(57)【要約】【課題】サンプルの特性を幅広く解析することができる動的透湿性評価装置、動的透湿性評価方法及び動的透湿性評価プログラムを提供する。【解決手段】サンプルが配置される測定室内における第１空間内のテストガス中の水蒸気濃度を調整し、サンプルによって第１空間から分離された第２空間内のキャリアガス中の水蒸気濃度を測定部で測定する。テストガス中の水蒸気濃度を変化させたときに、その変化に対するキャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれＢを算出する。算出したキャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれＢは、サンプルにおける水分のたまりやすさに対応している。したがって、サンプルにおける水分の透過量だけでなく、水分のたまりやすさも解析することができるため、サンプルの特性を幅広く解析することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルが配置され、該サンプルによって第１空間及び第２空間に分離される測定室と、
前記第１空間内にテストガスを連続的に流すテストガスフロー機構と、
前記第１空間内のテストガス中の水蒸気濃度を調整するテストガス調整機構と、
前記テストガス調整機構を制御して前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させる制御部と、
前記第２空間内にキャリアガスを連続的に流すキャリアガスフロー機構と、
前記キャリアガス中の水蒸気濃度を測定する測定部と、
前記制御部により前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させたときに、その変化に対する前記測定部で測定される前記キャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれを解析する解析部とを備えることを特徴とする動的透湿性評価装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記テストガス調整機構を制御して前記テストガス中の水蒸気濃度を周期的に変化させ、
前記解析部は、前記テストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形と、その水蒸気濃度の変化に対する前記測定部で測定される前記キャリアガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形とに基づいて、波形解析を行うことを特徴とする請求項１に記載の動的透湿性評価装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記テストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化の周波数を段階的又は連続的に変化させ、
前記解析部は、それぞれの周波数にて波形解析を行うことを特徴とする請求項２に記載の動的透湿性評価装置。
【請求項４】
前記テストガス調整機構は、前記テストガス中の水蒸気濃度及び温度を調整するものであり、
前記制御部は、前記テストガス調整機構を制御して前記テストガス中の水蒸気濃度及び温度を変化させ、
前記解析部は、前記制御部により前記テストガスの温度を変化させて、各温度において前記制御部により前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させたときに、各温度における水蒸気濃度の変化に対する前記測定部で測定されるキャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれを算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の動的透湿性評価装置。
【請求項５】
サンプルが配置され、該サンプルによって第１空間及び第２空間に分離される測定室と、
前記第１空間内にテストガスを連続的に流すテストガスフロー機構と、
前記第１空間内のテストガス中の検体の濃度を調整するテストガス調整機構と、
前記テストガス調整機構を制御して前記テストガス中の検体の濃度を変化させる制御部と、
前記第２空間内にキャリアガスを連続的に流すキャリアガスフロー機構と、
前記キャリアガス中の検体の濃度を測定する測定部と、
前記制御部により前記テストガス中の検体の濃度を変化させたときに、その検体の濃度の変化に対する前記測定部で測定される前記キャリアガス中の検体の濃度の変化のずれを解析する解析部とを備えることを特徴とする動的ガス透過性評価装置。
【請求項６】
測定室にサンプルを配置し、該サンプルによって第１空間及び第２空間に分離するサンプル配置ステップと、
前記第１空間内にテストガスを連続的に流すテストガスフローステップと、
前記第２空間内にキャリアガスを連続的に流すキャリアガスフローステップと、
前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させる制御ステップと、
