JP6635033B2 - Water vapor permeability evaluation method and water vapor permeability evaluation device - Google Patents

Water vapor permeability evaluation method and water vapor permeability evaluation device Download PDF

Info

Publication number
JP6635033B2
JP6635033B2 JP2016529377A JP2016529377A JP6635033B2 JP 6635033 B2 JP6635033 B2 JP 6635033B2 JP 2016529377 A JP2016529377 A JP 2016529377A JP 2016529377 A JP2016529377 A JP 2016529377A JP 6635033 B2 JP6635033 B2 JP 6635033B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water vapor
vapor permeability
metal layer
evaluation
corrosive metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016529377A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2015194558A1 (en
Inventor
浩了 有田
浩了 有田
源田 和男
和男 源田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Publication of JPWO2015194558A1 publication Critical patent/JPWO2015194558A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6635033B2 publication Critical patent/JP6635033B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Description

本発明は、水蒸気透過度評価方法及び水蒸気透過度評価装置に関する。より詳しくは、ガスバリアーフィルム等の水蒸気透過度及び当該水蒸気透過度の面内のばらつきを同時に評価する水蒸気透過度評価方法に関する。   The present invention relates to a water vapor permeability evaluation method and a water vapor permeability evaluation device. More specifically, the present invention relates to a water vapor permeability evaluation method for simultaneously evaluating the water vapor permeability of a gas barrier film or the like and the in-plane variation of the water vapor permeability.

従来、プラスチック基板やフィルムの表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム又は酸化ケイ素等の金属酸化物を含む薄膜(ガスバリアー層)を形成したガスバリアーフィルムは、水蒸気や酸素等の各種ガスによる変質を防止する目的で、各種ガスの遮断を必要とする物品を包装する用途で広く用いられている。また、上記包装用途以外にも、各種ガスによる変質を防止するため、太陽電池、液晶表示素子又は有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう。)等の電子デバイスを封止する用途にも使用されている。ガスバリアーフィルムは、ガラス基板と比べてフレキシブル性に優れており、ロール式での生産適性や、電子デバイスの軽量化及び取扱い性の点において優位である。   Conventionally, a gas barrier film in which a thin film (a gas barrier layer) containing a metal oxide such as aluminum oxide, magnesium oxide, or silicon oxide is formed on the surface of a plastic substrate or film prevents deterioration due to various gases such as water vapor and oxygen. It is widely used for the purpose of packaging articles that need to shut off various gases for the purpose. In addition to the above-mentioned packaging applications, it is also used for sealing electronic devices such as solar cells, liquid crystal display devices, and organic electroluminescence devices (hereinafter, also referred to as organic EL devices) in order to prevent deterioration due to various gases. It is used. The gas barrier film is excellent in flexibility as compared with a glass substrate, and is advantageous in terms of roll-type production suitability, weight reduction and handleability of an electronic device.

しかしながら、透明プラスチック等のフィルム基板は、ガラス基板に対しガスバリアー性が劣るという問題がある。ガスバリアー性が劣る基板を用いると、水蒸気や酸素が浸透してしまい、例えば、電子デバイス内の機能を劣化させてしまうという問題がある。   However, a film substrate made of a transparent plastic or the like has a problem that gas barrier properties are inferior to glass substrates. When a substrate having poor gas barrier properties is used, there is a problem that water vapor and oxygen permeate, for example, deteriorating functions in an electronic device.

ガスバリアー性の評価方法として、従来用いられてきた水蒸気透過度の評価は、カップ法(JIS Z 0208−1976)やいわゆるモコン法(JIS K 7129−1992 B法)等である。これらの方法のうち、測定可能な範囲の広いモコン法であっても水蒸気透過度が5×10−2〜5×10g/m/24hの範囲が対象となっている。しかし、液晶基板や有機EL基板等には、更に高感度の水蒸気透過度の評価が要求されている。As a method of evaluating gas barrier properties, the evaluation of water vapor permeability conventionally used is a cup method (JIS Z 0208-1976), a so-called Mocon method (JIS K 7129-1992 B method), or the like. Among these methods, the water vapor permeability even wider MOCON method of measurable range in the range of 5 × 10 -2 ~5 × 10 3 g / m 2 / 24h are subject. However, a liquid crystal substrate, an organic EL substrate, and the like are required to have even higher evaluation of water vapor permeability.

ガスバリアーフィルムのガスバリアー性を評価する方法として、上記方法に加えて、水蒸気透過度を測定するカルシウム腐食法(以下、カルシウム法又はCa法ともいう。)が知られている(例えば、非特許文献1参照。)。   As a method for evaluating the gas barrier properties of a gas barrier film, in addition to the above method, a calcium corrosion method for measuring the water vapor permeability (hereinafter, also referred to as a calcium method or a Ca method) is known (for example, non-patented). Reference 1).

また、カルシウム腐食法に関連して、特許文献1及び特許文献2等に開示されている方法が知られている。これらの方法はガスバリアーフィルムの片面に、水分と反応して腐食する金属層を真空プロセスにて形成させた後、水蒸気不透過性金属でこの面を封止した水蒸気透過度評価セルを使用し、腐食したフィルム試料の反射画像を撮影して、単位面積当たりの腐食点個数、腐食面積、腐食の色調等の画像解析によって、腐食する金属の腐食面積と腐食性金属層の厚さから算出される金属腐食物の体積から、金属と反応する水分量を定量的に評価する方法である。   Also, methods related to the calcium corrosion method disclosed in Patent Documents 1 and 2 are known. These methods use a water vapor permeability evaluation cell in which a metal layer that reacts with moisture and corrodes is formed on one side of a gas barrier film by a vacuum process, and this surface is sealed with a water vapor impermeable metal. By taking a reflection image of a corroded film sample, and calculating the number of corroded points per unit area, corroded area, corroded color tone, etc., it is calculated from the corroded area of corroded metal and the thickness of corrosive metal layer. This is a method for quantitatively evaluating the amount of water that reacts with the metal from the volume of the metal corrosive.

これらのカルシウム腐食法は、従来のモコン法等よりも高感度に水蒸気透過度を測定することができるが、所定の時間において金属層が厚さ方向にどの程度腐食されているかを考慮していない。また、これらの方法は、ガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度や欠陥分布をバルクとして評価することを主眼としたものであり、ガスバリアーフィルム面内の水蒸気透過度のばらつきについては言及していない。   These calcium corrosion methods can measure the water vapor permeability with higher sensitivity than the conventional Mokon method or the like, but do not consider how much the metal layer is corroded in the thickness direction at a predetermined time. . In addition, these methods focus on evaluating the water vapor permeability and defect distribution of the entire gas barrier film as a bulk, and do not mention the variation of the water vapor permeability in the gas barrier film plane.

特開2004−333127号公報JP 2004-333127 A 特開2005−181300号公報JP 2005-181300 A

SVC−47th Annual Technical Conference Proceedings, P654(2004)SVC-47th Annual Technical Conference Proceedings, P654 (2004)

本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、ガスバリアーフィルム等の水蒸気透過度及び当該水蒸気透過度の面内のばらつきを同時に評価する水蒸気透過度評価方法及び当該評価方法を行う水蒸気透過度評価装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems and circumstances, and a solution to the problem is a water vapor permeability evaluation method for simultaneously evaluating the water vapor permeability of a gas barrier film and the like and the in-plane variation of the water vapor permeability, and An object of the present invention is to provide a water vapor permeability evaluation device for performing the evaluation method.

本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、水分と反応して腐食する腐食性金属を形成した水蒸気透過度評価セルによって、ガスバリアーフィルム等の水蒸気透過度を評価するときに、特定のステップを含む評価方法によって、ガスバリアーフィルムの面内の水蒸気透過度及び当該水蒸気透過度のばらつきを同時に測定できる、新規な水蒸気透過度評価方法を見出した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor, in the course of examining the cause of the above-mentioned problems, uses a water vapor permeability evaluation cell formed of a corrosive metal that reacts with moisture to form a corrosive metal. When evaluating the degree of water vapor, a new method for evaluating water vapor permeability that can simultaneously measure the water vapor permeability in the plane of the gas barrier film and the variation in the water vapor permeability by an evaluation method including a specific step was found.

すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。   That is, the above object according to the present invention is solved by the following means.

1.水分と反応して腐食する腐食性金属を用いる水蒸気透過度の評価方法であって、少なくとも下記ステップ(1)〜()を含むことを特徴とする水蒸気透過度評価方法。
(1)水分不透過基板と、水分と反応して腐食する腐食性金属層と、評価試料とをこの順に設けた水蒸気透過度評価セルを作製するステップ。
(2)水蒸気に曝す前後において、前記水蒸気透過度評価セルの一方の面側から光を入射して前記腐食性金属層の光学的特性の変化を測定するステップ。
(3)前記腐食性金属層の指定した範囲内を、それぞれ表面積が0.01〜3mmの範囲内である一定の単位面積で10等分以上の一定の分割数に分割し、相互に対応する各部分の光学的特性の変化量を測定するステップ。
(4)前記測定で得た光学的特性の変化量から腐食部分の体積を算出し、当該体積に基づき水蒸気透過度を算出するステップ。
(5)前記ステップ(4)において得られた各部分の水蒸気透過度に基づき、平均値と標準偏差を算出するステップ。
(6)前記ステップ(3)において、さらに、前記腐食性金属層の指定した範囲内を、前記単位面積を2種以上変えて等分し、複数の分割数において、前記相互に対応する各部分の光学的特性の変化量を測定し、前記ステップ(4)及びステップ(5)によって、平均値と標準偏差を算出して、算出値の精度を確認するステップ。
1. A method for evaluating water vapor transmission rate using a corrosive metal that corrodes by reacting with moisture, comprising at least the following steps (1) to ( 7 ).
(1) A step of producing a water vapor permeability evaluation cell in which a moisture impermeable substrate, a corrosive metal layer which is corroded by reacting with water, and an evaluation sample are provided in this order.
(2) a step of measuring a change in optical characteristics of the corrosive metal layer by irradiating light from one surface side of the water vapor permeability evaluation cell before and after the exposure to water vapor.
(3) The designated area of the corrosive metal layer is divided into a fixed unit area having a surface area within a range of 0.01 to 3 mm 2 into a predetermined number of divisions equal to or more than 10 equal parts, and corresponding to each other. Measuring the amount of change in the optical characteristics of each part.
(4) calculating the volume of the corroded portion from the amount of change in the optical characteristics obtained in the measurement, and calculating the water vapor permeability based on the volume.
(5) calculating an average value and a standard deviation based on the water vapor permeability of each portion obtained in the step (4).
(6) In the step (3), the specified area of the corrosive metal layer is further divided equally by changing the unit area by at least two kinds, and the mutually corresponding portions are divided in a plurality of division numbers. Measuring the amount of change in the optical characteristics of the above, calculating the average value and the standard deviation in steps (4) and (5), and confirming the accuracy of the calculated value.

2.前記ステップ(2)が、前記水蒸気透過度評価セルの一方の面側から光を入射し、反対側の面から出射する透過光を撮影して画像を得るステップであることを特徴とする第1項に記載の水蒸気透過度評価方法。   2. The first step is that the step (2) is a step in which light is incident from one surface side of the water vapor permeability evaluation cell and an image is obtained by photographing transmitted light emitted from the opposite surface. The water vapor permeability evaluation method described in the section.

3.前記腐食性金属層の表面積が、1cm以上であることを特徴とする第1項又は第2項に記載の水蒸気透過度評価方法。3. 3. The method for evaluating water vapor permeability according to claim 1, wherein the surface area of the corrosive metal layer is 1 cm 2 or more.

4.前記腐食性金属層の表面積の合計が10cm以上となるように、前記水蒸気透過度評価セルを複数個用いることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の水蒸気透過度評価方法。4. The steam according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the steam permeability evaluation cells are used so that the total surface area of the corrosive metal layer is 10 cm 2 or more. Transmittance evaluation method.

.前記ステップ(1)が、前記評価試料と前記水分不透過基板とを光硬化型接着剤又は熱硬化型接着剤によって貼合して水蒸気透過度評価セルを作製することを特徴とする第1項から第項までのいずれか一項に記載の水蒸気透過度評価方法。 5 . 2. The step (1), wherein the evaluation sample and the moisture-impermeable substrate are bonded to each other with a light-curable adhesive or a thermosetting adhesive to produce a water vapor permeability evaluation cell. 5. The method for evaluating water vapor transmission rate according to any one of items 4 to 4 .

.第1項から第項までのいずれか一項に記載の水蒸気透過度評価方法を行う水蒸気透過度評価装置であって、
水蒸気透過度評価セルの一方の面に対して斜め方向又は法線方向から照明光を照射する手段と、
前記水蒸気透過度評価セルからの反射光又は反対側の面から出射する透過光のいずれかを測定する手段と、
前記腐食性金属層の指定した範囲内を、それぞれ表面積が0.01〜3mmの範囲内である一定の単位面積で10等分以上の一定の分割数に分割し、相互に対応する各部分の光学的特性の変化量から、データ解析をして腐食部分の面積と厚さを算出する手段と、
得られた腐食部分の面積と厚さから水蒸気透過度及び水蒸気透過度のばらつきを計算する手段と、
を具備することを特徴とする水蒸気透過度評価装置。
6 . A water vapor permeability evaluation device that performs the water vapor permeability evaluation method according to any one of Items 1 to 6 ,
Means for irradiating the illumination light from one side of the water vapor permeability evaluation cell from an oblique direction or a normal direction,
Means for measuring either reflected light from the water vapor permeability evaluation cell or transmitted light emitted from the opposite surface,
The specified range of the corrosive metal layer is divided into a fixed unit area having a surface area within a range of 0.01 to 3 mm 2 into a predetermined number of divisions equal to or more than 10 and divided into corresponding portions. Means for calculating the area and thickness of the corroded portion by analyzing the data from the amount of change in the optical characteristics of the
Means for calculating the water vapor permeability and the variation of the water vapor permeability from the area and thickness of the obtained corroded portion,
A water vapor permeability evaluation device comprising:

本発明の上記手段により、ガスバリアーフィルム等の水蒸気透過度及び当該水蒸気透過度の面内のばらつきを同時に評価する水蒸気透過度評価方法及び当該評価方法を行う水蒸気透過度評価装置を提供することができる。   By the above means of the present invention, it is possible to provide a water vapor permeability evaluation method for simultaneously evaluating the water vapor permeability of a gas barrier film or the like and the in-plane variation of the water vapor permeability, and a water vapor permeability evaluation apparatus for performing the evaluation method. it can.

