KR20180033082A - 동적 흡방습성 평가 장치, 동적 흡방습성 평가 방법 및 동적 흡방습성 평가 프로그램 - Google Patents

동적 흡방습성 평가 장치, 동적 흡방습성 평가 방법 및 동적 흡방습성 평가 프로그램 Download PDF

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아츠시 기시
야스타카 이시하라
사토루 마미야
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

샘플의 특성을 폭넓게 해석할 수 있는 동적 흡방습성 평가 장치, 동적 흡방습성 평가 방법 및 동적 흡방습성 평가 프로그램을 제공한다.
샘플이 배치되는 측정실 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도를 조정하고, 측정실 내의 샘플 중의 수분량을 측정부에서 측정한다. 측정실 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시켰을 때에, 그 수증기 농도의 변화에 대한 측정부에서 측정되는 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남 B를 산출한다. 산출한 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남 B는, 샘플에 있어서의 흡탈착 속도에 대응하고 있다. 따라서, 샘플의 수분량뿐만 아니라, 흡탈착 속도도 해석할 수 있기 때문에, 샘플의 특성을 폭넓게 해석할 수 있다.

Description

동적 흡방습성 평가 장치, 동적 흡방습성 평가 방법 및 동적 흡방습성 평가 프로그램{DYNAMIC ABSORPTION AND DESORPTION OF MOISTURE EVALUATION APPARATUS, DYNAMIC ABSORPTION AND DESORPTION OF MOISTURE EVALUATION METHOD, AND DYNAMIC ABSORPTION AND DESORPTION OF MOISTURE EVALUATION PROGRAM}
본 발명은 측정실 내의 샘플의 동적 흡방습성을 평가하기 위한 동적 흡방습성 평가 장치, 동적 흡방습성 평가 방법 및 동적 흡방습성 평가 프로그램에 관한 것이다.
종래부터, 하기 특허문헌 1의 단락 [0137] 등에 도시한 바와 같이, 샘플의 수분량을 측정하기 위한 수분량 측정 장치(예를 들어, Hiden사제의 수분 흡탈착 측정 장치 「IGA-Sorp」 등)가 사용되고 있다. 이러한 종류의 장치를 사용함으로써, 예를 들어 단체인 필름이나, 복수층의 적층 구조를 갖는 다층 필름 등, 각종 샘플에 포함되는 수분량을 측정할 수 있다.
예를 들어 편광판은, 기재 필름, 편광자 및 점착층 등이 적층된 다층 필름이다. 편광판은, 잠재적으로 습열 시험의 내구성이 약하여, 각 층의 투습도 및 수분량이 매우 중요하다. 편광판을 구성하는 각 층은, 각각 고유의 수분의 함유 용이성을 갖고 있으며, 수분량 측정 장치를 사용하여 각 층을 개별로 측정하면, 각 층의 수분량을 산출할 수 있다. 이들 각 층이 적층된 편광판의 내구성은, 각 층의 투습도 및 수분량에 기초하여 추측하는 것이 설계상 가능하다고 생각되고 있었다.
일본 특허 공개 제2015-52765호 공보
그러나, 본원 발명자들이 편광판의 습열 내구성을 연구하는 과정에 있어서, 편광판을 구성하는 각 층의 수분의 함유 용이성은, 각 층이 단체인 상태와 적층된 상태에 있어서 상이함을 알아내기에 이르렀다. 이것은, 적층된 각 층 각각의 선팽창이 상이하여, 연신 프로세스를 거쳐서 내부 응력이 존재한 상태인 것 등으로부터, 내압 등의 상호 작용을 받는 것이 원인으로 되어 있는 것이라 생각된다.
종래의 수분량 측정 장치에서는, 편광판 등의 다층 필름에 있어서의 각 층의 수분량을, 각 층이 적층된 상태 그대로 해석할 수 없다. 그로 인해, 각 층이 적층된 상태에서 사용되는 다층 필름의 각 층의 특성(투습도 및 수분량)을 실제로 사용되는 상태에서 해석할 수 없었다. 또한, 다층 필름에 한하지 않고, 종래의 수분량 측정 장치로는 샘플의 수분량을 측정할 수 있는 것에 지나지 않아, 수증기 농도를 변화시켰을 때의 샘플의 흡방습성(이하, 「동적 흡방습성」이라고도 한다)을 폭넓게 해석하는 것이 곤란하였다.
