JP3858823B2 - 試料を透過する蒸気の透過速度測定方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は例えばポリマー、セラミック、混成物、または生物学上の薄膜のような試料を透過する蒸気の透過速度の測定法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば薬品、食品及び包装化学製品の分離過程といった多くの分野で大変重要であるところの物質をガス及び蒸気が透過することが理解されている。薄膜を透過するガスの透過速度を測定するための様々な方法が知られている。いくつかの技術は電気化学の原理に基づいており、他の技術は、例えば変調した赤外線センサーのようなセンサーを用いる。その他の技術は、例えばイオン計器やピラニ(PIRANI)ゲージを用いることでガスや蒸気が浸透することにより引き起こされる圧力増加量を測定する。
【0003】
例えば水蒸気の透過速度を測定するための一般的に知られた装置は、変調した赤外線センサーを使う商標名パーマトロン(PERMATRAN)の下に売られた装置である。この既知の装置は約100平方センチメートルの領域をもつ試料を使い、一日当たり5ミリグラム毎平方メートルの実用的な分析を行なう。しかしながら、蒸気のより低い絶対透過速度の測定を可能にする優れた感度を得ることが望ましい。これは、より小さい有効領域をもつ単位領域毎の決められた透過速度をともなう試料、もしくは既知の赤外線センサ装置をともなって可能なより単位領域毎のより低い透過速度を持つ試料の研究を可能にする。
【0004】
真空の下で真空室の中に試料を通してガス室から透過したガス分子の一部分についての蒸気圧の種類を測定する質量分析計を用いる試料を透過する蒸気ガスの透過速度を測定する方法もまた知られている。既知の質量分析計の技術では、真空室中の分圧は時間の経過とともに指数関数的に減少する。
【0005】
これは、
(1)透過速度の減少と関わる減少を試験すること、
(2)特に、低い絶対透過速度であるデータから減少係数を実際に抽出すること、
の両方の問題の為に、測定するガス透過速度の違いを生み出す。これは、異なる大きさと時間定数をもつ2つの異なる指数関数的減少曲線の総和であるところの測定された個々の圧力が指数関数的な作用を示すところのより大きい分子に対する具体的な問題である。これは、係数を抽出するための型をますます複雑にする。
【0006】
真空室からガス室を分離する装置内に試料が取り付けられ、ガス室が外部から一定の圧力でガスが供給される既知の質量分析計の技術もまた存在する。しかしながら、そのような装置はかなりの具体的な問題を生じる。それはガスの加圧源を持たなくてはならないということである。それは、試料を換えるのにやっかいである。そしてまた、その真空引きの工程は燃焼による損傷と試料の破壊を伴なうので、超高真空(UHV)の装置を使用することは実用的でない。結果、低い絶対透過速度への感度はバックグラウンドの測定値が高くなるので減少する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、例えば、上記に述べられる既知の技術に連なる問題点を解決するところの試料を透過する蒸気の透過速度の測定法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1態様によれば、試料を透過する蒸気の透過速度を測定する方法であり、ガス室に液体を供給し、真空下の真空室に試料を介してガス室をつながるように配置し、蒸気をガス室に飽和させるための液体が蒸発するのに十分な時間が経過した後、真空室中での液体の蒸気の分圧を測定する質量分析計を用い、測定された分圧から試料を透過する蒸気の透過速度を得る方法が提供される。
【0009】