可撓性を有する有機EL素子等の電子デバイスにおいて、水蒸気に対する高いガスバリアー性を有するガスバリアーフィルムの使用が必要であり、当該ガスバリアーフィルムの欠陥等による水蒸気透過度の上昇が電子デバイスの劣化につながる。従来のカルシウム腐食法による水蒸気透過度評価方法は、専らフィルム全体の水蒸気透過度を測定するものに対して、本発明の方法は、フィルム全体の水蒸気透過度の評価に加えて、より微細領域の水蒸気透過度及び当該水蒸気透過度の面内のばらつきを同時に評価することが可能であり、当該評価によってガスバリアーフィルムのガスバリアー性の質をより精度よく定量的に評価できるものである。   In an electronic device such as a flexible organic EL element, it is necessary to use a gas barrier film having a high gas barrier property against water vapor, and an increase in water vapor permeability due to defects in the gas barrier film causes deterioration of the electronic device. Leads to. The conventional method of evaluating water vapor permeability by the calcium corrosion method measures only the water vapor permeability of the entire film, whereas the method of the present invention, in addition to the evaluation of the water vapor permeability of the entire film, It is possible to simultaneously evaluate the water vapor transmission rate and the in-plane variation of the water vapor transmission rate, and it is possible to more accurately and quantitatively evaluate the quality of the gas barrier property of the gas barrier film by the evaluation.

本発明に係る水蒸気透過度評価セルの模式図Schematic diagram of the water vapor permeability evaluation cell according to the present invention 本発明に係る水蒸気透過度評価システムの一例を示す概略構成図Schematic configuration diagram showing an example of a water vapor permeability evaluation system according to the present invention 本発明に係る水蒸気透過度評価システムの別の一例を示す概略構成図Schematic configuration diagram showing another example of the water vapor permeability evaluation system according to the present invention 本発明に係る水蒸気透過度評価システムの主要構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a water vapor permeability evaluation system according to the present invention. 水蒸気透過度算出処理の流れを示すフローチャートFlow chart showing the flow of the water vapor permeability calculation process 本発明の水蒸気透過度評価方法によって測定された実施例Examples measured by the water vapor permeability evaluation method of the present invention

本発明の水蒸気透過度評価方法は、水分と反応して腐食する腐食性金属を用いる水蒸気透過度の評価方法であって、少なくとも前記ステップ(1)〜()を含むことを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。 The water vapor permeability evaluation method of the present invention is a water vapor permeability evaluation method using a corrosive metal that reacts and corrodes with moisture, and includes at least the above steps (1) to ( 7 ). This feature is a technical feature common to the inventions according to claims 1 to 6 .

本発明では、腐食性金属層の光学的特性の変化を測定し解析する際に、当該部位全体に加えて、当該部位をさらに細分化し、その各部位に対してそれぞれ光学的特性の変化量をデータ解析し、当該データより当該部位の水蒸気透過度を算出し、さらに水蒸気透過度のばらつきを算出するステップを含むことを特徴とする。本発明の方法によって、例えば評価試料であるガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度及び微細領域の水蒸気透過度と当該領域の水蒸気透過度のばらつきを評価することができ、ガスバリアー性の質をより精度良く定量的に評価することができる。   In the present invention, when measuring and analyzing the change in the optical property of the corrosive metal layer, in addition to the entire part, the part is further subdivided, and the amount of change in the optical property for each part is calculated. The method further includes a step of analyzing the data, calculating the water vapor permeability of the site from the data, and calculating a variation in the water vapor permeability. According to the method of the present invention, for example, it is possible to evaluate the water vapor permeability of the entire gas barrier film as an evaluation sample, and the variation of the water vapor permeability of a minute area and the water vapor permeability of the area, and the quality of the gas barrier property can be more accurately determined. Good quantitative evaluation is possible.

本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記ステップ(2)が、前記水蒸気透過度評価セルの一方の面側から光を入射し、反対側の面から出射する透過光を撮影して画像を得るステップであることが、腐食性金属層の腐食した厚さを精度よく評価でき、水蒸気と反応した金属体積の算出精度が向上する観点から、好ましい。   As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of manifesting the effect of the present invention, the step (2) includes the step of: transmitting light from one surface side of the water vapor permeability evaluation cell and transmitting light from the opposite surface. Is preferable in that the corroded thickness of the corrosive metal layer can be accurately evaluated and the calculation accuracy of the volume of the metal reacted with water vapor is improved.

また、本発明では測定精度をより高めるために、前記腐食性金属層の表面積が、1cm以上であること、当該表面積の合計が10cm以上となるように、前記水蒸気透過度評価セルを複数個用いること、及び前記10等分以上に分割した腐食性金属層の等分された表面積が、0.01〜3mmの範囲内とすることである。 Further, in the present invention, in order to further increase the measurement accuracy, the plurality of the water vapor permeability evaluation cells are set so that the surface area of the corrosive metal layer is 1 cm 2 or more, and the total surface area is 10 cm 2 or more. And that the equally divided surface area of the corrosive metal layer divided into ten or more equal parts is in the range of 0.01 to 3 mm 2 .

さらに、前記ステップ(3)において、腐食性金属層の指定した範囲内を、前記単位面積を2種以上変えて等分し、複数の分割数において、前記相互に対応する各部分の光学的特性の変化量を測定し、前記ステップ(4)及びステップ(5)によって、平均値と標準偏差を算出して、算出値の精度を確認するステップを有することが、好ましい実施態様である。   Further, in the step (3), the specified area of the corrosive metal layer is equally divided by changing the unit area by at least two kinds, and the optical characteristics of the mutually corresponding portions in a plurality of division numbers are divided. It is a preferred embodiment that the method includes a step of measuring a change amount of the above, calculating an average value and a standard deviation in the steps (4) and (5), and confirming the accuracy of the calculated value.

また、前記ステップ(1)が、前記評価試料と前記水分不透過基板とを光硬化型接着剤又は熱硬化型接着剤によって貼合して水蒸気透過度評価セルを作製することが、水蒸気透過度評価セルの透明性と腐食性金属層の封止をバランスさせる観点から、好ましい。   In the step (1), the evaluation sample and the moisture-impermeable substrate may be bonded to each other with a light-curable adhesive or a thermosetting adhesive to form a water vapor permeability evaluation cell. It is preferable from the viewpoint of balancing the transparency of the evaluation cell and the sealing of the corrosive metal layer.

本発明の水蒸気透過度評価方法を行う水蒸気透過度評価装置は、前記水蒸気透過度評価セルの一方の面に対して斜め方向又は法線方向から照明光を照射する手段と、前記水蒸気透過度評価セルからの反射光又は反対側の面から出射する透過光のいずれかを測定する手段と、前記腐食性金属層の指定した範囲内を、それぞれ表面積が0.01〜3mm の範囲内である一定の単位面積で10等分以上の一定の分割数に分割し、相互に対応する各部分の光学的特性の変化量から、腐食部分のデータ解析をして面積と厚さを算出する手段と、得られた腐食部分の面積と膜厚から水蒸気透過度を算出し、平均値と標準偏差を計算する手段と、を具備することが特徴である。 The water vapor permeability evaluation apparatus for performing the water vapor permeability evaluation method of the present invention includes: means for irradiating illumination light from one side of the water vapor permeability evaluation cell with an oblique direction or a normal direction; means for measuring any of the transmitted light emitted from the surface of the reflected light or the opposite side of the cell, the range of the specified corrosive metal layer, the surface area each in the range of from 0.01~3Mm 2 Means for dividing an area into a certain number of divisions equal to or greater than 10 in a certain unit area, and analyzing the data of the corroded part from the amount of change in the optical characteristics of each part corresponding to each other to calculate the area and thickness; Means for calculating the water vapor permeability from the obtained area and film thickness of the corroded portion, and calculating an average value and a standard deviation.

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。   Hereinafter, the present invention, its components, and embodiments and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used in the meaning including the numerical value described before and after it as a lower limit and an upper limit.

≪本発明の水蒸気透過度評価方法の概要≫
本発明の水蒸気透過度評価方法は、水分と反応して腐食する腐食性金属を用いる水蒸気透過度の評価方法であって、少なくとも下記ステップ(1)〜()を含むことを特徴とする。
(1)水分不透過基板と、水分と反応して腐食する腐食性金属層と、評価試料とをこの順に設けた水蒸気透過度評価セルを作製するステップ。
(2)水蒸気に曝す前後において、前記水蒸気透過度評価セルの一方の面側から光を入射して前記腐食性金属層の光学的特性の変化を測定するステップ。
(3)前記腐食性金属層の指定した範囲内を、それぞれ表面積が0.01〜3mmの範囲内である一定の単位面積で10等分以上の一定の分割数に分割し、相互に対応する各部分の光学的特性の変化量を測定するステップ。
(4)前記測定で得た光学的特性の変化量から腐食部分の体積を算出し、当該体積に基づき水蒸気透過度を算出するステップ。
(5)前記ステップ(4)において得られた各部分の水蒸気透過度に基づき、平均値と標準偏差を算出するステップ。
(6)前記ステップ(3)において、さらに、前記腐食性金属層の指定した範囲内を、前記単位面積を2種以上変えて等分し、複数の分割数において、前記相互に対応する各部分の光学的特性の変化量を測定し、前記ステップ(4)及びステップ(5)によって、平均値と標準偏差を算出して、算出値の精度を確認するステップ。
<< Outline of the water vapor permeability evaluation method of the present invention >>
The water vapor permeability evaluation method of the present invention is a method for evaluating water vapor permeability using a corrosive metal that corrodes by reacting with water, and includes at least the following steps (1) to ( 6 ).
(1) A step of producing a water vapor permeability evaluation cell in which a moisture impermeable substrate, a corrosive metal layer which is corroded by reacting with water, and an evaluation sample are provided in this order.
(2) a step of measuring a change in optical characteristics of the corrosive metal layer by irradiating light from one surface side of the water vapor permeability evaluation cell before and after the exposure to water vapor.
(3) The designated area of the corrosive metal layer is divided into a fixed unit area having a surface area within a range of 0.01 to 3 mm 2 into a predetermined number of divisions equal to or more than 10 equal parts, and corresponding to each other. Measuring the amount of change in the optical characteristics of each part.
(4) calculating the volume of the corroded portion from the amount of change in the optical characteristics obtained in the measurement, and calculating the water vapor permeability based on the volume.
(5) calculating an average value and a standard deviation based on the water vapor permeability of each portion obtained in the step (4).
(6) In the step (3), the specified area of the corrosive metal layer is further divided equally by changing the unit area by at least two kinds, and the mutually corresponding portions are divided in a plurality of division numbers. Measuring the amount of change in the optical characteristics of the above, calculating the average value and the standard deviation in steps (4) and (5), and confirming the accuracy of the calculated value.

かかる構成によって、評価試料全体の水蒸気透過度に加えて微細領域の水蒸気透過度及び当該領域の水蒸気透過度のばらつきを同時に評価し、当該評価によって評価試料のガスバリアー性の質をより精度良く定量的に評価できるものである。   With such a configuration, in addition to the water vapor transmission rate of the entire evaluation sample, the water vapor transmission rate of the minute area and the variation of the water vapor transmission rate of the area are simultaneously evaluated, and the quality of the gas barrier property of the evaluation sample is more accurately quantified by the evaluation. It can be evaluated.

例えば、ガスバリアーフィルムは、フィルム全体の水蒸気透過度が低いことに加えて、面内の水蒸気透過度のばらつきが小さいことが望ましい。従来の水蒸気透過度の評価方法では専らフィルム全体の水蒸気透過度について評価することを狙いとしてきたが、本発明の評価方法によれば、フィルム全体の水蒸気透過度に加えて面内の水蒸気透過度のばらつきを簡易に評価することができるため、ガスバリアー性の質をより精度良く定量的に評価することができる。そのため、本発明の水蒸気透過度評価方法は、ガスバリアーフィルムの設計を支援する有力な評価方法となり得る。   For example, in the gas barrier film, it is desirable that, in addition to the low water vapor permeability of the entire film, the in-plane variation of the water vapor permeability is small. Although the conventional method of evaluating water vapor transmission rate has been aimed at exclusively evaluating the water vapor transmission rate of the entire film, according to the evaluation method of the present invention, in addition to the water vapor transmission rate of the entire film, the in-plane water vapor transmission rate Can easily be evaluated, so that the quality of the gas barrier property can be quantitatively evaluated with higher accuracy. Therefore, the water vapor permeability evaluation method of the present invention can be a powerful evaluation method for supporting the design of a gas barrier film.

<本発明の水蒸気透過度評価方法の構成>
本発明の水蒸気透過度評価方法は、腐食性金属を有する水蒸気透過度評価セルによって少なくとも前記(1)〜(5)のステップにて、ガスバリアーフィルム等の水蒸気透過度及び水蒸気透過度のばらつきを評価する水蒸気透過度評価方法である。
<Configuration of water vapor permeability evaluation method of the present invention>
The water vapor permeability evaluation method of the present invention uses a water vapor permeability evaluation cell having a corrosive metal to at least perform the steps (1) to (5) to reduce the water vapor permeability of a gas barrier film and the like and the variation of the water vapor permeability. This is an evaluation method of water vapor permeability to be evaluated.