또한, 이와 같은 과제는, 검체로서 수증기를 사용했을 때의 샘플의 동적 흡방습성을 해석하는 경우만에 한하지 않고, 산소, 이산화탄소 등의 다른 검체 가스를 사용했을 때의 샘플의 동적 흡탈착성을 해석하는 경우에도 발생하는 새로운 과제이다.
본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 샘플의 특성을 폭넓게 해석할 수 있는 동적 흡방습성 평가 장치, 동적 흡방습성 평가 방법 및 동적 흡방습성 평가 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 목적은, 샘플 중의 임의의 층에 있어서의 특성을 평가할 수 있는 동적 흡방습성 평가 장치, 동적 흡방습성 평가 방법 및 동적 흡방습성 평가 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명에 따른 동적 흡방습성 평가 장치는, 측정실과, 테스트 가스 플로우 기구와, 테스트 가스 조정 기구와, 측정부와, 제어부와, 해석부를 구비한다. 상기 측정실에는 샘플이 배치된다. 상기 테스트 가스 플로우 기구는, 상기 측정실 내에 테스트 가스를 연속적으로 흘린다. 상기 테스트 가스 조정 기구는, 상기 측정실 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도를 조정한다. 상기 측정부는, 상기 측정실 내의 샘플의 수분량을 측정한다. 상기 제어부는, 상기 테스트 가스 조정 기구를 제어하여 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시킨다. 상기 해석부는, 상기 제어부에 의해 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시켰을 때에, 그 변화에 대한 상기 측정부에서 측정되는 상기 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남을 해석한다.
이와 같은 구성에 의하면, 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시키고, 그 변화에 대한 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남을 산출함으로써, 그 어긋남에 기초하여 샘플의 특성을 해석할 수 있다. 산출한 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남은, 샘플에 있어서의 흡탈착 속도에 대응하고 있다. 따라서, 샘플의 수분량뿐만 아니라, 흡탈착 속도도 해석할 수 있기 때문에, 샘플의 특성을 폭넓게 해석할 수 있다.
(2) 상기 제어부는, 상기 테스트 가스 조정 기구를 제어하여 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 주기적으로 변화시켜도 된다. 이 경우, 상기 해석부는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화를 나타내는 파형과, 그 수증기 농도의 변화에 대한 상기 측정부에서 측정되는 상기 샘플 중의 수분량의 주기적인 변화를 나타내는 파형에 기초하여 파형 해석을 행해도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 테스트 가스 중의 수증기 농도를 주기적으로 변화시켰을 때의 파형 해석에 의해, 샘플의 특성을 폭넓게 해석할 수 있다. 구체적으로는, 파형의 높이는 수분의 함유 용이성에 상당하고, 파형의 어긋남은 흡탈착 속도에 기인하는 것으로부터, 해석할 수 있다. 또한, 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화의 주파수를 단계적 또는 연속적으로 변화시키면, 그 주파수 의존성에 기초하여 샘플의 상세한 특성을 평가하는 것으로 이어진다.
(3) 상기 제어부는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화의 주파수를 단계적 또는 연속적으로 변화시켜도 된다. 이 경우, 상기 해석부는, 각각의 주파수에서 파형 해석을 행해도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 각각의 주파수에서 파형 해석을 행함으로써, 그 주파수 의존성에 기초하여 샘플의 내부 구조를 평가할 수 있다.
(4) 상기 테스트 가스 조정 기구는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도 및 온도를 조정하는 것이어도 된다. 이 경우, 상기 제어부는, 상기 테스트 가스 조정 기구를 제어하여 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도 및 온도를 변화시켜도 된다. 또한, 상기 해석부는, 상기 제어부에 의해 상기 테스트 가스의 온도를 변화시키고, 각 온도에 있어서 상기 제어부에 의해 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시켰을 때에, 각 온도에 있어서의 수증기 농도의 변화에 대한 상기 측정부에서 측정되는 상기 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남을 산출해도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 테스트 가스의 온도를 변화시키고, 각 온도에 있어서, 테스트 가스 중의 수증기 농도의 변화에 대한 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남을 산출함으로써, 그 어긋남에 기초하여 샘플의 특성을 해석할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 테스트 가스 조정 기구를 제어하여 상기 테스트 가스의 온도를 주기적으로 변화시켜도 된다. 이 경우, 상기 해석부는, 상기 테스트 가스의 온도의 주기적인 변화를 나타내는 파형과, 그 온도의 변화에 대한 상기 측정부에서 측정되는 상기 샘플 중의 수분량의 주기적인 변화를 나타내는 파형에 기초하여 파형 해석을 행해도 된다. 온도의 주기적인 변화의 주파수를 단계적 또는 연속적으로 변화시키면, 그 주파수 의존성에 기초하여 샘플의 상세한 특성을 평가하는 것으로 이어진다.
