(57)【要約】【課題】測定サンプルの吸湿性又は放湿性について、より正確な測定、評価を実施できる吸放湿量測定方法及び吸放湿量測定装置を提供する。【解決手段】内部を、所定の温度及び湿度を有する第１の雰囲気に保持可能な第１のチャンバー１１と、内部を、第１の雰囲気とは温度及び湿度の少なくとも一方が異なる第２の雰囲気に保持可能な第２のチャンバー１２と、吸湿性試料５０を、第１のチャンバー１１から第２のチャンバー１２へ移動させるための移動手段１３と、第２のチャンバー１２内に設けられた質量測定手段１６と、を有する、吸放湿量測定装置１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸湿性試料を、所定の温度及び湿度を有する第１の雰囲気に馴染ませ、
前記第１の雰囲気に馴染ませた前記吸湿性試料を、前記第１の雰囲気とは温度及び湿度の少なくとも一方が異なる第２の雰囲気へ移動させ、 
前記第２の雰囲気において、前記吸湿性試料の質量を経時的に測定する、
ことを特徴とする吸放湿量測定方法。
【請求項２】
前記第１の雰囲気から前記第２の雰囲気へ移動させる際に、前記吸湿性試料を所定の温度及び湿度を有する第３の雰囲気に保持することを特徴とする請求項１に記載の吸放湿量測定方法。
【請求項３】
前記第３の雰囲気を、前記吸湿性試料の乾燥状態又は湿潤状態を保持可能な条件とする請求項２に記載の吸放湿量測定方法。
【請求項４】
前記第３の雰囲気を、前記第１の雰囲気と同条件とする請求項２又は３に記載の吸放湿量測定方法。
【請求項５】
前記第１の雰囲気の温度（Ｔ１）が、前記第２の雰囲気における第２の露点温度（Ｄ２）よりも低い請求項１〜４のいずれか１項に記載の吸放湿量測定方法。
【請求項６】
前記第１の雰囲気の温度（Ｔ１）が、前記第２の雰囲気における第２の露点温度（Ｄ２）よりも高い請求項１〜４のいずれか１項に記載の吸放湿量測定方法。
【請求項７】
前記吸湿性試料の質量を測定するのと同時に、前記吸湿性試料における結露又は結霜の発生状態を検知する請求項１〜６のいずれか１項に記載の吸放湿量測定方法。
【請求項８】
前記吸湿性試料が、表面に防曇膜を有するガラスである請求項１〜７のいずれか１項に記載の吸放湿量測定方法。
【請求項９】
前記吸湿性試料の一部が、雰囲気条件による変化が抑制可能な材料で被覆されている請求項１〜８のいずれか１項に記載の吸放湿量測定方法。
【請求項１０】
内部を、所定の温度及び湿度を有する第１の雰囲気に保持可能な第１のチャンバーと、
内部を、前記第１の雰囲気とは温度及び湿度の少なくとも一方が異なる第２の雰囲気に保持可能な第２のチャンバーと、
吸湿性試料を、前記第１のチャンバーから前記第２のチャンバーへ移動させるための移動手段と、
前記第２のチャンバー内に設けられた質量測定手段と、
を有することを特徴とする吸放湿量測定装置。
【請求項１１】
前記吸湿性試料を、前記第１のチャンバーから前記第２のチャンバーへ移動させる際に、前記吸湿性試料を収容でき、かつ、所定の温度及び湿度を有する第３の雰囲気に保持可能な第３のチャンバーを有する請求項１０に記載の吸放湿量測定装置。
【請求項１２】
前記第２のチャンバーに、前記吸湿性試料における結露又は結霜の発生状態を検知できる検知手段を有する請求項１０又は１１に記載の吸放湿量測定装置。
【請求項１３】
前記第１のチャンバー及び前記第２のチャンバーの少なくとも一方に、チャンバー内の雰囲気における温度及び湿度を調整するための第１の温湿度調整手段を有する請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の吸放湿量測定装置。
【請求項１４】
前記第１のチャンバーと前記第２のチャンバーとは隣接して配置され、
前記第３のチャンバーが、前記第１のチャンバーから前記第２のチャンバーへ前記吸湿性試料を収容したまま移動可能な容器である、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の吸放湿量測定装置。
【請求項１５】
前記第１のチャンバーと前記第２のチャンバーとは離間して配置され、
前記第３のチャンバーが、前記第１のチャンバーと前記第２のチャンバーとを接続する通路である、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の吸放湿量測定装置。
【請求項１６】
前記通路と前記第１のチャンバーとを仕切る第１のシャッターと、
前記通路と前記第２のチャンバーとを仕切る第２のシャッターと、
前記第１のシャッター及び前記第２のシャッターの開閉を所望のタイミングで制御する制御手段と、
を有する、請求項１５に記載の吸放湿量測定装置。
【請求項１７】
前記通路が、その内部雰囲気の温度及び湿度を、独立して調整するための第２の温湿度調整手段を有する請求項１５又は１６に記載の吸放湿量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、吸湿性試料における吸放湿量測定方法および吸放湿量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸湿性試料は、その外部環境の変化に応じて吸湿又は放湿して、その内部に水蒸気を取り込んだり、放出したりする。例えば、自動車等の車両に設けられ、車内と車外とを仕切るガラスは、その使用環境によって雰囲気中の水分が付着して曇ってしまうことがある。このような曇りを防止するために、ガラス表面に吸湿性能の高い防曇膜を形成した防曇ガラスが知られている。
【０００３】