また、本発明の水蒸気透過度評価装置は、上記(1)〜()のステップを順次行うことができる装置であって、水蒸気透過度評価セルの一方の面に対して斜め方向又は法線方向から照明光を照射する手段と、前記水蒸気透過度評価セルからの反射光又は反対側の面から出射する透過光のいずれかを測定する手段と、前記腐食性金属層の指定した範囲内を、それぞれ表面積が0.01〜3mmの範囲内である一定の単位面積で10等分以上の一定の分割数に分割し、相互に対応する各部分の光学的特性の変化量から、腐食部分のデータ解析をして面積と厚さを算出する手段と、得られた腐食部分の面積と厚さから水蒸気透過度及び水蒸気透過度のばらつきを計算する手段と、を具備することが好ましい。 The water vapor permeability evaluation apparatus of the present invention is an apparatus capable of sequentially performing the above-mentioned steps (1) to ( 6 ), and is an oblique direction or a normal to one surface of the water vapor permeability evaluation cell. Means for irradiating illumination light from the direction, means for measuring either reflected light from the water vapor permeability evaluation cell or transmitted light emitted from the opposite surface, and a specified range of the corrosive metal layer. Is divided into a certain number of divisions equal to or more than 10 in a certain unit area having a surface area within a range of 0.01 to 3 mm 2 , and the corroded portion is determined from the amount of change in the optical characteristics of each corresponding portion. It is preferable to include a means for calculating the area and the thickness by analyzing the data of the above, and a means for calculating the water vapor permeability and the variation of the water vapor permeability from the obtained area and thickness of the corroded portion.

〔1〕水蒸気透過度評価方法
以下、各ステップの詳細を説明する。
[1] Method for Evaluating Water Vapor Permeability Hereinafter, details of each step will be described.

(1)水蒸気透過度評価セルを作製するステップ
このステップは、水分不透過基板と、水分と反応して腐食する腐食性金属層と、評価試料とをこの順に設けた水蒸気透過度評価セルを作製するステップである。
(1) Step of Producing a Water Vapor Permeability Evaluation Cell This step is to prepare a water vapor permeability evaluation cell in which a moisture impermeable substrate, a corrosive metal layer which reacts with water to corrode, and an evaluation sample are provided in this order. It is a step to do.

本発明に係る水蒸気透過度評価セル(以下、簡単に評価セルともいう。)は、その内部に水分と反応して腐食する腐食性金属層(以下、単に腐食性金属層ともいう。)を有する。   The water vapor permeability evaluation cell according to the present invention (hereinafter, also simply referred to as an evaluation cell) has a corrosive metal layer (hereinafter, also simply referred to as a corrosive metal layer) that reacts with moisture and corrodes therein. .

図1に、本発明に係る水蒸気透過度評価セルの一例を示す模式図を示す。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the water vapor permeability evaluation cell according to the present invention.

水蒸気透過度評価セルFは、まず水分不透過基板1上に水分と反応して腐食する腐食性金属層2を形成する。   The water vapor permeability evaluation cell F first forms a corrosive metal layer 2 that reacts with water and corrodes on a water impermeable substrate 1.

本発明に係る水分不透過基板1とは、水分の透過をせず、透明であるものが好ましく、ガラス基材であることが好ましい。例えば、ソーダライムガラス、ケイ酸塩ガラスなどが挙げられ、ケイ酸塩ガラスであることが好ましく、具体的には、シリカガラス又はホウケイ酸ガラスであることがより好ましい。ガラス基材の厚さは、0.1〜2mmの範囲内であり、透明であることが透過光で画像撮影する際にノイズを持ち込まない観点から好ましい。   The moisture-impermeable substrate 1 according to the present invention is preferably transparent and does not transmit moisture, and is preferably a glass substrate. For example, soda lime glass, silicate glass and the like can be mentioned, and silicate glass is preferable, and specifically, silica glass or borosilicate glass is more preferable. The thickness of the glass substrate is in the range of 0.1 to 2 mm, and it is preferable that the glass substrate is transparent from the viewpoint of not introducing noise when taking an image with transmitted light.

本発明に係る腐食性金属とは、水分と反応して腐食する金属層を構成する金属であって、光学的特性が変化する金属であることが好ましい。   The corrosive metal according to the present invention is a metal that constitutes a metal layer that is corroded by reacting with moisture, and is preferably a metal whose optical characteristics change.

具体的には、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はその合金が好ましく、リチウムやカリウムなどのアルカリ金属、又はカルシウム、マグネシウムやバリウムなどのアルカリ土類金属が挙げられる。中でも安価で比較的蒸着膜を形成しやすいカルシウムであることが好ましい。   Specifically, an alkali metal, an alkaline earth metal or an alloy thereof is preferable, and examples thereof include an alkali metal such as lithium and potassium, and an alkaline earth metal such as calcium, magnesium, and barium. Among them, calcium is preferably inexpensive and relatively easy to form a deposited film.

カルシウムは、水分と化学結合を起こすことで、水酸化カルシウムに変化し、銀色から透明に変色する。例えば、カルシウムの光反射率や光透過率又は輝度値の変化を測定することで、腐食の程度を解析することができ、水蒸気透過度を測定することができる。   Calcium changes to calcium hydroxide by causing a chemical bond with water, and changes from silver to transparent. For example, the degree of corrosion can be analyzed by measuring the change in the light reflectance, light transmittance, or luminance value of calcium, and the water vapor permeability can be measured.

腐食性金属層2の形成は蒸着でも塗布でも限定はされないが、作業性、層厚の制御の観点から蒸着であることが好ましい。例えば以下のように実施する。金属蒸着源を有する真空蒸着装置を用い、水分と反応して腐食する金属を、蒸着させたい部分以外をマスクした評価対象の水分不透過基板1に蒸着させる。真空蒸着装置を用いることは、蒸着後大気に触れることなしに後述する封止材である接着剤層3によって腐食性金属層を封止できることから、好ましい。また、当該腐食性金属層2は評価試料6上に設けてもよい。   The formation of the corrosive metal layer 2 is not limited by vapor deposition or coating, but is preferably vapor deposition from the viewpoint of workability and control of the layer thickness. For example, it is performed as follows. Using a vacuum deposition apparatus having a metal deposition source, a metal that reacts with water and corrodes is vapor-deposited on the moisture-impermeable substrate 1 to be evaluated by masking a part other than a part to be vapor-deposited. The use of a vacuum evaporation apparatus is preferable because the corrosive metal layer can be sealed by the adhesive layer 3 as a sealing material described later without being exposed to the atmosphere after the evaporation. Further, the corrosive metal layer 2 may be provided on the evaluation sample 6.

腐食性金属層の層厚は10〜500nmの範囲内であることが好ましい。蒸着によって形成された水分と反応して腐食する金属層の厚さが10nm以上であると、金属層が水分不透過基板1上に均一に形成されるため好ましい。一方、500nm以下であると、接着剤で封止する際に、水分と反応して腐食する金属層が形成されている部分と形成されていない部分の境目の段差を小さくすることで、境界部での剥離や封止欠陥ができにくくなるため好ましい。   The thickness of the corrosive metal layer is preferably in the range of 10 to 500 nm. It is preferable that the thickness of the metal layer that is corroded by reacting with moisture formed by vapor deposition be 10 nm or more, because the metal layer is uniformly formed on the moisture-impermeable substrate 1. On the other hand, when the thickness is 500 nm or less, when sealing with an adhesive, the step between the portion where the metal layer that reacts with water and corrodes and the portion where the metal layer is not formed is reduced, so that the boundary portion is reduced. This is preferable because peeling and sealing defects are less likely to occur.

腐食性金属層の形成表面積は、後述するステップ(3)において、腐食性金属層の指定した範囲内を、それぞれ一定の単位面積で10等分以上の一定の分割数に分割し、相互に対応する各部分の光学的特性の変化量を測定する観点から、1cm以上であることが好ましく、1〜1000cmの範囲内であることがより好ましく、1〜500cmの範囲内であることがさらに好ましい。In the step (3) to be described later, the formation surface area of the corrosive metal layer divides the designated area of the corrosive metal layer into a fixed unit area, each of which is divided into a fixed number of equal to or more than 10 equal parts, and corresponds to each other. from the viewpoint of measuring the amount of change in the optical properties of each part that is preferably at 1 cm 2 or more, more preferably in the range of 1~1000Cm 2, in a range of 1~500Cm 2 More preferred.

実際の測定に当たっては、評価試料全体の水蒸気透過度を精度良く評価する観点から、評価対象の腐食性金属層の表面積の合計が10cm以上となるように、前記水蒸気透過度評価セルを複数個用い、得られた水蒸気透過度の平均値を得ることが好ましい。In actual measurement, from the viewpoint of accurately evaluating the water vapor transmission rate of the entire evaluation sample, a plurality of the water vapor transmission rate evaluation cells are provided so that the total surface area of the corrosive metal layer to be evaluated is 10 cm 2 or more. It is preferable to obtain the average value of the obtained water vapor permeability.

当該腐食性金属層2を形成した後はマスクを取り去り、大気に触れないうちに、接着剤層3として光硬化型接着剤含有層又は熱硬化型接着剤含有層によって封止し、次いで評価試料6と貼合する。   After the formation of the corrosive metal layer 2, the mask is removed, and before exposure to the atmosphere, the adhesive layer 3 is sealed with a light-curable adhesive-containing layer or a thermosetting adhesive-containing layer, and then an evaluation sample Laminate with 6.

接着剤層3に用いられる接着剤は、特に限定されず、通常接着剤、粘着剤として用いられるもの、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤等が挙げられ、アクリル酸系オリゴマー又はメタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化性又は熱硬化性接着剤、エポキシ系等の熱硬化性又は化学硬化性(二液混合)接着剤、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤等が好ましく用いることができる。   The adhesive used for the adhesive layer 3 is not particularly limited, and those usually used as adhesives and pressure-sensitive adhesives, for example, acrylic pressure-sensitive adhesives, rubber-based pressure-sensitive adhesives, polyurethane-based pressure-sensitive adhesives, silicone-based pressure-sensitive adhesives and the like can be used. A photo-curable or thermo-curable adhesive having a reactive vinyl group of an acrylic acid-based oligomer or a methacrylic acid-based oligomer; a thermosetting or chemically curable (two-component mixture) adhesive such as an epoxy-based adhesive; a hot melt Polyamide, polyester, polyolefin, cation-curable ultraviolet-curable epoxy resin adhesive, and the like can be preferably used.

本発明では、シート状に加工された接着剤を用いることが好ましい。   In the present invention, it is preferable to use an adhesive processed into a sheet.

シート状タイプの接着剤を用いる場合には、常温(25℃程度)では非流動性を示し、かつ、加熱すると50〜120℃の範囲内の温度で流動性を発現するような接着剤を用いる。   When a sheet-type adhesive is used, an adhesive that exhibits non-fluidity at room temperature (about 25 ° C.) and exhibits fluidity at a temperature in the range of 50 to 120 ° C. when heated is used. .

接着剤層の厚さとしては、特に制限はなく、接着シートの用途等に応じて適宜選定されるが、好ましくは0.5〜100μmの範囲、より好ましくは1〜60μmの範囲、更に好ましくは3〜40μmの範囲である。接着強度の観点から0.5μm以上であることが好ましく、100μm以下であれば封止端からの水分影響を小さくすることができる。   The thickness of the adhesive layer is not particularly limited and is appropriately selected depending on the use of the adhesive sheet, but is preferably in the range of 0.5 to 100 μm, more preferably in the range of 1 to 60 μm, and still more preferably. It is in the range of 3 to 40 μm. From the viewpoint of adhesive strength, the thickness is preferably 0.5 μm or more, and if it is 100 μm or less, the influence of moisture from the sealing end can be reduced.

接着剤層の厚さ50μmにおける水蒸気透過度は、40℃、相対湿度90%の雰囲気下で、好ましくは25g/m/day以下、より好ましくは10g/m/day以下、更に好ましくは8g/m/day以下である。水蒸気透過率が25g/m/day以下であれば、端部からの水浸入を防止することができる。The water vapor transmission rate of the adhesive layer at a thickness of 50 μm is preferably 25 g / m 2 / day or less, more preferably 10 g / m 2 / day or less, and still more preferably 8 g in an atmosphere at 40 ° C. and a relative humidity of 90%. / M 2 / day or less. If the water vapor transmission rate is 25 g / m 2 / day or less, it is possible to prevent water from entering from the end.

接着剤の光透過率は、全光透過率で80%以上が好ましく、より好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上である。全光透過率が80%未満となると入射した光のロスが大きくなり評価に支障を生じる。全光線透過率は、JIS K 7375:2008「プラスチック−全光線透過率及び全光線反射率の求め方」に従って測定することができる。   The light transmittance of the adhesive is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, even more preferably 90% or more in total light transmittance. If the total light transmittance is less than 80%, the loss of the incident light increases, which hinders the evaluation. The total light transmittance can be measured according to JIS K 7375: 2008 “Plastics—How to determine total light transmittance and total light reflectance”.

評価試料6は特に限定されるものではないが、本発明が好ましく適用できる試料としてガスバリアーフィルムが挙げられ、当該ガスバリアーフィルムとして基材フィルム4上に形成されているガスバリアー層5は、本発明に係る評価セルにおいては腐食性金属層2の面側に配置されることが好ましい。   Although the evaluation sample 6 is not particularly limited, a gas barrier film may be mentioned as a sample to which the present invention can be preferably applied, and the gas barrier layer 5 formed on the base film 4 as the gas barrier film may be a In the evaluation cell according to the invention, it is preferable that the evaluation cell is disposed on the surface side of the corrosive metal layer 2.

以下、本願では評価試料としてガスバリアーフィルムを前提に説明をする。   Hereinafter, the present application will be described on the assumption that a gas barrier film is used as an evaluation sample.

また、接着剤及びガスバリアーフィルムに残存する水分等の影響を抑えるために、水蒸気透過度評価セルは前処理を行うことが好ましい。特に接着剤と腐食性金属が直接接触するようなCaセル構成の場合は、接着剤の残存水分量が0〜2000ppmの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは10〜1000ppmの範囲内である。   In addition, in order to suppress the influence of moisture and the like remaining in the adhesive and the gas barrier film, it is preferable that the water vapor permeability evaluation cell be pretreated. In particular, in the case of a Ca cell structure in which the adhesive and the corrosive metal come into direct contact, the residual moisture content of the adhesive is preferably in the range of 0 to 2000 ppm, and more preferably in the range of 10 to 1000 ppm. .

