(57)【要約】【課題】  バリアフィルム以外から感湿膜に侵入する水分による無用な誤差要因を排除して測定精度を高め、極微量な水分であっても高い精度で測定可能にするとともに、コストアップ及びサイズアップを回避する。【解決手段】  感湿膜３及びこの感湿膜３の両面３ｕ，３ｄにそれぞれ面接触する一対の電極層４ｕ，４ｄを有するとともに、感湿膜３の一方の面３ｄを基板５の上面５ｕに付設した水分センサ部２と、感湿膜３の他方の面３ｕに直接又は樹脂層６ｒを介して他方の面Ｆｓを重ねたバリアフィルムＦの一方の面Ｆｆの全部又は一部を除き、当該バリアフィルムＦから基板５の上面５ｕの間における少なくとも感湿膜３の側方を覆う樹脂被覆部６とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の湿度雰囲気中に一方の面を臨ませた被測定用のバリアフィルムの他方の面側に配した水分センサ部により当該バリアフィルムの水蒸気透過率を測定するバリアフィルムの水蒸気透過率測定器において、感湿膜及びこの感湿膜の両面にそれぞれ面接触する一対の電極層を有するとともに、前記感湿膜の一方の面を基板の上面に付設した水分センサ部と、前記感湿膜の他方の面に直接又は樹脂層を介して他方の面を重ねた前記バリアフィルムの一方の面の全部又は一部を除き、当該バリアフィルムから前記基板の上面の間における少なくとも前記感湿膜の側方を覆う樹脂被覆部とを備えることを特徴とするバリアフィルムの水蒸気透過率測定器。
【請求項２】
前記基板として、透明性を有するガラス基板を用いるとともに、少なくとも前記感湿膜と前記基板間に配する電極として、当該ガラス基板上に形成したＩＴＯ電極（透明電極）を用いることを特徴とする請求項１記載のバリアフィルムの水蒸気透過率測定器。
【請求項３】
前記感湿膜は、フッ素化ポリイミド膜を用いることを特徴とする請求項１又は２記載のバリアフィルムの水蒸気透過率測定器。
【請求項４】
前記バリアフィルムの大きさは、前記感湿膜の大きさよりも大きく形成することを特徴とする請求項１，２又は３記載のバリアフィルムの水蒸気透過率測定器。
【請求項５】
所定の湿度雰囲気中に一方の面を臨ませた被測定用のバリアフィルムの他方の面側に配した水分センサ部により当該バリアフィルムの水蒸気透過率を測定するに際し、感湿膜及びこの感湿膜の両面にそれぞれ面接触する一対の電極層を有するとともに、前記感湿膜の一方の面を基板の上面に付設した水分センサ部を使用し、前記感湿膜の他方の面に、前記バリアフィルムの他方の面を直接又は樹脂層を介して重ね、当該バリアフィルムの一方の面の全部又は一部を除き、当該バリアフィルムから前記基板の上面の間における少なくとも前記感湿膜の側方を樹脂被覆部により覆い、前記バリアフィルムの一方の面を所定の湿度雰囲気中に臨ませることにより当該バリアフィルムの水蒸気透過率を測定することを特徴とするバリアフィルムの水蒸気透過率測定方法。
【請求項６】
前記基板として、透明性を有するガラス基板を用いるとともに、前記感湿膜と前記基板間に配する電極として、当該ガラス基板上に形成したＩＴＯ電極（透明電極）を用いることを特徴とする請求項５記載のバリアフィルムの水蒸気透過率測定方法。
【請求項７】
前記バリアフィルムの他方の面に、前記樹脂被覆部を形成する樹脂を塗布し、この樹脂を塗布した前記バリアフィルムの面を、前記感湿膜の他方の面に重ねて加圧することにより前記樹脂被覆部を形成することを特徴とする請求項５又は６記載のバリアフィルムの水蒸気透過率測定方法。
【請求項８】
前記樹脂被覆部を形成する樹脂は、光硬化樹脂を用いることを特徴とする請求項５，６又は７記載のバリアフィルムの水蒸気透過率測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種バリアフィルムの水蒸気透過率を測定する際に用いて好適なバリアフィルムの水蒸気透過率測定器及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、商品の包装（袋）等に用いられるバリアフィルムは、一定水準以上の防湿性が要求され、この水蒸気透過率（防湿性）の優劣は、包装される食品や電子部品等の商品の品質や寿命などにも直接影響する。したがって、この種のバリアフィルムの水蒸気透過率を正確に評価（測定）することは重要な課題となる。
