような場合、センサーの異常が発生してい
るのか、或いはこれらの調整機器に異常が発生している
のかを認識しにくいという問題があったが、このような
心配が無く、重量評定により、簡便に機能状態を認識す
ることができる。 ７） 重量計で計測する水容器及びその付属部品の重心
中心を水容器中心にウェイトバランサーで調整すること
で水容器の垂直軸まわりの振れが少なく、振れによる計
測誤差を小さくできる。 ８） 長時間にわたる測定を無人でかつ安全に遂行する
ことができる。 ９） 風速の影響や表面電位の変動など、厳密な精密測
定を追加することができる。 １０） 測定結果における分解能が高く、極めて正確な
透湿量の測定値を得ることができる。 １１） センサーの性能に依存せず、測定可能な範囲は
事実上重量変動速度に依存するため、装置の変更なしに
著しく大きな透湿量を有する透湿膜や、著しく小さな透
湿量を有する透湿膜の両者において、精密な測定を行う
ことができる。
【図１】本実施例の測定装置を示す説明図である。
【図２】本実施例の水容器を示す平面図である。
【図３】本実施例の水容器を示す縦断面図である。
【図４】本実施例の透湿膜の透湿度及び試験データを示
す説明図である。
す説明図である。
【図５】透気度測定試験装置による試験結果を示す説明
図である。
図である。
１ 恒温恒湿室 １ａ コントローラ ２ 重量計 ３ 水容器 ３ａ ドレン孔 ３ｂ オーバーフロー孔 ３ｃ 膜クランプ具 ３ｄ バランサー ３ｅ 押えリング ３ｆ パッキン ４ 温度センサー ５ 湿度センサー ６ 温度計 ７ 超純水 ８ 透湿膜 ９ 温度センサー １０ 湿度センサー １１ 高精度風速計 １２ 計測装置 １２ａ インターフェース １２ｂ ＣＰＵ １２ｃ ＲＯＭ １２ｄ ディスプレイ １２ｅ ギーボード １２ｆ ＲＡＭ １２ｇ プリンター １２ｈ ハードディスク装置 １３ 透気度試験機 １４ 水容器移動ロボットアーム装置 １５ ドレン弁
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−322733（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−97654（ＪＰ，Ｕ) 特公 平６−84967（ＪＰ，Ｂ２) ＪＩＳ Ｌ 1099，日本工業規格 繊 維製品の透湿度試験方法，日本，財団法 人 日本規格協会，1993年３月31日, ｐ．３、４，４．１．２ ウォータ法の 欄を参照 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 5/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 密閉された恒温恒湿室中に高精度の重量
計を設置し、同恒温恒湿室内を所定の温度・湿度状態と
し、同重量計上に所定水量の純水を入れた上方開口の水
容器を置き、同水容器の水温が室内温度と平衡して安定
した後、試験対象の透湿膜を水容器の上方開口に載置
し、透湿膜を載置した時間から重量計の重量，透湿膜の
膜に近接した水容器の内外の空気温度・湿度，水容器の
水温及び水容器上方の風速を水容器及び重量計とともに
恒温恒湿室内で移動させないで計測し、重量計の重量変
化分を水容器からの水蒸気の透過量として試験対象の透
湿膜の透湿度を計算し、透湿膜載置後の透湿度を時間と
ともに計測するとともに透湿膜の内外の空気温度・湿
度，水容器内の水の水温，水容器上方の風速とを同時に
計測して前記透湿度の計算時の状態が評価できるように
時間とともにこれらの値を記録・表示して膜の透湿度の
時間変化特性の物性を検査する膜の透湿特性検査法。 - 【請求項２】 重量計が計測する水容器及びその付属部
品の重量中心が水容器の中心となるように水容器に取付
けたウェイトバランサーで調整して計測するようにした
請求項１記載の膜の透湿特性検査法。 - 【請求項３】 透湿膜を水容器の上方開口に置くのに、
透湿膜を水容器の上方開口周縁と押えリングとの間の上
下２枚のパッキンを介して挟み、しかもその挟んだ部分
にシリコン液を含浸させて接着して一体化してシール
し、透湿膜の周端からの空気洩れを少なくして透湿度の
計測精度を高めるようにした請求項１又は２記載の膜の
透湿特性検査法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37716298A JP3313657B2 (ja) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | 膜の透湿特性検査法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37716298A JP3313657B2 (ja) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | 膜の透湿特性検査法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002039712A Division JP3645529B2 (ja) | 2002-02-18 | 2002-02-18 | 膜の透湿特性検査用水容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000193577A JP2000193577A (ja) | 2000-07-14 |
| JP3313657B2 true JP3313657B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=18508360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37716298A Expired - Fee Related JP3313657B2 (ja) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | 膜の透湿特性検査法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3313657B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9726654B2 (en) | 2014-03-14 | 2017-08-08 | Ricoh Company, Ltd. | Atmosphere sensor and method of producing the same, and method of producing printed matter |
| KR101912810B1 (ko) | 2017-06-14 | 2018-10-29 | 울산과학기술원 | 투습도 측정장치 |
| CN109975162B (zh) * | 2019-04-04 | 2022-02-11 | 广东华润顺峰药业有限公司 | 一种仿生保湿模型及其测评方法 |
| CN110057736B (zh) * | 2019-04-08 | 2021-08-03 | Tcl华星光电技术有限公司 | 有机膜的透湿度的检测方法及检测设备 |
| CN111579453A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-25 | Tcl华星光电技术有限公司 | 透湿性测量装置及透湿性测量方法 |
-
1998
- 1998-12-29 JP JP37716298A patent/JP3313657B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＪＩＳ Ｌ １０９９，日本工業規格 繊維製品の透湿度試験方法，日本，財団法人 日本規格協会，１９９３年３月３１日，ｐ．３、４，４．１．２ ウォータ法の欄を参照 |
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| JP2000193577A (ja) | 2000-07-14 |
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