JPS63236943A - ガス透過試験機に使用される湿度調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフィルム、シート、プラスチック塗布紙など（
以下、単にフィルムという）のガス透過量を測定するガ
ス透過試験機に使用されるガスの湿度を調整する装置に
関する。

従来技術 フィルムのガス透過量を測定する装置として知られてい
るガス透過試験機には、圧力式のものと、等圧式のもの
とがある。

圧力式のガス透過試験機は、フィルムを拡散セルに装着
し、そのフィルムを境界膜として前記拡散セル内の空間
を２つに仕切り、その一方を高圧側、他方を低圧側にし
て、高圧側から低圧側へ通過したガスの透過量を例えば
圧力増加若くは体積増加として測定するものである。ま
た、等圧式のガス透過試験機は、フィルムを装着した拡
散セルのそれぞれの側の空間のガス圧力（分圧の和）を
等しくし、分圧の高い側のガス、すなわち透過量を測定
しようとするガスが分圧の低い側、すなわちキャリヤー
ガス側へ透過する透過量を測定するものである。

ところで、フィルムのガス透過量は、そのガスの湿度に
よって変化するものもあるので、ガスの湿度とガス透過
量との関係を知る必要がある。このためには、前記拡散
セルへ供給するガスの湿度！１１ｗ１を実施することが
できる湿度調節装置を具備せしめなくてはならない。

従来、この湿度調節方法として、■塩類飽和水溶液の蒸
気圧を利用する方法と、■ガス透過試験機とともに恒温
室内に設置した水を蓄えた容器の中へガスを通過せしめ
る方法とが知られている。

ほかに、フィルムを調湿したティッシュで挾む方法もあ
る。

なお、この種の装置に関連するものがＡＳＴＭＤ３９８
５−８１（Ａｍｅｒｉｃａｎ　　５ｏｃｉｅｔｙ　　ｆ
ｏｒ　　ｔｈｅ　　ＴｅｓｔｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ
＋　１９８１）タラピー・ジャーナル　ｖｏｌ、６８ｎ
ｏ、９　（Ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｔ
ｅｃｈｎｉｃａｌ　Ａｓ５ｏｃｉａ−ｔｉｏｎ　　ｏｆ
　ｔｈｅ　Ｐｕ１ｐ　ａｎｄ　Ｐａｐｅｒ　Ｉｎｄｕｓ
ｔｒｙ　ｖｏｌ、６８ｎｏ、９　５ｅｐｔ、　１９８５
）において論じられている。

発明が解決しようとする問題点 上記した従来のガス透過試験機におけるガスの湿度調節
方法は、前記■に係るものは、塩類結晶物がガス透過試
験機内部に付着してガスの通過性を阻害するのみならず
、多種の有害薬品、例えば、硫酸、水酸化ナトリウムな
どを使用しなければならないので、測定精度、再現性が
悪く、また安全性にも問題があった。また、前記■に係
るものは、ガスの相対湿度を１００％とすることはでき
るが、それ以外の任意の湿度にすることができないとい
う問題点があった。

本発明は、上記した従来技術の問題点を改善して、フィ
ルムのガス透過量を、そのガスの湿度を任意に変化させ
た場合について、高精度に且つ容易に測定することがで
きる安全性に優れたガス透過試験機用の湿度調整装置の
提供をその目的とするものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、ガス透過試験機
に送られるガスの供給経路途上に水を入れた容器を設け
ることによりガスを一旦水中バブリングさせてガス透過
試験機に送るようにするとともに上記容器には水温を調
整する調整手段を設けた湿度調整装置を提供しようとす
るものである。

ここで水は水と同様の機能を有する水溶液を含むものと
する。

調整手段の例としては、容器内の水に浸され、冷媒若く
は熱媒の通されるコイルのようなものを挙げることがで
きるが、容器の浸される恒温水槽が好ましい例として挙
げられる。恒温水槽の水温を変えることによりバブリン
グ用水の水温を調節する方がコントロールが容易である
からである。