ところで、この防曇ガラスにおいて、その防曇性能の評価は、チャンバー内において雰囲気を変えて、高温高湿環境としたときの吸湿状態の変化、さらには結露結霜の発生のタイミング等を測定して行っていた（例えば、特許文献１，２参照）。また、ウォークインチャンバー内を所定の雰囲気に設定し、その内部に測定サンプルを冷却可能なペルチェ素子等を備えたグローブボックスを設けて環境を変化させて測定することも行われている。
【０００４】
ところが、これらのような方法によると、基本的には１つのチャンバー内で雰囲気を変えようとするものであるため、そのための制限があり、また初期の環境設定が十分ではない場合が多く、環境変化による影響を正確に測定することが難しい。
【０００５】
これに対し、２つの所定の雰囲気に設定可能なチャンバーを用意し、これらチャンバー間を移動させて環境を変化させることも行われるが、チャンバー間の移送時に手動で移送しており、短時間とはいえ外部雰囲気に曝され、測定サンプルの吸湿性又は放湿性の評価においては無視できない状態変化が生じる場合があり、やはり正確な測定は難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−５０２１９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９０６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、測定結果に影響を与えるような（測定環境、測定手法等に基づく）要因をできるだけ排除し、環境変化に基づく測定サンプルの吸湿特性又は放湿特性について、より正確な測定、評価を実施できる吸放湿量測定方法及び吸放湿量測定装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の吸放湿量測定方法は、吸湿性試料を、所定の温度及び湿度を有する第１の雰囲気に馴染ませ、前記第１の雰囲気に馴染ませた前記吸湿性試料を、前記第１の雰囲気とは温度及び湿度の少なくとも一方が異なる第２の雰囲気へ移動させ、前記第２の雰囲気において、前記吸湿性試料の質量を経時的に測定する、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の吸放湿量測定装置は、内部を、所定の温度及び湿度を有する第１の雰囲気に保持可能な第１のチャンバーと、内部を、前記第１の雰囲気とは温度及び湿度の少なくとも一方が異なる第２の雰囲気に保持可能な第２のチャンバーと、吸湿性試料を、前記第１のチャンバーから前記第２のチャンバーへ移動させるための移動手段と、前記第２のチャンバー内に設けられた質量測定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の吸放湿量測定方法及び吸放湿量測定装置によれば、測定サンプルの吸湿性又は放湿性について、より正確な測定、評価を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態である吸放湿量測定装置の概略構成を示した断面図である。
【図２】本発明の一実施形態である吸放湿量測定方法における、吸湿性試料の質量変化を模式的に表したグラフである。
【図３】本発明の他の実施形態である吸放湿量測定装置の概略構成を示した断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態である吸放湿量測定装置の概略構成を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の吸放湿量測定方法及び吸放湿量測定装置について、実施形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
［第１の実施形態］
（吸放湿量測定装置）
本発明の一実施形態である吸放湿量測定装置について、図１を参照しながら説明する。図１は、吸放湿量測定装置の概略構成を示した断面図であり、ここで示した吸放湿量測定装置１０は、第１のチャンバー１１と、第２のチャンバー１２と、第１のチャンバー１１から第２のチャンバー１２へと吸湿性試料５０を移動させるための移動手段１３と、を有する。
【００１４】
また、第１のチャンバー１１と第２のチャンバー１２とは、通常、通路１４で接続されている。そして、この通路１４の内部には第１のチャンバー１１と第２のチャンバー１２とをそれぞれ仕切ることができる、少なくとも１つの開閉可能なシャッター１５が設けられている。さらに、第２のチャンバー１２の内部には、吸湿性試料５０の質量を測定できる質量測定手段１６が設けられている。
【００１５】
以下、本実施形態の吸放湿量測定装置１０を構成する各要素についてそれぞれ説明する。
【００１６】
本実施形態で用いられる第１のチャンバー１１は、チャンバー内部を、所定の温度及び湿度に保持可能な恒温恒湿槽であり、吸放湿特性を測定する対象である吸湿性試料５０を内部に安定して載置できる容器であればよい。
【００１７】
このような第１のチャンバー１１としては、外部雰囲気及び内部雰囲気により影響を受けないように閉鎖空間を形成できる材質で形成される。このような材質としては、金属、セラミックス、ガラス、樹脂等が挙げられ、金属、セラミックス等が好ましい。金属としては、例えば、ステンレスが挙げられ、樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。
【００１８】
この第１のチャンバー１１は、吸湿性試料５０の出し入れが可能なように開口部が形成されている。この開口部は、吸湿性試料５０を第１のチャンバー１１から第２のチャンバー１２へ移動させる際に用いられる。この開口部は、第２のチャンバーの開口部と通路１４で接続され、吸湿性試料５０が外部雰囲気と接触しないように構成される。
【００１９】
本実施形態で用いられる第２のチャンバー１２は、チャンバー内部を、所定の温度及び湿度に保持可能な恒温恒湿槽であり、吸放湿特性を測定する対象である吸湿性試料５０の質量を測定するための場となる。
