JP5802355B1 - 乾燥速度測定装置および乾燥速度測定方法 - Google Patents

Abstract

標準状態の許容差の範囲でも、生地の乾燥速度測定の精度を向上する。水付与部（１）は、生地の試験片（２０）に水を付着させる。保持部（２）は、試験片（２０）を広げた状態で静止させて保持する。質量測定部（３）は、水が付着された試験片（２０）を保持部（２）で保持した状態で、試験片（２０）の質量を継続的に測定し、測定した質量と経過時間を対応させて記憶する。温湿度測定部（４）は、質量測定部（３）で試験片（２０）の質量を測定する間、試験片（２０）に対して一定の位置の温度および湿度を継続的に測定し、測定した温度および湿度と経過時間を対応させて記憶する。温湿度正規化部（８）は、質量測定部（３）で測定した質量の変化を、温湿度測定部（４）で測定した温度および湿度から所定の温度および湿度の条件に換算する。

Description

本発明は、繊維製品等の生地の吸水速乾性の評価に用いる乾燥速度測定装置および乾燥速度測定方法に関する。

繊維製品等において、生地が汗や湿気を吸い取っても、生地が濡れたままでは不快感や冷えが生じる。また、吸収した水分が蒸発することによって、体熱を発散することができる。そのため、衣料等において、汗や湿気を吸い取って（吸水）、素早く蒸発させる（速乾）機能が注視されている。このような吸水速乾性を評価するため、繊維製品等の生地の乾燥測定方法が考案されている。

例えば、規格化された乾燥性試験（乾燥速度評価）方法にＪＩＳＬ１０９６乾燥性試験方法が挙げられる。ＪＩＳＬ１０９６乾燥性試験方法は、まず、常法によって調整した試料から、４０ｃｍ×４０ｃｍの試験片を採取し、２０℃±２℃の水中に広げて浸漬し、充分に吸水させた後、水中から引き上げる。その後、水滴が落ちなくなってから、ひずみ計を備えた乾燥時間測定装置の懸垂クリップに試験片を取り付け、標準状態の試験室内で自然乾燥するまでの時間を計り、平均値等にて乾燥速度を算出する。

特許文献１には、具体的な自動乾燥性測定装置が開示されている。自動乾燥性測定装置は、試験片の生地を取り付ける試験片取付ハンガーと、ハンガーホルダと、質量測定手段と、可動台と、ハンガーホルダ駆動手段と、駆動手段と、演算手段とから構成されている。ハンガーホルダは、試験片取付ハンガーを水平に保持する。質量測定手段は、試験片取付ハンガーの質量を測定する。可動台は、ハンガーホルダを垂直に保持し、かつ固定架台に対し水平方向に移動可能とする。ハンガーホルダ駆動手段はハンガーホルダを上下に移動させ、駆動手段は可動台を移動させる。演算手段は、測定信号開始に基づいて駆動手段を駆動させたのち引き続く測定開始までの時間を演算する計時手段を含む。

登録実用新案第３０９２０１９号公報

上述の乾燥性試験方法に限らず、鉱工業における試験を実施する場所の温度、湿度および気圧に関する標準状態が規定されている（ＪＩＳ Ｚ ８７０３）。一般的に温度および湿度を一定に維持するのは極めて困難であり、標準状態でも級別に温度の許容差および湿度の許容差が定められている。ＪＩＳ Ｌ ０１０５ 繊維製品の物理試験方法通則では、標準状態として温度２０±２℃、湿度６５±４％が定められている。上述の乾燥性試験は、標準状態の許容差の範囲で実施される。例えば、特許文献１では、標準状態２０℃、６５％ＲＨの測定室内において自動乾燥性測定装置で行った試験結果が具体的に記載されている。