【０００３】
このため、従来よりバリアフィルムの防湿性（水蒸気透過率）を測定（評価）する防湿性測定装置も知られており、既に、本出願人もバリアフィルムの透湿度を測定する際に用いて好適な透湿度測定装置を提案した（特許文献１）。この透湿度測定装置は、絶縁基板上に下部電極膜、下部電極膜の少なくとも一部を覆うように吸湿性膜、及び下部電極膜の少なくとも一部と吸湿性膜を挟んで面的に対向し、かつ下部電極膜とは絶縁された上部電極膜を有し、下部電極膜と上部電極膜との間に容量計が接続され、吸湿性膜を覆う被測定試料膜の透湿度を容量計により測定するようにしたものであり、これにより、薄膜の透湿度を精度よく測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３９４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来（特許文献１）の透湿度測定装置は、次のような解決すべき課題も存在した。
【０００６】
即ち、この種のバリアフィルムには、包装される商品の進化或いは新しいエレクトロニクスデバイスの出現等に伴い、より高いバリア性能が要求され、これにより、バリアフィルムの透湿度測定装置（水蒸気透過率測定器）に対しても、より微量な水分を測定する能力が要求される。例えば、一般的な食品包装のバリアフィルムに要求される水蒸気透過率（透湿度）は、０．１〔ｇ／ｍ2・ｄａｙ〕程度であるが、エレクトロニクスデバイスの分野（デバイスの封止用途）で要求される水蒸気透過率は、太陽電池，液晶及び薄膜トランジスタで、０．０１〜０．１〔ｇ／ｍ2・ｄａｙ〕以下、有機ＥＬ素子で、１０-5〔ｇ／ｍ2・ｄａｙ〕以下となるなど、透湿度測定装置（水蒸気透過率測定器）は、極微量の水分測定にも対応する必要がある。
【０００７】
通常、測定する水分量が微量になった場合、ノイズ等の誤差要因が大きく影響し、測定精度の低下を招くため、誤差要因の排除は重要である。しかし、従来の透湿度測定装置では、このような誤差要因の排除については十分な対策が講じられているとはいえず、この点に更なる改善の余地があった。なお、誤差要因の排除は、水蒸気透過率測定装置のコストアップやサイズアップを無視すれば、技術的には可能となるが、量産性や使い勝手などを考慮した場合、コストアップやサイズアップは極力回避する必要がある。
【０００８】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したバリアフィルムの水蒸気透過率測定器及び測定方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るバリアフィルムの水蒸気透過率測定器１は、上述した課題を解決するため、所定の湿度雰囲気Ａ中に一方の面Ｆｆを臨ませた被測定用のバリアフィルムＦの他方の面Ｆｓ側に配した水分センサ部２により当該バリアフィルムＦの水蒸気透過率を測定する水蒸気透過率測定器であって、感湿膜３及びこの感湿膜３の両面３ｕ，３ｄにそれぞれ面接触する一対の電極層４ｕ，４ｄを有するとともに、感湿膜３の一方の面３ｄを基板５の上面５ｕに付設した水分センサ部２と、感湿膜３の他方の面３ｕに直接又は樹脂層６ｒを介して他方の面Ｆｓを重ねたバリアフィルムＦの一方の面Ｆｆの全部又は一部を除き、当該バリアフィルムＦから基板５の上面５ｕの間における少なくとも感湿膜３の側方を覆う樹脂被覆部６とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るバリアフィルムの水蒸気透過率測定方法は、上述した課題を解決するため、所定の湿度雰囲気Ａ中に一方の面Ｆｆを臨ませた被測定用のバリアフィルムＦの他方の面Ｆｓ側に配した水分センサ部２により当該バリアフィルムＦの水蒸気透過率を測定するに際し、感湿膜３及びこの感湿膜３の両面３ｕ，３ｄにそれぞれ面接触する一対の電極層４ｕ，４ｄを有するとともに、感湿膜３の一方の面３ｄを基板５の上面５ｕに付設した水分センサ部２を使用し、感湿膜３の他方の面３ｕに、バリアフィルムＦの他方の面Ｆｓを直接又は樹脂層６ｒを介して重ね、当該バリアフィルムＦの一方の面Ｆｆの全部又は一部を除き、当該バリアフィルムＦから基板５の上面５ｕの間における少なくとも感湿膜３の側方を樹脂被覆部６により覆い、バリアフィルムＦの一方の面Ｆｆを所定の湿度雰囲気Ａ中に臨ませることにより当該バリアフィルムＦの水蒸気透過率を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
このような本発明に係るバリアフィルムの水蒸気透過率測定器及び測定方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１２】
（１）  バリアフィルムＦから基板５の上面５ｕの間における少なくとも感湿膜３の側方を覆う樹脂被覆部６を設けたため、感湿膜３の両面３ｕ，３ｄにそれぞれ面接触する一対の電極層４ｕ，４ｄを有する構造からなる水分センサ部２により水蒸気透過率を測定する場合であっても、本来のバリアフィルムＦを透過する水分以外の無用な水分の侵入、即ち、バリアフィルムＦ以外から感湿膜３に侵入する水分による無用な誤差要因を排除することができる。したがって、測定精度を飛躍的に高めることができ、特に、極微量な水分であっても高い精度により測定することができる。
【００１３】
（２）  誤差要因を排除するに際し、感湿膜３の両面３ｕ，３ｄにそれぞれ面接触する一対の電極層４ｕ，４ｄを有する構造からなる水分センサ部２に対して、バリアフィルムＦから基板５の上面５ｕの間における少なくとも感湿膜３の側方を覆う樹脂被覆部６を設けたため、水蒸気透過率測定の高精度化を実現する場合であっても、水蒸気透過率測定器１全体のコストアップ及びサイズアップを招く不具合を回避することができ、量産性や使い勝手にも優れる。
【００１４】
（３）  好適な態様により、感湿膜３にフッ素化ポリイミド膜を用いれば、ポリイミドの有する親水性とフッ素の有する疎水性の複合化により、水分の吸収及び放出を迅速に行うことができ、ポリイミドのみのときに生じるヒステリシス特性を排除できる。これにより、湿度の急激な変化に対しても良好な追従性（応答性）を確保できる。
【００１５】
（４）  好適な態様により、バリアフィルムＦの大きさを、感湿膜３の大きさよりも大きく形成すれば、バリアフィルムＦの側面と感湿膜３の側面と基板５の上面５ｕにより形成される凹空間Ａｓに、樹脂被覆部６を形成する樹脂Ｒを入り込ませることができる。したがって、感湿膜３を覆う樹脂被覆部６の厚みを大きくできるため、無用な水分の侵入に対する阻止作用をより高めることができる。
【００１６】
（５）  好適な態様により、樹脂被覆部６を形成する樹脂Ｒに、光硬化樹脂Ｒｓを用いれば、例えば、熱硬化性樹脂を使用する際の加熱が不要になるなど、水分センサ部２に対する高温付加や熱収縮等の悪影響を回避することができる。
【００１７】
（６）  好適な態様により、基板５として、透明性を有するガラス基板５ｇを用いるとともに、少なくとも感湿膜３と基板５間に配する電極層４ｄとして、当該ガラス基板５ｇ上に形成したＩＴＯ電極（透明電極）４ｄｉを用いれば、光硬化樹脂Ｒｓを、ガラス基板５ｇ及び透明電極４ｄｉを透過する紫外線Ｃ等の光により効率的に、かつ隅々まで確実に硬化させることができる。
【００１８】
（７）  好適な態様により、バリアフィルムＦの他方の面Ｆｓに、樹脂被覆部６を形成する樹脂Ｒを塗布し、この樹脂Ｒを塗布したバリアフィルムＦの面Ｆｓを、感湿膜３の他方の面３ｕに重ね、かつ加圧することにより樹脂被覆部６を形成するようにすれば、容易かつ能率的に樹脂被覆部６を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の好適実施形態に係る水蒸気透過率測定器の正面断面図、