【００２０】
このような第２のチャンバー１２としては、外部雰囲気及び内部雰囲気により影響を受けないように閉鎖空間を形成できる材質で形成される。このような材質としては、金属、セラミックス、ガラス、樹脂が挙げられ、金属、セラミックス等が好ましい。金属としては、ステンレスが挙げられ、樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。
【００２１】
この第２のチャンバー１２は、吸湿性試料５０の出し入れが可能なように開口部が形成されている。この開口部は、先に説明したように、吸湿性試料５０を第１のチャンバー１１から第２のチャンバー１２へ移動させる際に用いられる。この開口部は、第１のチャンバーの開口部と通路１４で接続され、吸湿性試料５０が外部雰囲気と接触しないように構成される。
【００２２】
なお、ここで、第２のチャンバー１２で保持される所定の温度及び湿度は、第１のチャンバー１１における所定の温度及び湿度とは異なる条件で保持されるようになっている。
【００２３】
本実施形態で用いられる移動手段１３は、吸湿性試料５０を第１のチャンバー１１の内部から第２のチャンバー１２の内部まで移動させる手段である。この移動手段１３は、吸湿性試料５０の移動を安定して、かつ、迅速に行えるものであればよく、例えば、ベルトコンベア、リニアコンベア、ローラコンベア等が挙げられる。
【００２４】
本実施形態で用いられる通路１４は、第１のチャンバー１１と第２のチャンバー１２とを接続し、その内部が吸湿性試料５０を移動させる経路となっている。したがって、上記移動手段１３は、通常、この通路１４の内部に設けられる。
【００２５】
この通路１４での移動時においても、吸湿性試料５０が外部雰囲気と接触しないように、この通路１４の内部雰囲気も所定の温度及び湿度に保持可能なように閉鎖状態を形成可能とする。したがって、この通路１４の材質も、第１のチャンバー１１及び第２のチャンバー１２と同一の材質が挙げられる。
【００２６】
通路１４には、吸湿性試料５０を出し入れ可能な外部雰囲気と接続可能な開口部を有していてもよい。このような開口部を有すると、第１のチャンバー１１及び第２のチャンバー１２の内部を直接外部雰囲気と流通させることを防止でき、各チャンバーの雰囲気の変動を有意に抑制できる。また、上記のように通路１４もその内部雰囲気を保持可能なものとするため、この開口部には開閉可能な扉が設けられる。
【００２７】
本実施形態で用いられるシャッター１５は、通路１４の内部に設けられ、第１のチャンバー１１と第２のチャンバー１２を仕切る開閉可能な部材である。このシャッター１５は、少なくとも１つ以上設けられる。
【００２８】
図１に示したように、第１のチャンバー１１の開口部と、第２のチャンバー１２の開口部とにそれぞれシャッター１５ａ、シャッター１５ｂを設けることで、第１のチャンバー１１、第２のチャンバー１２、通路１４の各空間を独立して仕切ることができ好ましい。
【００２９】
このシャッター１５ａ、１５ｂは、それぞれ独立して開閉可能に設けられ、吸湿性試料５０の移動のタイミングに合わせて開閉動作を行うようにする。したがって、移動手段１３と、シャッター１５ａ、１５ｂとは、それぞれ吸湿性試料５０の移動のタイミングに連動して動作できるように制御できる制御手段を有することが好ましい。このような制御手段を有すると、測定操作を自動で行えるため効率的な測定が可能となる。
【００３０】
また、このシャッター１５は、各チャンバー内の雰囲気をその測定に求められる作用を奏するように保持できればよく、必ずしも密閉できなくてもよい。なお、図１に示したように移動手段１３が各チャンバー及び通路を跨いで設けられているため、その点でも密閉するのが難しい場合があるが、弾性体や柔軟性を有する部材を利用することで雰囲気を保持する程度に閉塞できる。
【００３１】
なお、移動手段１３を通路１４内にのみ設け、第１のチャンバー１１から移動手段１３への移動および移動手段１３から第２のチャンバー１２への移動を、ロボットアーム等を用いて行うことで、第１のチャンバー１１の開口部及び第２のチャンバー１２の開口部をシャッター１５で閉鎖するのが容易となり、より確実に密閉状態を形成することができる。
【００３２】
本実施形態で用いられる質量測定手段１６は、第１のチャンバー１１から第２のチャンバー１２へ移動してきた吸湿性試料５０の質量を経時的に測定可能な質量測定器である。この質量測定器は、経時的な質量変化を測定可能なものであればよく、例えば、電子天秤、荷重センサ、ロードセル等が挙げられる。
【００３３】
電子天秤は、公知の電子天秤であればよく、例えば、電気抵抗線式、音叉式、静電容量式、電磁平衡式等の電子天秤が挙げられる。この電子天秤としては、測定対象物をはかり台上に載置するタイプ、測定対象物を上方から吊り下げるタイプ、などのいずれも使用できる。
【００３４】
第１のチャンバー１１及び第２のチャンバー１２は、それぞれ独立してチャンバー内の雰囲気を保持可能とするが、少なくとも一方にチャンバー内の温度及び湿度を所定の範囲に調節可能な第１の温湿度調整手段を有している。そして、この第１の温湿度調整手段により、第１のチャンバー１１と第２のチャンバー１２とは、その内部雰囲気の条件を異なるものとできる。それぞれのチャンバーにおいて、内部雰囲気を所定のものとすることで、吸湿性試料５０の環境変化による吸放湿特性を簡便に、効率よく測定することが可能となる。
【００３５】
このとき、第１のチャンバー１１及び第２のチャンバー１２の大きさは、上記機能を有していれば特に制限されないが、例えばその容積は８,０００〜６４,０００ｃｍ３が好ましい。この容積を８０００ｃｍ３以上とすると、測定時の吸湿性試料５０の移動の際にシャッター１５の開閉動作により生じるチャンバー内の雰囲気の変動を抑制でき好ましい。一方、あまりに大きくしてしまうと所定の雰囲気への調節に時間がかかるため、６４,０００ｃｍ３以下として効率的な測定が可能となる。