前記制御ステップにより前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させ、前記テストガス中の水蒸気濃度の変化に対する前記キャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれを解析する解析ステップとを含むことを特徴とする動的透湿性評価方法。
【請求項７】
前記制御ステップでは、前記テストガス中の水蒸気濃度を周期的に変化させ、
前記解析ステップでは、前記テストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形と、その水蒸気濃度の変化に対する前記キャリアガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形とに基づいて、波形解析を行うことを特徴とする請求項６に記載の動的透湿性評価方法。
【請求項８】
前記制御ステップでは、前記テストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化の周波数を段階的又は連続的に変化させ、
前記解析ステップでは、それぞれの周波数にて波形解析を行うことを特徴とする請求項７に記載の動的透湿性評価方法。
【請求項９】
前記制御ステップでは、前記テストガス中の水蒸気濃度及び温度を変化させ、
前記解析ステップでは、前記テストガスの温度を変化させて、各温度において前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させたときに、各温度における水蒸気温度の変化に対する前記キャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれを算出することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の動的透湿性評価方法。
【請求項１０】
測定室にサンプルを配置し、該サンプルによって第１空間及び第２空間に分離するサンプル配置ステップと、
前記第１空間内にテストガスを連続的に流すテストガスフローステップと、
前記第２空間内にキャリアガスを連続的に流すキャリアガスフローステップと、
前記テストガス中の検体の濃度を変化させる制御ステップと、
前記制御ステップにより前記テストガス中の検体の濃度を変化させ、前記テストガス中の検体の濃度の変化に対する前記キャリアガス中の検体の濃度の変化のずれを解析する解析ステップとを含むことを特徴とする動的ガス透過性評価方法。
【請求項１１】
サンプルによって第１空間及び第２空間に分離された測定室内のサンプルの動的透湿性を評価するための動的透湿性評価プログラムであって、
前記第１空間内にテストガスを連続的に流すテストガスフローステップと、
前記第２空間内にキャリアガスを連続的に流すキャリアガスフローステップと、
前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させる制御ステップと、
前記制御ステップにより前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させ、前記テストガス中の水蒸気濃度の変化に対する前記キャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれを解析する解析ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする動的透湿性評価プログラム。
【請求項１２】
前記制御ステップでは、前記テストガス中の水蒸気濃度を周期的に変化させ、
前記解析ステップでは、前記テストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形と、その水蒸気濃度の変化に対する前記キャリアガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形とに基づいて、波形解析を行うことを特徴とする請求項１１に記載の動的透湿性評価プログラム。
【請求項１３】
前記制御ステップでは、前記テストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化の周波数を段階的又は連続的に変化させ、
前記解析ステップでは、それぞれの周波数にて波形解析を行うことを特徴とする請求項１２に記載の動的透湿性評価プログラム。
【請求項１４】
前記制御ステップでは、前記テストガス中の水蒸気濃度及び温度を変化させ、
前記解析ステップでは、前記テストガスの温度を変化させて、各温度において前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させたときに、各温度における水蒸気濃度の変化に対する前記キャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれを算出することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の動的透湿性評価プログラム。