(5) 본 발명에 따른 동적 흡탈착성 평가 장치는, 측정실과, 테스트 가스 플로우 기구와, 테스트 가스 조정 기구와, 측정부와, 제어부와, 해석부를 구비한다. 상기 측정실에는 샘플이 배치된다. 상기 테스트 가스 플로우 기구는, 상기 측정실 내에 테스트 가스를 연속적으로 흘린다. 상기 테스트 가스 조정 기구는, 상기 측정실 내의 테스트 가스 중의 검체의 농도를 조정한다. 상기 측정부는, 상기 측정실 내의 샘플 중의 검체의 흡탈착량을 측정한다. 상기 제어부는, 상기 테스트 가스 조정 기구를 제어하여 상기 테스트 가스 중의 검체의 농도를 변화시킨다. 상기 해석부는, 상기 제어부에 의해 상기 테스트 가스 중의 검체의 농도를 변화시켰을 때에, 그 검체의 농도의 변화에 대한 상기 측정부에서 측정되는 상기 샘플 중의 검체의 흡탈착량의 변화의 어긋남을 해석한다.
이와 같은 구성에 의하면, 테스트 가스 중의 검체의 농도를 변화시키고, 그 변화에 대한 샘플 중의 검체의 흡탈착량의 변화의 어긋남을 산출함으로써, 그 어긋남에 기초하여 샘플의 특성을 해석할 수 있다. 산출한 샘플 중의 검체의 흡탈착량의 변화의 어긋남은, 샘플에 있어서의 흡탈착 속도에 대응하고 있다. 따라서, 샘플의 흡탈착량뿐만 아니라, 흡탈착 속도도 해석할 수 있기 때문에, 샘플의 특성을 폭넓게 해석할 수 있다.
(6) 본 발명에 따른 동적 흡방습성 평가 방법은, 샘플 배치 스텝과, 테스트 가스 플로우 스텝과, 제어 스텝과, 해석 스텝을 포함한다. 상기 샘플 배치 스텝에서는, 측정실에 샘플을 배치한다. 상기 테스트 가스 플로우 스텝에서는, 상기 측정실 내에 테스트 가스를 연속적으로 흘린다. 상기 제어 스텝에서는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시킨다. 상기 해석 스텝에서는, 상기 제어 스텝에 의해 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시키고, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도의 변화에 대한 상기 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남을 해석한다.
(7) 본 발명에 따른 동적 흡탈착성 평가 방법은, 샘플 배치 스텝과, 테스트 가스 플로우 스텝과, 제어 스텝과, 해석 스텝을 포함한다. 상기 샘플 배치 스텝에서는, 측정실에 샘플을 배치한다. 상기 테스트 가스 플로우 스텝에서는, 상기 측정실 내에 테스트 가스를 연속적으로 흘린다. 상기 제어 스텝에서는, 상기 테스트 가스 중의 검체의 농도를 변화시킨다. 상기 해석 스텝에서는, 상기 제어 스텝에 의해 상기 테스트 가스 중의 검체의 농도를 변화시키고, 상기 테스트 가스 중의 검체의 농도의 변화에 대한 상기 샘플 중의 검체의 흡탈착량의 변화의 어긋남을 해석한다.
(8) 본 발명에 따른 동적 흡방습성 평가 프로그램은, 측정실 내의 샘플의 동적 흡방습성을 평가하기 위한 동적 흡방습성 평가 프로그램이며, 테스트 가스 플로우 스텝과, 제어 스텝과, 해석 스텝을 컴퓨터에 실행시킨다. 상기 테스트 가스 플로우 스텝에서는, 상기 측정실 내에 테스트 가스를 연속적으로 흘린다. 상기 제어 스텝에서는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시킨다. 상기 해석 스텝에서는, 상기 제어 스텝에 의해 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시키고, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도의 변화에 대한 상기 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남을 해석한다.