【００３６】
また、通路１４の内部の容積は、吸湿性試料５０の移動を安定して行えればよく、その大きさは特に問わないが、１,６００〜１,９００ｃｍ３が好ましく、１,１００〜１,６００ｃｍ３がより好ましい。この通路１４の容積は、第１のチャンバー１１及び第２のチャンバー１２と比べてできるだけ小さくしておくと、第１のチャンバー１１及び第２のチャンバー１２内の雰囲気の変動を抑制でき好ましい。
【００３７】
この変動を抑制するために、第１のチャンバー１１及び第２のチャンバー１２の容積に対する通路１４の容積の比は、１／４以下が好ましく、１／５以下がより好ましく、１／６以下がさらに好ましい。特に、第２のチャンバー１２においてこの関係を満たすようにすると、測定結果においてこの影響をほぼ無視できる。
【００３８】
（吸放湿量測定方法）
次に、本実施形態における吸放湿量測定方法について説明する。この吸放湿量測定方法としては、上記説明した吸放湿量測定装置１０を用いて吸放湿量を測定する場合を例に説明する。
【００３９】
本実施形態における吸放湿量測定方法は、吸湿性試料５０を、所定の温度及び湿度を有する第１の雰囲気に馴染ませ、第１の雰囲気に馴染ませた吸湿性試料を、第１の雰囲気とは温度及び湿度の少なくとも一方が異なる第２の雰囲気へ移動させ、第２の雰囲気において、吸湿性試料５０の質量を経時的に測定する、ものである。
【００４０】
ここで使用する吸湿性試料５０は、吸放湿特性を測定する対象となるものであればよく、特に限定されるものではない。一般に、吸湿性試料５０は、その接する雰囲気により該雰囲気中の水蒸気を取り込む吸湿性又は取り込んでいる水分（水蒸気）を雰囲気中に放出する放湿性を有する試料である。
【００４１】
この吸湿性試料５０としては、例えば、ガラス、樹脂、繊維、コンクリート、木材等が挙げられ、典型的には、ガラスである。ガラスは、板状のものを建物の窓ガラスや、電車や自動車等の窓ガラス、ドアガラス等に用いられ、室内外の境界として設けられることが多い。そのため、室内外の温度及び湿度によって、このようなガラスの両面ではそれぞれ全く異なる環境雰囲気に曝されることがある。また、特に電車や自動車等においては、移動によって外部雰囲気も大きく変化し、異なる環境雰囲気下に置かれる場合も多い。
【００４２】
そして、このような環境雰囲気の変化に曝された場合、雰囲気中の水分がガラス表面で急激に冷やされると結露し、ガラス表面に水滴が付着してガラスが曇ったりする場合がある。これに対して、環境変化によってもそのような曇りを生じにくく、抑制するガラスとして防曇ガラスが知られている。防曇ガラスは、ガラスの表面に吸湿性を有する機能膜（防曇膜）が形成されており、外部環境の変化によって吸湿又は放湿を可能とし、結露によってガラス表面が曇るのを抑制できる。
【００４３】
本実施形態においては、まず、吸放湿量の測定にあたって、測定対象である吸湿性試料５０を、所定の温度及び湿度を有する第１の雰囲気に馴染ませる。ここで、「雰囲気に馴染む」とは、吸湿性試料が吸湿及び放湿等による質量変動がなく、平衡状態に達した状態を意味する。
【００４４】
この吸湿性試料５０を第１の雰囲気に馴染ませるには、吸湿性試料５０を、その内部を第１の雰囲気に保持している第１のチャンバー１１内に、所定時間載置させればよい。ここで所定時間は、１５分以上が好ましく、３０分以上がより好ましく、６０分以上がさらに好ましい。
【００４５】
また、第１のチャンバー１１内に、質量測定手段を設けて、吸湿性試料５０の質量の変動状態を確認しながら、馴染んだか否かを判定してもよい。すなわち、質量変動がなくなり平衡状態に達したとき、馴染んだと判定できる。
【００４６】
吸湿性試料５０を第１のチャンバー１１内に導入するには、上記のように吸湿性試料５０を出し入れ可能な開口部を通路１４に設ければよい。このとき、通路１４内の移動手段１３上に吸湿性試料５０を載置した後、移動手段１３を稼働させることで、吸湿性試料５０を第１のチャンバー１１内に移動させればよい。
【００４７】
なお、第１のチャンバー１１において、通路１４と接続する開口部とは別に、吸湿性試料５０を導入するための開口部を設けて導入させてもよいが、その場合、第１のチャンバー１１の内部と外部雰囲気とが直接流通可能となるため、第１のチャンバー１１内の雰囲気が大きく変動するおそれがあり好ましくない。
【００４８】
次に、第１の雰囲気に馴染ませた吸湿性試料５０を、第１の雰囲気とは温度及び湿度の少なくとも一方が異なる第２の雰囲気へ移動させる。
【００４９】
この移動にあたっては、移動手段１３により、吸湿性試料５０を第１のチャンバー１１から第２のチャンバー１２へと移動させればよい。このとき、第１のチャンバー１１、第２のチャンバー１２は、それぞれシャッター１５（シャッター１５ａ、１５ｂ）により空間的に仕切られており、内部の雰囲気を保持できるようになっている。
【００５０】
上記移動にあたっては、第１のチャンバー１１の開口部に設けられているシャッター１５ａを開き、それと同時に、移動手段１３により、吸湿性試料５０を第１のチャンバー１１内から通路１４内へ移動させる。吸湿性試料５０を通路１４内に移動させた後、シャッター１５ａを閉じる。
【００５１】
次に、第２のチャンバー１２の開口部に設けられているシャッター１５ｂを開き、それと同時に、移動手段１３により、吸湿性試料５０を通路１４内から第２のチャンバー１２内に移動させる。吸湿性試料５０を第２のチャンバー１２内に移動させた後、シャッター１５ｂを閉じる。
【００５２】