しかし、標準状態の許容差の範囲で乾燥性試験を行っても、その温度および湿度の変動に応じて結果にはばらつきが生じる。そのため、異なる試料を比較するには、同じ環境で同時に試験を実施しなければ厳密な評価はできない。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、標準状態の許容差の範囲でも、繊維製品等の生地の乾燥速度測定の精度を向上することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る乾燥速度測定装置は、
生地の試験片に水を付着させる水付与部と、
前記試験片を広げた状態で静止させて保持する保持部と、
水が付着された前記試験片を前記保持部で保持した状態で、前記試験片の質量を継続的に測定し、測定した質量と経過時間を対応させて記憶する質量測定部と、
前記質量測定部で前記試験片の質量を測定する間、前記試験片に対して一定の位置の温度および湿度を継続的に測定し、測定した温度および湿度と経過時間を対応させて記憶する温湿度測定部と、
前記質量測定部で測定した質量の変化を、前記温湿度測定部で測定した温度および湿度から所定の温度および湿度の条件に換算する正規化部と、
を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る乾燥速度測定方法は、
生地の試験片に水を付着させる水付与ステップと、
前記試験片を広げて静止させて保持した状態で、前記試験片の質量と、前記試験片に対して一定の位置の温度および湿度を継続的に測定し、測定した質量、温度および湿度と経過時間を対応させて記憶する測定ステップと、
前記測定ステップで測定した質量の変化を、前記測定ステップで測定した温度および湿度から所定の温度および湿度の条件に換算する正規化ステップと、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、試験片に対して一定の位置の温度および湿度を継続的に測定し、測定した温度および湿度から所定の温度および湿度の条件に、測定した試験片の質量の変化を正規化するので、標準状態の許容差の範囲でも、生地の乾燥速度測定の精度を向上することができる。

本発明の実施の形態１に係る乾燥速度測定装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る測定データのデータ構造の例を示す図である。 実施の形態１に係る所定の温湿度条件に正規化する概念を示す図である。 実施の形態１に係る乾燥速度測定の動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る温湿度条件正規化の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る乾燥速度測定装置の構成を示す図である。 実施の形態２に係る水分付与部の構成を示す図である。 本発明の実施例に係る乾燥速度測定結果を示す図である。

本発明では、生地とは布・織物以外に、編んだ素材および不織布を含むものと規定する。以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、図中、同一または相当する部分には、同じ符号を付す。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る乾燥速度測定装置の構成例を示すブロック図である。乾燥速度測定装置１０は、水付与部１、保持部２、質量測定部３、温湿度測定部４および制御部５から構成される。制御部５には、記憶部６、温湿度正規化部８および計時部７が含まれる。

乾燥速度測定装置１０は、生地の試験片２０に水を付着させ、付着された水が乾燥する速度を測定する。付着した水は、試験片２０に染み込んで繊維の隙間に保持されるので、試験片２０の材質によって乾燥する速度に違いがある。

乾燥速度測定に先立って、試験片２０を乾燥速度測定する標準状態にしばらく置いて、試験片２０の温度と水分が標準状態で変化しないように調湿しておく。乾燥速度装置では、試験片２０に水を付着させる前に、試験片２０の質量を測定する。試験片２０の質量は、保持部２に保持した状態で、質量測定部３で測定することができる。質量測定部３は、保持部２と試験片２０を合わせた質量を測定する。保持部２の質量を予め測定しておけば、それらの差から、試験片２０の質量がわかる。

水付与部１では、試験片２０に一定量の水を、試験片２０の定めた位置、例えば中央に付着させる。水付与部１では、例えば、ピペット（メスピペット、マイクロピペット）で一定量の水を計量して、試験片２０に滴下する。シリンジポンプまたは輸液ポンプで試験片２０に滴下させてもよい。あるいは、試験片２０を広げて平らに収容できる容器に一定量の水を滴下しておいて、試験片２０をその上に載せて水を付着させてもよい。

次に、水が付着された試験片２０を保持部２に保持する。保持部２は、試験片２０を広げた状態で静止させて保持する。保持部２は、例えば、試験片２０の１辺の少なくとも一部を挟んで試験片２０をつり下げる。容器で試験片２０に水を付着させる場合は、容器ごと保持する構造でもよい。

同じ温湿度でも、試験片２０に当たる風の強さによって乾燥速度に違いが生じるので、試験片２０に当たる風を一定にすることが望ましい。試験片２０を吊り下げる場合、風が当たると試験片２０が振れて正確に質量を測定することができない。できれば、試験片２０を風防で覆って、風が当たらないようにするのが望ましい。