この範囲より大きい場合は、腐食性金属と接着剤の水分との反応の影響が大きくなり、評価に支障が生じる。一方、小さい場合は非常に長い処理時間を要することになり、現実的ではない。残存水分量の測定方法としては、カールフィシャー法やGC−MASS法など既知の方法を用いることができる。   When it is larger than this range, the influence of the reaction between the corrosive metal and the moisture of the adhesive becomes large, and the evaluation is hindered. On the other hand, when it is small, it takes an extremely long processing time, which is not practical. As a method for measuring the residual water content, a known method such as the Karl Fischer method or the GC-MASS method can be used.

また場所による残留水分量が異なる場合があり、作製したCaセルの腐食性金属部にムラが生じる場合があるので、残存水分量が所定範囲内に入っている場合でも前処理をすることが望ましい。   In addition, since the residual moisture content may vary depending on the location and the corrosive metal part of the produced Ca cell may be uneven, it is preferable to perform the pretreatment even when the residual moisture content is within a predetermined range. .

前処理の方法としては、真空下若しくは低水分濃度環境下に曝すことによりなされる。処理温度・時間は、フィルムの耐熱性や接着剤の耐熱性・硬化条件によって適宜決めればよいが、例えば室温環境であれば4時間以上真空若しくは低水分濃度環境に曝すことが望ましい。
(2)腐食性金属層の光学的特性の変化を測定するステップ
ステップ(2)は、水蒸気に曝す前後において、前記水蒸気透過度評価セルの一方の面側から光を入射して前記腐食性金属層の光学的特性の変化を測定するステップであり、後述する水蒸気透過度評価装置の照明装置及び測定装置によって、腐食性金属層の腐食部分の光学的特性の変化を測定するステップである。
The pretreatment is performed by exposing to a vacuum or a low moisture concentration environment. The treatment temperature and time may be appropriately determined depending on the heat resistance of the film and the heat resistance and curing conditions of the adhesive. For example, in a room temperature environment, it is desirable to expose to a vacuum or a low moisture concentration environment for 4 hours or more.
(2) a step of measuring a change in the optical properties of the corrosive metal layer Step (2) includes, before and after exposure to water vapor, light incident on one surface of the water vapor permeability evaluation cell to enter the corrosive metal layer. This is a step of measuring a change in optical properties of the layer, and a step of measuring a change in optical properties of a corroded portion of the corrosive metal layer by using an illumination device and a measurement device of a water vapor permeability evaluation device described later.

前記測定する手段は、光電子増倍管(Photomultiplier tube)又は分光器を用いることができる。   As the means for measuring, a photomultiplier tube or a spectroscope can be used.

分光器を用いる場合は、前記水蒸気透過度評価セルの一方の面側から光を入射し、反射光又は透過光によって、前記腐食性金属層の光学的特性の変化をスポット的に移動しながら測定することが好ましい。   When a spectroscope is used, light is incident from one surface side of the water vapor permeability evaluation cell, and the change in the optical property of the corrosive metal layer is measured while moving in a spot manner by reflected light or transmitted light. Is preferred.

また、腐食金属層の指定した範囲を画像として撮影する場合は、前記水蒸気透過度評価セルの一方の面側から光を入射し、反射光又は透過光を、エリア型、若しくはラインセンサ型のCCD、又はCMOSカメラを用いて撮影することができ、中でもエリア型のCCD、又はCMOSカメラを用いることが好ましい。   When an image of the specified range of the corroded metal layer is taken as an image, light is incident from one surface side of the water vapor permeability evaluation cell, and reflected light or transmitted light is converted into an area type or a line sensor type CCD. Or a CMOS camera, and among them, it is preferable to use an area-type CCD or CMOS camera.

ステップ(2)は、水蒸気に曝す前後において、前記水蒸気透過度評価セルの一方の面側から光を入射して前記腐食性金属層の光学的特性の変化を測定するステップであるが、評価セルに入射した光の反射光を測定する場合と透過光を測定する場合がある。ガスバリアーフィルムが透明であれば、透過光を測定するステップであることが好ましい。   Step (2) is a step of measuring a change in optical characteristics of the corrosive metal layer by irradiating light from one surface side of the water vapor permeability evaluation cell before and after exposure to water vapor. There is a case where the reflected light of the light incident on the light source is measured and a case where the transmitted light is measured. If the gas barrier film is transparent, it is preferably a step of measuring transmitted light.

これは、本発明では腐食部分の光学的特性の変化を測定し、当該部位の光学的特性の変化量を求め、データ処理によって腐食部分の面積と厚さから腐食金属の体積を算出する観点から、機器からの反射光等によるノイズ等の影響の少ない透過光を測定することが好ましい実施態様である。   This is because, in the present invention, the change in the optical characteristics of the corroded portion is measured, the amount of change in the optical characteristics of the corroded portion is determined, and the volume of the corroded metal is calculated from the area and thickness of the corroded portion by data processing. It is a preferred embodiment to measure transmitted light which is less affected by noise and the like due to reflected light from the device.

測定は、水蒸気に曝した後は所定の時間毎に行うことが好ましい。こうして、腐食が経時的にどのように進行するかをデータ化することができる。   The measurement is preferably performed every predetermined time after exposure to water vapor. In this way, it is possible to make data on how corrosion progresses over time.

「水蒸気に曝す」とは、前記評価セルを、例えば恒温恒湿槽に格納して水蒸気と接触させることをいう。当該恒温恒湿槽の温度及び湿度条件は適宜選択されるものであるが、例えば、温度は室温〜90℃の範囲であることが好ましく、相対湿度は40〜90%RHの範囲であることが好ましい。また、当該恒温恒湿槽への格納時間は、特に定めるものではないが、10〜2000時間程度から選択されることが好ましく、格納時間中に適当な間隔で一旦評価セルを取り出し、評価してもよい。   “Exposing to water vapor” means that the evaluation cell is stored in, for example, a thermo-hygrostat to be brought into contact with water vapor. The temperature and humidity conditions of the constant temperature and humidity chamber are appropriately selected. For example, the temperature is preferably in the range of room temperature to 90 ° C., and the relative humidity is preferably in the range of 40 to 90% RH. preferable. The storage time in the constant temperature and humidity chamber is not particularly limited, but is preferably selected from about 10 to 2,000 hours, and the evaluation cells are taken out once at appropriate intervals during the storage time and evaluated. Is also good.

(3)データ処理による光学的特性の変化量の測定ステップ
ステップ(3)は、前記腐食性金属層の指定した範囲内を、それぞれ一定の単位面積で10等分以上の一定の分割数に分割し、相互に対応する各部分の光学的特性の変化量を測定するステップである。
(3) Step of Measuring Optical Property Change by Data Processing In the step (3), the specified range of the corrosive metal layer is divided into a fixed unit area and a fixed number of divisions equal to or more than 10 equal parts. Then, this is a step of measuring the amount of change in the optical characteristics of each part corresponding to each other.

一定の単位面積とは、前記10等分以上に分割した腐食性金属層の等分された表面積が、0.01〜3mmの範囲内である。さらに好ましくは0.1〜2mmの範囲内である。これは、分割面積が3mm以下であれば、データが離散的にならず、ばらつきを充分に表現でき、一方、分割面積が0.01mm以上であれば、腐食性金属層の腐食による消失部分の影響が小さくなり、ばらつきの算出に問題が生じない理由による。
光学的特性とは前記したように、腐食性金属層の光反射率、透過率又は輝度値であり、これら特性の所定の時間内での変化量をデータ解析から求める。データ解析はCPU(Central Processing Unit)に制御され、後述する専用のデータ処理部14において行われる。
And certain unit area, equally divided surface areas of corrosion metal layer divided into the 10 least equal parts is Ru der range of 0.01~3mm 2. More preferably, it is in the range of 0.1 to 2 mm 2 . This is because if the division area is 3 mm 2 or less, the data is not discrete and the variation can be sufficiently expressed. On the other hand, if the division area is 0.01 mm 2 or more, the corrosive metal layer disappears due to corrosion. This is because the influence of the portion becomes small and there is no problem in calculating the variation.
As described above, the optical characteristics are the light reflectance, transmittance, or luminance value of the corrosive metal layer, and the amount of change in these characteristics within a predetermined time is obtained from data analysis. Data analysis is controlled by a CPU (Central Processing Unit), and is performed in a dedicated data processing unit 14 described later.

また、ステップ(3)において、さらに、前記腐食性金属層の指定した範囲内を、前記単位面積を2種以上変えて等分し、複数の分割数において、前記相互に対応する各部分の光学的特性の変化量を測定し、後述するステップ(4)及びステップ(5)によって、平均値と標準偏差をそれぞれ算出して、算出値の精度を確認するステップ(6)を有する。 Further, Step (3) Te odor, further, within the range specified in the corrosive metal layer, aliquoted by changing the unit area of two or more, a plurality of the division number of each portion corresponding to the cross There is a step (6) of measuring the amount of change in the optical characteristics, calculating the average value and the standard deviation in steps (4) and (5) described later, and confirming the accuracy of the calculated value .

(4)水蒸気透過度算出ステップ
ステップ(4)は、後述するデータ処理部(水蒸気透過度算出部14b)において、前記データ処理によって得た光学的特性の変化量から腐食部分の厚さを算出し、腐食部分の面積に乗じることで腐食部分の体積を算出し、当該データに基づき水蒸気透過度を算出するステップである。
(4) Water Vapor Permeability Calculation Step In the step (4), a data processing unit (water vapor permeability calculation unit 14b), which will be described later, calculates the thickness of the corroded portion from the amount of change in the optical characteristics obtained by the data processing. , Calculating the volume of the corroded portion by multiplying the area of the corroded portion, and calculating the water vapor permeability based on the data.

例えば、ステップ(1)で腐食性金属層の表面積を1cmで形成し、ステップ(2)によって撮影された画像データを、面積が1mmずつとなるように100等分に分割し、水蒸気に曝す前後の相互に対応する各部分の光学的特性(光反射率、光透過率又は輝度値)の変化量から換算される腐食性金属層の厚さを算出し、面積に乗ずることで腐食された金属層の体積を算出する。For example, in step (1), the surface area of the corrosive metal layer is formed to be 1 cm 2 , and the image data taken in step (2) is divided into 100 equal parts so that the area becomes 1 mm 2 each, Calculate the thickness of the corrosive metal layer converted from the change in the optical characteristics (light reflectance, light transmittance or brightness value) of each part corresponding to each other before and after exposure, and corrode by multiplying the area. The volume of the metal layer is calculated.

腐食された金属層の厚さは、光学的特性(光反射率、光透過率又は輝度値)の変化量が腐食性金属と化学結合した水蒸気量に比例するため、上記変化量に基づいて求めることが可能である。   The thickness of the corroded metal layer is determined based on the amount of change because the amount of change in optical characteristics (light reflectance, light transmittance or luminance value) is proportional to the amount of water vapor chemically bonded to the corrosive metal. It is possible.

具体的には、あらかじめ形成された腐食性金属層の水蒸気に曝す前の光学的特性を測定し、次いで本発明の評価における温湿度条件でモデル的に水蒸気に曝して腐食させながら、当該光学的特性の変化部位をトレースする。同時に、腐食した金属層の厚さを光学顕微鏡等でモニターしながら、測定された光学的特性の変化量と対応する腐食された金属層の厚さの関係を解析し、検量線を作成しておく。   Specifically, the optical characteristics of the corrosive metal layer formed beforehand are measured before being exposed to water vapor, and then, while being corroded by being exposed to water vapor in a model under the temperature and humidity conditions in the evaluation of the present invention, the optical characteristics are measured. Trace the change of the characteristic. At the same time, while monitoring the thickness of the corroded metal layer with an optical microscope etc., analyze the relationship between the measured amount of change in optical characteristics and the corresponding thickness of the corroded metal layer, and create a calibration curve. deep.

本法では、光学的特性の変化量と対応する腐食された金属層の厚さは、Lambert−Beerの法則に則ることができ、ある特定の範囲であれば一次関数で近似することもできる。   In this method, the thickness of the corroded metal layer corresponding to the amount of change in the optical properties can follow Lambert-Beer's law, and can be approximated by a linear function within a certain range. .

また、求められた腐食された金属層の厚さから、下記腐食率(%)として求めることもでき、腐食された金属層の体積を求めるときに、当該腐食率を用いることもできる。   Further, from the obtained thickness of the corroded metal layer, it can be obtained as the following corrosion rate (%), and when the volume of the corroded metal layer is obtained, the corrosion rate can be used.

腐食率(%)=(腐食された金属層の厚さ/あらかじめ形成した腐食性金属層の厚さ)×100
モデル実験においては、限定されるものではないが、光学的特性の変化量を精度良く測定することが必要であるので、測定環境の光反射等による影響(ノイズ)を考慮しなくてもよい、透過光を撮影して画像を得る方法であることが、好ましい。
Corrosion rate (%) = (thickness of corroded metal layer / thickness of preformed corrosive metal layer) × 100
In the model experiment, although it is not limited, since it is necessary to accurately measure the amount of change in the optical characteristics, it is not necessary to consider the influence (noise) of the measurement environment due to light reflection or the like. It is preferable to use a method of capturing transmitted light to obtain an image.

したがって、上記モデル実験によって得られる検量線から腐食した金属層の厚さを知ることができるため、恒温恒湿度処理を施した水蒸気透過度評価セルの腐食する金属の腐食面積とその厚さから算出される腐食金属物の総体積を経時的に観察することによって、腐食性金属と反応した水分量が算出されるため、評価試料の水蒸気透過度を定量的に評価できる。   Therefore, since the thickness of the corroded metal layer can be known from the calibration curve obtained by the above model experiment, it is calculated from the corroded area and the thickness of the corroded metal in the water vapor permeability evaluation cell subjected to the constant temperature and constant humidity treatment. By observing the total volume of the corroded metal object with time, the amount of water reacted with the corrosive metal is calculated, so that the water vapor permeability of the evaluation sample can be quantitatively evaluated.