本発明の第1態様によれば、質量分析計の使用は、より低い絶対ガス透過速度の測定法が可能になることにより既知の赤外線センサと比較して高い感度を供給する。これは、例えば赤外線センサ技術と比較して、単位領域毎のより低いガス透過速度をもつ試料又はより小さい領域の単位領域毎の一定であるガス透過速度を持つ試料の研究を可能にする。
【0010】
加えて、本発明の第1態様では、ガス室の中に液体を供給することにより蒸気が発生する利点がある。その液体は、ガス室を蒸気で満たすことで蒸発する。一定時間経過後、蒸気はガス室の中で飽和する。いったん飽和すれば、ガス室の中の蒸気は一定の圧力すなわち液体の蒸気圧力を保つ。その結果、ガス室の飽和の後に、真空室の中への試料を介した透過速度が一定となり、その結果、質量分析計により測定された分圧もまた一定となる。これは、透過速度を得るための正確な分圧の測定と較正を簡単にする。具体的に、これは質量分析計が指数関数的に減少する分圧を測定するところで既知の方法以上の改善点を示す。さらに、液体の供給によるガス室の中における蒸気の発生は、外部のガス供給源を用いる既知の技術と比べて非常に簡単であるという利点をもたらす。
【0011】
好ましくは、ガス室は開口部をもつガスセルにより形成され、試料が開口部を覆うことによりガスセルを密封し、真空下の真空室に試料を介してガス室をつながるように配置する工程は真空室中にガス室を導入するものである。
【0012】
これは多くの利点を供給する。そのガスセルは、真空室の外側で容易に満たされる。異なる試料及び/又は異なる蒸気に対する連続の測定は、互いの測定毎に真空状態を再び設定する必要なしに、真空室の中に連続のガス室を導入することで行なわれる。ガスセルの温度は真空室を含む全体の装置の温度を変化させる必要なしに容易に変化されるので、温度に伴なう透過速度の変化の調査を可能にする。
【0013】
本発明の第2態様によれば、試料を透過する水蒸気の透過速度を測定する方法であり、質量数20の同位元素を含む水蒸気を含むガス室を真空下の真空室につながるように配置し、真空室の中に水蒸気の質量数20である同位元素についての分圧の測定用の質量分析計を用い、測定された分圧から試料を透過する水蒸気の透過速度を得るものである。
【0014】
本発明の第2態様では、質量数20の水蒸気における同位元素の分圧を測定することにより、高感度を達成することが可能である。これは質量数18の一般の水における分圧測定により測定可能な速度よりも低い絶対ガス透過速度の測定を可能にする。これは、自然に発生する質量数20の水がはるかに少ないから、真空室の内部のバックグラウンド圧力が質量数18の水に対する圧力より質量数20の水に対するそれがはるかに低いからである。それゆえに、少ない量の透過蒸気もバックグラウンドに対して区別される。
【0015】
本発明を具体化した方法は非限定的な例として述べられる。その方法はともに結合する本発明の両態様で具体化される。その方法は添付の図面を参照して説明される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【0017】
この方法は図1に描かれた装置を用いることで実行される。この装置は超高真空(UHV)に耐えることが出来る標準的な真空室1を含んでいる。真空室1はメインタービン分子ポンプ2により排気される。真空室1は従来の方法で空気ロックとして作用し、さらなるタービン分子ポンプ4により排気される負荷ロック室3を持つ。真空室1は2つの移動アーム5,6をもつ。1番目の移動アーム5は負荷ロック室4を介して物が移動するように配置される。2番目の移動アーム6は1番目の移動アーム5によって導かれる物を負荷ロック室3を介して移動するように配置される。
【0018】
真空室1の内部に配置したのは、真空室1の中の蒸気を感知するために配置された四極子の質量分析計7である。その質量分析計7はSEM探知器をもつ従来の構造である。その比較的小さいサイズが真空室1の中に据え付けるのを助長するために四極子の質量分析計7が好ましいが、どのような型の質量分析計も使用することができる。本発明の方法の感度は高感度の質量分析計7を用いることで改善される。
