(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部刺激による多孔性物質のガスの吸着量を検出して多孔性物質の特性を測定する方法に用いられる多孔性物質の特性測定装置であって、
容積が一定で多孔性物質が収納された収納部と、該収納部へ導入される所定のガスが貯蔵されたガス貯蔵部と、上記収納部から上記ガスの排気を行うガス排気部とを備えるとともに、
上記収納部の内部圧力を検出する圧力検出部を有し、該圧力検出部で検出された検出圧力に基づいて、上記収納部への上記ガスの導入量と上記収納部からの上記ガスの排出量との少なくともいずれか一方を制御して、上記収納部の内部圧力を一定に維持するフィードバック制御部と、
上記収納部内部圧力を一定に維持した状態で上記多孔性物質に外部刺激を与える手段と
を備え、
上記ガスの導入量と上記ガスの排出量との差に基づいて上記外部刺激による上記多孔性物質の上記ガスの吸着量を測定する
ことを特徴とする多孔性物質の特性測定装置。
【請求項２】
前記フィードバック制御部は、前記収納部と前記ガス貯蔵部との間に配設され、前記収納部への前記ガスの導入量を調整する導入量調整部と、前記収納部と前記ガス排気部との間に配設され、前記収納部からの前記ガスの排出量を調整する排出量調整部とを備え、前記圧力検出部で検出された検出圧力に基づいて前記収納部の内部圧力を所定の設定値に維持するように、上記導入量調整部と上記排出量調整部との少なくともいずれか一方の流量調整を行うことを特徴とする請求項１記載の多孔性物質の特性測定装置。
【請求項３】
前記収納部の内部圧力が所定の設定値で平衡状態になった以後も、前記収納部に前記ガスを導入することを特徴とする請求項２記載の多孔性物質の特性測定装置。
【請求項４】
前記収納部への前記ガスの導入量を検出する導入量検出部と、前記収納部からの前記ガスの排出量を検出する排出量検出部とを備え、
上記導入量検出部で検出された前記ガスの導入量と、上記排出量検出部で検出された前記ガスの排出量との差から、前記多孔性物質への前記ガスの吸着量を測定することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の多孔性物質の特性測定装置。
【請求項５】
前記収納部の内部圧力の設定値に対応する設定圧力信号を出力する設定圧力出力部と、
前記圧力検出部から出力される検出圧力信号および上記設定圧力信号が入力され、かつ、上記設定圧力信号と上記検出圧力信号との差を増幅して出力する差動増幅回路とを備え、
該差動増幅回路からの出力に基づいて、前記ガスの導入量と排出量との少なくともいずれか一方の調整を行うことを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の多孔性物質の特性測定装置。
【請求項６】
前記ガスの導入量を略一定とし、前記圧力検出部で検出された検出圧力に基づいて、前記ガスの排出量の調整を行うことを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の多孔性物質の特性測定装置。
【請求項７】
外部刺激による多孔性物質のガスの吸着量を検出して多孔性物質の特性を測定する方法に用いられる多孔性物質の特性測定装置であって、
容積が一定で多孔性物質が収納された収納部と、該収納部へ導入される所定のガスが貯蔵されたガス貯蔵部と、上記収納部から上記ガスの排気を行うガス排気部とを備えるとともに、
上記多孔性物質の重量を検出する重量検出部を有し、該重量検出部で検出された検出重量に基づいて、上記収納部への上記ガスの導入量と上記収納部からの上記ガスの排出量との少なくともいずれか一方を制御して、上記多孔性物質への上記ガスの吸着量を一定に維持するフィードバック制御部と、
上記ガスの吸着量を一定に維持した状態で上記多孔性物質に外部刺激を与える外部刺激付与手段と
を備え、
上記ガスの吸着量が一定に維持された状態で上記外部刺激に対応して変化する多孔性物質の特性を測定する
ことを特徴とする多孔性物質の特性測定装置。
【請求項８】
前記フィードバック制御部は、前記収納部と前記ガス貯蔵部との間に配設され、前記収納部への前記ガスの導入量を調整する導入量調整部と、前記収納部と前記ガス排気部との間に配設され、前記収納部からの前記ガスの排出量を調整する排出量調整部とを備え、前記重量検出部で検出された検出重量に基づいて前記多孔性物質への前記ガスの吸着量を所定の設定値に維持するように、上記導入量調整部と上記排出量調整部との少なくともいずれか一方の流量調整を行うことを特徴とする請求項７記載の多孔性物質の特性測定装置。
【請求項９】
前記多孔性物質への前記ガスの吸着量が所定の設定値となり、かつ、前記収納部の内部が平衡状態になった以後も、前記収納部に前記ガスを導入することを特徴とする請求項８記載の多孔性物質の特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔性物質の特性測定装置および多孔性物質の特性測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゼオライトや活性炭等の多孔性物質の内部には、大量の微少空間が形成されている。この微少空間は種々のガスを吸着することから、微少空間を利用したガスの貯蔵や分離、反応が注目されている。近年では、水素やメタン等の貯蔵や、環境負荷物質の除去等を行うための新規な多孔性物質の開発が盛んに行われている。
【０００３】
微少空間へのガスの取込量、すなわち、ガスの吸着量は、多孔性物質の重要な特性の一つである。そのため、新規な多孔性物質が合成された際等には、必ず、ガスの吸着量の測定が行われている。かかる吸着量の測定方法としては、コイルスプリング等の弾性体の伸長量から多孔性物質の重量増加分を測定することで吸着量を直接的に測定する重量法や、密閉容器内に封入したガスの圧力の変化を測定し気体の状態方程式を用いて吸着量を間接的に測定する容量法が知られている（たとえば、特許文献１から３参照）。
【０００４】
重量法や容量法では、多孔性物質が収納された収納容器の内部温度を所定の温度に維持した状態で、吸着量の圧力依存性が測定される。すなわち、一定温度下において、収納容器の内圧を変化させたときの多孔性物質の吸着量が測定され、その測定結果に基づいて、一定温度下における多孔性物質の吸着量と収納容器の内圧との関係を示す吸着等温線が作成される。吸着量の圧力依存性の測定は、必要に応じて、収納容器の内部温度を種々変えながら行われ、各温度に対応した吸着等温線が作成される。そして、作成された吸着等温線を用いて吸着量の算出や多孔性物質の他の特性の解析が行われる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６９８４８号公報
【特許文献２】特開２００２−２７７３６９号公報