腐食性金属は水分と反応することで金属水酸化物に変化する。下記式(1)に示すように、価数aの金属1molはamolの水分と反応し、1molの金属水酸化物を生成する。   Corrosive metals change into metal hydroxides by reacting with moisture. As shown in the following formula (1), 1 mol of a metal having a valence a reacts with amol of water to generate 1 mol of a metal hydroxide.

(式1) M + aHO → M(OH) + (a/2)H
よって水蒸気透過量は、恒温恒湿処理時間、水蒸気透過度評価セルの腐食性金属層の表面積と処理後の腐食された金属表面積、腐食した腐食性金属層の厚さ、腐食性金属の腐食部分の厚さ補正係数、腐食後の金属水酸化物の密度から求めることができる(式3)。
(Equation 1) M + aH 2 O → M (OH) a + (a / 2) H 2
Therefore, the amount of water vapor permeated depends on the temperature and humidity treatment time, the surface area of the corrosive metal layer of the water vapor permeability evaluation cell and the corroded metal surface area after the treatment, the thickness of the corroded metal layer, the corroded portion of the corrosive metal. (Equation 3) from the thickness correction coefficient and the density of the metal hydroxide after corrosion.

恒温恒湿処理後の金属水酸化物のモル量(X):
(式2) X=(δ×t×d(MOH))/M(MOH)
水蒸気透過度(g/m/day):
(式3) 水蒸気透過度(g/m/day)=X×18×m×(10/A)×(24/T)
恒温恒湿処理時間 : T(hour)
腐食性金属層の表面積 : A(cm
腐食した腐食性金属層の厚さ : t(cm)
腐食された金属表面積 : δ(cm
腐食後の金属水酸化物分子量 : M(MOH)
腐食後の金属水酸化物密度 : d(MOH)(g/cm
腐食性金属の価数 : m
ここで、腐食した腐食性金属層の厚さは、前記光学的特性の変化量から腐食率を求め厚さに換算したものである。
Molar amount of metal hydroxide after constant temperature and humidity treatment (X):
(Equation 2) X = (δ × t × d (MOH) ) / M (MOH)
Water vapor permeability (g / m 2 / day):
(Equation 3) Water vapor transmission rate (g / m 2 / day) = X × 18 × m × (10 4 / A) × (24 / T)
Constant temperature and humidity treatment time: T (hour)
Surface area of corrosive metal layer: A (cm 2 )
Thickness of corroded corrosive metal layer: t (cm)
Corroded metal surface area: δ (cm 2 )
Metal hydroxide molecular weight after corrosion: M (MOH)
Density of metal hydroxide after corrosion: d (MOH) (g / cm 3 )
Valence of corrosive metal: m
Here, the thickness of the corroded corrosive metal layer is obtained by calculating the corrosion rate from the amount of change in the optical characteristics and converting it to a thickness.

(5)水蒸気透過度の平均値と標準偏差を算出するステップ
ステップ(5)は、前記ステップ(4)において得られた、一定の単位面積で10等分以上の一定の分割数に分割した各部分の水蒸気透過度のデータに基づき、後述するデータ処理部(水蒸気透過度分布算出部14c)で、平均値と標準偏差を算出するステップである。平均値及び標準偏差ともに常法によって求めることができ、平均値は算術平均値である。また、ばらつきを表現するのにヒストグラムを用いることも好ましいため、データ処理部(水蒸気透過度分布算出部14c)でヒストグラムを作成することも好ましい。
(5) Step of Calculating Average Value and Standard Deviation of Water Vapor Permeability In the step (5), each divided into a certain number of divisions equal to or more than 10 in a certain unit area obtained in the step (4). This is a step of calculating an average value and a standard deviation in a data processing unit (water vapor permeability distribution calculating unit 14c) described later based on the data of the water vapor permeability of the portion. Both the average value and the standard deviation can be determined by an ordinary method, and the average value is an arithmetic average value. Further, since it is preferable to use a histogram to represent the variation, it is also preferable to create a histogram in the data processing unit (water vapor permeability distribution calculation unit 14c).

(標準偏差の求め方)
標準偏差は、水蒸気透過度の値を対数に変換した値から、下記に示す方法で算出する。
(How to find standard deviation)
The standard deviation is calculated from the value obtained by converting the value of the water vapor permeability into a logarithm by the following method.

水蒸気透過度の値を対数に変換したN個のデータ x1, x2, ..., xNを母集団とし、その母集団の相加平均(母平均)mを下記数式1によって求める:

Figure 0006635033
次に、上で求めた母平均 mを使って下記数式2で分散を求める。N pieces of data x1, x2,. . . , XN as a population, and an arithmetic mean (population average) m of the population is obtained by the following equation 1:
Figure 0006635033
Next, the variance is obtained by the following equation 2 using the population mean m obtained above.

Figure 0006635033
この分散(σ)の正の平方根σを、標準偏差とする。
Figure 0006635033
The positive square root σ of this variance (σ 2 ) is defined as a standard deviation.

例えば、ガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を知るには、上記分割した各部分のデータの平均値を算出することで行うことができるが、さらに下記方法を採用することが好ましい。   For example, the water vapor permeability of the entire gas barrier film can be determined by calculating the average value of the data of each of the divided portions. It is preferable to employ the following method.

前記腐食性金属層の表面積の合計を10cm以上となるように、前記水蒸気透過度評価セルを複数個用い、それらから得られた画像データを1画像へ合成して、各セルの水蒸気透過度の算術平均値を求めフィルム全体の水蒸気透過度とし、さらにそれぞれのセルで一定の単位面積で分割した箇所の水蒸気透過度の標準偏差を求めて、フィルム全体のばらつきを算出することが好ましい。このような処理フローもデータ処理部(水蒸気透過度分布算出部14c)で行うことができる。また、各水蒸気透過度評価セルで分割した各部分のデータを算出し、その各データを合わせ標準偏差を算出してもよい。Using a plurality of the water vapor permeability evaluation cells, the image data obtained from them is combined into one image so that the total surface area of the corrosive metal layer is 10 cm 2 or more, and the water vapor permeability of each cell is synthesized. It is preferable to calculate the arithmetic average value of the values and determine the water vapor permeability of the entire film, and further calculate the standard deviation of the water vapor permeability at a location divided by a fixed unit area in each cell to calculate the variation of the entire film. Such a processing flow can also be performed by the data processing unit (water vapor permeability distribution calculation unit 14c). Alternatively, data of each part divided by each water vapor permeability evaluation cell may be calculated, and the data may be combined to calculate a standard deviation.

複数の水蒸気透過度評価セルを合算することで各評価セルのばらつきだけでなく、よりフィルム全体の特性を表すことができる。   By adding a plurality of water vapor permeability evaluation cells, not only the variation of each evaluation cell but also the characteristics of the whole film can be expressed.

〔2〕水蒸気透過度評価装置及びシステム
以下、本発明に好ましい水蒸気透過度評価装置及びシステムについて、その一例を説明する。
[2] Water Vapor Permeability Evaluation Apparatus and System Hereinafter, an example of a preferable water vapor permeability evaluation apparatus and system for the present invention will be described.

〔2−1〕水蒸気透過度評価装置及びシステムの構成
本発明の水蒸気透過度評価装置は、前記(1)〜(5)のステップを順次行うことができる装置であって、水蒸気透過度評価セルの一方の面に対して斜め方向又は法線方向から照明光を照射する手段と、前記水蒸気透過度評価セルからの反射光又は反対側の面から出射する透過光のいずれかを測定する手段と、前記腐食性金属層の指定した範囲内を、それぞれ表面積が0.01〜3mm の範囲内である一定の単位面積で10等分以上の一定の分割数に分割し、相互に対応する各部分の光学的特性の変化量から、腐食部分のデータ解析をして面積と厚さを算出する手段と、得られた腐食部分の面積と厚さから水蒸気透過度及び水蒸気透過度のばらつきを計算する手段と、を具備することが好ましい。
[2-1] Configuration of Water Vapor Permeability Evaluation Apparatus and System The water vapor permeability evaluation apparatus of the present invention is an apparatus capable of sequentially performing the steps (1) to (5), and includes a water vapor permeability evaluation cell. Means for irradiating the illumination light from one direction to the oblique direction or the normal direction, and means for measuring either reflected light from the water vapor permeability evaluation cell or transmitted light emitted from the opposite surface. , The designated area of the corrosive metal layer is divided into a fixed unit area having a surface area within a range of 0.01 to 3 mm 2 into a predetermined number of divisions equal to or more than 10 equal parts, and Means to calculate the area and thickness by analyzing the data of the corroded part from the amount of change in the optical characteristics of the part, and calculate the water vapor permeability and the variation of the water vapor permeability from the obtained area and thickness of the corroded part Means for performing Preferred.

以下、本発明で好ましい測定手段であるCCDカメラを用いた撮像装置、及びそれによって撮像された画像を用いた画像処理を例にとって、水蒸気透過度評価装置及びシステムを説明する。   Hereinafter, an apparatus and a system for evaluating water vapor transmission rate will be described by taking, as an example, an imaging apparatus using a CCD camera, which is a preferred measuring means in the present invention, and image processing using an image captured by the imaging apparatus.

本発明の水蒸気透過度評価装置及び水蒸気透過度評価システムの構成の一例として、図2A及び別の一例として図2Bに示す。また、水蒸気透過度評価システム100の機能ブロック図を図3に示す。   FIG. 2A shows an example of the configuration of the water vapor permeability evaluation device and the water vapor permeability evaluation system of the present invention, and FIG. 2B shows another example. FIG. 3 shows a functional block diagram of the water vapor permeability evaluation system 100.

図2Aに示すとおり、本発明の水蒸気透過度評価方法に用いる水蒸気透過度評価システム100は、データ処理装置10、撮像調整装置20、撮像装置30、試験片観察台40、外部出力装置50及び照明装置60を備えていることが好ましい。   As shown in FIG. 2A, the water vapor permeability evaluation system 100 used in the water vapor permeability evaluation method of the present invention includes a data processing device 10, an imaging adjustment device 20, an imaging device 30, a test piece observation table 40, an external output device 50, and illumination. Preferably, it comprises a device 60.

撮像装置30及び照明装置60は、評価セルの一方の面に対して斜め方向から照射し、その反射光を測定する場合もあり、その場合は図2B示した撮像装置31及び照明装置61の配置であることが好ましい。   The imaging device 30 and the illumination device 60 may irradiate one surface of the evaluation cell from an oblique direction and measure the reflected light. In this case, the arrangement of the imaging device 31 and the illumination device 61 shown in FIG. It is preferred that

[データ処理装置]
データ処理装置10は、撮像調整装置20及び撮像装置30と相互に通信可能に接続されている。以下において、データ処理装置10の各構成について説明する。
[Data processing device]
The data processing device 10 is communicably connected to the imaging adjustment device 20 and the imaging device 30. Hereinafter, each configuration of the data processing device 10 will be described.

図3に示すとおり、データ処理装置10は、制御部11、記録部12、通信部13、データ処理部14(局所水蒸気透過度算出部14a、水蒸気透過度算出部14b、水蒸気透過度分布算出部14c)及び操作表示部15等を備え、バス16により各部が相互に通信可能に接続されている。   As shown in FIG. 3, the data processing device 10 includes a control unit 11, a recording unit 12, a communication unit 13, a data processing unit 14 (a local water vapor transmission rate calculation unit 14a, a water vapor transmission rate calculation unit 14b, and a water vapor transmission rate distribution calculation unit). 14c), an operation display unit 15, and the like.

制御部11は、データ処理装置10の動作を統括制御するCPU(Central Processing Unit)11aと、CPU11aがプログラムを実行する際に各種データを一時的に格納するためのワークメモリーとして機能するRAM(Random
Access Memory)11bと、CPU11aが読み出して実行するプログラムや固定データが記憶されたプログラムメモリー11cなどを備えている。プログラムメモリー11cは、ROMなどにより構成されている。
The control unit 11 includes a CPU (Central Processing Unit) 11a that integrally controls the operation of the data processing device 10, and a RAM (Random) that functions as a work memory for temporarily storing various data when the CPU 11a executes a program.
Access Memory) 11b, a program memory 11c in which programs read and executed by the CPU 11a and fixed data are stored. The program memory 11c is configured by a ROM or the like.

記録部12は、撮像装置30により撮影された画像データの他、データ処理部で用いる各種閾値のデータ、照明装置60の照射条件データ、実際に評価で測定された水蒸気透過度の値、撮影された腐食部分の腐食性金属層の厚さ変換データ等、本発明の水蒸気透過度評価方法に係るデータを格納、記録する。   The recording unit 12 stores, in addition to the image data captured by the imaging device 30, data of various thresholds used in the data processing unit, irradiation condition data of the lighting device 60, the value of the water vapor transmission rate actually measured in the evaluation, Data related to the method for evaluating water vapor permeability of the present invention, such as thickness conversion data of a corrosive metal layer in a corroded portion, is stored and recorded.

通信部13は、ネットワークI/F等の通信用のインターフェイスを備え、イントラネット等のネットワークを介して、操作表示部15から入力された測定条件を撮像調整装置20に送信する。また、通信部13は、撮像装置30から送られる画像データを受信する。   The communication unit 13 includes a communication interface such as a network I / F, and transmits the measurement condition input from the operation display unit 15 to the imaging adjustment device 20 via a network such as an intranet. Further, the communication unit 13 receives image data sent from the imaging device 30.

データ処理部14は、通信部13により受信し、撮像装置30により撮影された腐食性金属層の画像データから、全体及び前記微細分割部位の光学的特性の変化量について解析する。   The data processing unit 14 analyzes the amount of change in the optical characteristics of the whole and the finely divided portion from the image data of the corrosive metal layer received by the communication unit 13 and captured by the imaging device 30.

データ処理部14は、ステップ(3)、ステップ(4)及びステップ(5)に用いられる、局所水蒸気透過度算出部14a、水蒸気透過度算出部14b及び水蒸気透過度分布算出部14cを備える。   The data processing unit 14 includes a local water vapor transmission rate calculation unit 14a, a water vapor transmission rate calculation unit 14b, and a water vapor transmission rate distribution calculation unit 14c used in step (3), step (4), and step (5).