質量測定部３は、例えば精密天秤から構成され、試験片２０を保持部２で保持した状態で、試験片２０の質量を継続的に測定する。前述のとおり、質量測定部３は、保持部２と試験片２０を合わせた質量を測定するが、保持部２の質量は一定であるから、試験片２０の質量を測定することになっている。質量測定部３は、測定した質量を制御部５に送る。制御部５は、受け取った質量と、質量を測定したとき（質量を受け取ったとき）の経過時間を対応させて、記憶部６に記憶する。

経過時間は、計時部７で計測する。計時部７は、例えば時計を内蔵し、参照されたときの時刻データを出力する。質量を測定した時刻から、水を付着させた試験片２０の質量を最初に測定した時の時刻を引いた値が経過時間である。測定を開始したときに計時部７をリセットして、測定開始を原点（０）とする経過時間を出力させてもよい。

温湿度測定部４は、試験片２０に対して一定の位置に支持され、試験片２０に対して一定の位置の温度と相対湿度を継続的に測定する。以下、湿度とは相対湿度のことをいう。温度と湿度を測定する位置は、試験片２０に接触しない範囲で水を付着させた部分の近くが望ましい。試験片２０を風防で覆う場合は、温湿度測定部４を風防の内部に設置し、風防の内部で温度と湿度を測定する。温湿度測定部４は、試験片２０の周囲の空気の温度と湿度を測定する。温湿度測定部４は、測定した温度と湿度を制御部５に送る。制御部５は、受け取った温度および湿度と、それらを測定したとき（温度と湿度を受け取ったとき）の経過時間を対応させて、記憶部６に記憶する。

湿度を測定するには、例えば、乾湿計で計測した乾球温度と湿球温度から湿り空気線図または計算で相対湿度を求める方法を用いることができる。あるいは、相対湿度を湿度計で測定してもよい。例えば、電気式湿度計で計測した湿度を、測定した温度で正規化して測定値とする。

図２は、実施の形態１に係る測定データのデータ構造の例を示す図である。例えば、一定周期の経過時間ごとに、質量、温度および湿度を測定し、経過時間ｔiに対応して質量ｍi、温度Ｔiおよび湿度Ｈiを記憶する。図２の例では、測定を開始したときの経過時間がｔ0、質量ｍ0、温度Ｔ0、湿度Ｈ0である。

図１の温湿度正規化部８は、測定を開始してから規定の時間を経過すると、記憶部６に記憶されている経過時間、質量、温度および湿度から、測定した質量の変化を、所定の温度および湿度の条件に換算して、正規化する。温湿度正規化部８は、正規化を指示されたときに、それまで測定した質量の変化を、所定の温度および湿度の条件に換算してもよい。

図３は、実施の形態１に係る所定の温湿度条件に正規化する概念を示す図である。横軸は経過時間、縦軸は試験片２０の質量である。測定した試験片２０の質量は、実線の実測質量で表される。図３は、測定した温度が換算する条件である所定の温度（標準温度）より高いか、測定した湿度が換算する条件である所定の湿度（標準湿度）より低い場合を示す。その場合、通常は、標準温度と標準湿度の条件（標準温湿度条件）より速く水分が蒸発するので、実測質量は、時間が経過するに従って標準温湿度条件のときの質量より小さくなる。

標準の温度と湿度で乾燥速度測定を行った場合に想定される同じ試験片２０の質量が、二点鎖線の標準温湿度条件の質量＝正規化質量で表される。標準温湿度条件の質量（の変化）は、測定した温度および湿度における乾燥速度を、標準の温度と湿度における乾燥速度に換算することによって、算出することができる。乾燥速度を換算するには、測定した温度と湿度における水蒸気分圧差と、標準の温度と湿度における水蒸気分圧差を用いる。標準の温度と湿度における水蒸気分圧差は、予め計算して分かっている。

水分を付着させて測定中の試験片２０の質量と、水分を付着させる前の試験片２０の質量（試験片乾燥質量）の差が、残留水分である。残留水分と付着させた水分（付与水分）の比が残留水分率である。実測質量を標準の温度と湿度に換算した正規化質量（＝標準温湿度条件の質量：図３の２点鎖線）の、基準経過時間（図３の点Ｎ）における残留水分率で、試験片２０の乾燥速度を評価することができる。基準経過時間において、残留水分率が大きいほど乾燥速度は遅く、残留水分率が小さいほど乾燥速度が速い。