このように移動させることで、第１のチャンバー１１及び第２のチャンバー１２内のそれぞれの雰囲気の変動を抑制し、吸放湿量を測定できる。このように変動を抑制することで、それぞれ所定の雰囲気を保持でき、その環境の変動による正確な吸放湿量が測定できる。
【００５３】
このとき、第１のチャンバー１１及び第２のチャンバー１２の容積に対する通路１４の容積の比を十分に小さくしておくことで、上記のような変動をより抑制しやすくなる。この比としては、例えば、上記のように１／４以下が好ましく、１／５以下がより好ましく、１／６以下がさらに好ましい。
【００５４】
なお、通路１４の内部雰囲気は、特に管理しなくてもよいが、その場合、シャッター１５ａを開くと第１のチャンバー１１内の第１の雰囲気に、シャッター１５ｂを開くと第２のチャンバー１２内の第２の雰囲気に、影響を受け変動する。
【００５５】
このとき、この通路１４内の内部雰囲気を所定の温度及び湿度を有する第３の雰囲気となるように管理してもよい。なお、第３の雰囲気として管理する場合には、通路１４内の雰囲気を調節する第２の温湿度調整手段を設ける。
【００５６】
なお、第３の雰囲気は、第２のチャンバー１２へ移動する直前まで吸湿性試料５０が曝される雰囲気であり、吸湿性試料５０の乾燥状態又は湿潤状態を保持するよう第１の雰囲気と同程度の条件が好ましく、同一の条件がより好ましい。このようにすることで、第１の雰囲気から第２の雰囲気への環境変化における、吸湿性試料５０の変動状況を迅速かつ正確に測定できる。
【００５７】
そして、第２のチャンバー内に移動された吸湿性試料５０は、第２の雰囲気において、質量測定手段１６によりその質量が経時的に測定される。
【００５８】
このとき、吸湿性試料５０の質量の変動は、吸湿して質量が重くなっていく場合と、放湿して質量が軽くなっていく場合と、の大きく分けると２種類となる。以下、これらの場合を分けて説明する。
【００５９】
まず、吸湿する場合は、第１の雰囲気を低温−低湿とし、第２の雰囲気を高温−高湿とする場合が例示できる。なお、ここでいう低温−低湿、高温−高湿は、相対的な表現である（以下、同様である）。
【００６０】
この場合、図２に示したような質量の変動が例示できる。この図２は、吸湿性試料５０が第２のチャンバー１２内に移動され、質量測定の開始からの時間を横軸に、吸湿性試料５０の質量の変化を縦軸に、表した概念的なグラフである。すなわち、吸湿性試料５０が第２の雰囲気に曝され、質量測定手段１６により測定を開始したときからの、状態（質量）の変動を表すグラフである。
【００６１】
この図２に示したように、吸湿性試料５０は、第１の雰囲気に馴染んでおり、第２の雰囲気に移動した瞬間に、吸湿性試料５０の周囲の空気は瞬間的に冷やされ、空気中の水蒸気が吸湿性試料５０の表面に付着する。この付着した水分は、吸湿性試料５０の吸湿性により、その内部に吸収される。このとき、表面上の変化は目視等では確認されないが、質量を測定し、その変動を観察することで、吸収された水分の量に応じて質量が増加し、吸水性試料５０の質量が大きくなっていく。
【００６２】
そして、吸湿性試料５０の吸湿特性において飽和吸水量を超えると、吸湿性試料５０の表面に水滴等が生じる（結露の発生）。図２では、この飽和吸水量について、そのレベルを破線で示している。すなわち、この破線と吸湿性試料５０の質量変動を表す実線との交点が結露の瞬間を表しており、この破線を超えて質量が重くなればなるほど、吸湿性試料５０の表面に結露により生じた水滴の量が多くなっていることを示す。
【００６３】
なお、温度Ｔ１、湿度Ｈ１のときの第１の雰囲気における第１の露点をＤ１とし、温度Ｔ２、湿度Ｈ２のときの第２の雰囲気における第２の露点温度Ｄ２としたとき、上記図２で説明した条件においては、第１の雰囲気における温度Ｔ１が第２の露点温度Ｄ２よりも低いことが好ましい（Ｔ１＜Ｄ２）。すなわち、この場合、吸湿性試料５０の温度は、第１の雰囲気に馴染んでいるため第１の雰囲気の温度Ｔ１となっており、これが第２の雰囲気に曝されることとなる。このとき、第１の雰囲気の温度Ｔ１が第２の露点温度Ｄ２よりも低いと、吸湿性試料５０の周囲で第２の雰囲気が冷やされ、吸湿性試料５０では吸湿が進行しやすくなり、吸湿が生じると吸湿量に応じて増加する質量が測定される。さらに、温度Ｔ１は、第２の露点温度Ｄ２よりも２℃以上低いことが好ましく、５℃以上低いことがより好ましい。
【００６４】
その他の温度、湿度も含めた条件で表せば、例えば、第１の雰囲気の温度Ｔ１が第２の露点温度（Ｄ２）℃未満、湿度Ｈ１が０〜９０％ＲＨ、第２の雰囲気の温度Ｔ２が０〜４０℃、湿度Ｈ２が３０〜９０％ＲＨが挙げられ、温度Ｔ１が［（Ｄ２）−２］℃未満、湿度Ｈ１が３０〜９０％、温度Ｔ２が０〜２０℃、湿度Ｈ２が５０〜９０％ＲＨが好ましく、温度Ｔ１が［（Ｄ２）−５］℃未満、湿度Ｈ１が５０〜９０％、温度Ｔ２が０〜１０℃、湿度Ｈ２が７０〜９０％ＲＨがより好ましい。
【００６５】
また、図２とは逆に放湿する場合は、第１の雰囲気を低温−高湿とし、第２の雰囲気を高温−低湿とする場合、が例示できる。
【００６６】
この場合は、吸湿性試料５０は、第１の雰囲気に馴染んでおり、第２の雰囲気に移動した瞬間に、吸湿性試料５０の周囲の空気は瞬間的に冷やされ、空気中の水蒸気が吸湿性試料５０の表面に付着する。しかし、第１の雰囲気では高湿条件であったため、吸湿性試料５０はある程度吸湿しており、第２の雰囲気が低湿条件であるため、吸湿性試料５０から第２の雰囲気に水分が放出する方が優勢となる。このとき、質量を測定し、その変動を観察することで、放出された水分の量に応じて質量が減少し、吸水性試料５０の質量が小さくなっていくことがわかる。
【００６７】