【特許文献３】特開２０００−２９２２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多孔性物質の特性として、上述した吸着量以外にも重要な特性がある。たとえば、吸着されたガスと多孔性物質との結合力の指標となる吸着熱が、多孔性物質の重要な特性として挙げられる。しかしながら、重量法や容量法での測定結果から、直接的に得ることができるのは吸着等温線である。そして、吸着量以外の特性を得るためには、作成された吸着等温線を利用した複雑な解析が必要となる。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、多孔性物質の種々の特性を容易に得ることが可能な構成を備えた多孔性物質の特性測定装置および多孔性物質の特性測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の多孔性物質の特性測定装置は、外部刺激による多孔性物質のガスの吸着量を検出して多孔性物質の特性を測定する方法に用いられる多孔性物質の特性測定装置であって、容積が一定で多孔性物質が収納された収納部と、収納部へ導入される所定のガスが貯蔵されたガス貯蔵部と、収納部から上記ガスの排気を行うガス排気部とを備えるとともに、収納部の内部圧力を検出する圧力検出部を有し、圧力検出部で検出された検出圧力に基づいて、収納部へのガスの導入量と収納部からの上記ガスの排出量との少なくともいずれか一方を制御して、収納部の内部圧力を一定に維持するフィードバック制御部と、収納部内部圧力を一定に維持した状態で、多孔性物質に外部刺激を与える手段とを備え、ガスの吸着量とガスの排出量との差に基づいて、外部刺激が与えられた状態でのガスの吸着量を測定することを特徴とする。
【０００９】
本発明の多孔性物質の特性測定装置は、圧力検出部で検出された検出圧力に基づいて、ガスの導入量と排出量との少なくともいずれか一方を制御して、収納部の内部圧力を一定に維持するフィードバック制御部を備えている。そのため、多孔性物質が収納された収納部の内部圧力を一定に保った状態で、収納部にガスを導入しながら、収納部の内部の温度や電場、あるいは磁場を変化させることができる。また、収納部の内部圧力を一定に保った状態で、収納部にガスを導入しながら、強度を変化させつつ多孔性物質に光を照射することができる。したがって、圧力一定下における多孔性物質の種々の特性を容易に測定することができる。たとえば、圧力一定下における多孔性物質の温度と吸着量との関係を測定することができ、その測定結果に基づいて直接的に吸着等圧線の作成が可能となる。
【００１０】
本発明において、フィードバック制御部は、収納部とガス貯蔵部との間に配設され、収納部へのガスの導入量を調整する導入量調整部と、収納部とガス排気部との間に配設され、収納部からのガスの排出量を調整する排出量調整部とを備え、圧力検出部で検出された検出圧力に基づいて収納部の内部圧力を所定の設定値に維持するように、導入量調整部と排出量調整部との少なくともいずれか一方の流量調整を行うことが好ましい。このように構成すると、導入量調整部や排出量調整部によって、ガスの導入量や排出量の調整を容易に行うことができる。
【００１１】
本発明において、収納部の内部圧力が所定の設定値で平衡状態になった以後も、収納部にガスを導入することが好ましい。このように構成すると、より安定した多孔性物質の特性の測定が可能となる。
【００１２】
本発明において、多孔性物質の特性測定装置は、収納部へのガスの導入量を検出する導入量検出部と、収納部からのガスの排出量を検出する排出量検出部とを備え、導入量検出部で検出されたガスの導入量と、排出量検出部で検出されたガスの排出量との差から、多孔性物質へのガスの吸着量を測定することが好ましい。このように構成すると、ガスの導入量および排出量を検出するといった簡易な構成で、多孔性物質へのガスの吸着量を直接的に測定することができる。
【００１３】
本発明において、多孔性物質の特性測定装置は、収納部の内部圧力の設定値に対応する設定圧力信号を出力する設定圧力出力部と、圧力検出部から出力される検出圧力信号および設定圧力信号が入力され、かつ、設定圧力信号と検出圧力信号との差を増幅して出力する差動増幅回路とを備え、差動増幅回路からの出力に基づいて、ガスの導入量と排出量との少なくともいずれか一方の調整を行うことが好ましい。このように構成すると、設定圧力出力部から出力される設定圧力信号の分解能で収納部の内部圧力を変化させることができる。そのため、たとえば、収納部の内部温度を一定に保った状態で、収納部の内部圧力を多段階にかつ微少量ずつ変化させながら、多孔性物質の吸着量を測定することができる。すなわち、一定温度下において、収納部の内部圧力を変化させたときの多孔性物質の吸着量を連続測定に近い状態で測定することができ、より精度の高い吸着等温線を作成することができる。その結果、吸着等温線の傾き（微分値）を利用して得られる多孔性物質の特性（たとえば、細孔径分布）の精度を飛躍的に向上させることができる。
【００１４】
本発明において、導入量調整部でのガスの導入量を略一定とし、圧力検出部で検出された検出圧力に基づいて、ガスの排出量の調整を行うことが好ましい。このように構成すると、排出量の調整のみを行えば良いため、ガスの流量調整が容易になる。また、収納部に導入されるガスの液化を防止することができる。すなわち、導入量の調整を行う場合には、流量調整が可能となるように、たとえば、導入量調整部の入側にある程度高い圧力をかける必要がある。そのため、ガスの種類や雰囲気温度によっては、収納部に導入されるガスが液化するおそれが生じる。これに対して、排出量の調整は、たとえば、排出量調整部の出側に負圧をかければ良いため、収納部に導入されるガスの液化を防止することが可能となる。
【００１５】
また、上記の課題を解決するため、本発明の多孔性物質の特性測定装置は、外部刺激による多孔性物質のガスの吸着量を検出して多孔性物質の特性を測定する方法に用いられる多孔性物質の特性測定装置であって、容積が一定で多孔性物質が収納された収納部と、収納部へ導入される所定のガスが貯蔵されたガス貯蔵部と、収納部からガスの排気を行うガス排気部とを備えるとともに、多孔性物質の重量を検出する重量検出部を有し、該重量検出部で検出された検出重量に基づいて、収納部へのガスの導入量と収納部からのガスの排出量との少なくともいずれか一方を制御して、多孔性物質へのガスの吸着量を一定に維持するフィードバック制御部と、ガスの吸着量を一定に維持した状態で上記多孔性物質に外部刺激を与える外部刺激付与手段とを備え、ガスの吸着量が一定に維持された状態で上記外部刺激に対応して変化する多孔性物質の特性を測定することを特徴とする。
【００１６】
本発明の多孔性物質の特性測定装置は、重量検出部で検出された検出重量に基づいて、ガスの導入量と排出量との少なくともいずれか一方を制御して、多孔性物質へのガスの吸着量を一定に維持するフィードバック制御部を備えている。そのため、多孔性物質に吸着されるガスの吸着量を一定に保った状態で、収納部にガスを導入しながら、収納部の内部圧力や内部温度、あるいは内部の電場、磁場等を変化させることができる。したがって、吸着量を一定としたときの多孔性物質の種々の特性を容易に測定することができる。たとえば、吸着量を一定としたときの収納部の内部圧力と内部温度との関係を測定することができ、その測定結果に基づいて直接的に吸着等量線の作成が可能となる。また、この吸着等量線を利用して、たとえば、多孔性物質の特性である等量吸着熱を、以下のＣｌａｐｅｙｒｏｎ−Ｃｌａｕｓｉｕｓ式（式（１））から容易に得ることができる。
［式１］
0004572297.tif 000002
ここで、ｑｓｔは等量吸着熱、Ｐは内部圧力、Ｔは内部温度、Ｒはガス定数である。このように、本発明では等量吸着熱を求めるため、式（１）右辺に含まれる内部圧力と内部温度との関係を直接に測定することができる。
【００１７】