上述の説明では、質量の変化を標準の温度と湿度の条件に換算したが、基準経過時間が温度と湿度によって変化すると考えることもできる。すなわち、測定した温度および湿度において、標準温湿度条件より水分の蒸発が速ければ、基準経過時間が短く、標準温湿度条件より水分の蒸発が遅ければ、基準経過時間が長くなると考える。この場合の経過時間の正規化係数も、水蒸気分圧差を用いて算出することができる。例えば、正規化係数で正規化した経過時間（正規化時間）が基準経過時間になる経過時間（実経過時間）を算出する。そして、実経過時間における実測質量を、基準経過時間における標準温湿度条件の質量とみなして、残留水分率を算出する。以下、詳しく説明する。

温度Ｔ（℃）における飽和水蒸気圧ｅ（Ｔ）は、次のＡｕｇｕｓｔ他の式で表される。
ｅ（Ｔ）＝６．１０７８×１０^{（７．５Ｔ／（Ｔ＋２３７．３））}
乾球温度：Ｔｄ（℃）、湿球温度：Ｔｗ（℃）、相対湿度ＲＨ（％）として、液相水蒸気分圧をＰｗｗ＝ｅ（Ｔｗ）、気相水蒸気分圧をＰｗａ＝ｅ（Ｔｄ）で表すと、水蒸気分圧差ΔＰｗは、
ΔＰｗ＝Ｐｗｗ−Ｐｗａ
である。

湿球温度を測定している場合は、湿球温度から液相水蒸気分圧がわかる。相対湿度を測定している場合は、温度と相対湿度から湿り空気線図で湿球温度を求めて、液相水蒸気分圧を算出できる。

標準条件を標準温度を２０℃、標準湿度を６５％とすると、そのときの湿球温度である標準湿球温度Ｔｗｓｔｄ＝１５．８３６３３℃である。標準条件の水蒸気分圧差ΔＰｗ_std＝２．７９４７６３１９である。

水を付着させる前の試験片２０の質量をＷｆ、水を付着させて測定を開始したときの試験片２０の質量をＷａ０とする。付着させた水分の質量は、Ｗｗ＝Ｗａ０−Ｗｆである。

経過時間ｔiにおける試験片２０の質量をＷ_iとする。経過時間ｔiとｔi-1との間の平均の乾球温度Ｔｄ_i、湿球温度Ｔｗ_i、相対湿度ＲＨ_iとする。そのときの水蒸気分圧差をΔＰｗ_iで表す。標準温湿度における水蒸気分圧差ΔＰｗ_stdと、測定した温湿度における水蒸気分圧差ΔＰｗ_iの比を正規化係数Ｋ_iとする。すなわち、
Ｋ_i＝ΔＰｗ_std／ΔＰｗ_i
である。

経過時間ｔi-1からｔiまでの水分減少量をΔＷ_i＝Ｗ_i-1−Ｗ_i、経過時間ｔiとｔi-1の差をΔｔi＝ｔi−ｔi-1とすると、その間の乾燥速度Ｒ_iは、
Ｒ_i＝ΔＷ_i／Δｔi
である。蒸発した水が速やかに拡散し、水が蒸発する部分の近傍の空気の温湿度と離れた場所の空気の温湿度の差を無視できるとすれば、乾燥速度は水蒸気分圧差に比例すると考えてよい。その条件では、測定した乾燥速度Ｒ_iを標準温湿度に換算した正規化後乾燥速度Ｒ’_iは、
Ｒ’_i＝Ｋ_i・Ｒ_i
で表すことができる。

そこで、標準状態におけるΔｔiの間の水分減少量ΔＷ’_iは、
ΔＷ’_i＝Ｒ’_i・Δｔi＝Ｋ_i・Ｒ_i・Δｔi
である。標準状態ではΔｔiの間に、試験片の質量はΔＷ’_iだけ変化するから、それをプロットしていけば、標準温湿度条件における質量の曲線が得られる。標準温湿度条件の質量の曲線から、例えば内挿法によって基準経過時間の質量を算出すれば、基準経過時間の残留水分率が分かる。