【0019】
質量分析計7の出力はデータ処理のために従来のパーソナルコンピュータ8に供給される。
【0020】
本装置は、負荷ロック室3を介して真空室1の内部に導入するのに、そして真空室1から取り除かれるのに十分に小さいサイズのガスセル10をさらに含んでいる。ガスセル10は質量分析計7の近隣の位置に2つの移動アーム5,6を用いることにより移動される。
【0021】
ガスセル10は図2に図解されている。ガスセル10は開口部13を有するガス室12を形成するために円筒状の穴17があけられたステンレス体11から形成されている。試料14は開口部13を覆い、接着剤15によってブロック11に密封されている。
【0022】
ガスセル10は、試料14がブロック11に密閉される前に、ガス室12中に液体の滴16を置くことにより充填される。その後試料14はブロック11に密閉される。開口部13の部分はガスの透過に対する試料14の有効な部分である。その有効部分は任意のサイズである。しかしながら、約1平方センチメートル以下の小さい有効部分を提供するガスセル10を形成することは容易である。これは約100平方センチメートルの区域をもつ試料の上で挙げられるパーマトロン装置と好都合に比較される。
【0023】
本発明は、例えばポリマー、セラミックあるいは混成物の薄膜からなる試料14に対して特に適している。この場合、試料14は、その微小な縁を介する透過が開口部13を横切って拡張する主面を介する透過と比較して無視してよいほど十分に薄い。この場合、測定された圧力の透過速度は試料14の単位領域毎の速度を表している。本発明はまた、生物学的試料である試料14に対しても適している。
【0024】
上述した装置を用いて試料14を介する蒸気の透過速度を測定する方法を次に説明する。
【0025】
最初に、真空室1は、ポンプによる排気と真空室の加熱乾燥を含む既知の技術を用いることで、一般的には約10−8パスカル以下である圧力でUHVに排気される。その後、真空室1はタービン分子ポンプ2によりUHVに維持される。その真空引き過程は、ガスセル10が真空室1の外側に配置される間に実行される。これは、特に加熱乾燥での試料の損傷を防ぐ。
【0026】
真空室1の外側で、ガスセルはガス室12の中に液体16の滴を配置することによって満たされる。そのガス室12は十分に深く、液体16の滴は開口部13にかかってなく、あるいは試料14に接触していない。その後、試料14は接着剤15によってブロック11に密閉されている。
【0027】
その充填済みのガスセル10は2つの移動アーム5,6を用いることで真空室12に導入される。そのガスセル10は、試料14が金属板の中で直径が1ミリメートルの口径である質量分析計7の入り口から2,3ミリメートルかそれ以下の状態で質量分析計7と対向して位置される。その結果として、ガス室12は試料14を通してガス室1に連通する。試料14を介して伝達された蒸気は、それぞれの質量数(厳密に述べると比電荷)に関して、真空室の蒸気の対応する要素である分圧を示す信号を出力する質量分析計7によって探知される。その出力信号はパーソナルコンピュータ8で解析される。
【0028】
ガスセル10の液体は蒸発し、ガス室12内に蒸気が形成される。十分な時間のあと、蒸気はガス室12に飽和する。その後はガス室12内の圧力は滴16の液体の全てが蒸発するまで一定の値、すなわち液体の蒸気圧にとどまる。
【0029】
真空室1の中ヘガスセル10の挿入後、液体のそれぞれの要素に関する質量分析計の出力は、その種類に対するバックグラウンドレベルから増加する。結局は一定の量に安定する。一般にこれには数時間を要する。この状態で、そのシステムはガス室12の中の一定圧力の蒸気が一定速度で試料14を介して伝達される平衡状態である。質量分析計7により測定されたそれぞれの構成要素の分圧は、その要素のガス透過速度と比例している。したがって、分圧の測定は質量分析計7の出力の安定したこの期間内に行なわれる。
【0030】
