WO2014119688A1 - ガスバリア性評価装置および評価方法 - Google Patents
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Abstract
Description
差圧法は、支持体を必要とするが、評価する試料が支持体表面の凹凸に沿って変形し、その結果ガスバリア性が損なわれる懸念がある。
いずれの方法も試料を装置に取り付ける際に大気を装置内に巻き込み、その影響(特に水蒸気)を除くため数日から数週間にわたる長時間が必要となる。これが材料開発や出荷前検査で大きな障害となっている。
本発明は、透過側チャンバー内の環境を良好に保ちつつ試料交換が可能となるガスバリア性評価装置および評価方法を提供することに関する。
本発明は、試料を支える支持体と透過側チャンバーと検出部を備え、該支持体が透過側チャンバーの開口部と結合しており、かつ該支持体の水蒸気透過度が1×10-10mol/m2sPaから1×10-14mol/m2sPaであって、該支持体を透過側チャンバーに結合したまま試料を交換するガスバリア性評価方法を提供する。
(1)試料取り付け後速やかにガスバリア性が評価可能である。
(2)装置の操作や構造が簡単である。
(3)高感度の検出部を容易に使用可能である。
しかも緻密で凹凸のない平滑な支持体を使用することができるため、以下の効果が得られる。
(4)試料が変形してガスバリア性能が損なわれる懸念がない。
(5)試料が実際に使用される有機エレクトロニクスに近い構造でガスバリア性評価ができる。
(6)供給側および透過側の圧力を変えることで評価時間の短縮や評価感度の向上が可能となる。
さらに圧力計あるいは質量分析装置を用いた方法とすることにより、キャリアガスが不要となり、等圧法と差圧法の欠点を同時に解決することも可能になる。
J=P(p1-p2) (A)
p1[Pa]およびp2[Pa]は材料を挟んで両側の着目しているガス(評価ガス)の分圧、J[mol/m2s]はp1に接した側面からp2に接した側面に透過するこのガスの透過流束である。
透過側チャンバーの容積がV[m3]であり、試料のガス透過領域がS[m2]であるとする。評価ガスの供給側の分圧がpf[Pa]、透過側の分圧がpp[Pa]であるとする。透過側チャンバー内に連通しているバルブを閉じて外界から隔離すると、試料を透過するガスのため透過側チャンバー内の分子の総数n[mol]がΔt[s]の間にΔn[mol]増加する。その結果、透過側チャンバー内にΔpp[Pa]の増加が現れる。この時、透過側チャンバー内の温度をT[K]、ガス定数をR(=8.314J/molK)とすれば、式(1)となる。
さらに、本発明は透過側チャンバー内にはキャリアガスを流す方法でも利用することができ、試料取り付けの際に大気を透過側チャンバー内に巻き込むことがなく速やかにガスバリア性を評価することができる。装置の操作も構造も簡単、高感度の検出部を容易に使用可能などといったこれまで説明した効果も同時に得られる。
試料交換の際に透過側チャンバー41内の透過側空間51が直接大気にさらされないため、湿度管理されていない場所で試料交換しても支障がないという利点もある。
以上に加え、高純度のキャリアガスが必要ないという差圧法が持つ長所も持ち合わせている。
2 支持体
31 検出部(圧力計)
32 検出部(質量分析装置)
33 検出部(大気圧イオン化質量分析装置)
41 透過側チャンバー
42 供給側チャンバー
51 透過側空間
52 供給側空間
62 バルブ
71 透過側ガス導入配管
72 透過側ガス排出配管
73 供給側ガス導入配管
74 供給側ガス排出配管
Claims (7)
- 試料を支える支持体と透過側チャンバーと検出部を備え、該支持体が透過側チャンバーの開口部と結合しており、かつ該支持体の水蒸気透過度が1×10-10mol/m2sPaから1×10-14mol/m2sPaであるガスバリア性評価装置。
- 前記支持体が高分子体である請求項1に記載のガスバリア性評価装置。
- 前記支持体が有機無機複合体である請求項1に記載のガスバリア性評価装置。
- 前記透過側チャンバー内の圧力が大気圧より低い請求項1から3のいずれか1項に記載のガスバリア性評価装置。
- 前記検出部が圧力計である請求項1から4のいずれか1項に記載のガスバリア性評価装置。
- 前記検出部が質量分析装置である請求項1から4のいずれか1項に記載のガスバリア性評価装置。
- 試料を支える支持体と透過側チャンバーと検出部を備え、該支持体が透過側チャンバーの開口部と結合しており、かつ該支持体の水蒸気透過度が1×10-10mol/m2sPaから1×10-14mol/m2sPaであって、該支持体を透過側チャンバーに結合したまま試料を交換するガスバリア性評価方法。
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