本発明において、フィードバック制御部は、収納部とガス貯蔵部との間に配設され、収納部へのガスの導入量を調整する導入量調整部と、収納部とガス排気部との間に配設され、収納部からのガスの排出量を調整する排出量調整部とを備え、重量検出部で検出された検出重量に基づいて多孔性物質へのガスの吸着量を所定の設定値に維持するように、導入量調整部と排出量調整部との少なくともいずれか一方の流量調整を行うことが好ましい。このように構成すると、導入量調整部や排出量調整部によって、ガスの導入量や排出量の調整を容易に行うことができる。
【００１８】
本発明において、多孔性物質へのガスの吸着量が所定の設定値となり、かつ、収納部の内部が平衡状態になった以後も、収納部にガスを導入することが好ましい。このように構成すると、より安定した多孔性物質の特性の測定が可能となる。
【００１９】
さらに、上記の課題を解決するため、本発明の多孔性物質の特性測定方法は、容積が一定で多孔性物質が収納された収納部の内部を平衡状態にする工程と、多孔性物質に外部刺激を加える工程と、収納部の内部圧力を検出する圧力検出部で検出された検出圧力に基づいて収納部へのガスの導入量と収納部からのガスの排出量との少なくともいずれか一方を制御して収納部の内部圧力を維持する工程とを備え、ガスの導入量とガスの排出量との差に基づいて、外部刺激による多孔性物質のガスの吸着量を検出することを特徴とする。
【００２０】
本発明の多孔性物質の特性測定方法では、圧力検出部で検出された検出圧力に基づいて、収納部へのガスの導入量や収納部からのガスの排出量を制御して収納部の内部圧力を維持し、ガスの導入量とガスの排出量との差に基づいて、外部刺激による多孔性物質のガスの吸着量を検出している。そのため、多孔性物質が収納された収納部の内部圧力を一定に保った状態で、収納部にガスを導入しながら、収納部の内部の温度や電場、あるいは磁場等といった外部刺激を変化させた状態で、多孔性物質のガスの吸着量を検出することができる。また、収納部の内部圧力を一定に保った状態で、収納部にガスを導入しながら、強度を変化させつつ多孔性物質に光を外部刺激として照射し、照射後の多孔性物質のガスの吸着量を検出することができる。したがって、圧力一定下における多孔性物質の種々の特性を容易に測定することができる。
【００２１】
さらにまた、上記の課題を解決するため、本発明の多孔性物質の特性測定方法は、容積が一定で多孔性物質が収納された収納部の内部を平衡状態にする工程と、多孔性物質に外部刺激を加える工程と、多孔性物質の重量を検出する重量検出部で検出された検出重量に基づいて収納部へのガスの導入量と収納部からのガスの排出量との少なくともいずれか一方を制御して多孔性物質へのガスの吸着量を維持する工程とを備え、外部刺激に対応して変化する多孔性物質の特性を測定することを特徴とする。
【００２２】
本発明の多孔性物質の特性測定方法では、重量検出部で検出された検出重量に基づいて、収納部へのガスの導入量や収納部からのガスの排出量を制御して多孔性物質へのガスの吸着量を維持し、外部刺激に対応して変化する多孔性物質の特性を測定している。そのため、多孔性物質に吸着されるガスの吸着量を一定に保った状態で、収納部にガスを導入しながら、収納部の内部圧力や内部温度、あるいは内部の電場、磁場等といった外部刺激を変化させることができる。したがって、吸着量を一定としたときの多孔性物質の種々の特性を容易に測定することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明の多孔性物質の特性測定装置および多孔性物質の特性測定方法では、多孔性物質の種々の特性を容易に得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
［実施の形態１］
（多孔性物質の特性測定装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる多孔性物質の特性測定装置１の概略構成を示す模式図である。
【００２６】
本形態の多孔性物質の特性測定装置１（以下、「特性測定装置１」と表記する。）は、ゼオライトや活性炭等の多孔性物質２の種々の特性（たとえば、ガスの吸着特性）を測定するための装置である。この特性測定装置１は、図１に示すように、容積が一定で多孔性物質２が収納された収納部３と、収納部３の内部圧力を検出する圧力検出部４と、収納部３へ導入される所定のガスが貯蔵されたガス貯蔵部５と、収納部３からガスの排出を行うガス排気部６と、収納部３とガス貯蔵部５との間に配設され、収納部３へのガスの導入量を調整する導入量調整部としての導入量調整弁７と、収納部３とガス排気部６との間に配設され、収納部３からのガスの排出量を調整する排出量調整部としての排出量調整弁８とを備えている。なお、圧力検出部４と排出量調整弁８とは、圧力検出部４で検出された検出圧力に基づいて、収納部３の内部圧力を一定に維持するフィードバック制御部の一部を構成している。
【００２７】
また、特性測定装置１は、図１に示すように、収納部３へのガスの導入量を検出する導入量検出部としての導入側流量計９と、収納部３からのガスの排出量を検出する排出量検出部としての排出側流量計１０とを備えている。本形態では、導入側流量計９は、導入量調整弁７とガス貯蔵部５との間に配設され、排出側流量計１０は、排出量調整弁８とガス排気部６との間に配設されている。なお、導入側流量計９は、収納部３と導入量調整弁７との間に配設されても良いし、排出側流量計１０は、収納部３と排出量調整弁８との間に配設されても良い。
【００２８】
さらに、特性測定装置１は、図１に示すように、特性測定装置１の制御等を行う制御部１２と、排出量調整弁８に制御信号を出力する差動増幅回路１３とを備えている。本形態の制御部１２は、収納部３の内部圧力の設定値に対応する設定圧力信号を出力する設定圧力出力部となっている。なお、制御部１２と差動増幅回路１３とは、圧力検出部４等とともに、フィードバック制御部を構成している。
【００２９】
本形態の特性測定装置１で使用されるガスは多種多様であり、たとえば、窒素、水素、水蒸気、二酸化炭素、メタン、メタノール、クロロホルム、あるいは、ブロモホルム等である。この特性測定装置１では、これらのガスを用いて、たとえば、多孔性物質２の細孔径分布等の構造的な特性や、除湿性能、不純物除去性能、あるいは、有害物質除去性能等の種々の特性が得ることができるようになっている。
【００３０】
収納部３は、図１に示すように、多孔性物質２が収納される収納容器１４と、導入量調整弁７および排出量調整弁８と収納容器１４との間に配設される中間容器１５と、収納容器１４と中間容器１５とを接続する接続路１６とを備えている。
【００３１】
収納容器１４は、多孔性物質２の出し入れが可能で、かつ、密閉可能な容器で構成されている。中間容器１５は、ガスの導入あるいはガスの排出によって収納容器１４の内部圧力が急激に変化するのを防止するバッファとしての機能を備えている。この中間容器１５は、密閉容器となっている。接続路１６は、収納容器１４と中間容器１５との間でガスが自由に往来できるように、収納容器１４と中間容器１５とを接続している。この接続路１６は、往来するガスが外部へ漏出しないように構成されている。
【００３２】
ガス貯蔵部５は、収納部３へ導入されるガスが貯蔵される密閉容器であり、たとえば、ガス貯蔵部５はガスボンベである。このガス貯蔵部５は図示を省略する開閉弁を備えている。また、ガス貯蔵部５には、必要に応じて所定の内圧がかけられている。