その平衡状態は滴16中の全ての液体が蒸発するまで(あるいは、ガスセル10が真空室12から取り除かれるまでのいずれか早い方まで)続く。その後で、ガス室12の中の圧力は、取り換えること無しにガス室12の外へ蒸気が伝達されることにより指数関数的に減少する。これは、透過速度および質量分析計7の出力の中で対応する減少を引き起こす。
【0031】
その測定された分圧は、試料14を介する蒸気の透過速度を求めるために使われる。これは、参照試料を構成するさらなる試料14に関して測定された分圧に対して試料を構成する試料14に関する分圧の測定を較正することによって行なわれる。その参照試料は、例えばもう一つの技術から知られた蒸気の透過速度を持つ。その試料と参照試料の分圧測定値は、ここに述べられた方法を使用することで両方とも得られる。あるいは、その透過速度は、透過の理論的な解析に基づいて測定された分圧から導かれる。
【0032】
分圧と導かれた透過速度の測定は、蒸気の個々の構成要件又は加算された蒸気の全ての構成要件に対して考慮される。
【0033】
分圧の測定は装置の安定した平衡状態の間に行われるので、正確な測定を得ることと透過速度の導出が特に簡単である。具体的に、これは質量分析計によって測定される分圧が指数関数的に減少するところの技術よりより簡単である。
【0034】
その上、本発明はかなりの利点を簡単に提供する。ガスセル10は真空室1の外側で満たされる。さらに、本方法は、たとえ実験後に真空室内の蒸気のバックグラウンドレベルを元に戻すために使われる時間によりスループットが制限されても、真空室1を排気させる必要なしに一つのガスセルをもう一つのセルと取り換えることのみにより、異なる試料14および(または)違う蒸気に対して繰り返される。
【0035】
本方法は、温度にともなう透過速度の変化を調査するために一定の試料と異なる温度での一定の圧力に対して繰り返され、そしてそれゆえに試料14の活性化エネルギーが得られる。既知の技術を使うことでガスセル10の温度を変化させることは簡単で、なぜなら、全体として真空室1の温度を変化させる必要はなく、ガスセルの温度を変化させる必要があるのみだからである。そのガスセル10の温度は熱電対を用いることで測定される。
【0036】
本発明の方法は、どのような蒸気の透過速度の測定にも使われる。しかし、水蒸気の透過速度の測定に対して特に適している。この場合において、感度を高めるには、質量数20の水のアイソトープの分圧は、質量数20のアイソトープを含む、又は主に質量数20のアイソトープからなる液体水の滴16を用いることにより測定される。その質量数20の水に対する真空室の中でのバックグラウンド圧力は質量数18の水のそれより少ない。なぜなら自然に発生する質量数20の水ははるかに少ない量だからである。それによって、質量数20の水の使用はバックグラウンド圧力により不明確にされることなしに測定されるところの、より低い透過速度と対応するより低い分圧測定が可能になる。記述された実施例では、質量分析計7の出力の解析を行なうパーソナルコンピュータ8は、透過速度の比を導出して質量数20のアイソトープの分圧を非常に効果的に指定する。
【0037】
質量数20の水は、質量数16の代わりに質量数18の酸素(0.2%の自然発生量)を、又は質量数1の代わりに質量数2の水素(0.015%の自然発生量)を用いることにより構成されている。いずれの原料からなる質量数20の水も用いることができる。
【0038】
効果を図示するために、本発明の方法を用いて得られる測定量が図3に図示されている。これらの測定は20マイクロメートルの厚さの配向されたポリプロピレン(OPP)の薄膜から成り、0.126平方センチメートルの有効領域をもつ試料14に対して行われた。使用された液体は質量数20のアイソトープを含む水である。実際の実験結果は、質量数20のアイソトープと質量数18のアイソトープとがほぼ同量含まれた水における結果が示される。図3は、時間に対する水のそれぞれのアイソトープの分圧測定量のグラフである。その質量数20の測定結果は濃い線で示され、質量数18の測定結果は薄い線で示される。