【図２】同水蒸気透過率測定器の図１中Ｘ線断面を含む一部破断平面図、
【図３】同水蒸気透過率測定器に用いる水分センサ部を製造する製造工程毎の正面断面図、
【図４】同水蒸気透過率測定器により水蒸気透過率を測定するバリアフィルムのセッティング方法を順を追って示す正面断面図、
【図５】同水蒸気透過率測定器により水蒸気透過率を測定する際における相対湿度に対する静電容量の特性図、
【図６】同水蒸気透過率測定器の原理を説明するためのポリイミド水分センサの吸着した水分量（単位面積当たりの水の質量）に対する静電容量の変化特性図、
【図７】同水蒸気透過率測定器により水蒸気透過率を測定する際における時間に対する静電容量変化率の特性図、
【図８】同水蒸気透過率測定器により水蒸気透過率を測定する際に用いる水蒸気透過率測定装置の全体系統図、
【図９】本発明の変更実施形態に係る水蒸気透過率測定器の正面断面図、
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００２１】
まず、本実施形態に係る水蒸気透過率測定器１の構成について、図１〜図３を参照して説明する。
【００２２】
水蒸気透過率測定器１は、図１に示すように、大別して、水分センサ部２と樹脂被覆部６を備える。図中、Ｆは、水蒸気透過率測定器１にセットされたバリアフィルムである。したがって、樹脂被覆部６は、バリアフィルムＦをセットする際に一緒に設けられる。水分センサ部２は、基本的な構成として、感湿膜３及びこの感湿膜３の両面３ｕ，３ｄにそれぞれ面接触する一対の電極層４ｕ，４ｄを有するとともに、感湿膜３の一方の面３ｄを基板５の上面５ｕに付設して構成する。これにより、感湿膜３が水分を吸収すれば、感湿膜３の誘電率が変化し、電極層４ｕと４ｄ間の静電容量が変化する原理に基づいて水分量を測定することができる。
【００２３】
以下、水分センサ部２の製造方法について、図３（ａ）〜（ｅ）を参照して具体的に説明する。
【００２４】
最初に、片面にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜１１を付着（成膜）させた基板５を用意する（図３（ａ））。基板５は透明性を有するガラス基板５ｇである。したがって、ガラス基板５ｇとＩＴＯ膜１１は共に透明となる。なお、例示するガラス基板５ｇの平面形状は、一辺が２５〔ｍｍ〕前後の矩形である。そして、ＩＴＯ膜１１にエッチング処理を施すことにより、図３（ｂ）及び図２に示す形状のＩＴＯ電極（透明電極）４ｄｉを形成する。このＩＴＯ電極４ｄｉは、後述する感湿膜３と基板５間に配する電極層（下電極層）４ｄとなる。このようなガラス基板５ｇ上に形成したＩＴＯ電極４ｄｉを用いれば、後述する紫外線硬化樹脂Ｒｓを、ガラス基板５ｇ及び透明電極４ｄｉを透過する紫外線Ｃにより効率的に、かつ隅々まで確実に硬化させることができる。
【００２５】
次いで、図３（ｃ）に示すように、ＩＴＯ電極４ｄｉを含むガラス基板５ｇの上面５ｕを覆うフッ素化ポリイミド膜３ｐを設ける。このフッ素化ポリイミド膜３ｐは、フッ素化ポリイミド膜３ｐの前駆体である可溶性のポリアミド酸を溶剤で溶かしてポリアミド酸溶液を得、このポリアミド酸溶液をガラス基板５ｇの上面５ｕ上に均一に塗布した後、３００〜３５０〔℃〕の高温環境下で２時間加熱すれば、不溶化させたフッ素化ポリイミド膜３ｐを得ることができる。フッ素化ポリイミド膜３ｐは１〔μｍ〕の膜厚を用いた。なお、この膜厚は０．０５〜２〔μｍ〕の範囲で調整可能である。膜厚は薄いほうが感度が高くなるメリットがある反面、導通（ショート）しやすくなったりポリイミド膜以外の個所に僅かに吸収された水分（誤差要因）が無視できなくなるデメリットがある。したがって、実用的には０．１〜１〔μｍ〕程度が望ましい。このようなフッ素化ポリイミド膜３ｐを用いれば、ポリイミドの有する親水性とフッ素の有する疎水性の複合化により、水分の吸収及び放出を迅速に行うことができ、ポリイミドのみのときに生じるヒステリシス特性を排除できる。したがって、湿度の急激な変化に対しても良好な追従性（応答性）を確保できる。そして、フッ素化ポリイミド膜３ｐに酸素プラズマ加工によるエッチング処理を施すことにより、図３（ｄ）及び図２に示す形状の感湿膜３を形成する。
