(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
恒温恒湿室内に設置される透気度測定装置であって、
上端面が開口して内部にシール液が収容された外筒の内部に、下端面が開口した内筒が上下方向に滑動自在に嵌合され、
その嵌合状態で内筒の内部に空気室が形成され、
この空気室から外筒の底面に貫通するように形成された通気路と、この通気路に対向する排気路との間に試料を挟持する試料挟持部が設けられている透気度測定装置において、
前記シール液に純水が用いられ、
前記通気路には試料挟持部の近傍位置に湿度測定器及び温度測定器並びに電磁弁により開閉する空気供給口が設けられていることを特徴とした透気度測定装置。
【請求項２】
排気路に対向して排気ファンが設けられている請求項１記載の透気度測定装置。
【請求項３】
請求項１記載の透気度測定装置を使用した透気度測定方法であって、
試料挟持部に不透気性試料をセットした状態で空気供給口から空気室に空気を取り込みながら内筒を一定の高さまで引き上げ、次に空気供給口を閉じたのち内筒をフリーにし、この状態で経時的に湿度測定器により湿度を測定する一次湿度測定工程と、
試料挟持部に測定対象試料をセットした状態で空気供給口から空気室に空気を取り込みながら内筒を一定の高さまで引き上げ、次に空気供給口を閉じたのち内筒をフリーにし、この状態で経時的に湿度測定器及び温度測定器により湿度及び温度を測定する二次湿度測定工程と、
この二次湿度測定工程と同時に内筒が一定量下降する間の時間を測定する下降時間測定工程を備え、
前記一次湿度測定値から二次湿度測定値を減算して水蒸気透過量を算出することを特徴とした透気度測定方法。
【請求項４】
請求項３記載の透気度測定方法において、
一次湿度測定工程及び二次湿度測定工程の前工程として排気ファンにより空気室から通気路及び排気路を通して排気する排気工程を備えている透気度測定方法。
【請求項５】
請求項３又は４記載の透気度測定方法において、測定対象試料の水蒸気排気側で試料に近接して多孔プレートを配設した状態で、この多孔プレートと試料とを試料挟持部に挟持させ、
外筒等からの熱伝達により測定対象試料の水蒸気排気側表面温度が多孔プレートの熱伝導性によって変化することを利用して、水蒸気入気側表面温度との間の温度差をなくし、あるいは温度差を与えながら測定するようにした透気度測定方法。
【請求項６】
請求項５記載の透気度測定方法において、多孔プレートが熱伝導速度が異なる複数種の多孔プレートのうちから選択されたものである透気度測定方法。
【請求項７】
請求項６記載の透気度測定方法において、多孔プレートを接地し、あるいは接地せずに測定するようにした透気度測定方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、函体内の除湿用として使用される水蒸気移動装置に設けられる透気性の膜、その他の紙や板紙等の透気度を測定するための透気度測定装置及び透気度測定方法に関する。
背景技術
従来、透気度測定方法としては、ＪＩＳ  Ｐ８１１７による紙及び板紙の透気度試験方法が知られている。
このＪＩＳ  Ｐ８１１７は、内部にシール液が収容された外筒の内部に内筒が上下方向に滑動自在に嵌合され、その嵌合状態で内筒の内部に形成された空気室から外筒の底面に貫通するように通気路が形成され、この通気路と排気路との間に試料挟持部が設けられたもので、シール液として油が用いられていた。
しかしながら、シール液として油を用いると、透過空気中に油ミストが含まれてしまう。本来、透気度測定は水蒸気を含んだ空気の透過性を測定するものであり、油ミストは透気度測定としては邪魔な存在であり、この油ミストが透過空気中に含まれていると、これが試料に付着して透過の妨げになるなど、測定結果に誤差が生じることは否めない。
そこで、油ミストによる影響を回避するためにシール液として水を用いることが考えられる。