局所水蒸気透過度算出部14aには、ステップ(3)及び(4)である、水蒸気に曝す前後における撮影により得た画像の腐食性金属層の指定した範囲内を、それぞれ表面積が0.01〜3mm の範囲内である一定の単位面積で10等分以上の一定の分割数に分割し、相互に対応する各部分の光学的特性の変化量を測定し、当該測定で得た光学的特性の変化量から腐食部分の体積を算出し、当該体積に基づき水蒸気透過度を算出する手段である。 The local water vapor transmission rate calculating unit 14a stores the surface area of the corrosive metal layer in the specified range of the images obtained by the photographing before and after the exposure to the water vapor in steps (3) and (4) of 0.01 to 0.01 , respectively. It is divided into a certain number of divisions equal to or more than 10 in a certain unit area within a range of 3 mm 2, and the amount of change in the optical characteristics of each part corresponding to each other is measured, and the optical characteristics obtained by the measurement are measured. Is a means for calculating the volume of the corroded portion from the amount of change and calculating the water vapor permeability based on the volume.

水蒸気透過度算出部14bと水蒸気透過度分布算出部14cは、ステップ(5)である、前記ステップにおいて得られた各部分の水蒸気透過度データに基づき、平均値と標準偏差を算出する手段である。   The water vapor permeability calculating unit 14b and the water vapor permeability distribution calculating unit 14c are means for calculating an average value and a standard deviation based on the water vapor permeability data of each part obtained in the step (5). .

操作表示部15は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)、LCDを覆うように設けられたタッチパネル、各種スイッチやボタン、テンキー及び操作キー群等(図示略)から構成されてもよい。操作表示部15は、ユーザーからの指示を受け付けその操作信号を制御部11に出力する。また、操作表示部15は、制御部11から出力される表示信号に従って、各種操作指示や設定情報を入力するための各種設定画面や各種処理結果等を表示する操作画面をLCD上に表示する。   The operation display unit 15 may include, for example, an LCD (Liquid Crystal Display), a touch panel provided to cover the LCD, various switches and buttons, ten keys, operation keys, and the like (not shown). The operation display unit 15 receives an instruction from a user and outputs an operation signal to the control unit 11. Further, the operation display unit 15 displays, on the LCD, an operation screen for displaying various setting screens for inputting various operation instructions and setting information, various processing results, and the like, in accordance with a display signal output from the control unit 11.

[撮像調整装置]
撮像調整装置20は、データ処理装置10から受信した測定条件に基づいて撮像装置30を調整する。
具体的には、撮像調整装置20は、データ処理装置10から受信した測定条件、例えば、水蒸気透過度評価セルからの位置(高さ)、撮影間隔、移動速度、撮像倍率等に基づいて撮像装置30を調整することができる。
[Imaging adjustment device]
The imaging adjustment device 20 adjusts the imaging device 30 based on the measurement conditions received from the data processing device 10.
More specifically, the imaging adjustment device 20 determines the imaging device based on the measurement conditions received from the data processing device 10, for example, the position (height) from the water vapor permeability evaluation cell, the shooting interval, the moving speed, the imaging magnification, and the like. 30 can be adjusted.

[撮像装置]
照明装置60を水蒸気透過度評価セルFの法線方向に配置し、照明光を水蒸気透過度評価セルFに当て、透過する光を撮像装置30にて撮影する。水蒸気透過度評価セルFの腐食による透過光の変化を感度良く撮影するため、照明装置60、水蒸気透過度評価セルF、撮像装置30の位置を設定する。
[Imaging device]
The illumination device 60 is arranged in the normal direction of the water vapor permeability evaluation cell F, the illumination light is applied to the water vapor permeability evaluation cell F, and the transmitted light is photographed by the imaging device 30. The positions of the lighting device 60, the water vapor permeability evaluation cell F, and the image pickup device 30 are set in order to image the change in transmitted light due to corrosion of the water vapor permeability evaluation cell F with high sensitivity.

また、水蒸気透過度評価セルFの反射光によって評価する場合は、図2Bで示すように、照明装置61を水蒸気透過度評価セルFの斜め45°方向に配置し、照明光を水蒸気透過度評価セルFに当て、反射光を撮像装置31にて撮影する。水蒸気透過度評価セルFの腐食による透過光の変化を感度良く撮影するため、照明装置61、水蒸気透過度評価セルF、撮像装置31の位置を設定する。つまり、照明装置61から水蒸気透過度評価セルFへの光の入射角と水蒸気透過度評価セルFから撮像装置31への反射角を等しくする。   When the evaluation is performed based on the reflected light from the water vapor transmission rate evaluation cell F, as shown in FIG. The light is applied to the cell F, and the reflected light is photographed by the imaging device 31. The positions of the lighting device 61, the water vapor permeability evaluation cell F, and the imaging device 31 are set in order to image the change in transmitted light due to corrosion of the water vapor permeability evaluation cell F with high sensitivity. That is, the incident angle of light from the lighting device 61 to the water vapor transmission rate evaluation cell F and the reflection angle from the water vapor transmission rate evaluation cell F to the imaging device 31 are made equal.

撮像装置30は、エリア型若しくはラインセンサ型のCCDカメラを用いることができる。水蒸気透過度評価セルFの測定対象範囲を数回以内の撮影でカバーできる場合は、エリア形、それよりも広い範囲を撮影する必要がある場合はラインセンサ形を使用すると、撮影時間、精度の面で好ましい。   As the imaging device 30, an area type or line sensor type CCD camera can be used. When the measurement target range of the water vapor permeability evaluation cell F can be covered by photographing within several times, the area type is used, and when it is necessary to photograph a wider range, the line sensor type is used. Preferred in terms of surface.

好ましくはエリア型のカメラであり、エリア型のカメラの場合は200万画素以上で、ばらつきを好ましく得るためには1画素が50μm以下となるようにレンズや撮影条件を決定することが望ましい。   An area-type camera is preferably used. In the case of an area-type camera, it is desirable to determine the lens and photographing conditions so that one pixel is 50 μm or less in order to obtain a preferable variation.

[照明装置]
照明装置60としては、撮像装置30で反射光又は透過光を撮影するのに十分な面積が必要で、輝度はできる限り均一であることが好ましい。
[Lighting device]
The illumination device 60 needs to have a sufficient area for capturing the reflected light or the transmitted light with the imaging device 30, and it is preferable that the luminance is as uniform as possible.

照明装置60の光源は、特に限定されるものではないが、重水素ランプやハロゲンランプ、LED(Light Emitting Diode)ランプを光源としたファイバー型の光源、又は蛍光灯やLED、OLED(Organic Light Emitting Diode)を用いた面光源を用いることができる。好ましくは面光源である。   Although the light source of the lighting device 60 is not particularly limited, a fiber-type light source using a deuterium lamp, a halogen lamp, or an LED (Light Emitting Diode) lamp as a light source, or a fluorescent lamp, an LED, or an OLED (Organic Light Emitting). (Diode) can be used. Preferably, it is a surface light source.

[試験片観察台]
試験片観察台40は、例えば、試験片固定台41、二軸電動ステージ42及び装置フレーム43を備える態様が好ましい。前記透過光を撮影する場合は、試験片固定台41は、透過光を遮らないように、その部分が中空であるか透明であることが必要である。
[Specimen observation table]
It is preferable that the test piece observation table 40 includes, for example, a test piece fixing table 41, a two-axis electric stage 42, and an apparatus frame 43. When capturing the transmitted light, the test piece fixing table 41 needs to have a hollow or transparent portion so as not to block the transmitted light.

具体的には、試験片観察台40は、試験片固定台41によって水蒸気透過度評価セルFを固定する。試料となる水蒸気透過度評価セルFが、例えば、ロール状に巻き取られている場合であっても、短軸方向を試験片固定台41によって固定し、所定の速さで二軸電動ステージを動かし、水蒸気透過度評価セルFを長軸方向に移動させることで、試験片観察台40よりも広い範囲を撮像装置30で測定することができる。   Specifically, the test piece observation table 40 fixes the water vapor permeability evaluation cell F by the test piece fixing table 41. Even when the water vapor permeability evaluation cell F serving as a sample is wound in a roll, for example, the short axis direction is fixed by the test piece fixing table 41, and the biaxial electric stage is moved at a predetermined speed. By moving and moving the water vapor permeability evaluation cell F in the long axis direction, the imaging device 30 can measure a wider range than the test piece observation table 40.

なお、試験片観察台40は、データ処理装置10と通信可能に接続されていてもよい。データ処理装置10と試験片観察台40を相互に通信可能に接続することで、水蒸気透過度評価セルを移動させる速度をデータ処理装置10により設定してもよい。   Note that the test piece observation table 40 may be communicably connected to the data processing device 10. The speed at which the water vapor permeability evaluation cell is moved may be set by the data processing device 10 by connecting the data processing device 10 and the test piece observation table 40 so that they can communicate with each other.

[外部出力装置]
データ処理装置10は、データ処理装置10と通信可能に接続される外部出力装置50を備えていてもよい。外部出力装置50は、一般的なPC(Personal Computer)であってもよいし、画像形成装置等であってもよい。また、外部出力装置50は、データ処理装置10の操作表示部15の代わりに操作表示部として機能してもよい。
[External output device]
The data processing device 10 may include an external output device 50 communicably connected to the data processing device 10. The external output device 50 may be a general PC (Personal Computer), an image forming apparatus, or the like. Further, the external output device 50 may function as an operation display unit instead of the operation display unit 15 of the data processing device 10.

〔2−2〕水蒸気透過度算出方法のフローチャート
次いで、水蒸気透過度算出方法についての測定例を、図4に示すフローチャートを参照しながら説明する。以下説明では、評価試料はガスバリアーフィルムを用いた例を示す。
[2-2] Flowchart of Water Vapor Permeability Calculation Method Next, a measurement example of the water vapor permeability calculation method will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the following description, the evaluation sample shows an example using a gas barrier film.

インプットされるデータとしては、撮像条件、測定モード(透過光系又は反射光系)、及び画像分割面積と分割数などの画像分割パラメータ設定等のデータである(S1)。画像分割パラメータは数種を同時に設定し、最終的に評価結果を随時比較できるようにすることも好ましい。   The input data includes data such as an imaging condition, a measurement mode (transmitted light system or reflected light system), and image division parameter settings such as an image division area and the number of divisions (S1). It is also preferable that several types of image division parameters are set at the same time so that the evaluation results can be compared as needed.

インプットされたデータによって、ガスバリアーフィルム表面の腐食部分の画像データが取得される(S2)。局所水蒸気透過度算出部14aにて、撮像された腐食性金属層の分割された各部分の光学的特性の変化量を得る画像処理が行われる(S3)。   Image data of a corroded portion on the gas barrier film surface is obtained from the input data (S2). The local water vapor permeability calculating unit 14a performs image processing for obtaining the amount of change in the optical characteristics of each of the divided portions of the corroded metal layer captured (S3).

画像処理の結果、アウトプットとして、入力した測定モードに則した腐食性金属層の光学的変化量が取得される(S4)。当該変化量からあらかじめ作成した、光学的変化量と腐食金属層の厚さとの検量線をもとに、腐食部分の厚さを求め各部分の腐食率を算出する(S5)。   As a result of the image processing, an optical change amount of the corrosive metal layer according to the input measurement mode is obtained as an output (S4). The thickness of the corroded portion is determined based on the calibration curve of the optical change amount and the thickness of the corroded metal layer, which is created in advance from the change amount, and the corrosion rate of each portion is calculated (S5).

次いで、水蒸気透過度算出部14bにおいて、反射系の測定の場合は、以下の計算式(i)によって水蒸気透過度が計算される(S6)。   Next, in the case of the measurement of the reflection system, the water vapor transmission rate is calculated by the following formula (i) in the water vapor transmission rate calculating section 14b (S6).

式中、WVTRは水蒸気透過度(Water Vapor Transmission Rate)の略号である。Aは定数をあらかじめ計算したもので、A=(3.3445×10−2)である。In the formula, WVTR is an abbreviation for Water Vapor Transmission Rate. A is a constant calculated in advance, and A = (3.3445 × 10 −2) .

(i)反射WVTR(g/m/day)=A×反射光による腐食金属層膜厚:0hr)(nm)×腐食率(%)/今回測定時間(hr)
透過系の場合は、透過光による腐食金属層膜厚を計算し、得られた透過光による腐食金属層膜厚から、同様に下記計算式(ii)から透過WVTRの計算を行う(S8)。
(I) Reflected WVTR (g / m 2 / day) = A × corrosion metal layer thickness due to reflected light: 0 hr) (nm) × corrosion rate (%) / measurement time (hr)
In the case of the transmission system, the thickness of the corroded metal layer due to the transmitted light is calculated, and from the obtained thickness of the corroded metal layer due to the transmitted light, the transmission WVTR is similarly calculated from the following formula (ii) (S8).

(ii)透過WVTR(g/m/day)=A×透過光による腐食金属層膜厚:0hr
)(nm)×腐食率(%)/今回測定時間(hr)
以上求めた各ピクセル(等分した分割部位)ごとの各水蒸気透過度のデータを用いて、水蒸気透過度分布算出部14cにおいて、反射WVTR又は透過WVTRの平均値及び標準偏差を算出する(S7)。この時に各ピクセルでの水蒸気透過度のヒストグラムを作成することもできる。
(Ii) Transmitted WVTR (g / m 2 / day) = A × Thickness of corroded metal layer by transmitted light: 0 hr
) (Nm) × corrosion rate (%) / current measurement time (hr)
Using the water vapor permeability data for each pixel (equally divided portion) obtained above, the water vapor permeability distribution calculator 14c calculates the average value and the standard deviation of the reflected WVTR or the transmitted WVTR (S7). . At this time, a histogram of the water vapor transmission rate for each pixel can be created.