【0039】
ガスセル10は4時間後(時間目盛り上のポジションA(図3参照))に真空室1の中に導入される。これより前、質量分析計7による分圧の表示出力はバックグラウンド圧力である。バックグラウンド圧力は質量数20の方が質量数18のそれより低いことが想像される。これは、UHVでの真空室1でのバックグラウンド圧力が、質量数18の水より低い量の質量数20の水を豊富に含んでいる自然に発生する水により一部分は形成されるからである。
【0040】
ガスセル10がポジションAで真空室1の中に導入された後で、水の両方のアイソトープの分圧が上昇し、一定量で安定する(ポジションB(図3参照))。ここで、分圧の測定が行われる。
【0041】
その安定した分圧はある期間維持される。ポジションC(図3参照)でガスセルは真空室1から取り除かれる。引き続き、質量分析計7の出力はバックグラウンドレベルより下に指数関数的に減少する。
【0042】
実際、水のそれぞれの種類に対する分圧は約1×10−9ミリバールである。それゆえに、透過される水蒸気の合計圧力は2×10−9ミリバールである。本発明の場合において、これは装置を較正する。なぜならOPPの試料14が上記したようなパーマトロン装置によって測定されたように一日当たり約3グラム毎平方メートルの透過速度を持つことが知られているからである。
【0043】
単に質量数20のアイソトープからなる水が使用されたら、0.126平方センチメートルの有効領域をもつ試料14に対して一日当たり約0.1ミリグラム毎平方メートルの検出可能最小値の理論値を提供する。慣例として、この検出可能最小値は、十分な密封を実現しなくてはならないような問題のために多分実現されないだろう。しかし、実現可能な低い蒸気の透過速度の感度は、約100平方センチメートルの領域をもち一日当たり約5グラム毎平方メートルの検出可能最小値をもつ試料を用いるパーマトロン装置と比べても遜色の無いものである。その絶対的な検出速度の技術の感度は、単位領域毎の測定可能な速度の検出限界を使用された試料のサイズにより乗算することによって比較される。質量数18の水が使用されたら、本発明の方法ではパーマトロン装置と比較して約3桁改善された低い絶対測定速度の感度が実現される。そのような低い透過速度の高い感度は有利である。それは、例えば、単位領域毎の一定の透過速度を持つところのより小さい試料又は単位領域毎の低い透過速度を持つ試料の研究を可能にする。
【0044】
上で述べられた実験はアナログモードで6ミリメートルの棒を持つ四極子質量分析計7を用いて行なわれる。測定レンジの大きさのもう1桁は、9ミリメートルか12ミリメートルの長い棒が使用されることで得られる。信号検出は、存在する増幅器を改善すること又は新しい増幅器及びパルス計数技術を用いることで改善される。
【0045】
もちろん、さまざまな変形は本発明の範囲から外れることなく上で述べられた方法によりなされる。例えば方法の手順は違う順序で行われてもよいし、あるいは違う装置が用いられてもよい。具体的に、ガスセル10は代わりの構造のガスセルにより交換される。
【0046】
図4は、1番目の変形例の構造をもつガスセル20を図示している。その図3のガスセル20は、補充穴21の用意があるのを除いては大部分で図2のガスセル10と同様の構造をしている。その補充穴21はガス室12の中にブロック11を貫通してドリルで穴が空けられて、内部の通り道22とともに形成される。補充穴21を閉じるために円筒状の外部から通した銅プラグ23が補充穴21の通り道22の内部にねじ込まれる。そのプラグ23は液体の滴24を挿入するための補充穴21を通してガス室12を充填させるために着脱可能になっている。その後、プラグ23は補充穴21を閉じるために通り道22の中に後ろ向きにねじ込まれる。
【0047】
その補充穴21は、図1のガスセル10では必要であった試料14を取り外しブロック11を再び密閉することなしに、ガスセル20の真空室12を再充填する。