なお、バブリング用水の水温は透過試験時のガスの温度
以下に設定される。

作用 実施例の説明に入るまえに本発明に係る基本的作用を第
４図を用いて説明する。

第４図は、容器内の水の水温と、拡散セルへ送られたガ
スの湿度との関係の一例を示す水温−湿度特性図であり
、前記拡散セルの設定温度（すなわちフィルムの温度）
が２３℃の場合である。

内部に水を蓄え、その水面上に飛沫同伴防止用のペレッ
トを浮遊させ、水温調節手段により所定の温度（この温
度は、前記拡散セルの設定温度と同−若くはそれ以下の
温度）に設定することができる容器を供給源側に配設し
ておく。供給源から供給管を経て送られてきたガスを前
記容器内へ通し、水中でバブリングさせて水分を飽和状
態に含むガス、すなわち容器設定温度において相対湿度
１００％のガスにする。そして、前記ペレットによって
水の飛沫を防止し、水温と同じ温度の飽和蒸気圧のガス
を前記拡散セルへ導くと、その温度が拡散セル設定温度
まで上昇してガスの相対湿度φが、φ−Ｐ　＋　／　Ｐ
　ｚまで低下する。ただし、Ｐｌ：温度が容器設定温度
、相対湿度１００％におけるガスの水蒸気圧、 Ｐ、：前記ガスの温度を拡散セルの設定温度まで上昇さ
せたときの水蒸気圧。

たとえば、第４図において、拡散セル設定温度を２３℃
とした場合、容器設定温度が１５℃であれば、相対湿度
φ崎６０％となる。したがって、前記容器設定温度をい
ろいろに変化させることにより、拡散セルへ導入するガ
スの相対湿度φを任意の値にすることができるので、該
拡散セルへ装着されているフィルムのガス透過量の湿度
依存性を容易に測定することができるものである。

実施例 第１図は、本発明の一実施例に係る湿度調整装置を使用
したガス透過試験機の概略図、第２図は、第１図におけ
る供給源側に配設した湿度調整装置の拡大断面図である
。

この実施例は、等圧式のガス透過試験機に係るものであ
り、フィルムを透過する酸素ガスの透過量を測定するの
に使用される試験機である。

このガス透過試験機の概要を、第１図を用いて説明する
と、試験機全体が所定温度例えば、２３℃に設定した恒
温室（図示せず）内に設置されており、供給源に係る酸
素ガスボンベ１２から供給管１を経て、矢印で示す酸素
ガス流れ方向１３へ送られてきた酸素ガスを、前記所定
温度に保持された拡散セル１１内のフィルム１０によっ
て仕切られた一方の空間１１ａへ送り、そのフィルム１
０を拡散透過して他方の空間１１ｂへ流れた酸素ガスの
透過量を測定するものであり、内部に水４を蓄え、その
水面上に飛沫同伴防止用のペレット８を浮遊せしめた容
器３と、水温調節手段を備え、容器３が漬けられる恒温
水槽５からなる湿度調整装置を酸素ガスボンベ１２より
拡散セル１１に至る供給管１の途中に配設し、途中で分
断した供給管Ｉの供給源側端部】ａを容器３内の水面下
に浸清し、拡散セル側端部１ｂを容器３内の水面よりも
上方に位置せしめるようにしたガス透過試験機である。

以下、詳細に説明する。

第１図において、１４は拡散セル１１の空間１１ａの出
口に設けられた酸素ガスの相対湿度φを測定するための
湿度計、１５は拡散セル１１の空間Ｊｉｂ側へ透過した
酸素ガスをキャリヤーガス（詳細後述）でパージして導
いたガスを酸素ガスセンサ１６へ流すとともにその酸素
ガスセンサ１６を出たガスを第１の四方弁１７　（詳細
後述）へ流すことができる第２の四方弁、１７は、酸素
ガスボンベ１２側から酸素ガス流れ方向１３へ送られて
きた酸素ガスを、拡散セル１１へ流すとともに、前記第
２の四方弁１５がら流れてきたガスを機外へ排出するこ
とができる第１の四方弁である。１８は、前記酸素ガス
センサ１６デ検出した酸素ガス量、すなわちフィルム１
０の酸素ガス透過量を記録するレコーダである。