【請求項１５】
サンプルによって第１空間及び第２空間に分離された測定室内のサンプルの動的ガス透過性を評価するための動的ガス透過性評価プログラムであって、
前記第１空間内にテストガスを連続的に流すテストガスフローステップと、
前記第２空間内にキャリアガスを連続的に流すキャリアガスフローステップと、
前記テストガス中の検体の濃度を変化させる制御ステップと、
前記制御ステップにより前記テストガス中の検体の濃度を変化させ、前記テストガス中の検体の濃度の変化に対する前記キャリアガス中の検体の濃度の変化のずれを解析する解析ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする動的ガス透過性評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンプルによって第１空間及び第２空間に分離された測定室内のサンプルの動的透湿性を評価するための動的透湿性評価装置、動的透湿性評価方法及び動的透湿性評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下記特許文献１の段落［０１１０］などに示すように、サンプルの透湿度を高精度かつ瞬間的に短時間で測定するための水分透過量測定装置（例えば、ｍｏｃｏｎ社製の水蒸気透過率測定装置「ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ」など）が用いられている。この種の装置を用いることにより、例えば単体のフィルムや、複数層の積層構造を有する多層フィルムなど、各種サンプルを透過する水分の透過量を測定することができる。
【０００３】
例えば偏光板は、基材フィルム、偏光子及び粘着層などが積層された多層フィルムである。偏光板は、潜在的に湿熱試験の耐久性に弱く、各層の透湿度及び水分量が非常に重要である。偏光板を構成する各層は、それぞれ固有の透湿度を有しており、水分透過量測定装置を用いて各層を個別に測定すれば、各層の透湿度を算出することができる。これらの各層が積層された偏光板の耐久性は、各層の透湿度及び水分量に基づいて推測することが設計上可能であると考えられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１１４３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本願発明者らが偏光板の湿熱の耐久性を研究する過程において、偏光板を構成する各層の透湿度は、各層が単体の状態と積層された状態とで異なることを見出すに至った。これは、積層された各層それぞれの線膨張が異なり、延伸プロセスを経て内部応力が存在した状態であることなどから、内圧等の相互作用を受けることが原因になっているものと考えられる。
【０００６】
従来の水分透過量測定装置では、偏光板などの多層フィルムにおける各層の透湿度を、各層が積層された状態のまま解析することができない。そのため、各層が積層された状態で使用される多層フィルムの各層の特性（透湿度及び水分量）を、実際に使用される状態で解析することができなかった。また、多層フィルムに限らず、従来の水分透過量測定装置ではサンプルの透湿度を測定することができるに過ぎず、水蒸気濃度を変化させたときのサンプルの透湿性（以下、「動的透湿性」ともいう）を幅広く解析することが困難であった。
【０００７】
また、このような課題は、検体として水蒸気を用いたときのサンプルの動的透湿性を解析する場合のみに限らず、酸素、二酸化炭素等の他の検体ガスを用いたときのサンプルの動的ガス透過性を解析する場合にも生じる新たな課題である。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、サンプルの特性を幅広く解析することができる動的透湿性評価装置、動的透湿性評価方法及び動的透湿性評価プログラムを提供することを目的とする。また、本発明の目的は、サンプル中の任意の層における特性を評価することができる動的透湿性評価装置、動的透湿性評価方法及び動的透湿性評価プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る動的透湿性評価装置は、測定室と、テストガスフロー機構と、テストガス調整機構と、制御部と、キャリアガスフロー機構と、制御部と、解析部とを備える。前記測定室には、サンプルが配置され、該サンプルによって第１空間及び第２空間に分離される。前記テストガスフロー機構は、前記第１空間内にテストガスを連続的に流す。前記テストガス調整機構は、前記第１空間内のテストガス中の水蒸気濃度を調整する。前記制御部は、前記テストガス調整機構を制御して前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させる。前記キャリアガスフロー機構は、前記第２空間内にキャリアガスを連続的に流す。前記測定部は、前記キャリアガス中の水蒸気濃度を測定する。前記解析部は、前記制御部により前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させたときに、その変化に対する前記測定部で測定される前記キャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれを解析する。