【００３３】
ガス排気部６は、収納部３からガスの排出を行う真空ポンプ（図示省略）を備えている。この真空ポンプは、収納部３の内部圧力を真空（より具体的には、たとえば、１０−６Ｔｏｒｒ）にすることができる能力を備えている。
【００３４】
本形態の導入量調整弁７および排出量調整弁８はともに、ピエゾ素子を利用してガスの流量を調整するピエゾバルブである。ピエゾバルブを使用することで、導入量調整弁７および排出量調整弁８は、ガスの流量の微調整が可能で、かつ、この微調整を高速で行うことが可能となっている。また、導入量調整弁７は、所定の配管によって、中間容器１５と導入側流量計９とに接続され、排出量調整弁８は、所定の配管によって、中間容器１５と排出側流量計１０とに接続されている。
【００３５】
本形態では、導入量調整弁７は、一定流量のガスを収納部３へ導入するように調整されている。この導入量調整弁７での流量は、たとえば、制御部１２で設定され、制御部１２からの制御信号を受けて、導入量調整弁７での流量調整が行われている。なお、導入量調整弁７は、ピエゾバルブには限定されず、一定流量のガスを収納部３へ導出することが可能な流量調整弁であれば良い。
【００３６】
また、本形態では、排出量調整弁８での流量は、圧力検出部４で検出された収納部３内部の検出圧力に基づいて調整されている。より具体的には、後述のように、差動増幅回路１３には、圧力検出部４で検出される収納部３の検出圧力に対応する検出圧力信号と、収納部３の内部圧力の設定値に対応する設定圧力信号とが入力され、かつ、差動増幅回路１３は、設定圧力信号と検出圧力信号との差を増幅して出力するように構成されている。そして、排出量調整弁８での流量は、差動増幅回路１３から出力された制御信号に基づいて、収納部３の内部圧力を設定値に近づけるように調整されている。なお、排出量調整弁８は、ピエゾバルブには限定されず、差動増幅回路１３からの電気信号によって自動で流量調整を行うことが可能な流量調整弁であれば良い。
【００３７】
このように本形態では、導入量調整弁７での流量が一定に調整され、排出量調整弁８での流量が差動増幅回路１３から出力された制御信号に基づいて調整されることで、収納部３の内部圧力が設定値となるように、ガスの流量が調整（制御）されている。すなわち、収納部３の内部圧力が設定値の近辺で一定に維持されるように、導入量調整弁７および排出量調整弁８の調整が行われている。
【００３８】
本形態の導入側流量計９および排出側流量計１０はともに、通過するガスの流速を測定する流速カウンタである。図１に示すように、導入側流量計９および排出側流量計１０で検出されたガスの流速に対応する信号は、制御部１２に入力されるようになっている。そして、導入側流量計９で検出されたガスの流速の時間履歴から、制御部１２で、収納部３へのガスの導入量が算出されるようになっている。同様に、排出側流量計１０で検出されたガスの流速の時間履歴から、制御部１２で、収納部３からのガスの排出量が算出されるようになっている。また、算出されたガスの導入量とガスの排出量との差から、制御部１２で、多孔性物質２へのガスの吸着量が算出されるようになっている。
【００３９】
図１に示すように、導入側流量計９は、所定の配管によって、導入量調整弁７とガス貯蔵部５とに接続されている。排出側流量計１０は、所定の配管によって、排出量調整弁８とガス排気部６とに接続されている。
【００４０】
圧力検出部４は、たとえば、高精度の圧力センサであり、中間容器１５の内部圧力を検出するようになっている。この圧力検出部４は、検出された収納部３の検出圧力に対応する検出圧力信号をデジタル信号として差動増幅回路１３に向かって出力するようになっている。
【００４１】
制御部１２は、たとえば、パーソナルコンピュータである。この制御部１２では、上述のように、導入量調整弁７での流量が入力されたり、導入側流量計９や排出側流量計１０で検出されたガスの流速に基づいて、収納部３へのガスの導入量や収納部３からのガスの排出量、多孔性物質２へのガスの吸着量等が算出されるようになっている。また、制御部１２には収納部３の内部圧力の設定値が入力されるようになっており、制御部１２は、この設定値に対応する設定圧力信号を差動増幅回路１３に向かって出力するようになっている。より具体的には、制御部１２は、ＡＤコンバータによってデジタル信号に変換された設定圧力信号を出力するようになっている。すなわち、制御部１２は、ＡＤコンバータの分解能（刻み値）で、多段階にかつ微少量ずつ変化させた設定圧力信号を出力できるようになっている。
【００４２】
差動増幅回路１３には、圧力検出部４から出力された検出圧力信号と、制御部１２から出力された設定圧力信号とが入力されように構成されている。また、差動増幅回路１３は、設定圧力信号と検出圧力信号との差を増幅した信号を制御信号として排出量調整弁８に向かって出力するように構成されている。
【００４３】
（多孔性物質の特性測定方法）
図２は、図１の特性測定装置１での測定結果に基づいて作成された吸着等温線を示すグラフである。図３は、図１の特性測定装置１での測定結果に基づいて作成された吸着等圧線を示すグラフである。
【００４４】
以上のように構成された特性測定装置１を用いて、多孔性物質２の種々の特性が測定される。以下では、多孔性物質２の特性測定方法の代表的なものとして、収納部３の内部温度を一定に保った状態で、収納部３の内部圧力を変化させたときの多孔性物質２のガスの吸着量の測定方法の一例と、収納部３の内部圧力を一定に保った状態で、収納部３の内部温度を変化させたときの多孔性物質２のガスの吸着量の測定方法の一例との２つの特性測定方法を説明する。
【００４５】
はじめに、収納部３の内部温度を一定に保った状態で、収納部３の内部圧力を変化させたときの多孔性物質２のガスの吸着量の測定方法の一例について説明する。
【００４６】
まず、ガス貯蔵部５の開閉弁（図示省略）を閉じた状態で、収納部３（すなわち、収納容器１４、中間容器１５および接続路１６）の内部温度を一定の温度Ｔ１にする。より具体的には、たとえば、図示を省略する恒温槽の中に収納部３を配置して、収納部３の内部温度を温度Ｔ１にする。その後、ガス排気部６に設けられた真空ポンプ（図示省略）によって、収納部３を真空状態にする。
【００４７】
収納部３を真空状態にしたところで、ガス貯蔵部５の開閉弁を開き、収納部３の内部が、第１の設定値に対応する圧力で平衡状態になるまで、収納部３にガスを導入する。この際には、制御部１２から、収納部３の内部圧力の第１の設定値に対応する設定圧力信号が出力され、圧力検出部４から、検出された収納部３の検出圧力に対応する検出圧力信号が出力されている。また、差動増幅回路１３から、設定圧力信号と検出圧力信号との差を増幅した制御信号が出力され、この制御信号が排出量調整弁８に入力されている。そして、制御信号に基づいて、収納部３の内部圧力を第１の設定値に近づけるように（すなわち、収納部３の内部圧力を第１の設定値に対応する圧力のままで一定に維持するように）、排出量調整弁８でのガスの排出量が調整される。なお、この際には、導入量調整弁７でのガスの導入量は一定となっている。また、この際には、必要に応じてガス排気部６に設けられた真空ポンプを駆動している。
【００４８】