次に、前記キャリヤーガス側について説明すると、１９
は、キャリヤーガス（例えば、窒素９８％と水素２％と
からなるガス）を溜めたキャリヤーガスボンベ、２０は
、このキャリヤーガスの流量を測定するガス流量計、２
１は、キャリヤーガスボンベ１９からのキャリヤーガス
をガス流量計２０を経て拡散セル１１の空間１１ｂ、す
なわち酸素ガスの送り込まれる空間１１ａと反対側へ送
るキャリヤーガス供給管であり、キャリヤーガス供給管
２１の途中には前記容器３と同様の容器が配設され、途
中で分断したキャリヤーガスボンベ側端部２１ａを容器
３内の水面下に浸漬し、拡散セル側端部２１ｂを容器３
内の水面よりも上方に位置せしめるようにしである。ま
た、キャリヤーガス供給管２１の拡散セルｌｌ側には、
キャリヤーガス中に含まれる微量の酸素ガスを水として
除去することができる触媒２２が設けられている。

第２図を参照して、前記湿度調整装置を更に詳しく説明
する。なお、第１図と同一番号を付したものは同一部分
である０図中、２は、容器３の栓であり、この栓２を供
給管ｌの供給源側端部１ａ、拡散セル側端部１ｂが貫通
している。７は、水４の水温を計測するための温度計、
９は、容器３の水補給口である。ペレット８は、例えば
、直径２〜３鶴φ、比重約０．９の塩化ビニルの粒子で
、他のボリマーベレフトを使用することもできる。６は
、恒温水槽５内に蓄えられた水であり、この水６中に浸
漬したパイプ（図示せず）へ熱媒若くは冷媒を流すこと
により、所望の容器設定温度にすることができるように
なっている。

このように構成したガス透過試験機の動作を説明する。

拡散セル１１にフィルムＩＯを装着する０Ｍ！素ガスボ
ンベ１２及びキャリヤーガスボンベ１９の弁を開いてそ
れぞれのボンベから同一圧力、同一流量の酸素ガス、キ
ャリヤーガスを供給管１、キャリヤーガス供給管２１へ
流す、恒温水槽５内の前記パイプヘ熱媒若くは冷媒を流
し、温度計７の指示が所定の容器設定温度、例えば１５
℃になるように調節する。キャリヤーガス側についても
同様に調節する。

酸素ガスボンベ１２からの酸素ガスは、供給管１を経て
酸素ガス流れ方向１３へ流れ、容器３内の供給源側端部
１ａから水中へ気泡となって放出される。

そして、その気泡は上昇し、ペレット８に当って拡散し
、水の飛沫を防止し、水温と同じ温度の飽和蒸気圧のガ
スとなり、拡散セル側端部１ｂから供給管ｌへ入る。こ
の酸素ガスは、第１の四方弁１７を経て拡散セル１１の
空間１１ａへ導かれ、その大部分は、出口から湿度計１
４を経て機外へ排出される。

キャリヤーガスボンベ１９からのキャリヤーガスも同様
にして飽和蒸気圧のガスとなり、触媒２２で酸素ガスが
完全に除去されたのち、拡散セル１１の空間１１ｂへ導
かれる。そして、この空間１１ｂ側へ透過した酸素ガス
をパージし、第２の四方弁１５を経て酸素ガスセンサ１
６へ流れ、再び第２の四方弁１５を経て第１の四方弁１
７へ流れて排出される。

拡散セル１１の空間１１ａへ導かれた前記酸素ガスの相
対湿度が所定値、例えばφ−６０％に安定したことを湿
度計１４によって検知する。酸素ガスセンサ１６によっ
て酸素ガス量が検出され、その値がレコーダ１８に記録
され、前記相対湿度におけるフィルム１０の酸素ガス透
過量が測定される。