シール液として水を用いると、水の蒸発によって発生した水蒸気が空気室や通気路内で透過空気中に拡散するという現象が生じる。
この水蒸気は、水面に近いほど濃度が高いため、内筒が下降するにつれて通気路内に徐々に流入し、測定の開始から徐々に湿度上昇が生じる。このような湿度変動は、空気の透気度測定において誤差成分になり得ることから、この湿度を実測して透過空気中の湿度を算出し、透気度評定の要件にする必要が生じる。
本発明は上記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、シール液として油の代わりに純水を用いることで、油ミストによる悪影響を回避する。
又、水を用いることによる水蒸気濃度の変動を把握することによって精密な透気度測定ができるようにした透気度測定装置及び透気度測定方法を提供することを課題としている。
併せて、測定対象試料の水蒸気排気側と水蒸気入気側の表面温度差による影響下での測定、及び測定対象試料の帯電による影響下での測定ができるようにする。
発明の開示
前記課題を解決するために、本発明（請求項１）の透気度測定装置は、
恒温恒湿室内に設置される透気度測定装置であって、
上端面が開口して内部にシール液が収容された外筒の内部に、下端面が開口した内筒が上下方向に滑動自在に嵌合され、
その嵌合状態で内筒の内部に空気室が形成され、
この空気室から外筒の底面に貫通するように形成された通気路と、この通気路に対向する排気路との間に試料挟持部が設けられている透気度測定装置において、
前記シール液に純水が用いられ、
前記通気路には試料挟持部の近傍位置に湿度測定器及び温度測定器並びに電磁弁により開閉する空気供給口が設けられている構成とした。
この場合、排気路に対向して排気ファンが設けられている態様（請求項２）がある。
又、本発明（請求項３）の透気度測定方法は、
上記した透気度測定装置を使用した透気度測定方法であって、
試料挟持部に不透気性試料をセットした状態で空気供給口から空気室に空気を取り込みながら内筒を一定の高さまで引き上げ、次に空気供給口を閉じたのち内筒をフリーにし、この状態で経時的に湿度測定器により湿度を測定する一次湿度測定工程と、
試料挟持部に測定対象試料をセットした状態で空気供給口から空気室に空気を取り込みながら内筒を一定の高さまで引き上げ、次に空気供給口を閉じたのち内筒をフリーにし、この状態で経時的に湿度測定器及び温度測定器により湿度及び温度を測定する二次湿度測定工程と、
この二次湿度測定工程と同時に内筒が一定量下降する間の時間を測定する下降時間測定工程を備え、
前記一次湿度測定値から二次湿度測定値を減算して水蒸気透過量を算出する構成とした。
この場合、一次湿度測定工程及び二次湿度測定工程の前工程として排気ファンにより空気室から通気路及び排気路を通して排気する排気工程を備えている態様（請求項４）がある。
又、この透気度測定方法において、測定対象試料の水蒸気排気側で試料に近接して多孔プレートを配設した状態で、この多孔プレートと試料とを試料挟持部に挟持させ、外筒等からの熱伝達により測定対象試料の水蒸気排気側表面温度が多孔プレートの熱伝導性によって変化することを利用して、水蒸気入気側表面温度との間の温度差をなくし、
あるいは温度差を与えながら測定する態様（請求項５）、又、多孔プレートが熱伝導速度が異なる複数種の多孔プレートのうちから選択されたものである態様（請求項６）、又、多孔プレートを接地し、あるいは接地せずに測定する態様（請求項７）がある。
【図面の簡単な説明】
図１は実施の１形態である透気度測定装置の断面図である。図２は薄膜のシール部を示す拡大断面図である。図３は湿度測定器により測定した湿度測定値を示すグラフ図である。図４は透気度測定方法の他の実施形態で使用する透気度測定装置の要部を示す断面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は実施の１形態である透気度測定装置の断面図である。