やがて、収納部３の内部が第１の設定値に対応する内部圧力で平衡状態となる。収納部３へガスを導入してから、収納部３の内部が平衡状態となるまでの、導入側流量計９および排出側流量計１０で検出されたガスの流速の時間履歴から、制御部１２で、多孔性物質２へのガスの吸着量を算出する。なお、収納部３の内部が平衡状態になると、収納部３へのガスの導入量と収納部３からのガスの排出量とが等しくなる。
【００４９】
収納部３の内部が平衡状態になった後、収納部３の内部圧力の設定値を、第１の設定値から第２の設定値へ変更する。より具体的には、制御部１２から出力される設定圧力信号を第２の設定値に対応したものに変更する。収納部３の内部圧力の設定値が変更されると、収納部３の内部圧力を変更後の設定値に近づけるように、排出量調整弁８でのガスの排出量が調整される。やがて、収納部３の内部が第２の設定値に対応する内部圧力で平衡状態となる。収納部３の内部圧力の設定値を変更してから収納部３の内部が平衡状態となるまでの、導入側流量計９および排出側流量計１０で検出されたガスの流速の時間履歴から、制御部１２で、多孔性物質２へのガスの吸着量を算出する。
【００５０】
収納部３の内部圧力の設定値を変えながら、以上の測定を繰り返すことで、収納部３の内部温度を一定の温度Ｔ１としたときの、収納部３の内部圧力と多孔性物質２のガスの吸着量との関係を測定することができる。また、この測定結果から、吸着等温線を作成することができ、たとえば、図２の曲線Ｌ１で示すような吸着等温線を得ることができる。なお、図２では、横軸が収納部３内部の相対圧力Ｐｏ、縦軸が多孔性物質２の吸着量ｍとなっている。また、収納部３の内部温度を温度Ｔ１よりも低い一定の温度Ｔ２として、上記と同様の測定を行うと、図２の曲線Ｌ２で示すような吸着等温線を得ることができる。
【００５１】
ここで、上述のように、設定圧力信号は、ＡＤコンバータの分解能で段階的に変化させることができるため、非常に多くの測定値を得ることができる。具体的には、本形態では、収納部３の内部圧力の設定値を０．０１Ｔｏｒｒずつ変化させながら、多孔性物質２の吸着量を測定することができる。しかし、特性測定装置１での測定結果からでは、直接、完全に連続した曲線Ｌ１、Ｌ２を得ることはできない。したがって、特性測定装置１での測定結果から吸着等温線を作成する場合には、内挿法によって、測定点と測定点との間の値を補完している。
【００５２】
また、この特性測定装置１において、収納部３の内部圧力を変化させながら、多孔性物質２の吸着量の測定を行う測定時間は、従来の重量法や容量法で同等の情報量を得るための測定時間の約１／３から１／５程度とすることが可能である。
【００５３】
続いて、収納部３の内部圧力を一定に保った状態で、収納部３の内部温度を変化させたときの多孔性物質２のガスの吸着量の測定方法の一例について説明する。
【００５４】
まず、上述した測定方法と同様に、ガス貯蔵部５の開閉弁（図示省略）を閉じた状態で、収納部３の内部温度を一定の温度Ｔ３にする。その後、ガス排気部６に設けられた真空ポンプ（図示省略）によって、収納部３を真空状態にする。収納部３を真空状態にしたところで、ガス貯蔵部５の開閉弁を開き、収納部３の内部が平衡状態になるまで、収納部３にガスを導入する。
【００５５】
このとき、収納部３の内部圧力を、たとえば、圧力Ｐ１に設定する。排出量調整弁８は、入力された制御信号に基づいて、収納部３の内部圧力を圧力Ｐ１に近づけるように（すなわち、収納部３の内部圧力を一定圧力Ｐ１に維持するように）、ガスの排出量を調整する。なお、このときには、導入量調整弁７でのガスの導入量は一定となっている。また、このときには、必要に応じてガス排気部６に設けられた真空ポンプを駆動している。
【００５６】
やがて、収納部３の内部が圧力Ｐ１で平衡状態となる。収納部３へガスを導入してから、収納部３の内部が平衡状態となるまでの、導入側流量計９および排出側流量計１０で検出されたガスの流速の時間履歴から、制御部１２で、多孔性物質２へのガスの吸着量を算出する。
【００５７】
その後、収納部３の内部圧力の設定値は変更せずに、収納部３の内部温度を変更する。より具体的には、たとえば、収納部３が配置された恒温槽の設定温度を変更する。収納部３の内部温度を変更すると、収納部３の内部の平衡状態がくずれる。また、多孔性物質２へ新たにガスが吸着され、あるいは、多孔性物質２に吸着されたガスが放出される。ここで、収納部３の内部圧力の設定値は変更されていないため、排出量調整弁８は、収納部３の内部圧力を圧力Ｐ１に近づけるように（すなわち、収納部３の内部圧力を一定圧力Ｐ１に維持するように）、ガスの排出量を調整する。やがて、収納部３の内部は圧力Ｐ１で再び平衡状態となる。収納部３の内部温度を変更してから、収納部３の内部が再び平衡状態となるまでの、導入側流量計９および排出側流量計１０で検出されたガスの流速の時間履歴から、制御部１２で、多孔性物質２へのガスの新たな吸着量、あるいは、多孔性物質２からのガスの放出量を算出する。なお、収納部３の内部温度を変更した場合であっても、導入量調整弁７でのガスの導入量は一定となっている。
【００５８】
収納部３の内部が平衡状態になった後、再び、収納部３の内部圧力の設定値は変更せずに、収納部３の内部温度を変更して、多孔性物質２へのガスの吸着量、あるいは、多孔性物質２からのガスの放出量を算出する。収納部３の内部温度を変更しながら、以上の測定を繰り返すことで、収納部３の内部圧力を一定の圧力Ｐ１としたときの、収納部３の内部温度と多孔性物質２のガスの吸着量との関係を測定することができる。また、この測定結果から、吸着等圧線を作成することができ、たとえば、図３の曲線Ｌ３で示すような吸着等圧線を得ることができる。なお、図３では、横軸が収納部３の内部温度Ｔ、縦軸が多孔性物質２の吸着量ｍとなっている。また、収納部３の内部圧力を圧力Ｐ１よりも高い一定の圧力Ｐ２として、上記と同様の測定を行うと、図３の曲線Ｌ４で示すような吸着等圧線を得ることができる。
【００５９】
なお、収納部３の内部温度は段階的に変化させることしかできないため、特性測定装置１での測定結果から直接、連続的な曲線Ｌ３、Ｌ４を得ることはできない。したがって、特性測定装置１での測定結果から吸着等圧線を作成する場合には、内挿法によって、測定点と測定点との間の値を補完している。
【００６０】
（実施の形態１の主な効果）
以上説明したように、実施の形態１の特性測定装置１では、圧力検出部４で検出された検出圧力に基づいて、多孔性物質２が収納された収納部３の内部圧力を一定に維持するように排出量調整弁８の流量調整を行っている。すなわち、収納部３の内部が所定の設定圧力で平衡状態を維持するように、収納部３にガスを導入し、また、収納部３からガスの排出している。そのため、収納部３の内部圧力の設定値を変えたり、所定の圧力の下で、収納部３の内部温度を変化させても、収納部３の内部は、変更後の設定値に対応する圧力や所定圧力ですぐに平衡状態となる。したがって、たとえば、収納部３の内部圧力を一定に保った状態で、収納部３にガスを導入しながら、収納部３の内部温度を変化させることができる。その結果、圧力一定下における収納部３の内部温度と多孔性物質２の吸着量との関係を容易に測定することができ、その測定結果に基づいて直接的に吸着等圧線の作成が可能となる。
【００６１】