容器設定温度を変えれば、それに応じて酸素ガスの相対
湿度がいろいろに変化するので、その相対湿度における
酸素ガスの透過量を同様に測定することができる。

以上説明した実施例によれば、次の効果がある。

■フィルム１０の温度を一定にし、このフィルムｌＯを
透過するガスの湿度をいろいろに変化させることができ
るので、フィルムのガス透ａｍの湿度依存性を明確に測
定することができる。

■供給管１、ガス透過試験機の内部に例えば付着物が滞
留してガスの通過性を阻害するようなことはないので、
ガス透過量を高精度に測定することができる。

■特別な薬品などを使用する必要がないので、ガス透過
試験機の精度、再現性がきわめて良く、操作が容易で、
且つ安全である。

■供給源側端部１ａから水４の中へ放出された酸素ガス
は、気泡となって上昇し、飛沫同伴防止用のペレット８
に当って拡散し、水４の設定温度における飽和水蒸気ｐ
、の酸素ガスが得られる。

次に、他の実施例を説明する。

“第３図は、本発明の他の実施例に係るガス透過試験機
の供給管の供給源側端部の詳細を示す要部断面図である
。

この第３図において、第２図と同一番号を付したものは
同一部分である。そして、ｌａ′は、円板状に形成した
供給管の供給源側端部であり、この供給源側端部１ａ’
の上面には、フィルタに係るポリマ１９（例えば、数１
０μメツシュ状の発泡スチロール）が取漬けられている
。

このように構成したので、供給源側端部１ａ’から水４
中へ放出される酸素ガスは細かい気泡となり、これがさ
らにペレット８に当って割れる。したがって、酸素ガス
は、きわめて微細な粒子の水の分子を含んだ飽和蒸気圧
のガスになるという利点がある。

なお、前記各実施例においては、フィルム１０の酸素ガ
スの透過量を測定するようにしたが、酸素ガスに限らず
、他のガス、例えば炭酸ガス、空気などの透過量を測定
する装置にも使用できることはいうまでもない。

さらに、前記各実施例においては、ガス透過試験機を恒
温室内に設置し、フィルム１０も恒温室の設定温度で測
定されるようにしているが、例えば、拡散セルにヒータ
を装着し、フィルム１０の温度を、前記恒温室の設定温
度よりも高くした状態でガス透過量を測定するようにし
てよい。

さらにまた、前記各実施例は等圧式のガス透過試験機に
ついてのものであるが、本発明は、圧力式のガス透過試
験機にも適用することができる。

発明の効果 以上詳細に説明したように本発明によれば、フィルムの
ガス透過量を、そのガスの湿度をいろいろに変化させて
高精度に且つ容易に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る湿度調整装置を使用し
たガス透過試験機の概略図、第２図は、第１図に示す試
験機の供給源側に配設した湿度調整装置の拡大断面図、
第３図は、本発明の他の実施例に係るガス透過試験機の
供給管の供給源側端部の詳細を示す要部断面図、第４図
は、容器内の水の水温と拡散セルへ送られた２３℃ガス
の湿度との関係の一例を示す水温−湿度特性図である。 １・・供給管　　１ａ、ｌａ’・・供給源側端部１ｂ・
・拡散セル側端部　　３・・容器４・・水　　５・・恒
温水槽 ８・・飛沫同伴防止用ペレット　１０・・フィルム１１
・・拡散セル　　　１２・・酸素ガスボンベ１９・・ポ
リマ 出願人　三井石油化学工業株式会社　外１名代理人　弁
理士　　佐　藤　晃　− Ｂ２ＷＪ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガス透過試験機に送られるガスの供給経路途上に
   水を入れた容器を設けることによりガスを一旦水中バブ
   リングさせてガス透過試験機に送るようにするとともに
   上記容器には水温を調整する調整手段を設けたことを特
   徴とするガス透過試験機で使用される湿度調整装置
2. （２）容器内水面上には飛沫同伴防止用のペレットが浮
   遊せしめられている特許請求の範囲第１項記載のガス透
   過試験機に使用される湿度調整装置
3. （３）供給経路の供給源側端部にフィルタが取付けられ
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載のガス透過試験
   機に使用される湿度調整装置