上記と同様、第１の雰囲気、第２の雰囲気の条件で表せば、例えば、第１の雰囲気の温度Ｔ１が第２の露点温度（Ｄ２）℃超、湿度Ｈ１が３０〜９０％ＲＨ、第２の雰囲気の温度Ｔ２が０〜４０℃、湿度Ｈ２が０〜９０％ＲＨが挙げられ、温度Ｔ１が［（Ｄ２）＋２］℃超、湿度Ｈ１が５０〜９０％、温度Ｔ２が１０〜４０℃、湿度Ｈ２が０〜７０％ＲＨが好ましく、温度Ｔ１が［（Ｄ２）＋５］℃超、湿度Ｈ１が７０〜９０％、温度Ｔ２が２０〜４０℃、湿度Ｈ２が０〜５０％ＲＨがより好ましい。
【００６８】
また、放湿する場合としては、他に、第１の雰囲気を高温−高湿とし、第２の雰囲気を低温−低湿とする場合、が例示できる。
【００６９】
この場合は、吸湿性試料５０は、第１の雰囲気に馴染んでおり、第２の雰囲気に移動した瞬間に、吸湿性試料５０の周囲の空気は瞬間的に温められ、さらに高湿条件から低湿条件への移動であるため、吸湿性試料５０から第２の雰囲気に水分が放出される。このとき、質量を測定し、その変動を観察することで、放出された水分の量に応じて質量が減少し、吸水性試料５０の質量が小さくなっていくことがわかる。
【００７０】
上記と同様、第１の雰囲気、第２の雰囲気の条件で表せば、例えば、第１の雰囲気の温度Ｔ１が第２の露点温度（Ｄ２）℃超、湿度Ｈ１が３０〜９０％ＲＨ、第２の雰囲気の温度Ｔ２が−１０〜３０℃、湿度Ｈ２が０〜９０％ＲＨが挙げられ、温度Ｔ１が［（Ｄ２）＋２］℃超、湿度Ｈ１が５０〜９０％、温度Ｔ２が−５〜３０℃、湿度Ｈ２が０〜７０％ＲＨが好ましく、温度Ｔ１が［（Ｄ２）＋５］℃超、湿度Ｈ１が７０〜９０％、温度Ｔ２が０〜３０℃、湿度Ｈ２が０〜５０％ＲＨがより好ましい。
【００７１】
以上、第１の実施形態における吸放湿量測定装置及び吸放湿量測定方法について説明したが、この変形例として、図３に示した吸放湿量測定装置２０も挙げられる。この吸放湿量測定装置２０は、さらに第３のチャンバー２１を有し、質量測定手段が測定対象の吸湿性試料５０を上方から吊り下げる吊り下げタイプの質量測定手段２２である点が吸放湿量測定装置１０とは異なる。それ以外は、吸放湿量測定装置１０と同一であり、符号として同一の番号を付している。
【００７２】
この第３のチャンバー２１は、図３に示したように、第１のチャンバー１１内で第１の雰囲気に馴染ませた吸湿性試料５０を収容する容器である。この第３のチャンバー２１を、吸湿性試料５０を収容したまま、第１のチャンバー１１から第２のチャンバー１２へと移動させる。このとき、第３のチャンバー２１は、その内部を第１の雰囲気と同等又は同一の雰囲気条件に保持する。そして、第２のチャンバー１２内で、第３のチャンバー２１を開き、吸湿性試料５０を第２の雰囲気に曝す。
【００７３】
なお、質量測定を吊り下げタイプの質量測定手段２２で行う場合、例えば、吸湿性試料５０の４辺にクリップ等の金属製の部材を固定し、これを質量測定手段２２が対応する位置に有する磁石と吸着させることで、質量測定を可能とできる。
【００７４】
図３には、その補助として、第２のチャンバー１２内の底部には、吸湿性試料５０を第３のチャンバー２１ごと持ち上げ、吸湿性試料５０を質量測定手段２２に近づけることができるリフター２３を示している。このリフター２３は、鉛直に伸びるピンを上下動させることができ、ピンの先端で吸湿性試料５０又は第３のチャンバー２１を上昇させ、吸湿性試料５０を質量測定手段２２の有する磁石に近づけ、吸着させることを可能としている。
【００７５】
この場合、吸湿性試料５０の接する雰囲気を確実に保持しながら、第２のチャンバー１２内へ移動させることができる。また、この場合、通路１４において所定の温度及び湿度に保持しなくてもよい。
【００７６】
［第２の実施形態］
次に、本発明の他の実施形態である吸放湿量測定装置について、図４を参照しながら説明する。図４は、吸放湿量測定装置の概略構成を示した断面図であり、ここで示した吸放湿量測定装置３０は、吸放湿量測定装置１０と同様に、第１のチャンバー１１と、第２のチャンバー１２と、移動手段１３と、通路１４と、シャッター１５と、質量測定手段１６と、を有し、さらに、第２のチャンバー１２内において吸湿性試料５０の表面に結露・結霜の発生を検知できる結露結霜検知手段３１を有する。すなわち、この吸放湿量測定装置３０は、結露結霜検知手段３１を有する点以外は、吸放湿量測定装置１０と同一の構成である。したがって、以下の説明では、同一の構成については説明を省略し、異なる点のみ説明する。
【００７７】
本実施形態においては、結露結霜検知手段３１を有するため、吸放湿量の測定に加え、結露・結霜の発生状況も評価でき、吸湿性試料５０の環境変化による変動をより詳細に調べることができる。すなわち、吸湿性試料５０が上記のような防曇ガラスである場合には、その防曇性能の限界を測定することができる。
【００７８】
ここで、結露結霜検知手段３１は、上記のように、第２のチャンバー１２内において吸湿性試料５０の表面に結露・結霜が発生したか否かを検知できるものである。この結露結霜検知手段３１としては、吸湿性試料５０の表面での結露・結霜の発生を検知できるものであれば特に制限されない。この結露・結霜の発生は、例えば、カメラ等の撮像手段によって表面の変化を画像上で検知したり、通電式の結露センサーにより表面の電気的変化を検知したり、水分の存在によって反応する物質を用いて化学的変化を検知したり、できる。
【００７９】
図４には、結露結霜検知手段３１として、カメラ等の撮像手段を設けた場合を例示している。この結露結霜検知手段３１は、質量測定手段１６の上に載置された吸湿性試料５０の表面を撮影し、観察できるようになっている。撮影した画像は、外部のモニターに表示され、測定者が結露・結霜の発生を確認できるようになっている。
【００８０】
また、撮影した画像の画像分析により、結露・結霜の発生を検知してもよい。この場合、コンピュータ上で自動的に検知され、効率よく、正確に、結露・結霜の発生が検知でき好ましい。