【００１０】
このような構成によれば、テストガス中の水蒸気濃度を変化させ、その変化に対するキャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれを算出することにより、そのずれに基づいてサンプルの特性を解析することができる。算出したキャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれは、サンプルにおける水分のたまりやすさに対応している。したがって、サンプルにおける水分の透過量だけでなく、水分のたまりやすさも解析することができるため、サンプルの特性を幅広く解析することができる。
【００１１】
（２）前記制御部は、前記テストガス調整機構を制御して前記テストガス中の水蒸気濃度を周期的に変化させてもよい。この場合、前記解析部は、前記テストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形と、その水蒸気濃度の変化に対する前記測定部で測定される前記キャリアガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形とに基づいて、波形解析を行ってもよい。
【００１２】
このような構成によれば、テストガス中の水蒸気濃度を周期的に変化させたときの波形解析により、サンプルの特性を幅広く解析することができる。具体的には、波形の高さは透湿度に相当し、波形のずれは水分のたまりやすさに起因することから、解析することができる。また、テストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化の周波数を段階的又は連続的に変化させれば、その周波数依存性に基づいてサンプルの詳細な特性を評価することに繋がる。
【００１３】
（３）前記制御部は、前記テストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化の周波数を段階的又は連続的に変化させてもよい。この場合、前記解析部は、それぞれの周波数にて波形解析を行ってもよい。
【００１４】
このような構成によれば、それぞれの周波数にて波形解析を行うことにより、その周波数依存性に基づいてサンプルの内部構造を評価することができる。
【００１５】
（４）前記テストガス調整機構は、前記テストガス中の水蒸気濃度及び温度を調整するものであってもよい。この場合、前記制御部は、前記テストガス調整機構を制御して前記テストガス中の水蒸気濃度及び温度を変化させてもよい。また、前記解析部は、前記制御部により前記テストガスの温度を変化させて、各温度において前記制御部により前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させたときに、各温度における水蒸気濃度の変化に対する前記測定部で測定されるキャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれを算出してもよい。
【００１６】
このような構成によれば、テストガスの温度を変化させ、各温度において、テストガス中の水蒸気濃度の変化に対するキャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれを算出することにより、そのずれに基づいてサンプルの特性を解析することができる。
【００１７】
前記制御部は、前記ガス調整機構を制御して前記テストガスの温度を周期的に変化させてもよい。この場合、前記解析部は、前記テストガスの温度の周期的な変化を表す波形と、その温度の変化に対する前記測定部で測定される前記キャリアガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形とに基づいて、波形解析を行ってもよい。温度の周期的な変化の周波数を段階的又は連続的に変化させれば、その周波数依存性に基づいてサンプルの詳細な特性を評価することに繋がる。
【００１８】
（５）本発明に係る動的ガス透過性評価装置は、測定室と、テストガスフロー機構と、テストガス調整機構と、制御部と、キャリアガスフロー機構と、測定部と、解析部とを備える。前記測定室には、サンプルが配置され、該サンプルによって第１空間及び第２空間に分離される。前記テストガスフロー機構は、前記第１空間内にテストガスを連続的に流す。前記テストガス調整機構は、前記第１空間内のテストガス中の検体の濃度を調整する。前記制御部は、前記テストガス調整機構を制御して前記テストガス中の検体の濃度を変化させる。前記キャリアガスフロー機構は、前記第２空間内にキャリアガスを連続的に流す。前記測定部は、前記キャリアガス中の検体の濃度を測定する。前記解析部は、前記制御部により前記テストガス中の検体の濃度を変化させたときに、その検体の濃度の変化に対する前記測定部で測定される前記キャリアガス中の検体の濃度の変化のずれを解析する。