【００２６】
さらに、感湿膜３及びガラス基板５ｇの上面５ｕには、金（Ａｕ）を斜方蒸着することにより電極層（上電極層）４ｕを設ける。上電極層４ｕの形状を図３（ｅ）及び図２に示す。例示する上電極層４ｕは、離間した二個所の位置に設けている。上電極層４ｕは１５〔ｎｍ〕の層厚を用いた。なお、この層厚は、５〜５０〔ｎｍ〕（より望ましくは、１０〜２０〔ｎｍ〕）程度で選定可能である。このように設けた上電極層４ｕは、水分が容易に透過することができる。
【００２７】
これにより、図３（ｅ）に示す水分センサ部２を得ることができる。このような構造を有する水分センサ部２は、上電極層４ｕ及び下電極層４ｄの面積を比較的大きく設定できるため、比較的単純な構造により大きな静電容量Ｃが得られる利点がある。例示の場合、４９０〔ｐＦ〕程度の初期静電容量を得ている。図５は、相対湿度〔％ＲＨ〕に対する水分センサ部２における静電容量Ｃ〔ｐＦ〕の特性図を示す。このように、静電容量Ｃは相対湿度の変化に対してほぼ直線的に変化する。したがって、この特性に対して数点の評価を行えば、容易に校正することができる。また、図５は、３０〔℃〕，５０〔℃〕，７０〔℃〕の三つの温度に係わる特性を示しているが、温度依存性は存在しないとともに、ヒステリシスも小さい。さらに、図６は、１〔μｍ〕の厚さを有するポリイミド水分センサの吸着した水分量（単位面積当たりの水の質量〔ｇ／ｍ2〕）に対する静電容量Ｃ〔ｐＦ〕の変化特性図を示す。同図から明らかなように、ポリイミドを感湿膜とすれば、０．１〜０．０００１〔ｇ／ｍ2〕までの幅広い領域において感湿膜に吸着した水分量と静電容量が直線関係にあることが分かる。したがって、フッ素化ポリイミド膜３ｐの静電容量変化を測定することによりバリアフィルムを透過した水蒸気量を知ることができる。
【００２８】
次に、本実施形態に係る水蒸気透過率測定器１を用いたバリアフィルムＦにおける水蒸気透過率の測定方法について、図４〜図８を参照して説明する。なお、水蒸気透過率測定器１は、前述したように、水分センサ部２と樹脂被覆部６により構成され、この樹脂被覆部６は、バリアフィルムＦをセットする際に一緒に設けられる。
【００２９】
まず、被測定用のバリアフィルムＦを用意する。バリアフィルムＦの大きさは、感湿膜３の大きさよりも大きく形成する。バリアフィルムＦを感湿膜３よりも大きくする理由は、図１に示すように、バリアフィルムＦをセットした際に、バリアフィルムＦの側面と感湿膜３の側面とガラス基板５ｇの上面５ｕにより凹空間Ａｓを形成し、この凹空間Ａｓに樹脂被覆部６を形成する樹脂Ｒを入り込ませるためである。この場合、感湿膜３の各辺とバリアフィルムＦの各辺間の距離Ｌｒが、１〔ｍｍ〕以上となるように選定することが望ましい。本実施形態では、二種類のバリアフィルムＦを試料Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３として用意した。試料Ｓ１は、厚さが１２５〔μｍ〕のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、試料Ｓ２，Ｓ３は、試料１と同じＰＥＮフィルムの表面にバリア膜としてシリカ膜を付したものである。この場合、試料Ｓ２，Ｓ３は、ＰＥＮフィルムを、ポリシラザン溶液に一回ディップコートし、Ｓ２は厚さが１〔μｍ〕程度のコーティング層を設け、Ｓ３は厚さが０．５〔μｍ〕程度のコーティング層を設け、それぞれ温度４０〔℃〕，相対湿度９０〔％ＲＨ〕の雰囲気中に１日放置して作成した。
【００３０】