実施の形態１では、導入側流量計９で検出されたガスの流速から収納部３へのガスの導入量が算出され、排出側流量計１０で検出されたガスの流速から収納部３からのガスの排出量が算出されている。そして、算出されたガスの導入量とガスの排出量との差から、多孔性物質２へのガスの吸着量が算出されている。すなわち、導入側流量計９で検出されたガスの流速と、排出側流量計１０で検出されたガスの流速との差から、多孔性物質２へのガスの吸着量を測定できるようになっている。そのため、ガスの流速を検出するといった簡易な構成で、多孔性物質２へのガスの吸着量を直接的に測定することができる。
【００６２】
実施の形態１では、制御部１２からデジタル信号として出力される設定圧力信号と圧力検出部４からデジタル信号として出力される検出圧力信号とが、差動増幅回路１３に入力されるようになっている。また、差動増幅回路１３は、設定圧力信号と検出圧力信号との差を増幅した信号を制御信号として排出量調整弁８に向かって出力し、その制御信号に基づいて、排出側調整弁８は流量調整を行うように構成されている。そのため、収納部３の内部温度を一定に保ちつつ、制御部１２から出力される設定圧力信号の分解能で収納部３の内部圧力を多段階にかつ微少量ずつ変化させながら、多孔性物質２の吸着量を測定することができる。すなわち、一定温度下において、収納部３の内部圧力を変化させたときの多孔性物質２の吸着量を連続測定に近い状態で測定することができる。その結果、特性測定装置１での測定結果から吸着等温線を作成する場合にも、内挿法によって、高い精度の補完が可能となり、精度の高い吸着等温線を作成することができる。したがって、吸着等温線の傾き（微分値）を利用して得られる細孔径分布等の多孔性物質２の特性の精度を飛躍的に向上させることができる。また、制御部１２から出力される設定圧力信号の分解能で収納部３の内部圧力を多段階にかつ微少量ずつ変化させることができるため、収納部３の内部圧力を変化させた場合であっても、より短時間で収納部３の内部を平衡状態に戻すことができる。
【００６３】
実施の形態１では、導入量調整弁７でのガスの導入量を一定とし、圧力検出部４で検出された検出圧力に基づいて、排出量調整弁８の流量調整を行っている。そのため、収納部３に導入されるガスの液化を防止することができる。すなわち、導入量調整弁７で流量調整を行う場合には、流量調整が可能となるように、導入量調整弁７の入側にある程度高い圧力をかける必要がある。そのため、ガスの種類や雰囲気温度によっては、ガスが液化するおそれが生じる。これに対して、実施の形態１では、排出量調整弁８で流量調整を行っているため、ガス排気部６に設けられた真空ポンプで排出量調整弁８の出側に負圧をかければ良い。その結果、導入量調整弁７の入側に高い圧力をかける必要がなくなり、ガスの液化を防止することができる。
【００６４】
［実施の形態２］
（多孔性物質の特性測定装置の構成）
図４は、本発明の実施の形態２にかかる多孔性物質の特性測定装置５１の概略構成を示す模式図である。
【００６５】
実施の形態２の多孔性物質の特性測定装置５１（以下、「特性測定装置５１」と表記する。）と実施の形態１の特性測定装置１との主要な相違点は、多孔性物質２の重量を検出する重量検出部６１を備えている点、および、重量検出部６１で検出された検出重量に基づいて、多孔性物質２の重量を一定に維持するように（すなわち、ガスの吸着量を一定に維持するように）、排出量調整弁８の流量調整を行う点である。以下では、この相違点を中心に、実施の形態２の特性測定装置５１の構成、および、特性測定装置５１を用いた多孔性物質２の特性測定方法について説明する。なお、以下の説明では、実施の形態１の特性測定装置１の構成と共通する構成については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００６６】
図４に示すように、特性測定装置５１は、容積が一定で多孔性物質２が収納された収納部５３と、収納部５３の内部圧力を検出する圧力検出部４と、収納部５３へ導入される所定のガスが貯蔵されたガス貯蔵部５と、収納部３からガスの排出を行うガス排気部６と、収納部３とガス貯蔵部５との間に配設され、収納部３へのガスの導入量を調整する導入量調整弁７と、収納部３とガス排気部６との間に配設され、収納部３からのガスの排出量を調整する排出量調整弁８と、多孔性物質２の重量を検出する重量検出部６１とを備えている。また、特性測定装置５１は、図４に示すように、特性測定装置５１の制御等を行う制御部１２と、排出量調整弁８に制御信号を出力する差動増幅回路１３とを備えている。なお、重量検出部６１と排出量調整弁８と制御部１２と差動増幅回路１３とは、重量検出部６１で検出された検出重量に基づいて、多孔性物質２へのガスの吸着量を一定に維持するフィードバック制御部を構成している。
【００６７】
実施の形態１の特性測定装置１と同様に、実施の形態２の特性測定装置５１で使用されるガスは多種多様であり、たとえば、窒素、水素、水蒸気、二酸化炭素、メタン、メタノール、クロロホルム、あるいは、ブロモホルム等である。
【００６８】
収納部５３は、多孔性物質２の出し入れが可能で、かつ、密閉可能な容器で構成されている。また、後述の光学式の位置センサ６３によって、多孔性物質２の位置検出を行うため、収納部５３の下端側は、光が透過可能となるように透明になっている。
【００６９】
重量検出部６１は、収納部５３の内部で多孔性物質２を浮上させる浮上手段６２と、多孔性物質２の位置検出を行う位置センサ６３とを備えている。
【００７０】
浮上手段６２は、多孔性物質２が載置されるとともに永久磁石（図示省略）が固定された可動部６４と、可動部６４を浮上させる電磁石（図示省略）を有する固定部６５とを備えている。可動部６４は、図４に示すように、多孔性物質２が載置された状態で収納部５３の内部に移動可能に配設されている。固定部６５は、図４に示すように、収納部５３の下側に固定された状態で配設されている。そして、固定部６５の電磁石を通電状態にすると、この電磁石と可動部６４の永久磁石との反発力で、可動部６４が収納部５３の内部で浮上するようになっている。
【００７１】
位置センサ６３は、発光素子（図示省略）を有する発光部６６と、発光素子からの光を受光する受光素子（図示省略）を有する受光部６７とを備えた光学式のセンサである。この位置センサ６３は、図４に示すように、収納部５３の下端側の側方に配設されている。より具体的には、位置センサ６３は、収納部５３の下端側の側方であって、可動部６４とともに浮上した状態の多孔性物質２を検出できる位置に配設されている。
【００７２】
重量検出部６１では、可動部６４に載置された多孔性物質２が位置センサ６３の検出範囲内で浮上した状態となるように、固定部６５の電磁石に電流が供給されるようになっている。すなわち、重量検出部６１では、位置センサ６３（具体的には受光部６７）からの検出信号に基づいて、固定部６５の電磁石に供給される電流が測定されたり、調整されるようになっている。そして、固定部６５の電磁石に供給される電流値から多孔性物質２の重量が検出されるようになっている。より具体的には、図４に示すように、固定部６５には、圧力検出部４で検出された収納部５３の内部圧力に対応する検出信号が入力されるようになっており、固定部６５では、収納部５３の内部圧力の変化の影響を排除した多孔性物質２の重量が検出されるようになっている。また、固定部６５は、検出された多孔性物質２の重量に対応する検出重量信号をデジタル信号として差動増幅回路１３に向かって出力するようになっている。
【００７３】