【００８１】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の条件で実施することが好ましい。ただし、本実施形態では結露・結霜の検知ができるため、結露・結霜を確実に発生させるような条件とし、吸湿性試料５０の吸湿特性を十分に調べることもできる。
【実施例】
【００８２】
以下、本発明を実施例により、さらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００８３】
（参考例１：評価用吸湿性試料の作製）
２ｍｍガラスと２ｍｍガラスとの間に０．７６ｍｍポリビニルブチラールフィルムを挟み圧着積層し、一方の面（車内側）に湿式コーティング法で、下地層と上層からなるエポキシ樹脂系の防曇コートを設け、自動車用ウィンドシールドガラスを得た。該防曇コートを有するウィンドシールドガラスから、１００ｍｍ×１００ｍｍ×４．７６ｍｍの正方形の形状のガラスを切り出し、評価用の吸湿性試料１を作製した。防曇コート膜厚は１４μｍであった。
【００８４】
（実施例１）
本実施例は、吸湿、結露・結霜を生じさせる条件（低温−低湿から高温−高湿への環境変化）に関する例である。本実施例では、吸放湿量測定装置として、図４に示した吸放湿量測定装置３０を基本構成とし、質量測定手段１６の代わりに図３に示した質量測定手段２２に変更されたものを使用した（リフター２３も有する）。
得られた吸湿性試料１について、防曇コートで処理された面の曇り状態を観察するため、４．０ｍｍの発泡スチロールの上に黒色に着色したアルミ板３．０ｍｍを敷き、そのアルミ板には非氷結性のゲルを薄く塗布し、さらに、その上に蒸気吸湿性試料の防曇コート面を上面にして重ねた。さらに、ガラス試料の４辺に金属製のクリップを挟んで固定した。
【００８５】
アルミニウムとゲルは熱伝導性と熱容量を増やしてガラスの温度を極力一定に保つために設けている。また、最下面の発泡スチロールは断熱性が高く熱容量が小さいため、環境温度を変化させた場合にスチロール表面温度の環境温度への追従性が高く、結露が少なく重量計測に誤差を与えないようにするためである。４辺の金属製のクリップは、下側釣り下げ測定式の電子天秤にてマグネットで吸着吊り下げするために設けている。
【００８６】
このように得られた吸湿性試料１を第１のチャンバー１１の中央に載置し、次に、第１のチャンバー１１内の温度Ｔ１を０℃、相対湿度Ｈ１を７０％ＲＨに設定し、吸湿性試料１をその状態で４時間環境になじませた。
【００８７】
第２のチャンバー１２内は、温度Ｔ２を１０℃、相対湿度Ｈ２を７０％ＲＨに設定した（１０℃、７０％ＲＨにおける露点温度は４．７８℃であり、露点温度以下の−２℃の吸湿性試料に吸湿・結露が発生する条件である）。
【００８８】
第１のチャンバー１１側のシャッター１５ａを開け、通路１４と第１のチャンバー１１を繋げ、通路１４内の環境雰囲気を第１のチャンバー１１の環境雰囲気とした。これにより、吸湿性試料１が通路１４内を移動中に吸湿結露が生じる等の不具合を防止した。
シャッター１５ａを閉じ、その後、第２のチャンバー１２側のシャッター１５ｂを開け、吸湿性試料１をベルトコンベヤーで第２のチャンバー１２内に移動した。
【００８９】
第２のチャンバーの中央で停止させた吸湿性試料１の下部からリフターを持ち上げ、吸湿性試料１を上昇させ、吊り下げ式の電子天秤１６の計量棒に吸着させ、吊り下げながら質量計測を開始し、経時的な質量の変化を測定した。吊り下げ式電子天秤への軽量棒への吸着は、吸湿性試料１の上面４辺にスチールクリップを固定しておき、そのスチールクリップ位置に対応したマグネットを設けることで実施した。
【００９０】
また、上記測定と同時に、第２のチャンバー１２内部に設けたビデオカメラで吸湿性試料１の表面における結露・結霜状態を観察し、結露結霜の発生により吸湿性試料１の表面が白くなった時間を記録した。
【００９１】
この例においては、結露が観測された時間は測定開始から３３０秒後、そのときの質量増加は１５ｍｇとなり、サンプル面積１００ｍｍ×１００ｍｍで割って、単位面積当たり１．５ｇ／ｍ２の吸湿量であった。
【００９２】
ちなみに、吸湿性試料１の防曇コート処理をしなかった合わせガラス１を試料とし、Ｔ１を−２℃とした以外は上記実施例１と同一条件での試験も実施した。すなわち、第１のチャンバー１１内の雰囲気はＴ１が−２℃、Ｈ１が７０％ＲＨであり、第２のチャンバー１２内の雰囲気はＴ２が１０℃、Ｈ２が７０％ＲＨで、第２の露点温度は４．７８℃である。
【００９３】
この試験においては、合わせガラス１を第２のチャンバー１２に移送した後、５秒で結露・結霜が観測され、吸湿による質量増加は単位面積当たり０．１ｇ／ｍ２未満であった。
【００９４】
（実施例２）
本実施例は、放湿を生じさせる条件（低温−高湿から高温−低湿への環境変化）に関する例である。
実施例１と同様に吸湿性試料１を、第１のチャンバー１１の中央に載置し、次に、第１のチャンバー１１内の温度Ｔ１を１０℃、相対湿度Ｈ１を９０％ＲＨに設定し、吸湿性試料１をその状態で４時間環境になじませた。
【００９５】
第２のチャンバー１２内は、温度Ｔ２を３５℃、相対湿度Ｈ２を１０％ＲＨに設定した（この雰囲気における露点温度は−１．１℃であり、Ｔ１が１０℃と露点温度−１．１℃より高いため、吸湿性試料１の初期平衡吸水量が十分に高い場合、脱湿乾燥により質量減少が観測される）。
【００９６】
実施例１と同様の操作により、第１のチャンバー１１から第２のチャンバー１２に吸湿性試料１を移動させ、さらに、電子天秤にて吊り下げ質量計測を開始し、経時的な質量の変化を測定した。
ここで、１０分間、質量変化が連続して計測され、その際の質量減少は、単位面積当たり２．５ｇ／ｍ２であり、脱湿乾燥となる放湿量であった。
【００９７】