この透気度測定装置は、上端面１１が開口して内部にシール液としての純水Ｗが収容された外筒１と、下端面２１が開口すると共に上面外周にフランジ２０が形成された内筒２を備えている。
外筒１及び内筒２は、熱伝導速度が速い金属、例えばアルミニウムやステンレスで形成され、腐食予防として、表面を不動態化処理又は耐防蝕処理（アルミナ処理）等が施されている。尚、図中１９はドレンホースで、電磁開閉弁１９ａを備えている。
前記外筒１は連結フレーム１３を介してベース１２に一体的に連結され、又、内筒２は外筒１の内部に上下方向に滑動自在に嵌合され、その嵌合状態で内筒２の内部に空気室２２が形成されている。
尚、外筒１及び内筒２には電気的に連設接地する導線１ａ，２ａが設けられている。この場合、導線２ａは内筒の上下動を妨げることがないように極細線で柔らかく、軽いものを使用する。この導線１ａ，２ａは外筒１及び内筒２間においてシール液である純水Ｗを介して電蝕が生じないようにする効果及び内筒２内部の水蒸気の帯電を予防する効果がある。
前記ベース１２には、外筒１の中心軸と同軸上に筒体１４が立設され、この筒体１４の上端に締め付けナット１５が回転可能に取り付けられ、この締め付けナット１５に昇降台４が螺合されている。尚、１６は締め付けナットのハンドルである。
又、このベース１２には筒体１４の片側部を切欠する状態に切り込んだ開口窓１７が形成されている。
又、このベース１２の底面にはレベル調整用ネジ１２ａが螺動接合され、レベル計１２ｂを見ながら外筒１及び内筒２を垂直に調整するようにしている。
そして、前記した内筒２の空気室２２から外筒１の底面に貫通するように通気通気管３ａが設けられ、この通気管３ａの下端にナット１８で挟持部材１０が着脱可能に取り付けられ、この挟持部材１０に形成された内穴１０ａと通気管３ａ内とが連通して通気路３が形成されている。尚、１８ａはスクイーズパッキンである。
又、この通気路３に対向する排気路４２が前記昇降台４に形成され、この排気路４２と通気路３との間に試料挟持部５が設けられている。
この試料挟持部５は、挟持部材１０の下端面と昇降台４の上端面との間に不透気性試料としてのメタルプレートＭ１又は測定対象試料としての薄膜Ｍ２を挟持するように形成されている。
尚、薄膜Ｍ２の外周には空気漏れを防止するためのシール部９が設けられている。このシール部９は、図２に示すように、薄膜Ｍ２の外周部分に低粘度（粘性：４０Ｐａ・ｓ）のシリコン９０が含浸されると共に、外周部分の上下にシリコンゴムによるパッキン部９１，９２が形成され、さらに薄膜Ｍ２の外周面を覆うようにパッキン部９１，９２間に非流動性のシリコン９３を充填したものとなっている。なお、図中１０ｂはシール嵌合溝である。
又、前記挟持部材１０には、試料挟持部５の近傍位置において通気路３内に臨む状態で湿度及び温度の測定機能を併有した温湿度測定器６及び電磁弁７１により開閉する空気供給口７が設けられている。
又、前記ベース１２の筒体１４内には排気路４２に対向して排気ファン８が設けられている。
この排気ファン８は、レール８０上に載置された可動台８１に取り付けられ、前記開口窓１７を通して筒体１４の内部に移動可能となっている。尚、この排気ファン８にも電気的に連設接地する導線８ａが設けられている。
又、前記内筒２の側部には係止部材８２，８２をガイド８３，８３に沿って昇降させる持ち上げ装置８４が設けられている。
この持ち上げ装置８４の駆動手段としては、手動、電動モータ、エアシリンダ、油圧シリンダ等を用いることができるし、動力伝達手段としては、ワイヤ、チエン、歯車、リンク等を用いることができ、この駆動手段と動力伝達手段を組み合わせて係止部材８２をフランジ２０の下面に係止して上昇させると共に、上昇位置で係止部材８２をフランジ２０から離反させる機構を構成する。
次に、上記の透気度測定装置を用いた透気度測定方法を説明する。
この透気度測定方法では、透気度測定装置を恒温恒湿室内に設置して測定作業を行なう。これは、試料が温度や湿度の影響を受けやすく、外気の温度や湿度の変化で測定結果に誤差が生じるのを防止するためである。
操作工程