一方、バリアフィルムＦをセットするには、まず、図４（ａ）に示すように、バリアフィルムＦの片面（他方の面Ｆｓ）に、予め設定した所定量の紫外線（ＵＶ）硬化樹脂Ｒｓ（樹脂Ｒ）を塗布する。このようなＵＶ硬化樹脂Ｒｓを用いれば、例えば、熱硬化性樹脂を使用する際の加熱が不要になるなど、水分センサ部２に対する高温付加や熱収縮等の悪影響を回避することができる。なお、熱収縮によるクラック等の影響の少ないバリアフィルム（コーティング層を含む）Ｆであれば、エポキシ樹脂やシリコン樹脂等の熱硬化性樹脂も使用可能である。
【００３１】
次いで、ＵＶ硬化樹脂Ｒｓを塗布したバリアフィルムＦの面Ｆｓを、図４（ａ），（ｂ）に示すように、感湿膜３の他方の面３ｕに重ね、例えば、加圧プレート３１等を利用して、バリアフィルムＦを感湿膜３側に加圧する。これにより、バリアフィルムＦの他方の面Ｆｓに塗布されたＵＶ硬化樹脂Ｒｓは、図４（ｂ）に示すように、外側にはみ出すとともに、感湿膜３の側面、即ち、凹空間Ａｓに流入し、図４（ｃ）に示すように、バリアフィルムＦの一方の面Ｆｆの全部（又は一部）を除き、当該バリアフィルムＦの側面から基板５の上面５ｕの間を覆い、特に、感湿膜３の側方を完全に覆うことができる。この際、バリアフィルムＦの他方の面Ｆｓと感湿膜３の他方の面３ｕ間には、ＵＶ硬化樹脂Ｒｓが僅かに残留して樹脂層６ｒが形成される。バリアフィルムＦの他方の面Ｆｓと感湿膜３の他方の面３ｕは直接面接触することが望ましいが、樹脂層６ｒが残留する場合であっても、その厚さは僅かであり、水分は容易に透過することができる。このため、樹脂層６ｒの層厚が、５０〔ｎｍ〕以下となるように、バリアフィルムＦに対する加圧力を調整することが望ましい。
【００３２】
そして、図４（ｃ）に示すように、ガラス基板５ｇの下方に配した紫外線（ＵＶ）ランプ３２からガラス基板５ｇの下面に紫外線Ｃを均一に照射する。この場合、ガラス基板５ｇとＩＴＯ電極４ｄｉは共に透明であるため、紫外線Ｃは、ガラス基板５ｇとＩＴＯ電極４ｄｉを透過してＵＶ硬化樹脂Ｒｓに照射される。本実施形態の場合、ＵＶ硬化樹脂Ｒｓが凹空間Ａｓに入り込んでいるとともに、バリアフィルムＦは紫外線を透過しないタイプも多いため、バリアフィルムＦの上方から紫外線を照射する一般的な手法では、ＵＶ硬化樹脂Ｒｓを望ましい状態に硬化させることができない。しかし、本実施形態では、基板５として、透明性を有するガラス基板５ｇを用いるとともに、少なくとも感湿膜３と基板５間に配する電極層４ｄとして、当該ガラス基板５ｇ上に形成したＩＴＯ電極（透明電極）４ｄｉを用いたため、紫外線硬化樹脂Ｒｓを、ガラス基板５ｇ及び透明電極４ｄｉを透過する紫外線Ｃにより効率的に、かつ隅々まで確実に硬化させることができる。
【００３３】
これにより、バリアフィルムＦから基板５の上面５ｕの間における少なくとも感湿膜３の側方を覆う樹脂被覆部６が形成される。この場合、バリアフィルムＦの側面と感湿膜３の側面と基板５の上面５ｕにより形成される凹空間Ａｓに、樹脂Ｒが入り込んで樹脂被覆部６を形成するため、感湿膜３の側方を覆う樹脂被覆部６の厚みを大きくすることができ、無用な水分の侵入に対する阻止作用を高めることができる。また、本実施形態では、バリアフィルムＦの他方の面Ｆｓに、樹脂被覆部６を形成する紫外線硬化樹脂Ｒｓを塗布し、この紫外線硬化樹脂Ｒｓを塗布したバリアフィルムＦの面Ｆｓを、感湿膜３の他方の面３ｕに重ね、かつ加圧することにより樹脂被覆部６を形成するようにしたため、容易かつ能率的に樹脂被覆部６を形成することができる。これにより、バリアフィルムＦを水蒸気透過率測定器１にセットすることができ、一緒に設けた樹脂被覆部６は水蒸気透過率測定器１の一部を構成する。
【００３４】