(9) 본 발명에 따른 동적 흡탈착성 평가 프로그램은, 측정실 내의 샘플의 동적 흡탈착성을 평가하기 위한 동적 흡탈착성 평가 프로그램이며, 테스트 가스 플로우 스텝과, 제어 스텝과, 해석 스텝을 컴퓨터에 실행시킨다. 상기 테스트 가스 플로우 스텝에서는, 상기 측정실 내에 테스트 가스를 연속적으로 흘린다. 상기 제어 스텝에서는, 상기 테스트 가스 중의 검체의 농도를 변화시킨다. 상기 해석 스텝에서는, 상기 제어 스텝에 의해 상기 테스트 가스 중의 검체의 농도를 변화시키고, 상기 테스트 가스 중의 검체의 농도의 변화에 대한 상기 샘플 중의 검체의 흡탈착량의 변화의 어긋남을 해석한다.
본 발명에 따르면, 샘플의 수분량뿐만 아니라, 흡탈착 속도도 해석할 수 있기 때문에, 샘플의 특성을 폭넓게 해석할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 파형 해석을 사용함으로써, 샘플 중의 임의의 층에 있어서의 특성을 평가할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 동적 흡방습성 평가 장치에 있어서의 측정실의 구성을 도시한 개략 단면도이다.
도 2는 샘플의 구성예를 도시한 개략 단면도이다.
도 3은 동적 흡방습성 평가 장치의 구성예를 도시한 블록도이다.
도 4는 샘플의 해석 방법에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
1. 측정실의 구성
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 동적 흡방습성 평가 장치에 있어서의 측정실(1)의 구성을 도시한 개략 단면도이다. 측정실(1)은 하우징(10)의 내부에 형성되어 있다. 측정 대상이 되는 샘플(100)은 측정실(1) 내에 배치된다. 또한, 본 실시 형태에서는 샘플(100)이 필름 부재(필름상 샘플)인 경우에 대하여 설명하지만, 샘플(100)은 필름 부재에 한정되는 것은 아니다.
하우징(10)에는, 유입구(11) 및 유출구(12)가 형성되어 있다. 측정실(1) 내에는, 유입구(11)로부터 가스가 유입된다. 측정실(1) 내에 유입되는 가스는, 설정된 수증기 농도(습도)로 조정된 테스트 가스이다. 이에 의해, 측정실(1) 내에는 테스트 가스가 충전되고, 측정실(1)의 용량을 초과하는 테스트 가스는 유출구(12)로부터 오버플로우하게 되어 있다. 유입구(11) 및 유출구(12)는 측정실(1) 내에 테스트 가스를 연속적으로 흘리는 테스트 가스 플로우 기구를 구성하고 있다.
측정실(1) 내의 테스트 가스에 포함되는 수분(수증기)은 샘플(100)에 흡수(흡수(吸水))된다. 따라서, 샘플(100)에 흡수되는 수분량에 따라, 샘플(100)의 중량이 변화하게 된다. 측정실(1) 내에는, 샘플(100)의 중량을 검출하기 위한 중량 검출부(3)가 설치되어 있다. 중량 검출부(3)는 적재대(31) 상에 적재된 샘플(100)의 중량을 검출하는 것이며, 그 검출 결과에 기초하여 샘플(100)의 수분량이 측정된다.
2. 샘플의 구성
도 2는, 샘플(100)의 구성예를 도시한 개략 단면도이다. 본 실시 형태에 있어서 측정 대상이 되는 샘플(100)은 예를 들어 복수의 층(101, 102, 103)이 적층된 다층 필름이다. 보다 구체적으로는, 샘플(100)은 편광판이며, 예를 들어 기재 필름(101), 편광자(102) 및 점착층(103) 등이 적층되어 있다. 각 층(101, 102, 103)의 두께는, 예를 들어 수㎛ 내지 수십㎛이다.
샘플(100)은 측정실(1) 내에 배치되기 때문에, 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이, 측정실(1) 내의 테스트 가스에 포함되는 수분이, 기재 필름(101), 편광자(102) 및 점착층(103)의 각각에 흡수된다. 각 층(101, 102, 103)은, 각각 고유의 수분의 함유 용이성을 갖고 있으며, 측정실(1) 내의 테스트 가스에 포함되는 수분은, 각 층(101, 102, 103)의 층 내 및 계면에 소량씩 함유되게 된다. 각 층(101, 102, 103)에 포함되는 수분의 비율(수분율)은 측정실(1) 내의 테스트 가스의 수증기 농도에 따라서 변화한다.