標準状態におけるΔｔiの間の水分減少量ΔＷ’_iの式から、逆に、標準温湿度では測定したときの経過時間差Δｔ_iが１／Ｋ_i倍になると考えることができる。経過時間差Δｔ_iを正規化係数Ｋ_iで正規化した正規化時間Δｔ’_i＝Δｔ_i／Ｋ_iの累積値が基準経過時間になる、経過時間（実経過時間）ｔ_nのときの質量Ｗ_nを、標準状態における基準経過時間の質量とみなすことができる。基準経過時間になる最後の経過時間差が端数になる場合は、比例計算すればよい。実経過時間ｔ_nのときの質量Ｗ_nから、残留水分率
Ｍｃ＝（Ｗ_n−Ｗｆ）／Ｗｗ
を算出し、その試験片２０の標準温湿度条件における基準経過時間の残留水分率とすることができる。なお、正規化係数Ｋ_iが一定なら、基準経過時間に正規化係数を乗じた値を実経過時間とすることができる。

制御部５は、例えば、コンピュータから構成される。その場合、制御部５のコンピュータは、演算装置（ＣＰＵ）、記憶装置、入出力装置および表示装置を備える。記憶装置にロードされた制御プログラムが演算装置で実行され、上述の処理を行う。質量測定部３および温湿度測定部４は、入出力装置に接続される。計時部７は、コンピュータに備えられる時計またはクロックカウンタで構成される。

制御プログラムの指令で、質量測定部３および温湿度測定部４から、質量、温度および湿度のデータを入力し、計時部７から読み出した経過時間に対応させて、記憶装置に構成された記憶部６に記憶する。記憶部６は、記憶装置に構成されて、例えば図２に示すような論理的な形式で、経過時間、質量、温度および湿度を記憶する。制御プログラムは、記憶装置に構成された記憶部６から、経過時間、質量、温度および湿度のデータを参照して、上述の計算を実行して正規化を行い、残留水分率を算出する。そして、例えば表示装置に残留水分率を表示する。

図４は、実施の形態１に係る乾燥速度測定の動作の一例を示すフローチャートである。乾燥速度測定に先立って、試験片２０を乾燥速度測定する標準状態にしばらく置いて、試験片２０の温度と水分が標準状態で変化しないようにしておく。そして、水を付着させない状態で試験片２０の質量を測定しておく。試験片２０に水付与部１で一定量の水を所定の位置に付着させる（ステップＳ０１）。ついで、水を付着させた試験片２０を保持部２で保持させる（ステップＳ０２）。

質量測定部３で試験片２０の質量を、温湿度測定部４で試験片２０から一定の位置の温度および湿度（または湿球温度）を測定し、経過時間に対応させて記憶部６に記憶する（ステップＳ０３）。規定時間が経過しない間（ステップＳ０４；ＮＯ）、質量、温度および湿度を継続して測定し、記憶部６に記憶する（ステップＳ０３）。

規定時間が経過したら（ステップＳ０４；ＹＥＳ）、記憶部６に記憶されている温度および湿度（または湿球温度）から、標準状態の温度および湿度の条件に、質量の変化を正規化する（ステップＳ０５）。

図５は、実施の形態１に係る温湿度条件正規化の動作の一例を示すフローチャートである。図５の動作は、図４の温湿度条件正規化（ステップＳ０５）を分解したものである。まず、測定した温度および湿度における水蒸気分圧差を算出する（ステップＳ１１）。ついで、測定した温度および湿度における水蒸気分圧差と、標準状態の温度および湿度における水蒸気分圧差との比である正規化係数を算出する（ステップＳ１２）。

経過時間を正規化係数で除した正規化時間（の累積）が、基準経過時間になる実経過時間を算出する（ステップＳ１３）。そして、実経過時間に対応する試験片２０の質量から、残留水分率を算出する（ステップＳ１４）。この残留水分率を、その試験片２０の標準状態における基準経過時間の残留水分率として出力する。

以上説明したように、本実施の形態１の乾燥速度測定装置１０によれば、水を所定の位置に付着させた試験片２０に対して一定の位置の温度および湿度を継続的に測定し、測定した温度および湿度から所定の温度および湿度の条件に、測定した試験片２０の質量の変化を正規化するので、標準状態の許容差の範囲でも、生地の乾燥速度測定の精度を向上することができる。