【0048】
これは、真空室1または他の真空室内での再充填を可能とする。他の真空室内での充填は蒸気が危険であるか真空室の真空への害を防ぐために望ましい。
【0049】
例えば図4のガスセル20中の補充穴21のような穴埋め可能な補充穴の使用は、低い調査温度でより少ない液体に凝縮する沸点より上の温度で蒸気によりガス室12を充填可能にする利点をもつ。それはまた、真空室に液体を供給する融点以上の高い温度で調査された低い温度での固体の導入を可能にする。
【0050】
図5は、2番目の変形例の構造をもつガスセル30を図示している。そのガスセル30は、その中にドリルで穴をあけた円筒状の穴をもつステンレス製のブロック31から形成される。環状のテフロン(商標名)封止材33は、開口部35をもつガス室34を封止材33の環の内側に形成するために穴32の中に挿入される。試料36は、開口部35を覆うために封止材33の終端上に置かれる。その試料36は、試料の横方向に置かれた環状の蓋32の締め付け作用により封止され、ねじ38により本体31に固定される。蓋37は、開口部35とともに並べられ、それと同じ形状をもつ円形の開口部39をもつ。開口部35と開口部39の領域は試料36の有効領域を規定する。ガスセル30は、試料36と蓋37とを移動させて、ガス室34の中に液体の滴40を据えて、蓋37とネジ38を用いてガス室34の上の試料36を締め付けることで満たされる。
【0051】
ガスセル10又は20又は30のいずれの場合においても、試料14は真空室1及び、ガス室12又は34の間で大気圧との差に基づく膨張を防ぐために電子顕微鏡で使われたものと似ている金属製の格子によって補強される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の方法で用いられる装置の概略図。
【図2】 本発明の方法で用いられるガスセルの断面図。
【図3】 本発明の方法により得られる結果の例を示すグラフ。
【図4】 ガスセルの第1の変形例の断面図。
【図5】 ガスセルの第2の変形例の断面図。
【符号の説明】
1…真空室、2…メインタービン分子ポンプ、3…負荷ロック室、4…タービン分子ポンプ、5,6…移動アーム、7…質量分析計、8…パーソナルコンピュータ、10…ガスセル、12…ガス室、13…開口部、14…試料、15…接着剤。
Claims (42)
- 試料を透過する蒸気の透過速度を測定する方法において、
ガス室に液体を供給し、
試料を介して真空の下の真空室に挿通するようにガス室を配置し、
ガス室を蒸気で飽和させるために液体が蒸発するに十分な時間が経過した後、液体の蒸気の真空室中で分圧を測定する質量分析計を用い、
測定された分圧から試料を介した蒸気の透過速度を得る方法。 - 前記ガス室は開口部をもつガスセルの中に形成され、試料が開口部を覆うようにガスセルに密封され、
前記試料を介して真空の下の真空室に挿通するようにガス室を配置する工程はガス室を真空室内に導入することを具備する請求項1記載の方法。 - 前記ガスセルの中に液体を供給する工程は真空室の中にガスセルを導入する前記工程の前に行なわれる請求項2記載の方法。
- 前記試料は接着剤によりガスセルに封止されている請求項1記載の方法。
- 前記試料は締め付けによりガスセルに封止されている請求項1記載の方法。
- 前記ガスセルは穴埋め可能な補充穴を有する請求項1記載の方法。
- 前記方法は異なる温度で前記試料に対して繰り返される請求項1記載の方法。
- 前記真空室は超高真空の下にある請求項1記載の方法。
- 前記試料の有効領域は約1センチ平方メートル以下である請求項1記載の方法。
- 前記試料は薄膜である請求項1記載の方法。
- 前記薄膜はポリマー、セラミック又は合成物である請求項10記載の方法。
- 前記ガス室を蒸気で飽和させるために液体が蒸発するに十分な時間が経過した後、液体の蒸気の真空室中で分圧を測定する質量分析計を用いる工程は前記質量分析計の出力が一定の値に安定した後で実行される請求項1記載の方法。
