(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる質量及び表面積が既知の被試験フィルム袋にガスＸを封入し、温度が管理され前記被試験フィルム袋の内圧と同等の圧力となるように前記ガスＸとは異なるガスＹで満たされた密閉容器内で、温度を一定に維持しつつ、時系列上で複数回に渡って前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量を測定し、この測定結果と前記被試験フィルム袋のみの質量及び表面積との関係から前記ガスＸに係わる透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）を求めることを特徴とするプラスチックフィルムのガス透過度測定方法。
【請求項２】
被試験プラスチックフィルムについて、ガスＸの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋx [mol/m2sPa] が既知であるとき、ガスＹの透過度ｋy [mol/m2sPa] を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定方法において、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋を用意して、この被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] を測定しておき、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy で満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] ，ｔ2 [s] における前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg] ，ｍ2 [kg] を計測し、
時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 ，Ｖx2 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
λx を求める計算式
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 )}／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
に上の結果を代入してλx を求め、気体定数をＲ、Ｋx ＝ｋx ＲＴＡとして、
ｋy ＝(λx Ｋx2 ＋Ｋx )／(ＲＴＡ)
を演算することにより、透過度ｋx が既知の場合のガスＹの透過度ｋy を求めることを特徴とするプラスチックフィルムのガス透過度測定方法。
【請求項３】
被試験プラスチックフィルムについて、ガスＹの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋy [mol/m2sPa] が既知であるとき、ガスＸの透過度ｋx [mol/m2sPa] を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定方法において、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋を用意して、この被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] を測定しておき、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy でガスＹが満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] ，ｔ2 [s] における前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg] ，ｍ2 [kg] を計測し、
時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 ，Ｖx2 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
λx を求める計算式
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 )}／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
に上の結果を代入してλx を求め、気体定数をＲ、Ｋy ＝ｋy ＲＴＡとして、
λx ＞０の場合には、
ｋx ＝{−１＋(１＋４λx Ｋy )1/2}／(２λx ＲＴＡ)
を演算することより、透過度ｋy が既知の場合のガスＸの透過度ｋx を求めることを特徴とするプラスチックフィルムのガス透過度測定方法。
【請求項４】
被試験プラスチックフィルムについて、ガスＹの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋy [mol/m2sPa] が既知であるとき、ガスＸの透過度ｋx [mol/m2sPa] （但し、ｋx ＞＞ｋy ）を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定方法において、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋を用意して、この被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] を測定しておき、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy で満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] ，ｔ2 [s] における前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg] ，ｍ2 [kg] を計測し、
時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 ，Ｖx2 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
λx を求める計算式
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 )}／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
に上の結果を代入してλx を求め、気体定数をＲとして、
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)
を演算することにより、透過度ｋy が既知の場合のガスＸの透過度ｋx （ｋx ＞＞ｋy ）を近似的に求めることを特徴とするプラスチックフィルムのガス透過度測定方法。
【請求項５】
被試験プラスチックフィルムについて、ガスＹの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋy [mol/m2sPa] が既知であるとき、ガスＸの透過度ｋx [mol/m2sPa] （但し、ｋx ＞＞ｋy ）を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定方法において、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋を用意して、この被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] を測定しておき、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy で満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] における前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg]を計測し、
時刻ｔ0 において被試験フィルム袋内にガスＹが入っていない場合あるいは時刻ｔ0 においては被試験フィルム袋内にガスＸのみが入っている場合に、時刻ｔ0 ，ｔ1 における被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