（実施の形態２）
乾燥速度を正確に測定するには、蒸発した水分がただちに拡散して、水分が蒸発する部分に接する空気の温度および湿度が、周りの空気の温度および湿度と変わりがなく、熱および湿気のこもりがないという状態に、試験片２０を置くことが必要である。また、前述のとおり風が試験片２０に当たらないようにすることが必要である。さらに、試験片２０に付着させる水の拡がり方も、試験片２０の乾燥速度の性質に寄与しているので、それも含めて乾燥速度を評価する必要がある。

そこで、実施の形態２では、風が直接試験片２０に当たらず、かつ、外部の空間と内部の空間とで相互に空気が拡散する状態で、保持部２に保持された試験片２０を離隔して覆う風防を用いる。また、水付与部１は、試験片２０の定めた位置に、一定量の水を一定の速度で滴下する。

図６は、本発明の実施の形態２に係る乾燥速度測定装置の構成を示す図である。図６では、水付与部１を省略している。

実施の形態２に係る乾燥速度測定装置１０は、風防９を備える。図６には、風防９の断面が示されている。風防９には、風防９の外部の空間と内部の空間とを通じる開口１１が形成され、網目状シート１２が開口１１を覆って配置されている。網目状シート１２はメッシュの間を空気が通って、風防９の外部の空間と内部の空間とで相互に空気が拡散する。しかし、網目状シート１２は風に対しては抵抗になるので、風防９が空気塊の移動の少ない室内に置かれた状態では、風防９内の風を無視できる。

保持部２は、試験片２０の１辺の一部を挟んで試験片２０を吊り下げる。試験片２０は、広げた状態で鉛直に保持される。保持部２と試験片２０は、風防９内部に収容され、風防９で覆われる。保持部２と試験片２０は、風防９とは離隔して支持される。質量測定部３は、精密天秤から構成され、風防９の上に配置される。保持部２は、風防９の上面にあけられた孔を通じて、質量測定部３の精密天秤に吊り下げられる。質量測定部３は、保持部２と試験片２０を合わせた質量を測定する。

温湿度測定部４は、風防９内部に設置される。温湿度測定部４は、試験片２０の水が付着された部分の近くで、一定の位置の温度および湿度を測定する。図６では、試験片２０の中央に水が付着されることが想定されている。

図７は、実施の形態２に係る水分付与部の構成を示す図である。水付与部１は、水を溜める容器１３、輸液ポンプ１４、ノズル１５および保持台１６から構成される。ノズル１５は保持台１６に保持される試験片２０に対して、一定の位置に支持される。輸液ポンプ１４は、水を容器１３から吸い出して一定量の水を一定の速度で、ノズル１５から滴下させる。保持台１６は、水が滴下される部分では試験片２０に接触しない。そのため、試験片２０に水を付着させる条件が一定に保たれる。

図６の制御部５は、実施の形態１の制御部５と同様である。記憶部６は、測定した質量、温度および湿度と経過時間を対応させて記憶する。そして、温湿度正規化部８は、記憶部６に記憶されている経過時間、質量、温度および湿度から、測定した質量の変化を、所定の温度および湿度の条件に換算して、正規化する。

実施の形態２に係る乾燥速度測定装置１０は、以上説明したように構成されているので、試験片２０から蒸発した水分がただちに拡散して、水分が蒸発する部分に接する空気の温度および湿度が周りの空気の温度および湿度と変わりがないという状態に、試験片２０を置くことができる。また、風が試験片２０に当たるのを防止できる。さらに、試験片２０に水を付着させる条件を一定にできるので、試験片２０の水の拡がり方も含めて乾燥速度を評価することができる。