【００１９】
このような構成によれば、テストガス中の検体の濃度を変化させ、その変化に対するキャリアガス中の検体の濃度の変化のずれを算出することにより、そのずれに基づいてサンプルの特性を解析することができる。算出したキャリアガス中の検体の濃度の変化のずれは、サンプルにおける検体のたまりやすさに対応している。したがって、サンプルにおける検体の透過量だけでなく、検体のたまりやすさも解析することができるため、サンプルの特性を幅広く解析することができる。
【００２０】
（６）本発明に係る動的透湿性評価方法は、サンプル配置ステップと、テストガスフローステップと、キャリアガスフローステップと、制御ステップと、解析ステップとを含む。前記サンプル配置ステップでは、測定室にサンプルを配置し、該サンプルによって第１空間及び第２空間に分離する。前記テストガスフローステップでは、前記第１空間内にテストガスを連続的に流す。前記キャリアガスフローステップでは、前記第２空間内にキャリアガスを連続的に流す。前記制御ステップでは、前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させる。前記解析ステップでは、前記制御ステップにより前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させ、前記テストガス中の水蒸気濃度の変化に対する前記キャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれを解析する。
【００２１】
（７）本発明に係る動的ガス透過性評価方法は、サンプル配置ステップと、テストガスフローステップと、キャリアガスフローステップと、制御ステップと、解析ステップとを含む。前記サンプル配置ステップでは、測定室にサンプルを配置し、該サンプルによって第１空間及び第２空間に分離する。前記テストガスフローステップでは、前記第１空間内にテストガスを連続的に流す。前記キャリアガスフローステップでは、前記第２空間内にキャリアガスを連続的に流す。前記制御ステップでは、前記テストガス中の検体の濃度を変化させる。前記解析ステップでは、前記制御ステップにより前記テストガス中の検体の濃度を変化させ、前記テストガス中の検体の濃度の変化に対する前記キャリアガス中の検体の濃度の変化のずれを解析する。
【００２２】
（８）本発明に係る動的透湿性評価プログラムは、サンプルによって第１空間及び第２空間に分離された測定室内のサンプルの動的透湿性を評価するための動的透湿性評価プログラムであって、テストガスフローステップと、キャリアガスフローステップと、制御ステップと、解析ステップとをコンピュータに実行させる。前記テストガスフローステップでは、前記第１空間内にテストガスを連続的に流す。前記キャリアガスフローステップでは、前記第２空間内にキャリアガスを連続的に流す。前記制御ステップでは、前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させる。前記解析ステップでは、前記制御ステップにより前記テストガス中の水蒸気濃度を変化させ、前記テストガス中の水蒸気濃度の変化に対する前記キャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれを解析する。
【００２３】
（９）本発明に係る動的ガス透過性評価プログラムは、サンプルによって第１空間及び第２空間に分離された測定室内のサンプルの動的ガス透過性を評価するための動的ガス透過性評価プログラムであって、テストガスフローステップと、キャリアガスフローステップと、制御ステップと、解析ステップとをコンピュータに実行させる。前記テストガスフローステップでは、前記第１空間内にテストガスを連続的に流す。前記キャリアガスフローステップでは、前記第２空間内にキャリアガスを連続的に流す。前記制御ステップでは、前記テストガス中の検体の濃度を変化させる。前記解析ステップでは、前記制御ステップにより前記テストガス中の検体の濃度を変化させ、前記テストガス中の検体の濃度の変化に対する前記キャリアガス中の検体の濃度の変化のずれを解析する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、サンプルにおける水分の透過量だけでなく、水分のたまりやすさも解析することができるため、サンプルの特性を幅広く解析することができる。また、本発明によれば、波形解析を用いることにより、サンプル中の任意の層における特性を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る動的透湿性評価装置における測定室の構成を示した概略断面図である。
【図２】サンプルの構成例を示した概略断面図である。
【図３】動的透湿性評価装置の構成例を示したブロック図である。