実施の形態１と同様に、実施の形態２の導入量調整弁７および排出量調整弁８はともにピエゾバルブである。導入量調整弁７は、所定の配管によって、収納部３とガス貯蔵部５とに接続され、排出量調整弁８は、所定の配管によって、収納部３とガス排気部６とに接続されている。
【００７４】
また、実施の形態１と同様に、実施の形態２では、導入量調整弁７は、一定流量のガスを収納部５３へ導出するように調整されている。また、排出量調整弁８での流量は、重量検出部６１で検出された多孔性物質２の検出重量に基づいて調整されている。より具体的には、差動増幅回路１３には、重量検出部６１で検出される多孔性物質２の検出重量に対応する検出重量信号と、多孔性物質２の重量の設定値に対応する設定重量信号とが入力され、かつ、差動増幅回路１３は、設定重量信号と検出重量信号との差を増幅して出力するように構成されている。そして、排出量調整弁８での流量は、差動増幅回路１３から出力された制御信号に基づいて、多孔性物質２の重量を設定値に近づけるように調整（制御）されている。
【００７５】
このように実施の形態２でも、実施の形態１と同様に、導入量調整弁７での流量が一定に調整され、排出量調整弁８での流量が差動増幅回路１３から出力された制御信号に基づいて調整されることで、多孔性物質２の重量が設定値に近づくように、ガスの流量が調整されている。すなわち、多孔性物質２の重量が設定値の近辺で一定に維持されるように、導入量調整弁７および排出量調整弁８の調整が行われている。
【００７６】
図４に示すように、制御部１２には、圧力検出部４で検出された収納部５３の内部圧力に対応する検出信号が入力されるようになっている。また、制御部１２には多孔性物質２の重量の設定値が入力されるようになっており、制御部１２は、この設定値に対応する設定重量信号を差動増幅回路１３に向かって出力するようになっている。より具体的には、制御部１２は、ＡＤコンバータによってデジタル信号に変換された設定重量信号を出力するようになっている。すなわち、制御部１２は、ＡＤコンバータの分解能（刻み値）で、多段階にかつ微少量ずつ変化させた設定重量信号を出力できるようになっている。
【００７７】
（多孔性物質の特性測定方法）
図５は、図４の特性測定装置５１での測定結果に基づいて作成された吸着等量線を示すグラフである。
【００７８】
以上のように構成された特性測定装置５１を用いて、多孔性物質２の種々の特性が測定される。以下では、多孔性物質２の重量を一定に保った状態で（すなわち、多孔性物質２へのガスの吸着量を一定に保った状態で）、収納部５３の内部温度を変化させたときの収納部５３の内部圧力の測定方法の一例を説明する。
【００７９】
まず、ガス貯蔵部５の開閉弁（図示省略）を閉じた状態で、収納部５３の内部温度を一定の温度Ｔ４にする。たとえば、図示を省略する恒温槽の中に収納部５３を配置して、収納部５３の内部温度を温度Ｔ４にする。その後、ガス排気部６に設けられた真空ポンプ（図示省略）によって、収納部５３を真空状態にする。収納部５３を真空状態にしたところで、ガス貯蔵部５の開閉弁を開き、収納部５３の内部が平衡状態になるまで、収納部５３にガスを導入する。
【００８０】
このとき、収納部５３の内部圧力の変化の影響を排除した多孔性物質２の重量を、たとえば、重量Ｍ１に設定する。排出量調整弁８では、入力された制御信号に基づいて、多孔性物質２の重量を重量Ｍ１に近づけるように（すなわち、多孔性物質２の重量を一定の重量Ｍ１に維持するように）、ガスの排出量が調整される。なお、このときには、導入量調整弁７でのガスの導入量は一定となっている。また、このときには、必要に応じてガス排気部６に設けられた真空ポンプを駆動している。
【００８１】
やがて、収納部５３の内部が平衡状態となる。このときの収納部５３の内部圧力を測定する。より具体的には、たとえば、圧力検出部４からの検出信号に基づいて制御部１２で収納部５３の内部圧力を算出する。
【００８２】
収納部５３の内部が平衡状態となった後、収納部５３の内部温度を変更する。たとえば、収納部５３が配置された恒温槽の設定温度を変更する。収納部５３の内部温度を変更し、収納部５３の内部が平衡状態となった後、再び、収納部５３の内部圧力を測定する。ここで、収納部５３の内部温度を変更すると、多孔性物質２へのガス吸着現象、あるいは、多孔性物質２に吸着されたガス放出現象が発生するが、排出量調整弁８では、入力された制御信号に基づいて、多孔性物質２の重量を重量Ｍ１に近づけるようにガスの排出量が調整されるため、収納部５３の内部圧力の変化の影響を排除した多孔性物質２の重量は一定の重量Ｍ１に維持されている。
【００８３】
その後さらに、収納部５３の内部温度を変更し、収納部５３の内部が平衡状態となった後、収納部５３の内部圧力を測定する。収納部５３の内部温度を変更しながら、以上の測定を繰り返すことで、多孔性物質２の重量を一定の重量Ｍ１としたときの、収納部５３の内部温度と内部圧力との関係を測定することができる。また、この測定結果から、吸着等量線を作成することができ、たとえば、図５の曲線Ｌ５で示すような吸着等量線を得ることができる。なお、図３では、横軸が収納部５３の内部温度Ｔ、縦軸が収納部５３の内部圧力Ｐとなっている。また、多孔性物質２の重量を重量Ｍ１よりも重い一定の重量Ｍ２として、上記と同様の測定を行うと、図５の曲線Ｌ６で示すような吸着等量線を得ることができる。
【００８４】
また、特性測定装置１での測定結果から得られた吸着等量線を利用して、上述した式（１）から多孔性物質２の特性の１つである等量吸着熱を容易に算出することができる。
【００８５】
なお、収納部３の内部温度は段階的に変化させることしかできないため、特性測定装置１での測定結果から直接、連続的な曲線Ｌ５、Ｌ６を得ることはできない。したがって、特性測定装置１での測定結果から吸着等量線を作成する場合には、内挿法によって、測定点と測定点との間の値を補完している。
【００８６】
（実施の形態２の主な効果）
以上説明したように、実施の形態２の特性測定装置５１では、重量検出部６１で検出された検出重量に基づいて、多孔性物質２へのガスの吸着量を一定に維持するように排出量調整弁８の流量調整を行っている。そのため、多孔性物質２に吸着されたガスの吸着量を一定に保った状態で、収納部５３にガスを導入しながら、収納部５３の内部温度を変化させることができる。したがって、吸着量を一定としたときの収納部５３の内部圧力と内部温度との関係を容易に測定することができ、その測定結果に基づいて直接的に吸着等量線の作成が可能となる。また、この吸着等量線を利用して、たとえば、多孔性物質の特性である等量吸着熱を容易に得ることができる。
【００８７】
実施の形態２では、導入量調整弁７でのガスの導入量を一定とし、重量検出部６１で検出された検出重量に基づいて、排出量調整弁８の流量調整を行っている。そのため、収納部５３に導入されるガスの液化を防止することができる。
【００８８】
［他の実施の形態］
上述した各形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。たとえば、上述した各形態の説明では、収納部３、５３の容積が「一定」であり、また、収納部３、５３の内部圧力や内部温度、あるいは、多孔性物質２のガスの吸着量を「一定」にしたときの多孔性物質２の種々の特性を測定しているが、この「一定」は、全くの同一状態を意味するのではなく、測定や検出の際に許される誤差の範囲や、求められる測定値の精度から許容される範囲で変化するものも含む。
【００８９】