同一の試験片について、上述の実施の形態２の乾燥速度測定装置１０を用いて、乾燥速度を異なる２カ所で測定し、それぞれの結果を正規化する前と正規化した後とで比較した。まず、目付１３８ｇ／ｍ^２のポリエステル１００％ニット生地から２０ｃｍ×２０ｃｍの試験片２０を切り出した。実施の形態２の水付与部１を用いて、ノズル１５の先端と試験片２０の間に水が滴下しない程度の距離を保ち、０．０１ｍｌ／ｓｅｃの速度で試験片中央に精製水を０．３ｍｌ供給した。水を付着させた試験片２０を、保持部２に取り付けて、風防９に保持部２ごと収容し、質量測定部３に吊り下げた。質量測定はメトラー・トレド株式会社製電子天秤ＭＳ３０４５Ｓ／０２を用いた。試験片２０の水を付与した箇所の近傍の温湿度を、ロトロニック製温湿度センサＨＣ２−Ｓを用いて測定した。そして、測定結果をコンピュータから構成される制御部で収集、記録した。

初期の水分質量をＷ０、測定開始からｔ分後の水分重量をＷｔとし、ｔ分後の残留水分率ＥＲｔ＝（Ｗｔ／Ｗ０）×１００を求めた。実施の形態１で説明した方法で、測定した温湿度から、水分蒸発の律則の一つである水蒸気分圧差を求め、温湿度条件２０℃×６５％ＲＨに、乾燥速度を正規化してからｔ分後の残留水分率ＥＲｔ＊を算出した。

同一の試験片２０について、同様の測定を試験環境Ａと試験環境Ｂで行った。試験環境Ａは、平均温度２１．２℃、平均相対湿度６０．８％である。試験環境Ｂは、平均温度２０．３℃、平均相対湿度６７％である。これらは試験中、ＪＩＳ Ｌ ０１０５ 繊維製品の物理試験方法通則で標準状態として定められている、温度２０±２℃および湿度６５±４％の範囲である。

図８は、本発明の実施例に係る乾燥速度測定結果を示す図である。試験環境Ａの正規化前の残留水分率Ｐと、試験環境Ｂの正規化前の残留水分率Ｑは、例えば、試験開始から３０分で約１０％、４０分で約１４％の差がある。それに比べて、試験環境Ａの正規化後の残留水分率Ｒと、試験環境Ｂの正規化後の残留水分率Ｓは極めて近くなっている。正規化後の残留水分率は、温湿度および質量の測定の誤差範囲で有意差がないといえる。

標準状態として定められている温湿度の範囲でも、測定した乾燥速度には差が認められるが、本実施の形態の乾燥速度測定装置１０を用いれば、乾燥速度測定の精度を向上できる。そして、異なる環境または異なる時間に測定した結果を比較することができる。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態および変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内およびそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

１ 水付与部
２ 保持部
３ 質量測定部
４ 温湿度測定部
５ 制御部
６ 記憶部
７ 計時部
８ 温湿度正規化部
９ 風防
１０ 乾燥速度測定装置
１１ 開口
１２ 網目状シート
１３ 容器
１４ 輸液ポンプ
１５ ノズル
１６ 保持台
２０ 試験片

Claims (16)