【図４】サンプルの解析方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
１．測定室の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る動的透湿性評価装置における測定室１の構成を示した概略断面図である。測定室１は、筐体１０の内部に形成されている。筐体１０は、第１筐体１１及び第２筐体１２を備えており、これらの第１筐体１１及び第２筐体１２が互いに重ね合わせられることにより、内部に測定室１が形成されている。
【００２７】
測定対象となるサンプル１００は、第１筐体１１と第２筐体１２との間に挟み込まれることにより、その周縁部以外の部分が測定室１内に配置される。この状態では、測定室１がサンプル１００によって第１空間１３及び第２空間１４に分離される。なお、本実施形態ではサンプル１００がフィルム部材（フィルム状サンプル）である場合について説明するが、サンプル１００はフィルム部材に限られるものではない。
【００２８】
第１筐体１１には、流入口１５及び流出口１６が形成されている。第１筐体１１とサンプル１００とにより区画される第１空間１３内には、流入口１５からガスが流入する。第１空間１３内に流入するガスは、設定された水蒸気濃度（湿度）に調整されたテストガスである。これにより、第１空間１３内にはテストガスが充填され、第１空間１３の容量を超えるテストガスは流出口１６からオーバーフローするようになっている。流入口１５及び流出口１６は、第１空間１３内にテストガスを連続的に流すテストガスフロー機構を構成している。
【００２９】
第２筐体１２には、流入口１７及び流出口１８が形成されている。第２筐体１２とサンプル１００とにより区画される第２空間１４内には、流入口１７からガスが流入する。第２空間１４内に流入するガスは、水分が除去されたドライガス（例えば窒素ガス）からなるキャリアガスである。これにより、第２空間１４内にはキャリアガスが充填され、第１空間１３よりも水蒸気濃度が低い状態で保たれる。そのため、第１空間１３内のテストガスに含まれる水分（水蒸気）は、サンプル１００を透過して第２空間１４内に流入し、第２空間１４内のキャリアガスが水分を含んだ状態となる。水分を含む第２空間１４内のキャリアガスは、流出口１８からオーバーフローして、水蒸気濃度検出部（図示せず）により水蒸気濃度が検出される。流入口１７及び流出口１８は、第２空間１４内にキャリアガスを連続的に流すキャリアガスフロー機構を構成している。
【００３０】
２．サンプルの構成
図２は、サンプル１００の構成例を示した概略断面図である。本実施形態において測定対象となるサンプル１００は、例えば複数の層１０１，１０２，１０３が積層された多層フィルムである。より具体的には、サンプル１００は偏光板であり、例えば基材フィルム１０１、偏光子１０２及び粘着層１０３などが積層されている。各層１０１，１０２，１０３の厚みは、例えば数μｍ〜数十μｍである。
【００３１】
サンプル１００は、例えば基材フィルム１０１が第１空間１３側、粘着層１０３が第２空間１４側となるように測定室１内に配置される。この場合、第１空間１３内のテストガスに含まれる水分は、図２に矢印で示すように、基材フィルム１０１、偏光子１０２及び粘着層１０３をこの順序で透過し、第２空間１４内のキャリアガスに混合される。
【００３２】
各層１０１，１０２，１０３は、それぞれ固有の透湿度を有しており、第１空間１３内のテストガスに含まれる水分は、各層１０１，１０２，１０３を透過する過程で層内及び界面に少量ずつたまることとなる。したがって、各層１０１，１０２，１０３に含まれる水分の割合（水分率）は、第１空間１３内のテストガスに含まれる水分が各層１０１，１０２，１０３を通過する前後で異なる値となる。
【００３３】
サンプル１００を構成する各層１０１，１０２，１０３の透湿度は、各層１０１，１０２，１０３が単体の状態と積層された状態とで異なる。これは、積層された各層１０１，１０２，１０３それぞれの線膨張が異なり、延伸プロセスを経て内部応力が存在した状態であることなどから、内圧等の相互作用を受けることが原因になっているものと考えられる。本実施形態では、各層１０１，１０２，１０３が積層された状態のままサンプル１００を透過する水分の透過量を測定し、その測定結果に基づいて各層１０１，１０２，１０３の特性を解析することを主目的としている。
【００３４】
３．動的透湿性評価装置の構成
図３は、動的透湿性評価装置の構成例を示したブロック図である。本実施形態における動的透湿性評価装置は、上述した構成に加えて、例えばテストガス調整機構２、水蒸気濃度検出部３及び制御部４などを備えている。
【００３５】
テストガス調整機構２は、流入口１５から測定室１内（第１空間１３内）に流入させるテストガスの水蒸気濃度及び温度を調整する。このテストガス調整機構２を制御することにより、第１空間１３内のテストガスの水蒸気濃度及び温度を任意の値に調整することができる。すなわち、第１空間１３内のテストガスの水蒸気濃度及び温度を一定に保つこともできるし、変化させることもできる。