操作工程としては、一次湿度測定工程と、二次湿度測定工程及び下降時間測定工程と、一次湿度測定工程及び二次湿度測定工程の前工程としての排気工程を備えている。
排気工程
試料Ｍを取り付けない状態で排気ファン８を可動台８１により開口窓１７を通して筒体１４内に移動させ、排気路４２の下方で作動させる。この排気ファン８の作動により空気室２２内から通気路３及び排気路４２を通して排気又は攪拌し、空気室２２内を恒温恒湿室内の雰囲気に近づけると同時に温湿度測定器６に付着した水分を乾燥させる。これにより、一次湿度測定工程と二次湿度測定工程を同一条件下で行なうことができる。尚、ここで排気ファン８の代わりに送風ファンを用いると、空気室２２内や通気路３内、及び純水Ｗが送風と共に侵入するホコリ等によって汚損するおそれがあり、この汚損を防止するために排気ファン８を用いることにした。
一次湿度測定工程
排気工程を終了したのち、締め付けナット１５を回動して昇降台４を上昇させ、不透気性試料としてのメタルプレートＭ１を試料挟持部５に挟持させる。
このメタルプレートＭ１は不透気性であるため、通気路３は閉鎖される。
このようにして試料挟持部５にメタルプレートＭ１をセットした状態で電磁弁７１を開放し、空気供給口７から空気室２２に恒温恒湿室内の空気を取り込みながら内筒２を一定の高さまで引き上げる。この場合、内筒２は持ち上げ装置８４の係止部材８２，８２がフランジ２０に係合することによって一定速度で静かに持ち上げられる。
次に電磁弁７１を閉鎖して空気供給口７を閉じたのち、持ち上げ装置８４の係止部材８２，８２をフランジ２０から離反させる。これにより内筒２がフリーになり、その自重で下降しようとする。このとき、通気路３がメタルプレートＭ１によって閉鎖されているため、内筒２は下降できずに途中で停止している。
そして、この状態で経時的に温湿度測定器６により温度及び湿度を測定するもので、これを一次湿度測定工程としている。
二次湿度測定工程及び下降時間測定工程
一次湿度測定工程を終了したのち、メタルプレートＭ１を取外して上記した排気工程を行ない、この排気工程が終了したのち、昇降台４を上昇させて測定対象試料としての薄膜Ｍ２を試料挟持部５に挟持させる。これにより、薄膜Ｍ２を挾んで通気路３と排気路４２が連通する。この際、図２に示すように、薄膜Ｍ２のシリコンパッキン部９１を挟持部材１０のシール嵌合溝１０ｂ内に嵌合させる。このようにして試料挟持部５に薄膜Ｍ２をセットした状態で電磁弁７１を開放し、空気供給口７から空気室２２に恒温恒湿室内の空気を取り込みながら内筒２を持ち上げ装置８４によって一定の高さまで引き上げる。
次に電磁弁７１を閉鎖して空気供給口７を閉じたのち、持ち上げ装置８４の係止部材８２，８２をフランジ２０から離反させる。これにより内筒２がフリーになり、その自重で内筒２が下降し始める。
この状態では空気室２２内の空気が通気路３から薄膜Ｍ２を通して排気路４２に押し出されていく。そして、この押し出されていく空気に対して経時的に温湿度測定器６により温度及び湿度を測定するもので、これを二次湿度測定工程とし、同時に内筒２が一定量下降する間の時間を測定し、これを下降時間測定工程としている。
そして、前記一次湿度測定値から二次湿度測定値を減算して水蒸気透過量を算出するもので、この水蒸気透過量を見ることによって、透過空気中の水蒸気濃度を経時的に把握することができるもので、この水蒸気透過量と下降時間を併せて透気度評定の要件にすることにより、精密な透気度を認識することができる。
尚、図３は湿度測定器６により測定した湿度測定値を示すグラフ図で、試料としての薄膜は透湿性の不織布により形成され、その片面が撥水加工された撥水面に形成され、他面は不織布面のままになっている。
図中Ａは一次湿度測定値、Ｂ１は撥水面を上面にして試料をセットしたときの二次湿度測定値、Ｂ２は不織布面を上面にして試料をセットしたときの二次湿度測定値、Ｃは水蒸気透過量で、一次湿度測定値Ａから二次湿度測定値Ｂ１を減算して求めた値である。この測定値は、恒温恒湿室内を２０℃、６５％ＲＨにして測定した値である。この図において、一次湿度測定値Ａから二次湿度測定値Ｂ２を減算して求める水蒸気透過量は図示省略している。