また、上述した実施の形態１では、収納部３の内部温度を一定に保った状態で、収納部３にガスを導入しながら、収納部３の内部圧力を次第に変化させたり、収納部３の内部圧力を一定に保った状態で、収納部３にガスを導入しながら、収納部３の内部温度を変化させている。すなわち、収納部３の内部圧力や内部温度を外部刺激として多孔性物質２に加えている。この他にもたとえば、収納部３の内部圧力を一定に保った状態で、収納部３にガスを導入しながら、収納部３の内部の電場や磁場を変化させても良い。また、収納部３の内部圧力を一定に保った状態で、収納部３にガスを導入しながら、光の強度を変化させつつ多孔性物質２に光を照射しても良い。このようにすると、圧力一定下における多孔性物質２の種々の特性を容易に測定することができる。たとえば、多孔性物質２の吸着量と電界の強さとの関係を容易に測定することができる。同様に、実施の形態２においても、多孔性物質２に吸着されるガスの吸着量を一定に保った状態で、収納部５３にガスを導入しながら、収納部５３の内部の電場や磁場等を変化させても良い。すなわち、多孔性物質２に対する外部刺激は、収納部３、５３の内部圧力や内部温度の他、収納部３、５３の内部の電場や磁場、あるいは、多孔性物質２に照射される光等の様々な刺激とすることができる。
【００９０】
また、収納部３、５３の内部の電場や磁場、あるいは、多孔性物質２に照射される光等を外部刺激とすることで、たとえば、これらの外部刺激によって、多孔性物質２の内部に形成された微小空間の形状に変形が生じ、ガスの吸着量が変化するというスイッチング機能の探索も可能となる。このスイッチング機能の探索が進むと多孔性物質２へのガスの容易な貯蔵と、多孔性物質２からのガスの容易な取り出しが可能となる。また、外部刺激によって、多孔性物質２の内部に形成された微小空間で分子の秩序構造の形成が行われる可能性が指摘されており、特性測定装置１、５１を用いることで、微小空間で分子の秩序構造の形成が行われるか否かの探索も可能となる。
【００９１】
さらに、上述した各形態では、導入量調整弁７でのガスの導入量を一定とし、圧力検出部４（または重量検出部６１）での検出結果に基づいて、排出量調整弁８の流量調整を行っている。この他にも、たとえば、排出量調整弁８でのガスの排出量を一定とし、圧力検出部４（または重量検出部６１）での検出結果に基づいて、導入量調整弁７の流量調整を行っても良い。すなわち、差動増幅回路１３からの制御信号が導入量調整弁７に入力され、その制御信号に基づいて、導入量調整弁７の流量調整を行うように構成しても良い。この場合、導入量調整弁７はフィードバック制御部の一部を構成する。また、導入量調整弁７および排出量調整弁８の両者に差動増幅回路１３からの制御信号が入力されるように構成し、導入量調整弁７および排出量調整弁８の両者の流量調整を行うようにしても良い。この場合には、導入量調整弁７および排出量調整弁８の両者がフィードバック制御部の一部を構成する。
【００９２】
さらにまた、上述した各形態では、多孔性物質２の種々の特性の測定に際して、ガスの導入と排出を維持しつつ種々の特性の測定を行っているが、ガスの導入と排出を止めてから、種々の特性の測定を行っても良い。すなわち、収納部３、５３の内部が平衡状態となったら、導入量調整弁７と排出量調整弁８とを一旦閉じ、その後、特性の測定を行っても良い。
【００９３】
また、上述した実施の形態１では、導入側流量計９および排出側流量計１０を用いて多孔性物質２へのガスの吸着量を測定している。この他にも、たとえば、導入側流量計９および排出側流量計１０に代えて、実施の形態２で説明した重量検出部６１を実施の形態１の特性測定装置１に配設し、重量検出部６１を用いて、多孔性物質２へのガスの吸着量を測定しても良い。この場合であっても、収納部３の内部圧力を一定に保った状態で、多孔性物質２へのガスの吸着量と収納部３の内部圧力との関係等の種々の関係を測定することができる。
【００９４】
さらに、上述した各形態では、ガス貯蔵部５とは別の構成として導入量調整弁７や導入側流量計９を備え、また、ガス排気部６とは別の構成として排出量調整弁８や排出側流量計１０を備えている。この他にもたとえば、ガス貯蔵部５にガスの導入量の調整機能や計測機能を持たせたり、ガス排気部６にガスの排出量の調整機能や計測機能を持たせても良い。
【００９５】
さらにまた、上述した各形態では、導入量検出部は、流速カウンタからなる導入側流量計９であり、排出量検出部は、流速カウンタからなる排出側流量計１０である。この他にも、たとえば、導入量検出部や排出量検出部は、通過するガスの分子量を直接測定することができる分子量カウンタであっても良い。
【００９６】
また、上述した実施の形態２では、多孔性物質２の吸着量を一定に保った状態で、収納部５３の内部温度を変化させたときの収納部５３の内部圧力の変化を測定している。この他にもたとえば、収納部５３の内部圧力を変化させたときの収納部５３の内部温度の変化を測定し、その結果から吸着等量線を作成しても良い。
【００９７】
さらに、上述した実施の形態１では、収納部３の内部温度を一定に保った状態で、収納部３の内部圧力を変化させたときの多孔性物質２のガスの吸着量を測定する際に、まず、収納部３を真空状態としている。この他にも、たとえば、初期状態として、収納部３の内部圧力を所定の圧力に設定し、その後、内部圧力を次第に上げながら、また、内部圧力を次第に下げながら、温度一定下での多孔性物質２のガスの吸着量を測定しても良い。
【００９８】
なお、収納部３、５３の内部圧力は、真空から１気圧の範囲や１気圧から２０気圧の範囲等、用いられるガスに合わせて種々設定することが可能である。また、本発明の構成で採用されるガスは、超臨界ガス等の特殊な状態のガスであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる多孔性物質の特性測定装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１の特性測定装置での測定結果に基づいて作成された吸着等温線を示すグラフである。
【図３】図１の特性測定装置での測定結果に基づいて作成された吸着等圧線を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる多孔性物質の特性測定装置の概略構成を示す模式図である。
【図５】図４の特性測定装置での測定結果に基づいて作成された吸着等量線を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１００】
１、５１  特性測定装置
２  多孔性物質
３、５３  収納部
４  圧力検出部（フィードバック制御部の一部）
５  ガス貯蔵部
６  ガス排気部
７  導入量調整弁（導入量調整部、フィードバック制御部の一部）
８  排出量調整弁（排出量調整部、フィードバック制御部の一部）
９  導入側流量計（導入量検出部）
１０  排出側流量計（排出量検出部）
１２  制御部（設定圧力出力部、フィードバック制御部の一部）
１３  差動増幅回路（フィードバック制御部の一部）
６１  重量検出部（フィードバック制御部の一部）
【図１】
0004572297.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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