1. 生地の試験片に水を付着させる水付与部と、
   前記試験片を広げた状態で静止させて保持する保持部と、
   水が付着された前記試験片を前記保持部で保持した状態で、前記試験片の質量を継続的に測定し、測定した質量と経過時間を対応させて記憶する質量測定部と、
   前記質量測定部で前記試験片の質量を測定する間、前記試験片に対して一定の位置の温度および湿度を継続的に測定し、測定した温度および湿度と経過時間を対応させて記憶する温湿度測定部と、
   前記質量測定部で測定した質量の変化を、前記温湿度測定部で測定した温度および湿度から所定の温度および湿度の条件に換算する正規化部と、
   を備える乾燥速度測定装置。
2. 前記正規化部は、前記質量測定部で測定した質量の変化から、前記温湿度測定部で測定した温度および湿度における乾燥速度を算出し、前記温湿度測定部で測定した温度および湿度から水蒸気分圧差を算出して、前記所定の温度および湿度の条件に前記乾燥速度を換算し、前記所定の温度および湿度における所定の時間経過後の残留水分率を算出する、請求項１に記載の乾燥速度測定装置。
3. 前記正規化部は、前記所定の温度および湿度における水蒸気分圧差と、前記温湿度測定部で測定した温度および湿度における水蒸気分圧差の比である正規化係数を算出し、計測した経過時間である実経過時間を前記正規化係数で除した正規化時間が、前記所定の経過時間になる前記実経過時間に対応する残留水分率を、前記所定の温度および湿度における所定の時間経過後の残留水分率として算出する、請求項２に記載の乾燥速度測定装置。
4. 風が直接前記試験片に当たらず、かつ、外部の空間と内部の空間とで相互に空気が拡散する状態で、前記保持部に保持された試験片を離隔して覆う風防を備え、
   前記質量測定部は、前記風防の内部に前記保持部で前記試験片を保持した状態で、前記試験片の質量を測定し、
   前記温湿度測定部は、前記風防の内部に前記保持部で前記試験片を保持した状態で、前記風防内部の前記試験片に対して一定の位置の温度および湿度を継続的に測定する、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の乾燥速度測定装置。
5. 前記風防は、風防の外部の空間と内部の空間とを通じる開口が形成され、該開口を覆う網目状シートを備える請求項４に記載の乾燥速度測定装置。
6. 前記水付与部は、前記試験片の定めた位置に、一定量の水を定めた速度で滴下する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の乾燥速度測定装置。
7. 前記水付与部は、輸液ポンプと、該輸液ポンプの先端に備えられ前記試験片から一定の距離に保持される滴下ノズルとから構成される、請求項６に記載の乾燥速度測定装置。
8. 前記保持部は、前記試験片の１辺の少なくとも一部を挟んで前記試験片をつり下げる、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の乾燥速度測定装置。
9. 生地の試験片に水を付着させる水付与ステップと、
   前記試験片を広げて静止させて保持した状態で、前記試験片の質量と、前記試験片に対して一定の位置の温度および湿度を継続的に測定し、測定した質量、温度および湿度と経過時間を対応させて記憶する測定ステップと、
   前記測定ステップで測定した質量の変化を、前記測定ステップで測定した温度および湿度から所定の温度および湿度の条件に換算する正規化ステップと、
   を備える乾燥速度測定方法。
10. 前記正規化ステップでは、前記測定ステップで測定した質量から、前記測定ステップで測定した温度および湿度における乾燥速度を算出し、前記測定ステップで測定した温度および湿度から水蒸気分圧差を算出して、前記所定の温度および湿度の条件に前記乾燥速度を換算し、所定の温度および湿度の条件における所定の時間経過後の残留水分率を算出する、請求項９に記載の乾燥速度測定方法。
11. 前記正規化ステップでは、前記所定の温度および湿度における水蒸気分圧差と、前記測定ステップで測定した温度および湿度における水蒸気分圧差の比である正規化係数を算出し、計測した経過時間である実経過時間を前記正規化係数で除した正規化時間が、前記所定の経過時間になる前記実経過時間に対応する残留水分率を、前記所定の温度および湿度における所定の時間経過後の残留水分率として算出する、請求項１０に記載の乾燥速度測定方法。
12. 風が直接内部に収容する物体に当たらず、かつ、外部の空間と内部の空間とで相互に空気が拡散する風防の内部に、該風防の内壁から離隔して、前記水が付着された試験片を広げた状態で静止させて保持する、試験片設置ステップを備え、
    前記測定ステップでは、前記試験片を前記風防の内部に前記試験片を保持した状態で、質量、温度および湿度を測定する、請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の乾燥速度測定方法。
13. 前記試験片設置ステップでは、風防の外部の空間と内部の空間とを通じる開口が形成され、該開口を覆う網目状シートを備える前記風防の内部に、前記水が付着された試験片を広げた状態で静止させて保持する、請求項１２に記載の乾燥速度測定方法。
14. 前記試験片設置ステップでは、前記試験片の１辺の少なくとも一部を挟んで前記試験片をつり下げる、請求項１２または１３に記載の乾燥速度測定方法。
15. 前記水付与ステップでは、前記試験片の定めた位置に、一定量の水を定めたの速度で滴下する、請求項９ないし１４のいずれか１項に記載の乾燥速度測定方法。
16. 前記水付与ステップでは、輸液ポンプと、該輸液ポンプの先端に備えられ前記試験片から一定の距離に保持される滴下ノズルとを用いて、前記試験片の定めた位置に、一定量の水を一定の速度で滴下する、請求項９ないし１５のいずれか１項に記載の乾燥速度測定方法。

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