一方、バリアフィルムＦをセットした水蒸気透過率測定器１は、図８に示す水蒸気透過率測定装置５０にセットして目的の水蒸気透過率測定を行うことができる。図８中、５１は恒温恒湿槽であり、温度を２０〜７０〔℃〕、相対湿度を３０〜９５〔％ＲＨ〕に設定可能である。水蒸気透過率測定時には、温度を４０〔℃〕、相対湿度を９０〔％ＲＨ〕に設定する。また、恒温恒湿槽５１の内部には、外部操作により開閉することができる蓋５２ｃを付設した密閉ボックス５２を収容し、この密閉ボックス５２の中に、バリアフィルムＦをセットした水蒸気透過率測定器１を収容する。さらに、水蒸気透過率測定器１に備える水分センサ部２の上電極槽４ｕ及び下電極槽４ｄ（ＩＴＯ電極４ｄｉ）には、それぞれリード配線５３，５４の一端を接続し、このリード配線５３，５４の他端側を恒温恒湿槽５１の外部に導出する。そして、リード配線５３，５４の他端を、静電容量Ｃを検出するためのキャパシタンスメータ５５に接続するとともに、このキャパシタンスメータ５５はパソコン等の汎用コンピュータ５６に接続する。他方、密閉ボックス５２には乾燥空気供給装置５７を接続する。これにより、密閉ボックス５２の内部に乾燥空気を満たすことができる。
【００３５】
次に、水蒸気透過率測定器１をセットした水蒸気透過率測定装置５０を用いたバリアフィルムＦにおける水蒸気透過率の測定方法について、図８を参照して説明する。
【００３６】
まず、恒温恒湿槽５１の内部は、温度を４０〔℃〕、相対湿度を９０〔％ＲＨ〕に設定する。これにより、恒温恒湿槽５１の内部は、所定の湿度雰囲気Ａとなる。また、密閉ボックス５２は、蓋５２ｃを閉じ、乾燥空気供給装置５７から密閉ボックス５２の内部に乾燥空気を供給することにより、相対湿度を０〔％ＲＨ〕の状態にする。そして、測定を開始する際には、密閉ボックス５２の蓋５２ｃを開く。これにより、温度４０〔℃〕、相対湿度９０〔％ＲＨ〕の空気が密閉ボックス５２の内部に流入するため、この時点から測定を行えばよい。
【００３７】
この状態では、密閉ボックス５２内の水分がバリアフィルムＦを透過し、感湿膜３に至るため、感湿膜３の誘電率が変化する。フッ素化ポリイミドの比誘電率は３前後の小さい値となるが、水の比誘電率は常温で８０前後の大きい値となるため、感湿膜３が乾燥状態から吸湿状態になれば、水分センサ部２の静電容量Ｃが大きくなる。この静電容量Ｃの大きさはキャパシタンスメータ５５により測定されるため、汎用コンピュータ５６に設定した静電容量Ｃと水分量の変換用データベース（図５参照）を用いれば、静電容量Ｃに対応する水分量を求めることができる。
【００３８】
また、水蒸気透過率Ｄｗは、次の（式１）から求めることができる。なお、γは図６の関係から実験的に求めたものである。
Ｄｗ＝（γ×ｄ×８．６４×１０10）／Δｔ〔ｇ／ｍ2・ｄａｙ〕  …（式１）
ただし、γ：０．４４×（ΔＣ／Ｃ）
ΔＣ／Ｃ：静電容量変化率
ｄ：フッ素化ポリイミドの膜厚
Δｔ：時間
【００３９】
図７は、前述した試料Ｓ１と試料Ｓ２の時間〔分〕に対する静電容量変化率ΔＣ／Ｃ〔％〕の測定結果を示している。図７及び式１から、試料Ｓ１（ＰＥＮフィルム）の水蒸気透過率は、０．４１〔ｇ／ｍ2・ｄａｙ〕となり、試料Ｓ２（ＰＥＮフィルム＋シリカ膜（１〔μｍ〕））の水蒸気透過率は、０．１８〔ｇ／ｍ2・ｄａｙ〕となり、試料Ｓ３（ＰＥＮフィルム＋シリカ膜（０．５〔μｍ〕））の水蒸気透過率は、０．０４〔ｇ／ｍ2・ｄａｙ〕となる。試料Ｓ２とＳ３は、ＰＥＮフィルムに対してシリカ膜を付したものであるため、防湿性がより高められている。薄いシリカ膜を用いた試料Ｓ３が厚いシリカ膜を用いた試料Ｓ２よりも防湿性が高められているのは、薄い膜の方がポリシラザンをシリカ膜に転化する際にクラック（亀裂）が発生しにくいためである。なお、静電容量Ｃが増えるまでの時間（水分到達時間）に着目すれば、試料Ｓ１は概ね５０〔分〕程度、試料Ｓ２は概ね１００〔分〕程度、試料Ｓ３は概ね３００〔分〕程度となる。
【００４０】
このように、本実施形態に係る水蒸気透過率測定器１によれば、バリアフィルムＦから基板５の上面５ｕの間における少なくとも感湿膜３の側方を覆う樹脂被覆部６を設けたため、感湿膜３の両面３ｕ，３ｄにそれぞれ面接触する一対の電極層４ｕ，４ｄを有する構造からなる水分センサ部２により水蒸気透過率を測定する場合であっても、本来のバリアフィルムＦを透過する水分以外の無用な水分の侵入、即ち、バリアフィルムＦ以外から感湿膜３に侵入する水分による無用な誤差要因を排除することができる。したがって、測定精度を飛躍的に高めることができ、特に、極微量な水分であっても高い精度により測定することができる。しかも、誤差要因を排除するに際し、感湿膜３の両面３ｕ，３ｄにそれぞれ面接触する一対の電極層４ｕ，４ｄを有する構造からなる水分センサ部２に対して、バリアフィルムＦから基板５の上面５ｕの間における少なくとも感湿膜３の側方を覆う樹脂被覆部６を設けたため、水蒸気透過率測定の高精度化を実現する場合であっても、水蒸気透過率測定器１全体のコストアップ及びサイズアップを招く不具合を回避することができ、量産性や使い勝手にも優れる。