샘플(100)을 구성하는 각 층(101, 102, 103)의 수분의 함유 용이성은, 각 층(101, 102, 103)이 단체인 상태와 적층된 상태에 있어서 상이하다. 이것은, 적층된 각 층(101, 102, 103) 각각의 선팽창이 상이하여, 연신 프로세스를 거쳐서 내부 응력이 존재한 상태인 것 등으로부터, 내압 등의 상호 작용을 받는 것이 원인으로 되어 있는 것이라 생각된다. 본 실시 형태에서는, 각 층(101, 102, 103)이 적층된 상태 그대로 샘플(100)의 수분량을 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 각 층(101, 102, 103)의 특성을 해석하는 것을 주목적으로 하고 있다.
3. 동적 흡방습성 평가 장치의 구성
도 3은, 동적 흡방습성 평가 장치의 구성예를 도시한 블록도이다. 본 실시 형태에 있어서의 동적 흡방습성 평가 장치는, 상술한 구성에 추가로, 예를 들어 테스트 가스 조정 기구(2) 및 제어부(4) 등을 구비하고 있다.
테스트 가스 조정 기구(2)는 유입구(11)로부터 측정실(1) 내에 유입시키는 테스트 가스의 수증기 농도 및 온도를 조정한다. 이 테스트 가스 조정 기구(2)를 제어함으로써, 측정실(1) 내의 테스트 가스의 수증기 농도 및 온도를 임의의 값으로 조정할 수 있다. 즉, 측정실(1) 내의 테스트 가스의 수증기 농도 및 온도를 일정하게 유지할 수도 있고, 변화시킬 수도 있다.
제어부(4)는 컴퓨터 등의 제어 장치에 의해 구성된다. 제어부(4)는 예를 들어 CPU(Central Processing Unit)를 포함하는 구성이며, CPU가 프로그램을 실행함으로써, 온도 제어부(40), 수증기 농도 제어부(41), 측정부(42) 및 해석부(43) 등으로서 기능한다. 해석부(43)에는, 수분 계수 해석부(431) 및 흡탈착 속도 해석부(432)가 포함된다.
온도 제어부(40)는 테스트 가스 조정 기구(2)를 제어하여 측정실(1) 내의 테스트 가스의 온도를 변화시킨다. 수증기 농도 제어부(41)는 테스트 가스 조정 기구(2)를 제어하여 측정실(1) 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시킨다. 측정부(42)는 중량 검출부(3)에 의해 검출된 샘플(100)의 중량에 기초하여, 샘플(100)의 수분량을 측정한다. 즉, 수분이 포함되어 있지 않은 상태에 있어서의 샘플(100)의 중량과, 측정실(1) 내에서 수분을 포함하는 테스트 가스에 노출된 후의 샘플(100)의 중량과의 차분을 수분량으로서 산출한다.
해석부(43)는 온도 제어부(40) 및 수증기 농도 제어부(41)에 있어서의 테스트 가스 조정 기구(2)의 제어 형태, 및 측정부(42)에 있어서의 샘플 중의 수분량의 측정 결과에 기초하여, 샘플(100)의 특성을 해석한다. 본 실시 형태에서는, 수분 계수 해석부(431)에 의해 샘플(100)의 수분 계수를 해석하고, 흡탈착 속도 해석부(432)에 의해 흡탈착 속도를 해석할 수 있다. 여기서, 수분 계수는, 수분의 함유 용이성을 나타내는 값을 의미하고 있다. 또한, 흡탈착 속도는, 수분의 흡착 및 탈착의 용이성을 나타내는 값이다.
4. 샘플의 해석 방법
도 4는, 샘플(100)의 해석 방법에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 본 실시 형태에서는, 수증기 농도 제어부(41)에 의해 테스트 가스 조정 기구(2)를 제어하고, 측정실(1) 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도를 주기적으로 변화시키고, 그때의 측정부(42)에 있어서의 샘플 중의 수분량의 측정 결과에 기초하여 샘플(100)의 특성이 해석된다. 도 4에서는, 횡축을 시간, 종축을 수분량(수증기 농도)으로 하고, 측정부(42)에 의해 측정되는 수분량(출력)을 실선으로 나타냄과 함께, 그때의 측정실(1) 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화(입력)를 파선으로 대응지어서 나타내고 있다.
도 4의 예에서는, 측정실(1) 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도가 사인 곡선으로 변화되도록, 수증기 농도 제어부(41)가 테스트 가스 조정 기구(2)를 제어하고 있다. 단, 측정실(1) 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도의 변화는, 주기적인 변화이면 되고, 코사인 커브, 기타의 각종 형태로 변화시킬 수 있다. 이 경우, 입력인 측정실(1) 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화를 나타내는 파형(W1)에 대하여 출력인 측정부(42)에 의해 측정되는 샘플 중의 수분량의 주기적인 변화를 나타내는 파형(W2)이 어긋남을 발생시킨다. 본 발명은 이러한 입력에 대한 출력의 어긋남을 해석(파형 해석)함으로써, 샘플(100)의 특성을 폭넓게 해석하려고 하는 것이다.