以上の水蒸気透過度のデータは、記録部12のデータベースに反映させる。   The data of the water vapor permeability described above is reflected in the database of the recording unit 12.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<水蒸気透過度評価方法に用いた装置、評価試料>
1.蒸着装置:日本電子(株)製真空蒸着装置JEE−400
2.恒温恒湿度オーブン:Yamato Humidic ChamberIG47M
3.ガスバリアーフィルム
評価に用いたガスバリアーフィルムは、以下の方法によって作製した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
<Equipment and evaluation sample used in the water vapor permeability evaluation method>
1. Evaporator: Vacuum evaporator JEE-400 manufactured by JEOL Ltd.
2. Constant temperature and humidity oven: Yamato Humic Chamber IG47M
3. Gas barrier film The gas barrier film used for evaluation was produced by the following method.

(ガスバリアー層の形成)
両面に易接着加工された100μmの厚さのポリエチレンテレフタレート(PET)基板(東洋紡績株式会社製、コスモシャインA4300)に、パーヒドロポリシラザンと、アミン触媒溶液を、スピンコーターを用いてスピンコートにより、乾燥後、表面に真空紫外光照射(エキシマ改質処理)を行い、ポリシラザン含有層を改質してガスバリアー層を形成した。その際、改質条件を変化させて、評価に用いるガスバリアーフィルムを作製した。
(Formation of gas barrier layer)
On a polyethylene terephthalate (PET) substrate (Cosmoshine A4300, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a thickness of 100 μm and easily bonded to both surfaces, perhydropolysilazane and an amine catalyst solution were spin-coated using a spin coater. After drying, the surface was irradiated with vacuum ultraviolet light (excimer modification treatment) to modify the polysilazane-containing layer to form a gas barrier layer. At that time, the gas barrier film used for evaluation was produced by changing the modification conditions.

4.水分と反応して腐食する金属:カルシウム(粒状)
<実施例1>
25mm□のガラス上に蒸着装置にて10mm□の面積でカルシウム(Ca:腐食性金属)を、蒸着装置:日本電子(株)製真空蒸着装置JEE−400を用いて蒸着し、接着剤(スリーボンド製1655)を貼合したガスバリアーフィルム(ガスバリアーフィルムA、ガスバリアーフィルムB及びガスバリアーフィルムC)で封止を行いガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価セルの作製を行った。なお接着剤を貼合したガスバリアーフィルムは接着剤の水分およびガスバリアーフィルム表面の吸着水を除去するため1昼夜グローブボックス(GB)内に放置した。
4. Metal that corrodes by reacting with moisture: calcium (granular)
<Example 1>
Calcium (Ca: corrosive metal) is vapor-deposited on a 25 mm square glass with an area of 10 mm square using a vacuum evaporator JEE-400 manufactured by JEOL Ltd. with an adhesive (three bond). 1655) was sealed with a gas barrier film (gas barrier film A, gas barrier film B and gas barrier film C) to which a gas barrier film for evaluating the water vapor permeability of the gas barrier film was produced. The gas barrier film to which the adhesive was bonded was left in a glove box (GB) for 24 hours to remove moisture of the adhesive and adsorbed water on the surface of the gas barrier film.

作製した評価セルは、図2Aのように、ガラス面側の法線方向より光を入射し、反対面側より透過光を、エリア型のCCDカメラを用いて撮影を行った。その後、評価セルを85℃・85%RHの恒温恒湿槽(Yamato Humidic ChamberIG47M)にて98hr放置し、同様にCCDカメラにて撮影を行った。   As shown in FIG. 2A, light was incident from the normal direction on the glass surface side, and transmitted light was photographed from the opposite surface side of the produced evaluation cell using an area CCD camera. Thereafter, the evaluation cell was left in a constant temperature / humidity chamber (Yamato Humidic Chamber IG47M) of 85 ° C. and 85% RH for 98 hours, and similarly photographed with a CCD camera.

得られた画像から中心の8mm□を切り抜き、切り抜いた画像全体の輝度値を取得し、事前に準備した輝度値とカルシウム膜厚の検量線より、カルシウム膜厚を算出した。得られたカルシウム膜厚から恒温恒湿槽に入れた前後で膜厚の変化量を算出し、そのデータよりセル全体の水蒸気透過度(WVTR)の算出を行ったところ、ガスバリアーフィルムAは、7×10−3g/m/day、ガスバリアーフィルムBは8×10−3g/m/day、及びガスバリアーフィルムCは5×10−3g/m/dayであった。From the obtained image, 8 mm square at the center was cut out, and the brightness value of the whole cut out image was obtained, and the calcium film thickness was calculated from the brightness value prepared in advance and a calibration curve of the calcium film thickness. From the obtained calcium film thickness, the change in film thickness before and after being put in a thermo-hygrostat was calculated, and the water vapor permeability (WVTR) of the entire cell was calculated from the data. 7 × 10 −3 g / m 2 / day, gas barrier film B was 8 × 10 −3 g / m 2 / day, and gas barrier film C was 5 × 10 −3 g / m 2 / day.

また、切り抜いた8mm□の画像を1mmの大きさになるように64分割し、それぞれ分割した箇所の輝度値を取得し、カルシウム膜厚及び水蒸気透過度(WVTR)の算出を行った。得られた64個の水蒸気透過度(WVTR)の値を対数に変換した値から標準偏差(σ)を算出したところ、ガスバリアーフィルムAは0.21、ガスバリアーフィルムBは0.17及びガスバリアーフィルムCは0.04であった。Further, the cut-out image of 8 mm square was divided into 64 so as to have a size of 1 mm 2 , the luminance value of each divided portion was obtained, and the calcium film thickness and water vapor permeability (WVTR) were calculated. When the standard deviation (σ) was calculated from the value obtained by converting the obtained 64 water vapor permeability (WVTR) values into logarithms, the gas barrier film A was 0.21, the gas barrier film B was 0.17, and the gas was 0.17. The barrier film C was 0.04.

以上のデータを図5に示す。図5に示すデータより、ガスバリアーフィルムAはガスバリアーフィルムBよりも、フィルム全体の水蒸気透過度(WVTR)はやや優れているが、面内の水蒸気透過度の分布(標準偏差)は劣る。一方、ガスバリアーフィルムCはサンプルA及びサンプルBに対して、フィルム全体の水蒸気透過度(WVTR)が優れており、かつ面内の水蒸気透過度の分布(標準偏差σ)も大幅に小さいことから、3者の中では最も望ましいガスバリアー性を有するガスバリアーフィルムであると評価できる。   The above data is shown in FIG. According to the data shown in FIG. 5, the gas barrier film A has slightly better water vapor permeability (WVTR) than the gas barrier film B, but the distribution (standard deviation) of the in-plane water vapor permeability is inferior. On the other hand, the gas barrier film C is superior to the samples A and B in that the water vapor permeability (WVTR) of the whole film is excellent and the distribution of the water vapor permeability in the plane (standard deviation σ) is significantly small. Among the three, it can be evaluated as a gas barrier film having the most desirable gas barrier properties.

<実施例2>
25mm□のガラス上に蒸着装置にて12mm□の面積でカルシウム(Ca:腐食性金属)を、蒸着装置:日本電子(株)製真空蒸着装置JEE−400を用いて蒸着し、接着剤(スリーボンド製1655)を貼合したガスバリアーフィルム(ガスバリアーフィルムD及びガスバリアーフィルムE)で封止を行いガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価セルの作製を行った。なお接着剤を貼合したガスバリアーフィルムは接着剤の水分およびガスバリアーフィルム表面の吸着水を除去するため1昼夜グローブボックス(GB)内に放置した。
<Example 2>
Calcium (Ca: corrosive metal) is vapor-deposited on a glass of 25 mm square with an area of 12 mm square using a vacuum evaporation system JEE-400 manufactured by JEOL Ltd. with an adhesive (three bond). 1655) was sealed with a gas barrier film (gas barrier film D and gas barrier film E) to which a gas barrier film for evaluating the water vapor permeability of the gas barrier film was produced. The gas barrier film to which the adhesive was bonded was left in a glove box (GB) for 24 hours to remove moisture of the adhesive and adsorbed water on the surface of the gas barrier film.

作製した評価セルは、図2Aのように、ガラス面側の法線方向より光を入射し、反対面側より透過光を、エリア型のCCDカメラを用いて撮影を行った。その後、評価セルを85℃・85%RHの恒温恒湿槽(Yamato Humidic ChamberIG47M)にて100hr放置し、同様にCCDカメラにて撮影を行った。   As shown in FIG. 2A, light was incident from the normal direction on the glass surface side, and transmitted light was photographed from the opposite surface side of the produced evaluation cell using an area CCD camera. After that, the evaluation cell was left for 100 hours in a constant temperature and humidity chamber (Yamato Humidic Chamber IG47M) of 85 ° C. and 85% RH, and similarly photographed with a CCD camera.

得られた画像から中心の10mm□を切り抜き、切り抜いた画像全体の輝度値を取得し、事前に準備した輝度値とカルシウム膜厚の検量線より、カルシウム膜厚を算出した。得られたカルシウム膜厚から恒温恒湿槽に入れた前後で膜厚の変化量を算出し、そのデータよりセル全体の水蒸気透過度(WVTR)の算出を行ったところ、ガスバリアーフィルムD及びEともに2×10−3g/m/dayであった。10 mm square at the center was cut out from the obtained image, and the luminance value of the whole cut out image was obtained. The calcium film thickness was calculated from the luminance value prepared in advance and the calibration curve of the calcium film thickness. From the obtained calcium film thickness, the change in film thickness before and after being put in a thermo-hygrostat was calculated, and the water vapor permeability (WVTR) of the entire cell was calculated from the data. Both were 2 × 10 −3 g / m 2 / day.

また、切り抜いた10mm□の画像を1mmの大きさになるように100分割し、それぞれ分割した箇所の輝度値を取得し、カルシウム膜厚及び水蒸気透過度(WVTR)の算出を行った。得られた100個の水蒸気透過度(WVTR)の値を対数に変換した値から標準偏差(σ)を算出したところ、ガスバリアーフィルムDは0.14、ガスバリアーフィルムEは0.45であった。In addition, the cut-out 10 mm square image was divided into 100 parts so as to have a size of 1 mm 2 , the luminance value of each part was obtained, and the calcium film thickness and the water vapor permeability (WVTR) were calculated. When the standard deviation (σ) was calculated from the logarithmically converted values of the obtained 100 water vapor permeability (WVTR) values, the gas barrier film D was 0.14 and the gas barrier film E was 0.45. Was.

以上から、ガスバリアーフィルムD、Eは面全体のガスバリアー性能は同じだが、ガスバリアーフィルムDは面内のばらつきが小さく、ガスバリアー膜の質が高い。それに対してガスバリアーフィルムEはガスバリアー層の面内のばらつきが大きく、ガスバリアー膜の質が低く、欠陥が散在することが分かった。   From the above, the gas barrier films D and E have the same gas barrier performance over the entire surface, but the gas barrier film D has a small in-plane variation and the quality of the gas barrier film is high. On the other hand, it was found that the gas barrier film E had a large in-plane variation of the gas barrier layer, the quality of the gas barrier film was low, and defects were scattered.

このように従来では表現ができなかった面内の性能分布(ばらつき)を定量化することで、ガスバリアーフィルムの質を定量的に表現することができた。   Thus, by quantifying the in-plane performance distribution (variation) that could not be expressed conventionally, the quality of the gas barrier film could be expressed quantitatively.

<実施例3>
成膜有効幅が1000mmのガスバリアーフィルムAを用いて、幅手中心から100mm間隔でそれぞれ25mm□に切り出し、接着剤(スリーボンド製1655)を介して、12mm□にカルシウムを蒸着したガラスと貼合を行い、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価セルの作製を行った。なお接着剤の水分及びガスバリアーフィルム表面の吸着水を除去するため、事前にガスバリアーフィルムと接着剤を貼合し。1昼夜グローブボックス(GB)内に放置した。
<Example 3>
Using a gas barrier film A with a film formation effective width of 1000 mm, cut out 25 mm squares at 100 mm intervals from the center of the width, and bond with 12 mm square calcium vapor-deposited glass via an adhesive (1655 made by Three Bond). Was carried out to produce a cell for evaluating the water vapor permeability of the gas barrier film. In addition, in order to remove the moisture of the adhesive and the adsorbed water on the surface of the gas barrier film, the gas barrier film and the adhesive were bonded in advance. It was left in a glove box (GB) day and night.

実施例1と同様に撮影して得られた画像から、中心の10mm□を切り抜き、切り抜いた画像全体の輝度値を取得し、事前に準備した輝度値とカルシウム膜厚の検量線より、カルシウム膜厚を算出した。得られたカルシウム膜厚から恒温恒湿槽に入れた前後で膜厚の変化量を算出し、さらにセル全体の水蒸気透過度(WVTR)の算出を行った。また切り抜いた10mm□の画像を1mmの大きさになるように100分割し、それぞれ分割した箇所の輝度値を取得し、カルシウム膜厚及び水蒸気透過度(WVTR)の算出を行った。また、得られた水蒸気透過度の値を対数に変換した値から標準偏差(σ)を求めた。From the image obtained by shooting in the same manner as in Example 1, a central 10 mm square was cut out, and the brightness value of the whole cut out image was obtained. From the brightness value prepared in advance and the calibration curve of the calcium film thickness, the calcium film was obtained. The thickness was calculated. From the obtained calcium film thickness, the amount of change in the film thickness before and after the calcium film was placed in a thermo-hygrostat was calculated, and further, the water vapor permeability (WVTR) of the whole cell was calculated. In addition, the cut-out image of 10 mm square was divided into 100 parts so as to have a size of 1 mm 2 , the luminance value of each part was obtained, and the calcium film thickness and water vapor permeability (WVTR) were calculated. Further, a standard deviation (σ) was determined from a value obtained by converting the obtained value of the water vapor permeability into a logarithm.

結果を表1に示した。   The results are shown in Table 1.