【００４１】
次に、本発明の変更実施形態に係る水蒸気透過率測定器１について、図９を参照して説明する。変更実施形態は下電極層４ｄを変更したものであり、ガラス基板５ｇの上面５ｕに、真空蒸着法によりクロム（Ｃｒ）４ｄａを形成するとともに、この上に金（Ａｕ）４ｄｂを形成することにより下電極層４ｄを設けた。この場合、クロム４ｄａの層厚は１５〔ｎｍ〕程度、金４ｄｂの層厚は３０〔ｎｍ〕程度が望ましい。また、この下電極層４ｄは透明とはならないため、樹脂被覆部６には、ＵＶ硬化樹脂以外の樹脂を用いることができる。ＵＶ硬化樹脂以外の樹脂としては、例えば、アモルファスフッ素樹脂が好適であり、さらに、前述したエポキシ樹脂やシリコン樹脂等の熱硬化性樹脂も使用可能である。なお、その他の構成は、基本的に図１に示した水蒸気透過率測定器１と同様に構成することができる。このため、図９において、図１と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明を省略する。
【００４２】
以上、好適実施形態（変更実施形態）について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、感湿膜３には、フッ素化ポリイミド膜３ｐの使用が最適となるが、ポリイミド膜など、他の感湿性を有する感湿膜３の使用を排除するものではない。また、電極層４ｕ，４ｄ及び基板５も例示の種類に限定されるものではなく、同様の機能を有する他の電極層４ｕ，４ｄ及び基板５により形成してもよい。さらに、凹空間Ａｓは、設けることが望ましいが、必ずしも設けることを要しない。一方、樹脂被覆部６を形成するための樹脂Ｒは紫外線硬化樹脂Ｒｓの使用が最も望ましいが、可視光線等を含む他の光波長により硬化する光硬化樹脂も使用できるとともに、熱硬化性樹脂や二液混合硬化樹脂等、水分の透過を阻止するものであれば他の樹脂材料も使用可能であり、樹脂の種類は問わない。したがって、樹脂にはゴム等の水分の透過を阻止可能な素材を含む概念である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る水蒸気透過率測定器１は、各種バリアフィルムＦの水蒸気透過率の測定に利用することができる。この場合、バリアフィルムＦは、一般的なフィルムの概念に限定されるものではなく、シートやブロック、更には液体や粘性材等を水分センサ部２の上に塗布した後に硬化させてシート層を形成する等の形態であってもよい。また、利用する分野は、食品分野やエレクトロニクス分野をはじめ、機械分野や建築分野等の様々な分野で利用することができる。なお、バリアフィルムＦをセットしない場合には、一般的な湿度センサとしても使用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１：水蒸気透過率測定器，２：水分センサ部，３：感湿膜，３ｕ：他方の面，３ｄ：感湿膜一方の面，４ｕ：電極層，４ｄ：電極層，４ｄｉ：ＩＴＯ電極（透明電極），５：基板，５ｕ：基板の上面，５ｇ：ガラス基板，６：樹脂被覆部，６ｒ：樹脂層，Ａ：所定の湿度雰囲気，Ａｓ：凹空間，Ｆ：バリアフィルム，Ｆｆ：バリアフィルムの一方の面，Ｆｓ：バリアフィルムの他方の面，Ｒ：樹脂，Ｒｓ：光硬化樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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