【００３６】
水蒸気濃度検出部３は、流出口１８を介して測定室１内（第２空間１４内）から流出するキャリアガス中の水蒸気濃度を検出する。流入口１７から第２空間１４内に流入するキャリアガスはドライガスであるため、水蒸気濃度検出部３により検出された水蒸気濃度に基づいて、第１空間１３内から第２空間１４内に透過した水分の量を算出することができる。
【００３７】
制御部４は、コンピュータなどの制御装置により構成される。制御部４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成であり、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、温度制御部４０、水蒸気濃度制御部４１、測定部４２及び解析部４３などとして機能する。解析部４３には、透湿度解析部４３１及び水分係数解析部４３２が含まれる。
【００３８】
温度制御部４０は、テストガス調整機構２を制御して測定室１内（第１空間１３内）のテストガスの温度を変化させる。水蒸気濃度制御部４１は、テストガス調整機構２を制御して測定室１内（第１空間１３内）のテストガス中の水蒸気濃度を変化させる。測定部４２は、水蒸気濃度検出部３からの検出信号に基づいて、キャリアガス中の水蒸気濃度を測定する。
【００３９】
解析部４３は、温度制御部４０及び水蒸気濃度制御部４１におけるテストガス調整機構２の制御態様、及び、測定部４２におけるキャリアガス中の水蒸気濃度の測定結果に基づいて、サンプル１００の特性を解析する。本実施形態では、透湿度解析部４３１によりサンプル１００の透湿度を解析し、水分係数解析部４３２により水分係数を解析することができる。ここで、透湿度は、水分の透過のしやすさを表す値であり、透過速度に対応している。また、水分係数は、水分のたまりやすさを表す値を意味している。
【００４０】
４．サンプルの解析方法
図４は、サンプル１００の解析方法について説明するための図である。本実施形態では、水蒸気濃度制御部４１によりテストガス調整機構２を制御して、測定室１内（第１空間１３内）のテストガス中の水蒸気濃度を周期的に変化させ、そのときの測定部４２におけるキャリアガス中の水蒸気濃度（透過量）の測定結果に基づいてサンプル１００の特性が解析される。図４では、横軸を時間、縦軸を透過量（水蒸気濃度）として、測定部４２により測定される透過量（出力）を実線で示すとともに、そのときの第１空間１３内のテストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化（入力）を破線で対応付けて示している。
【００４１】
図４の例では、第１空間１３内のテストガス中の水蒸気濃度がサインカーブで変化するように、水蒸気濃度制御部４１がテストガス調整機構２を制御している。ただし、第１空間１３内のテストガス中の水蒸気濃度の変化は、周期的な変化であればよく、コサインカーブその他の各種態様で変化させることができる。この場合、入力である第１空間１３内のテストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形Ｗ１に対して、出力である測定部４２により測定されるキャリアガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形Ｗ２がずれを生じる。本発明は、このような入力に対する出力のずれを解析（波形解析）することにより、サンプル１００の特性を幅広く解析しようとするものである。
【００４２】
具体的には、波形Ｗ１のテストガス中の水蒸気濃度変化に対応する波形Ｗ２のキャリアガス中の水蒸気濃度（透過量）の高さＡは、サンプル１００の透湿度に応じた値となり、波形Ｗ１に対する波形Ｗ２のずれ（時間のずれ）Ｂは、サンプル１００における水分のたまりやすさ（水分係数）に応じた値となる。したがって、これらの値Ａ，Ｂを複素的に捉えれば、Ａに対応する透湿度を実部（Ｒｅ）、Ｂに対応する水分係数を虚部（Ｉｍ）とする複素数（Ａ＋Ｂ×ｉ）を用いてサンプル１００の特性を解析することができる。
【００４３】
また、入力である第１空間１３内のテストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化の周波数を段階的又は連続的に変化させれば、その周波数依存性から任意の層や層間の特性をも評価することができる。すなわち、図２に示すような複数の層１０１，１０２，１０３が積層されたサンプル１００を積層状態のまま測定する場合であっても、入力の波形Ｗ１の周波数を変化させれば、その周波数に応じたいずれかの層内又は界面の特性（透湿度及び水分係数）を解析することができる。具体的には、それぞれの周波数にて、第１空間１３内のテストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形Ｗ１と、その水蒸気濃度の変化に対する測定部４２で測定されるキャリアガス中の水蒸気濃度（透過量）の周期的な変化を表す波形Ｗ２とのずれを解析（波形解析）する。このとき、各周波数毎の特性をナイキスト線図やボード線図にプロットして、その軌跡からサンプルの内部状態を評価することが可能である。