なお、吸湿性試料１の飽和吸水能力は５ｇ／ｍ２であり、上記結果から、１０分間でおよそ５０％の防曇性能の回復ができたことがわかった。
【００９８】
（実施例３）
本実施例は、放湿を生じさせる条件（高温−高湿から低温−低湿への環境変化）に関する例である。
実施例１と同様に吸湿性試料１を、第１のチャンバー１１の中央に載置し、次に、第１のチャンバー１１内の温度Ｔ１を２０℃、相対湿度Ｈ１を９０％ＲＨに設定し、吸湿性試料１をその状態で４時間環境になじませた。
【００９９】
第２のチャンバー１２内は、温度Ｔ２を１０℃、相対湿度Ｈ２を５０％ＲＨに設定した（この雰囲気における露点温度は０．０５℃であり、Ｔ１が２０℃と露点温度０．０５℃より高いため、吸湿性試料１の初期平衡給水量が十分に高い場合、脱湿乾燥により質量減少が観測される）。
【０１００】
実施例１と同様の操作により、第１のチャンバー１１から第２のチャンバー１２に吸湿性試料１を移動させ、さらに、電子天秤にて吊り下げ質量計測を開始し、経時的な質量の変化を測定した。
ここで、１０分間、質量変化が連続して計測され、その際の質量減少は、単位面積当たり３．８ｇ／ｍ２であり、脱湿乾燥となる放湿量であった。
【０１０１】
なお、吸湿性試料１の飽和吸水能力は５ｇ／ｍ２であり、上記結果から、１０分間でおよそ７６％の防曇性能の回復ができたことがわかった。
【０１０２】
（比較例１）
従来の試験方法として、ウォークインチャンバー（恒温恒湿室）（ＥＴＡＣ製  ＣＨ１１１Ｐ）を用意し、チャンバー内の雰囲気を温度Ｔ２を１０℃、相対湿度Ｈ２を７０％に設定した。参考例１において得られた防曇コートを形成した１００ｍｍ×１００ｍｍのガラス試料（吸湿性試料１）に実施例１と同様に発泡スチロールとアルミ板を設けたサンプルを該チャンバー内に４時間保持し、平衡状態に置いた。
【０１０３】
該チャンバー内にグローブボックスを設置し、中にペルチェ素子冷却板を用意し、Ｔ１として０℃に冷却した。ここで用いた冷却板のサイズは１５０×１５０ｃｍである。
【０１０４】
チャンバー内で、吸湿性試料１の表面に防湿フィルムを貼り付け、グローブボックス内のペルチェ素子冷却板の上に置いて、１時間放置し冷却した。
【０１０５】
チャンバー内に電子天秤を持ち込み、ペルチェ冷却板で冷やされた吸湿性試料１を取り出し、表面の防湿フィルムを取り去った後、電子天秤で質量増加を計測し、同時に結露発生時間を目視観察で記録した。
【０１０６】
質量変化と結露時間を計測できたが、ガラスの初期平衡吸水率が異なっていて評価が困難だった。すなわち、ガラスの吸水率に関する平衡環境は、温度Ｔ２が１０℃、相対湿度Ｈ２が７０％ＲＨで、その状態における平衡吸水率で表面に防湿フィルムを貼って固定し、その後ペルチェ素子によりＴ１を０℃としているため、温度Ｔ１が０℃でＨ２が７０％ＲＨの初期条件における吸湿性試料の状態を正確に反映できていない。
【０１０７】
（比較例２）
従来の他の試験方法として、比較例１と同じ手順で次のように湿度を変えて試験を行った。
平衡環境：温度Ｔ１を０℃、相対湿度Ｈ１を２０％ＲＨ
試験環境：温度Ｔ２を１０℃、相対湿度Ｈ２を７０％ＲＨ
この例でもガラスの初期平衡吸水率が異なっていて評価が困難であり、湿度を変化させた試験がうまく実施できなかった。
【０１０８】
（比較例３）
手動による搬送試験として、２つのチャンバーを用意し、第１のチャンバー内において、温度Ｔ１を−１０℃、相対湿度Ｒ１を５０％に設定し、吸湿性試料１に実施例１と同様に発泡スチロールとアルミ板を設けたサンプルを４時間置き平衡状態に置いた。第２のチャンバー内においては、天吊り式の電子天秤を設置し、温度Ｔ２を０℃、相対湿度Ｈ２を９０％ＲＨに設定した。ただし、この例においては、第１のチャンバーと第２のチャンバーの間には、通路等の雰囲気を保持する部材は設けておらず、試験室内の温度、湿度となっている。
【０１０９】
第１のチャンバーの前扉を開け、吸湿性試料１を手で取り出し、第２のチャンバーの前扉を開け、吸湿性試料１を電子天秤に吊るし、質量変化を経時的に計測し、同時に目視観察による結露・結霜の発生時間の記録を行った。
【０１１０】
試験片が、恒温槽１から恒温槽２に移動させる途中で、およそ２５℃、相対湿度７０％ＲＨ前後の実験室の環境に曝されてしまい、第２のチャンバー内への移動前に、吸湿・結露・結霜がサンプルに発生してしまった。
【０１１１】
さらに、第１のチャンバーでは、−１０℃の槽の扉を実験室側に開放したことにより、槽内の構造、および温湿度センサーで結露結霜が発生してしまい、装置およびセンサー類の劣化につながり兼ねず、繰り返しの安定した実験はできなかった。
【０１１２】
第２のチャンバーでは、０℃の槽の扉を実験室側に開放したことにより、槽内の構造、および温湿度センサーで結露が発生してしまい、温湿度センサー値のフィードバックによる温度湿度コントロールが一時的にできなくなってしまった。また、実験室と槽内の空気交換により、槽内の温湿度環境が一旦大きく崩れてしまった。
【０１１３】
以上のさまざまな実験手順上の不具合から、実験データにばらつきが生じてしまい、吸放湿特性の評価ができなかった。
【０１１４】
本発明に係る吸放湿量測定装置及び吸放湿量測定方法は、上記実施形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０，２０…吸放湿量測定装置、１１…第１のチャンバー、１２…第２のチャンバー、１３…移動手段、１４…通路、１５…シャッター、１６…質量測定手段、２１…第３のチャンバー、２２…質量測定手段、２３…リフター、３１…結露結霜検知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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