구체적으로는, 파형(W1)의 테스트 가스 중의 수증기 농도 변화에 대응하는 파형(W2)의 샘플 중의 수분량의 높이 A는, 샘플(100)의 수분의 함유 용이성(수분 계수)에 따른 값이 되고, 파형(W1)에 대한 파형(W2)의 어긋남(시간의 어긋남) B는 샘플(100)에 있어서의 흡탈착 속도에 따른 값이 된다. 따라서, 이들 값 A, B를 복소적으로 파악하면, A에 대응하는 수분 계수를 실부(Re), B에 대응하는 흡탈착 속도를 허부(Im)로 하는 복소수(A+B×i)를 사용하여 샘플(100)의 특성을 해석할 수 있다.
또한, 입력인 측정실(1) 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화의 주파수를 단계적 또는 연속적으로 변화시키면, 그 주파수 의존성으로부터 임의의 층이나 층간의 특성도 평가할 수 있다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같은 복수의 층(101, 102, 103)이 적층된 샘플(100)을 적층 상태 그대로 측정하는 경우에도, 입력의 파형(W1)의 주파수를 변화시키면, 그 주파수에 따른 어느 층 내 또는 계면의 특성(수분 계수 및 흡탈착 속도)을 해석할 수 있다. 구체적으로는, 각각의 주파수에서, 측정실(1) 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화를 나타내는 파형(W1)과, 그 수증기 농도의 변화에 대한 측정부(42)에서 측정되는 샘플 중의 수분량의 주기적인 변화를 나타내는 파형(W2)과의 어긋남을 해석(파형 해석)한다. 이때, 각 주파수마다의 특성을 나이퀴스트선도나 보드선도로 플롯하고, 그 궤적으로부터 샘플의 내부 상태를 평가하는 것이 가능하다.
상기와 같은 해석 방법은, 측정실(1) 내의 온도를 변화시키고, 각 온도에서 행할 수도 있다. 즉, 온도 제어부(40)에 의해 측정실(1) 내의 테스트 가스의 온도를 변화시키고, 각 온도에 있어서 수증기 농도 제어부(41)에 의해 측정실(1) 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시켰을 때에, 각 온도에 있어서의 수증기 농도의 변화에 대한 측정부(42)에서 측정되는 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남을 산출해도 된다. 예를 들어, 40℃, 50℃, 60℃, 70℃ 등의 상이한 온도에서, 각각 측정실(1) 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시켜서 상기와 같은 파형 해석을 행해도 된다.
5. 작용 효과
본 실시 형태에서는, 측정실(1) 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시키고(제어 스텝), 그 수증기 농도의 변화에 대한 측정부(42)에서 측정되는 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남 B를 해석부(43)에서 산출함으로써(해석 스텝), 그 어긋남 B에 기초하여 샘플(100)의 특성을 해석할 수 있다. 산출한 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남 B는, 상술한 바와 같이, 샘플(100)에 있어서의 흡탈착 속도에 대응하고 있다. 따라서, 샘플(100) 중의 수분량뿐만 아니라, 흡탈착 속도도 해석할 수 있기 때문에, 샘플(100)의 특성을 폭넓게 해석할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 측정실(1) 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화를 나타내는 파형(W1)과, 그 수증기 농도의 변화에 대한 측정부(42)에서 측정되는 샘플 중의 수분량의 주기적인 변화를 나타내는 파형(W2)을 비교하는 파형 해석에 의해, 샘플(100)의 특성을 폭넓게 해석할 수 있다. 구체적으로는, 상술한 바와 같이, 파형(W2)의 높이 A에 기초하여 수분의 함유 용이성(수분 계수)을 해석하고, 파형(W1, W2)의 어긋남 B에 기초하여 흡탈착 속도를 해석할 수 있다. 또한, 샘플 중의 수분량의 주기적인 변화를 나타내는 파형(W2)은, 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화를 나타내는 파형(W1)의 주파수에 따른 위치에 있어서의 샘플(100)의 특성을 나타내고 있기 때문에, 상술한 바와 같이 주파수를 임의로 설정함으로써, 샘플(100) 중의 임의의 층에 있어서의 특성을 평가할 수 있다.