Figure 0006635033
Figure 0006635033

幅手端部にかけてセル全体の水蒸気透過度(WVTR)がやや上昇する傾向が見られたが、各評価セルのばらつき(標準偏差)は変わらなかった。なお評価セル全体の水蒸気透過度(WVTR)の変動は幅手の膜厚分布の傾向と一致しており、製膜装置に起因するものであることが分かった。   The water vapor transmission rate (WVTR) of the whole cell tended to slightly increase toward the width end, but the variation (standard deviation) of each evaluation cell did not change. Note that the fluctuation of the water vapor permeability (WVTR) of the entire evaluation cell was consistent with the tendency of the wide film thickness distribution, and it was found that the fluctuation was caused by the film forming apparatus.

<実施例4>
実施例1と同様にして、以下の条件で水蒸気透過度を評価した。
<Example 4>
In the same manner as in Example 1, the water vapor permeability was evaluated under the following conditions.

ガスバリアーフィルム:ガスバリアーフィルムC、
フィルム・ガラスサイズ:30×190mm、
カルシウム蒸着面積:10×170mm、
画像サイズ:9×50mm×3か所とし、1画像へ合成
各セルの水蒸気透過度(WVTR)の平均値:フィルム全体の水蒸気透過度(WVTR)
それぞれのセルで1mmになるように分割した箇所の水蒸気透過度(WVTR)の値を合わせて、フィルム全体のばらつき(標準偏差)を算出した。
Gas barrier film: Gas barrier film C,
Film / glass size: 30 × 190mm,
Calcium deposition area: 10 × 170 mm,
Image size: 9 × 50 mm × 3 places, combined into one image Average value of water vapor transmission rate (WVTR) of each cell: Water vapor transmission rate (WVTR) of entire film
The variation (standard deviation) of the entire film was calculated by combining the values of the water vapor transmission rate (WVTR) of the portions divided into 1 mm 2 in each cell.

複数の評価セルを合算することで各評価セルのばらつきだけでなく、よりフィルム全体の特性を表すことができた。   By adding a plurality of evaluation cells, not only the variation of each evaluation cell but also the characteristics of the entire film could be expressed.

<実施例5>
実施例1と同様にして、以下の条件で水蒸気透過度を評価した。
<Example 5>
In the same manner as in Example 1, the water vapor permeability was evaluated under the following conditions.

ガスバリアーフィルム:ガスバリアーフィルムC、
フィルム・ガラスサイズ:68mm□、
カルシウム蒸着面積:50mm□、
画像切り出し:48mm□
画像分割数:2304分割(各1mm)と3291分割(各0.7mm)の2種類
上記複数の分割数でそれぞればらつき(標準偏差)を算出して比較することで、より測定精度を上げることができた。
Gas barrier film: Gas barrier film C,
Film / glass size: 68mm □,
Calcium deposition area: 50mm □,
Image cropping: 48mm □
Image division number: 2304 divisions (1 mm 2 each) and 3291 divisions (0.7 mm 2 each) Variations (standard deviations) are calculated and compared with each of the plural division numbers to further increase measurement accuracy. I was able to.

本発明の水蒸気透過度評価方法は、ガスバリアーフィルム等の水蒸気透過度及び面内のばらつきを同時に測定する評価方法を提供するため、ガスバリアーフィルムの設計に好適に利用することができる。   Since the water vapor permeability evaluation method of the present invention provides an evaluation method for simultaneously measuring the water vapor permeability and in-plane variation of a gas barrier film or the like, it can be suitably used for designing a gas barrier film.

F 水蒸気透過度評価セル
1 水分不透過基板
2 腐食性金属層
3 接着剤層
4 基材フィルム
5 ガスバリアー層
6 評価試料
100 水蒸気透過度評価システム
10 データ処理装置
11 制御部
12 記録部
13 通信部
14 データ処理部
14a 局所水蒸気透過度算出部
14b 水蒸気透過度算出部
14c 水蒸気透過度分布算出部
15 操作表示部
20 撮像調整装置
30、31 撮像装置
40 試験片観察台
41 試験片固定台
42 二軸電動ステージ
43 装置フレーム
60、61 照明装置
F Water vapor permeability evaluation cell 1 Moisture permeable substrate 2 Corrosive metal layer 3 Adhesive layer 4 Base film 5 Gas barrier layer 6 Evaluation sample 100 Water vapor permeability evaluation system 10 Data processing device 11 Control unit 12 Recording unit 13 Communication unit 14 Data Processing Unit 14a Local Water Vapor Permeability Calculator 14b Water Vapor Permeability Calculator 14c Water Vapor Permeability Distribution Calculator 15 Operation Display 20 Imaging Adjuster 30, 31 Imaging Apparatus 40 Test Piece Observation Table 41 Test Piece Fixing Table 42 Biaxial Electric stage 43 Device frames 60, 61 Lighting device

Claims (6)

水分と反応して腐食する腐食性金属を用いる水蒸気透過度の評価方法であって、少なくとも下記ステップ(1)〜()を含むことを特徴とする水蒸気透過度評価方法。
(1)水分不透過基板と、水分と反応して腐食する腐食性金属層と、評価試料とをこの順に設けた水蒸気透過度評価セルを作製するステップ。
(2)水蒸気に曝す前後において、前記水蒸気透過度評価セルの一方の面側から光を入射して前記腐食性金属層の光学的特性の変化を測定するステップ。
(3)前記腐食性金属層の指定した範囲内を、それぞれ表面積が0.01〜3mmの範囲内である一定の単位面積で10等分以上の一定の分割数に分割し、相互に対応する各部分の光学的特性の変化量を測定するステップ。
(4)前記測定で得た光学的特性の変化量から腐食部分の体積を算出し、当該体積に基づき水蒸気透過度を算出するステップ。
(5)前記ステップ(4)において得られた各部分の水蒸気透過度に基づき、平均値と標準偏差を算出するステップ。
(6)前記ステップ(3)において、さらに、前記腐食性金属層の指定した範囲内を、前記単位面積を2種以上変えて等分し、複数の分割数において、前記相互に対応する各部分の光学的特性の変化量を測定し、前記ステップ(4)及びステップ(5)によって、平均値と標準偏差を算出して、算出値の精度を確認するステップ。
A method for evaluating water vapor transmission rate using a corrosive metal that corrodes by reacting with moisture, comprising at least the following steps (1) to ( 7 ).
(1) A step of producing a water vapor permeability evaluation cell in which a moisture impermeable substrate, a corrosive metal layer which is corroded by reacting with water, and an evaluation sample are provided in this order.
(2) a step of measuring a change in optical characteristics of the corrosive metal layer by irradiating light from one surface side of the water vapor permeability evaluation cell before and after the exposure to water vapor.
(3) The designated area of the corrosive metal layer is divided into a fixed unit area having a surface area within a range of 0.01 to 3 mm 2 into a predetermined number of divisions equal to or more than 10 equal parts, and corresponding to each other. Measuring the amount of change in the optical characteristics of each part.
(4) calculating the volume of the corroded portion from the amount of change in the optical characteristics obtained in the measurement, and calculating the water vapor permeability based on the volume.
(5) calculating an average value and a standard deviation based on the water vapor permeability of each portion obtained in the step (4).
(6) In the step (3), the specified area of the corrosive metal layer is further divided equally by changing the unit area by at least two kinds, and the mutually corresponding portions are divided in a plurality of division numbers. Measuring the amount of change in the optical characteristics of the above, calculating the average value and the standard deviation in steps (4) and (5), and confirming the accuracy of the calculated value.
前記ステップ(2)が、前記水蒸気透過度評価セルの一方の面側から光を入射し、反対側の面から出射する透過光を撮影して画像を得るステップであることを特徴とする請求項1に記載の水蒸気透過度評価方法。   The step (2) is a step in which light is incident on one surface side of the water vapor permeability evaluation cell, and transmitted light emitted from the opposite surface is photographed to obtain an image. 2. The method for evaluating water vapor permeability according to 1. 前記腐食性金属層の表面積が、1cm以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の水蒸気透過度評価方法。 The water vapor permeability evaluation method according to claim 1, wherein a surface area of the corrosive metal layer is 1 cm 2 or more. 前記腐食性金属層の表面積の合計が10cm以上となるように、前記水蒸気透過度評価セルを複数個用いることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の水蒸気透過度評価方法。 The water vapor according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the water vapor permeability evaluation cells are used so that the total surface area of the corrosive metal layer is 10 cm 2 or more. Transmittance evaluation method. 前記ステップ(1)が、前記評価試料と前記水不透過基板とを光硬化型接着剤又は熱硬化型接着剤によって貼合して水蒸気透過度評価セルを作製することを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか一項に記載の水蒸気透過度評価方法。 The said step (1) produces the water vapor permeability evaluation cell by bonding the said evaluation sample and the said water impermeable board | substrate with a photocurable adhesive or a thermosetting adhesive. The method for evaluating water vapor permeability according to any one of claims 1 to 4 . 請求項1から請求項までのいずれか一項に記載の水蒸気透過度評価方法を行う水蒸気透過度評価装置であって、
水蒸気透過度評価セルの一方の面に対して斜め方向又は法線方向から照明光を照射する手段と、
前記水蒸気透過度評価セルからの反射光又は反対側の面から出射する透過光のいずれかを測定する手段と、
前記腐食性金属層の指定した範囲内を、それぞれ表面積が0.01〜3mmの範囲内である一定の単位面積で10等分以上の一定の分割数に分割し、相互に対応する各部分の光学的特性の変化量から、データ解析をして腐食部分の面積と厚さを算出する手段と、得られた腐食部分の面積と厚さから水蒸気透過度及び水蒸気透過度のばらつきを計算する手段と、
を具備することを特徴とする水蒸気透過度評価装置。
It is a water vapor permeability evaluation device which performs the water vapor permeability evaluation method according to any one of claims 1 to 5 ,
Means for irradiating the illumination light from one side of the water vapor permeability evaluation cell from an oblique direction or a normal direction,
Means for measuring either reflected light from the water vapor permeability evaluation cell or transmitted light emitted from the opposite surface,
The specified range of the corrosive metal layer is divided into a fixed unit area having a surface area within a range of 0.01 to 3 mm 2 into a predetermined number of divisions equal to or more than 10 and divided into corresponding portions. Means for calculating the area and thickness of the corroded portion by analyzing the data from the amount of change in the optical characteristics of the above, and calculating the water vapor permeability and the variation of the water vapor permeability from the obtained area and thickness of the corroded portion. Means,
A water vapor permeability evaluation device comprising:
JP2016529377A 2014-06-17 2015-06-16 Water vapor permeability evaluation method and water vapor permeability evaluation device Active JP6635033B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014124090 2014-06-17
JP2014124090 2014-06-17
PCT/JP2015/067325 WO2015194558A1 (en) 2014-06-17 2015-06-16 Method for evaluating water vapor transmission rate and device for evaluating water vapor transmission rate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2015194558A1 JPWO2015194558A1 (en) 2017-04-20
JP6635033B2 true JP6635033B2 (en) 2020-01-22

Family

ID=54935541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016529377A Active JP6635033B2 (en) 2014-06-17 2015-06-16 Water vapor permeability evaluation method and water vapor permeability evaluation device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6635033B2 (en)
WO (1) WO2015194558A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6639277B2 (en) * 2016-03-10 2020-02-05 株式会社カネカ Evaluation method of permeability of barrier substrate
CN106092854B (en) * 2016-06-21 2019-01-22 武汉华星光电技术有限公司 A kind of testing vapor transmission device and method of encapsulating material

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002079757A2 (en) * 2001-03-29 2002-10-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and device for measuring a permeation rate
JP2011191252A (en) * 2010-03-16 2011-09-29 Nippon Steel Engineering Co Ltd Surface quality evaluation method of metal and surface quality evaluation apparatus of metal
JP5581844B2 (en) * 2010-06-23 2014-09-03 住友ベークライト株式会社 Water vapor permeability evaluation cell and water vapor permeability evaluation method
JP2013088249A (en) * 2011-10-17 2013-05-13 Shimadzu Corp Cell for moisture permeability evaluation and moisture permeability evaluation method

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2015194558A1 (en) 2017-04-20
WO2015194558A1 (en) 2015-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7117720B2 (en) Method for measuring a permeation rate, a test and an apparatus for measuring and testing
US20120133764A1 (en) Clear Mottle Analyzer for Multilayer Laminates
KR101946132B1 (en) Gas barrier film and method for producing same
JP6635033B2 (en) Water vapor permeability evaluation method and water vapor permeability evaluation device
CN102027315A (en) Method for measuring thickness
KR102161958B1 (en) Method for evaluating optical properties of transparent substrate
CN111044431A (en) Device and method for testing water vapor transmittance of film
JP2012229993A (en) Thin-sliced sample fabrication device and thin-sliced sample fabrication method
JP6299751B2 (en) Method and system for evaluating water vapor permeability of gas barrier film and method for producing gas barrier film
JP6613138B2 (en) Method for evaluating optical characteristics of transparent substrate, optical apparatus
US11078593B2 (en) Radiative cooling substrate and manufacturing method of the same
JP6583479B2 (en) Method for evaluating optical properties of transparent substrate and transparent substrate
JPWO2016147959A1 (en) Gas barrier film
JP6086616B2 (en) Water vapor permeability measuring unit and water vapor permeability measuring method
JP2016099149A (en) Inspection device and production management method
US20140127962A1 (en) Vacuum cell-assembling device and cell-assembling method
WO2014181810A1 (en) Water vapor transmission rate evaluation method, water vapor transmission rate evaluation system, and gas barrier film production method
JP6273504B2 (en) Optical characteristic measuring method and optical characteristic measuring apparatus
KR101242699B1 (en) Method for measuring spreaded quantity of coating layer
JP2017203631A (en) Evaluation method for moisture penetration velocity of moisture immobilizing sealing adhesive agent
JP2013088249A (en) Cell for moisture permeability evaluation and moisture permeability evaluation method
CN114559688B (en) Production process of durable photochromic PET (polyethylene terephthalate) film
JP6639277B2 (en) Evaluation method of permeability of barrier substrate
JP2022102444A (en) Device and method for measuring weight per unit
JP2007163374A (en) Method for evaluating film

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180517

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190416

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190605

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190910

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191029

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6635033

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150