【００４４】
上記のような解析方法は、測定室１内（第１空間１３内）の温度を変化させて、各温度において行うこともできる。すなわち、温度制御部４０により測定室１内のテストガスの温度を変化させて、各温度において水蒸気濃度制御部４１により測定室１内のテストガス中の水蒸気濃度を変化させたときに、各温度における水蒸気濃度の変化に対する測定部４２で測定されるキャリアガス中の水蒸気濃度（透過量）の変化のずれを算出してもよい。例えば、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃などの異なる温度で、それぞれ測定室１内のテストガス中の水蒸気濃度を変化させて上記のような波形解析を行ってもよい。
【００４５】
５．作用効果
本実施形態では、第１空間１３内のテストガス中の水蒸気濃度を変化させ（制御ステップ）、その水蒸気濃度の変化に対する測定部４２で測定されるキャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれＢを解析部４３で算出することにより（解析ステップ）、そのずれＢに基づいてサンプル１００の特性を解析することができる。算出したキャリアガス中の水蒸気濃度の変化のずれＢは、上述の通り、サンプル１００における水分のたまりやすさ（水分係数）に対応している。したがって、サンプル１００における水分の透過量だけでなく、水分のたまりやすさも解析することができるため、サンプル１００の特性を幅広く解析することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、第１空間１３内のテストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形Ｗ１と、その水蒸気濃度の変化に対する測定部４２で測定されるキャリアガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形Ｗ２とを比較する波形解析により、サンプル１００の特性を幅広く解析することができる。具体的には、上述の通り、波形Ｗ２の高さＡに基づいて透湿度を解析し、波形Ｗ１，Ｗ２のずれＢに基づいて水分のたまりやすさ（水分係数）を解析することができる。また、キャリアガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形Ｗ２は、テストガス中の水蒸気濃度の周期的な変化を表す波形Ｗ１の周波数に応じた位置におけるサンプル１００の特性を示しているため、上述の通り周波数を任意に設定することにより、サンプル１００中の任意の層における特性を評価することができる。
【００４７】
６．変形例
以上の実施形態では、水蒸気濃度制御部４１が、テストガス調整機構２を制御して測定室１内のテストガス中の水蒸気濃度を周期的に変化させるような構成について説明した。しかし、周期的な変化以外の態様で規則的又は不規則に測定室１内のテストガス中の水蒸気濃度を変化させるような構成であってもよい。
【００４８】
サンプル１００は、多層フィルムに限らず、フィルム単体であってもよい。また、本発明に係る動的透湿性評価装置は、フィルム以外のサンプル１００についても測定可能である。
【００４９】
以上の実施形態では、動的透湿性評価装置の構成について説明したが、動的透湿性評価装置の制御部４としてコンピュータを機能させるためのプログラム（動的透湿性評価プログラム）を提供することも可能である。この場合、上記プログラムは、記憶媒体に記憶された状態で提供されるような構成であってもよいし、プログラム自体が提供されるような構成であってもよい。
【００５０】
また、本発明は、水蒸気だけでなく、酸素、二酸化炭素などの各種検体についての動的ガス透過性透湿性を評価する動的ガス透過性評価装置、動的ガス透過性評価方法及び動的ガス透過性評価プログラムにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１      測定室
２      テストガス調整機構
３      水蒸気濃度検出部
４      制御部
１０    筐体
１１    第１筐体
１２    第２筐体
１３    第１空間
１４    第２空間
１５    流入口
１６    流出口
１７    流入口
１８    流出口
４０    温度制御部
４１    水蒸気濃度制御部
４２    測定部
４３    解析部
１００  サンプル
１０１  基材フィルム
１０２  偏光子
１０３  粘着層
４３１  透湿度解析部
４３２  水分係数解析部
Ｗ１    波形
Ｗ２    波形
Ａ      波形Ｗ２の高さ
Ｂ      波形Ｗ１に対する波形Ｗ２のずれ（時間のずれ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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