6. 변형예
이상의 실시 형태에서는, 수증기 농도 제어부(41)가 테스트 가스 조정 기구(2)를 제어하여 측정실(1) 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도를 주기적으로 변화시키는 구성에 대하여 설명하였다. 그러나, 주기적인 변화 이외의 형태로 규칙적 또는 불규칙적으로 측정실(1) 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시키는 구성이어도 된다.
샘플(100)은 다층 필름에 한하지 않고, 필름 단체여도 된다. 또한, 본 발명에 따른 동적 흡방습성 평가 장치는, 필름 이외의 샘플(100)에 대해서도 측정 가능하다.
이상의 실시 형태에서는, 동적 흡방습성 평가 장치의 구성에 대하여 설명했지만, 동적 흡방습성 평가 장치의 제어부(4)로서 컴퓨터를 기능시키기 위한 프로그램(동적 흡방습성 평가 프로그램)을 제공하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 프로그램은, 기억 매체에 기억된 상태에서 제공되는 구성이어도 되고, 프로그램 자체가 제공되는 구성이어도 된다.
또한, 본 발명은 수증기뿐만 아니라, 산소, 이산화탄소 등의 각종 검체에 관한 동적 흡탈착성을 평가하는 동적 흡탈착성 평가 장치, 동적 흡탈착성 평가 방법 및 동적 흡탈착성 평가 프로그램에도 적용 가능하다.
1: 측정실
2: 테스트 가스 조정 기구
3: 중량 검출부
4: 제어부
10: 하우징
11: 유입구
12: 유출구
31: 적재대
40: 온도 제어부
41: 수증기 농도 제어부
42: 측정부
43: 해석부
100: 샘플
101: 기재 필름
102: 편광자
103: 점착층
431: 수분 계수 해석부
432: 흡탈착 속도 해석부
W1: 파형
W2: 파형
A: 파형(W2)의 높이
B: 파형(W1)에 대한 파형(W2)의 어긋남(시간의 어긋남)

Claims (15)

  1. 샘플이 배치되는 측정실과,
    상기 측정실 내에 테스트 가스를 연속적으로 흘리는 테스트 가스 플로우 기구와,
    상기 측정실 내의 테스트 가스 중의 수증기 농도를 조정하는 테스트 가스 조정 기구와,
    상기 측정실 내의 샘플의 수분량을 측정하는 측정부와,
    상기 테스트 가스 조정 기구를 제어하여 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시키는 제어부와,
    상기 제어부에 의해 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시켰을 때에, 그 변화에 대한 상기 측정부에서 측정되는 상기 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남을 해석하는 해석부를 구비하는 것을 특징으로 하는 동적 흡방습성 평가 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 테스트 가스 조정 기구를 제어하여 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 주기적으로 변화시키고,
    상기 해석부는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화를 나타내는 파형과, 그 수증기 농도의 변화에 대한 상기 측정부에서 측정되는 상기 샘플 중의 수분량의 주기적인 변화를 나타내는 파형에 기초하여 파형 해석을 행하는 것을 특징으로 하는 동적 흡방습성 평가 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화의 주파수를 단계적 또는 연속적으로 변화시키고,
    상기 해석부는, 각각의 주파수에서 파형 해석을 행하는 것을 특징으로 하는 동적 흡방습성 평가 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 테스트 가스 조정 기구는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도 및 온도를 조정하는 것이며,
    상기 제어부는, 상기 테스트 가스 조정 기구를 제어하여 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도 및 온도를 변화시키고,
    상기 해석부는, 상기 제어부에 의해 상기 테스트 가스의 온도를 변화시키고, 각 온도에 있어서 상기 제어부에 의해 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시켰을 때에, 각 온도에 있어서의 수증기 농도의 변화에 대한 상기 측정부에서 측정되는 상기 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남을 산출하는 것을 특징으로 하는 동적 흡방습성 평가 장치.
  5. 샘플이 배치되는 측정실과,
    상기 측정실 내에 테스트 가스를 연속적으로 흘리는 테스트 가스 플로우 기구와,
    상기 측정실 내의 테스트 가스 중의 검체의 농도를 조정하는 테스트 가스 조정 기구와,
    상기 측정실 내의 샘플 중의 검체의 흡탈착량을 측정하는 측정부와,
    상기 테스트 가스 조정 기구를 제어하여 상기 테스트 가스 중의 검체의 농도를 변화시키는 제어부와,
    상기 제어부에 의해 상기 테스트 가스 중의 검체의 농도를 변화시켰을 때에, 그 검체의 농도의 변화에 대한 상기 측정부에서 측정되는 상기 샘플 중의 검체의 흡탈착량의 변화의 어긋남을 해석하는 해석부를 구비하는 것을 특징으로 하는 동적 흡탈착성 평가 장치.