尚、薄膜の撥水面は水分を弾き、一方、不織布面は水分を吸着しやすいため、撥水面を上にした状態での二次湿度測定値Ｂ１と、不織布面を上にした状態での二次湿度測定値Ｂ２に差が生じている。即ち、薄膜の実際の使用状態では、撥水面を上にする場合、あるいは不織布面を上にする場合があり、このような使用状態に対応した湿度を測定しておく必要性がある。
又、測定対象となる薄膜やパッキン部にピンホール等による空気漏れがある場合には、図３のグラフ図において、二次湿度測定値Ｂ１，Ｂ２は下方にシフトすることになり、これによって空気漏れを発見することができる。
又、この測定方法では、持ち上げ装置８４によって内筒２を持ち上げるようにしているため、測定空間を外気から隔離したままで内筒２を垂直に持ち上げることができる。
従って、手作業によるメタルプレートＭ１及び薄膜Ｍ２の取り付け、取外し時にのみ恒温恒湿室を開放し、その他の作業は恒温恒湿室を閉鎖したままで行なえる。
これにより、恒温恒湿室内の雰囲気を可及的に恒温恒湿状態に維持することができ、外気の温度や湿度による影響で測定結果に誤差が生じるのを防止することができる。
次に、図４は透気度測定方法の他の実施形態で使用する透気度測定装置の要部を示す断面図である。
この透気度測定方法では、試料としての薄膜Ｍ２の水蒸気排気側に多孔プレート１００を薄膜Ｍ２に近接するように配設した状態で、この多孔プレート１００と薄膜Ｍ２とを試料挟持部５に挟持させたものとなっている。
そして、この多孔プレート１００は、熱伝導速度が異なる複数種の多孔プレートのうちから選択されたもので、例えば、熱伝導速度が速いアルミや銅、白金、ステンレスによるメッシュプレート、あるいは熱伝導速度が遅いレジンメッシュプレート等がある。尚、この多孔プレート１００の表面は防錆のため不動態処理されている。
又、この透気度測定方法では、多孔プレート１００と導線８ａとを導線１００ａで接続して多孔プレート１００を接地させている。
試料となる薄膜Ｍ２の用途及び使用場所は様々であり、薄膜Ｍ２を境にして温度が異なる場所に接地されることが多い。このような使用に対処するには、薄膜Ｍ２の本来の透気度を正確に測定しておく必要があることは勿論のこと、薄膜Ｍ２の水蒸気入気側と水蒸気排気側とで表面温度に故意の温度差を設定し、その状態で透気度を測定しておく必要性もある。
薄膜Ｍ２の本来の透気度を正確に測定するには、薄膜Ｍ２の水蒸気入気側と水蒸気排気側とで表面温度を同一にすることが要求される。ところが、薄膜Ｍ２の水蒸気入気側の表面温度は外筒１等からの熱伝達によって影響され、他方、薄膜Ｍ２の水蒸気排気側の表面温度は排気路４２を通して測定空間の温度で影響されているため、薄膜Ｍ２の水蒸気入気側と水蒸気排気側の表面温度には温度差が生じている。
そこで、上述のように多孔プレート１００用い、この多孔プレート１００に熱伝導速度が特に速いもの（例えば、銅メッシュプレート）を選択すると、外筒１等からの熱伝達によって多孔プレート１００が外筒１等の温度に影響され、薄膜Ｍ２の水蒸気入気側と水蒸気排気側の表面温度を同一にすることができる。
従って、この状態で透気度を測定すれば、薄膜Ｍ２の本来の透気度を正確に測定することができる。尚、測定に際しては、多孔プレート１００に外筒１等から十分に熱伝達がされるように、必要な待機時間を設けることになる。
一方、試料となる薄膜Ｍ２の使用条件に対応した透気度を把握するには、水蒸気入気側と水蒸気排気側とで表面温度に故意の温度差を設定し、その状態で透気度を測定しておく必要性もある。
このような場合には、熱伝導速度が異なる数種類の多孔プレート１００を用意し、それぞれの多孔プレート１００を用いたときの透気度を測定しておけば、特定の薄膜Ｍ２について、水蒸気入気側と水蒸気排気側との表面温度に種々の温度差がある状態での透気度を把握することができる。