- 前記試料を介する蒸気の透過速度は、測定された分圧を、既知の蒸気透過速度をもつ参照試料に対して測定された分圧により較正することにより、測定された分圧から得られる請求項1記載の方法。
- 前記液体は水であり、前記蒸気は水蒸気である請求項1記載の方法。
- 前記液体の水は、質量数20のアイソトープを含み、前記蒸気の分圧を測定する工程は蒸気における質量数20のアイソトープの分圧測定を含む請求項14記載の方法。
- 前記ガス室を配置する工程は、試料を介して真空の下での真空室に挿通するように質量数20の同位元素を含む水蒸気を含むガス室を配置し、
前記質量分析計を用いる工程は、前記真空室の中で水蒸気における質量数20である同位元素の分圧の測定用の質量分析計を用いるものである請求項1記載の方法。 - 前記ガス室は開口部を持つガスセルの中に形成され、試料が開口部を覆うようにガスセルに密閉され、
前記試料を介して真空の下での真空室に挿通するように質量数20の同位元素を含む水蒸気を含むガス室を配置する工程は真空室の中にガスセルを導入することを含む請求項16記載の方法。 - 前記真空室の中に前記ガスセルを導入する前に水蒸気が前記ガスセルの中に導入される請求項17記載の方法。
- 前記試料は接着剤によってガスセルに封止される請求項16記載の方法。
- 前記試料は締め付けによりガスセルに封止されている請求項16記載の方法。
- 前記ガスセルは穴埋め可能な補充穴を有する請求項16記載の方法。
- 前記ガスセルは穴埋め可能な補充穴を有する請求項16記載の方法。
- 前記真空室は超高真空の下にある請求の範囲第16項記載の方法。
- 前記試料の有効領域は約1センチ平方メートル以下である請求項16記載の方法。
- 前記試料は薄膜である請求項16記載の方法。
- 前記薄膜はポリマー、セラミック又は合成物である請求項25記載の方法。
- 前記真空室の中で水蒸気における質量数20である同位元素の分圧の測定用の質量分析計を用いる工程は質量分析計の出力が一定値に安定した後で行なわれる請求項16記載の方法。
- 前記試料を透過する水蒸気の透過速度は、測定された分圧を、既知の蒸気透過速度をもつ参照試料に対して測定された分圧により較正することにより、測定された分圧から得られる請求項16記載の方法。
- 前記質量分析計を用いる工程は、前記真空室の中で、質量数18と質量数20の水蒸気におけるアイソトープ圧を測定し、質量数20の水蒸気におけるアイソトープの分圧を選択するものである請求項1記載の方法。
- 前記ガス室内に水液体を配置し、液体の蒸発が前記ガス室内を蒸気で飽和させる請求項29項記載の方法。
- 前記ガス室は前記真空室から取り外し可能なガスセルの中に形成される請求項30項記載の方法。
- 前記試料はガスセルに封止され開口部を覆う請求項31項記載の方法。
- 前記試料は接着剤によってガスセルに封止された請求項32項記載の方法。
- 前記試料は締め付けによってガス室に封止された請求項33項記載の方法。
- 前記ガスセルは穴埋め可能な補充穴をもつ請求項29項記載の方法。
- 前記真空室は超高真空の下にある請求項29項記載の方法。
- 前記試料の有効領域は約1センチ平方メートル以下である請求項29項記載の方法。
- 前記試料は薄膜である請求の範囲項29項記載の方法。
- 前記薄膜はポリマー、セラミック又は合成物である請求項38項記載の方法。
- 前記質量分析計を用いる工程は、前記質量分析計の出力が一定値に安定した後で分圧を選択する請求項29項記載の方法。
- 前記試料を介する蒸気の透過速度を得る工程をさらに具備する請求項29項記載の方法。
- 前記透過速度を得る工程は、測定された分圧を既知の蒸気透過速度をもつ参照試料に対する分圧測定値により較正することにより透過速度を得る請求項41項記載の方法。
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