  6. 측정실에 샘플을 배치하는 샘플 배치 스텝과,
    상기 측정실 내에 테스트 가스를 연속적으로 흘리는 테스트 가스 플로우 스텝과,
    상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시키는 제어 스텝과,
    상기 제어 스텝에 의해 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시키고, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도의 변화에 대한 상기 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남을 해석하는 해석 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 흡방습성 평가 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어 스텝에서는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 주기적으로 변화시키고,
    상기 해석 스텝에서는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화를 나타내는 파형과, 그 수증기 농도의 변화에 대한 상기 샘플 중의 수분량의 주기적인 변화를 나타내는 파형에 기초하여 파형 해석을 행하는 것을 특징으로 하는 동적 흡방습성 평가 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어 스텝에서는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화의 주파수를 단계적 또는 연속적으로 변화시키고,
    상기 해석 스텝에서는, 각각의 주파수에서 파형 해석을 행하는 것을 특징으로 하는 동적 흡방습성 평가 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 스텝에서는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도 및 온도를 변화시키고,
    상기 해석 스텝에서는, 상기 테스트 가스의 온도를 변화시키고, 각 온도에 있어서 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시켰을 때에, 각 온도에 있어서의 수증기 농도의 변화에 대한 상기 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남을 산출하는 것을 특징으로 하는 동적 흡방습성 평가 방법.
  10. 측정실에 샘플을 배치하는 샘플 배치 스텝과,
    상기 측정실 내에 테스트 가스를 연속적으로 흘리는 테스트 가스 플로우 스텝과,
    상기 테스트 가스 중의 검체의 농도를 변화시키는 제어 스텝과,
    상기 제어 스텝에 의해 상기 테스트 가스 중의 검체의 농도를 변화시키고, 상기 테스트 가스 중의 검체의 농도의 변화에 대한 상기 샘플 중의 검체의 흡탈착량의 변화의 어긋남을 해석하는 해석 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 흡탈착성 평가 방법.
  11. 측정실 내의 샘플의 동적 흡방습성을 평가하기 위한 동적 흡방습성 평가 프로그램이며,
    상기 측정실 내에 테스트 가스를 연속적으로 흘리는 테스트 가스 플로우 스텝과,
    상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시키는 제어 스텝과,
    상기 제어 스텝에 의해 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시키고, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도의 변화에 대한 상기 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남을 해석하는 해석 스텝을 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 동적 흡방습성 평가 프로그램.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어 스텝에서는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 주기적으로 변화시키고,
    상기 해석 스텝에서는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화를 나타내는 파형과, 그 수증기 농도의 변화에 대한 상기 샘플 중의 수분량의 주기적인 변화를 나타내는 파형에 기초하여 파형 해석을 행하는 것을 특징으로 하는 동적 흡방습성 평가 프로그램.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제어 스텝에서는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도의 주기적인 변화의 주파수를 단계적 또는 연속적으로 변화시키고,
    상기 해석 스텝에서는, 각각의 주파수에서 파형 해석을 행하는 것을 특징으로 하는 동적 흡방습성 평가 프로그램.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 스텝에서는, 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도 및 온도를 변화시키고,
    상기 해석 스텝에서는, 상기 테스트 가스의 온도를 변화시키고, 각 온도에 있어서 상기 테스트 가스 중의 수증기 농도를 변화시켰을 때에, 각 온도에 있어서의 수증기 농도의 변화에 대한 상기 샘플 중의 수분량의 변화의 어긋남을 산출하는 것을 특징으로 하는 동적 흡방습성 평가 프로그램.
  15. 측정실 내의 샘플의 동적 흡탈착성을 평가하기 위한 동적 흡탈착성 평가 프로그램이며,
    상기 측정실 내에 테스트 가스를 연속적으로 흘리는 테스트 가스 플로우 스텝과,
    상기 테스트 가스 중의 검체의 농도를 변화시키는 제어 스텝과,
    상기 제어 스텝에 의해 상기 테스트 가스 중의 검체의 농도를 변화시키고, 상기 테스트 가스 중의 검체의 농도의 변화에 대한 상기 샘플 중의 검체의 흡탈착량의 변화의 어긋남을 해석하는 해석 스텝을 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 동적 흡탈착성 평가 프로그램.
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