尚、撥水面を上面にして薄膜Ｍ２をセットした際に、多孔プレート１００として熱伝導速度が特に速い銅メッシュプレートを用いた場合の二次湿度測定値をＢ１−１として図３のグラフ図に示し、又、多孔プレートに熱伝導速度が特に遅いレジンメッシュプレートを用いた場合の二次湿度測定値をＢ１−２として前記図３のグラフ図に示している。この図３において、不織布面を上面にして薄膜Ｍ２をセットした際に多孔プレートを用いた場合の二次湿度測定値は図示省略した。
このように、多孔プレート１００を用いると、多孔プレート１００の熱伝導性によって、薄膜Ｍ２の表面温度を測定装置の温度に合致させながら、薄膜Ｍ２の温度分布を均一にして測定することができる。
又、薄膜Ｍ２に付着した水蒸気の蒸発による気化熱によって薄膜Ｍ２の表面温度が変動し、これが二次湿度測定値にどの程度の影響を及ぼすかを把握するため、測定時に、送風ファン等を用いて薄膜Ｍ２の表面を扇ぐようにしてもよい。この際、多孔プレート１００を設けた測定では、風当たりが遮られて風の影響が少なく、又、多孔プレート１００を設けない場合には表面が扇がれるため、風の影響で水蒸気の蒸発が生じやすくなる。このように、多孔プレート１００の有無についてそれぞれデータを取ることにより、気化熱の変動が薄膜Ｍ２の表面でどの程度発生するかを、透気度データと共に、把握することができる。
又、多孔プレート１００の熱伝導と電気伝導とは、ほぼ比例しているので、その特長を使って、薄膜Ｍ２の誘電緩和と共に水蒸気の移動調整を行うための基礎データの収集ができる。
又、多孔プレート１００が帯電した場合、その静電気によって薄膜Ｍ２に水蒸気が付着したままになり、これが薄膜Ｍ２の本来の透気度を正確に測定する際の障害になる。従って、多孔プレート１００を接地すれば、薄膜Ｍ２の帯電が誘電緩和され、付着水蒸気による障害を排除して正確な透気度を測定することができる。
又、薄膜Ｍ２の透気度を測定する場合、多孔プレート１００が帯電した状態での透気度についても、これを把握しておく必要もある。このような場合には、多孔プレート１００の接地を故意に外しておけば、多孔プレート１００が帯電した状態での透気度を測定することができる。
以上、本発明の実施の形態を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれに限定されるものではない。
多孔プレートを用いた場合、厚みや物性の異なる多孔プレートが組み合わされた場合の透湿特性への影響を精密に実測することができる。例えば、中心部が厚く、周辺部が薄い多孔プレートや中心部の熱伝導速度が遅く、周辺部が速い多孔プレート等を使用して精密に測定することができる。
産業上の利用可能性
以上、説明してきたように本発明にあっては、シール液として油の代わりに純水を用いたので、油ミストによる悪影響を回避することができる。
又、水蒸気濃度の変動を一次湿度測定値から二次湿度測定値を減算した水蒸気透過量で把握することができる。
従って、この水蒸気透過量と下降時間を併せて透気度評定の要件にすることにより、精密な透気度を認識することができるという効果が得られる。
又、本発明の透気度測定方法において、多孔プレートを用いた場合には、試料本来の透気度を正確に測定することができるし、又、特定の試料について、水蒸気入気側と水蒸気排気側との表面温度に種々の温度差がある状態での透気度を把握することができる。
又、多孔プレートを接地させると、試料の帯電が誘電緩和され、付着水蒸気による障害を排除して正確な透湿度を測定することができるし、必要に応じて多孔プレートを接地しない状態での透湿度を測定することもできる。
【図１】
0003546183.tif 000002
【図２】
0003546183.tif 000003
【図３】
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【図４】
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