気体定数をＲとして、
ｋx ＝(Ｖx1 −Ｖx0 )／｛(ｔ1 −ｔ0 ）ＲＴＡ｝
を演算することにより、透過度ｋy が既知の場合のガスＸの透過度ｋx （ｋx ＞＞ｋy ）を近似的に求めることを特徴とするプラスチックフィルムのガス透過度測定方法。
【請求項６】
被試験プラスチックフィルムについて、ガスＸの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋx [mol/m2sPa] 、ガスＹの透過度ｋy [mol/m2sPa] を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定方法において、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる第１及び第２の被試験フィルム袋を用意して、それぞれの被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 、ｍf′[kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] 、Ａ′[m2] を測定しておき、前記第１の被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記第１の被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy で満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] ，ｔ2 [s] における前記ガスの入った第１の被試験フィルム袋のｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg] ，ｍ2 [kg] を計測し、
前記第２の被試験フィルム袋に前記ガスＹを密度ρy′で封入し、前記ガスＸが前記第２の被試験フィルム袋内の内圧と同一の圧力Ｐ′[Pa] となるように密度ρx′で満たされ、かつ測定温度Ｔ′（但し、Ｔ′＝Ｔ）[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0′[s] ，ｔ1′[s] ，ｔ2′[s] における前記ガスの入った第２の被試験フィルム袋の質量ｍ0′[kg] ，ｍ1′[kg] ，ｍ2′[kg] を計測し、
時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における第１の被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0，Ｖx1 ，Ｖx2 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
λx を求める計算式
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 )}／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
に上の結果を代入してλx を求め、
時刻ｔ0′，ｔ1′，ｔ2′における第２の被試験フィルム袋内のガスＹの体積Ｖy0′，Ｖy1′，Ｖy2′を次式から求め、
Ｖy0′＝(ｍ0′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)
Ｖy1′＝(ｍ1′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)
Ｖy2′＝(ｍ2′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)
λy を求める計算式
0003752537.tif 000007
但し、
ａ′＝logＶy0′−logＶy2′
ｂ′＝logＶy0′−logＶy1′
ｃ′＝logＶy1′−logＶy2′
に上の結果を代入してλy を求め、気体定数をＲとして、
λx ＞０かつλy ＜０の場合には、
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)＋１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
ｋy ＝−１／(λy ＲＴＡ′)−１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
を演算し、
λx ＜０かつλy ＞０の場合には、
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)−１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
ｋy ＝−１／(λy ＲＴＡ′)＋１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
を演算することによりガスＸの透過度ｋx 及びガスＹの透過度ｋy を求めることを特徴とするプラスチックフィルムのガス透過度測定方法。
【請求項７】
前記ガスＸの飽和蒸気圧が大気圧より低い場合、前記被試験フィルム袋内の飽和蒸気圧が前記密閉容器内の圧力より高くなるように当該密閉容器内を減圧することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載のプラスチックフィルムのガス透過度測定方法。
【請求項８】
被試験プラスチックフィルムについて、常温で飽和蒸気圧が大気圧より低いガスＸの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋx [mol/m2sPa] を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定方法において、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋を用意して、この被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] を測定しておき、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを蒸気圧が飽和状態となるように一部液体の状態にて封入し、常温で飽和蒸気圧が大気圧より高いガスＹが満たされ、かつ測定温度を任意に制御可能な密閉容器内で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量を計測可能とし、
前記密閉容器の内部温度をＴ0 [K]、圧力を大気圧に等しいＰ0 [Pa] （ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx0 [Pa] 、ガスＸの密度ρx0 、ガスＹの密度ρy0 ）とする状態０で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] を測定し、
前記密閉容器の内部温度をＴ1 [K] （圧力Ｐ1 [Pa] 、ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx1 [Pa] 、ガスＸの密度ρx1 、ガスＹの密度ρy1 ）とする状態１で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ1 [kg] を測定し、
状態１から前記密閉容器の内部温度Ｔ1 [K] （圧力Ｐ1 [Pa] 、ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx1 [Pa] 、ガスＸの密度ρx1 、ガスＹの密度ρy1 ）を維持しつつ所定時間ｔ[s] 経過後の状態２で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ2 [kg] を測定し、
状態２の測定後、前記密閉容器の内部温度をＴ3 [K] （圧力Ｐ3 [Pa] 、ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx3 [Pa] ）とする状態３で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ3 [kg] を測定し、
状態１における試験フィルム袋内の液体及び気体の全質量を次式から求め、
ｍx1＋ρx1Ｖx1
＝ｍ1−ｍf＋(ｍ0−ｍ1)(Ｐ0/Ｐx0−１)/(Ｐ0/Ｐx0−Ｐ1/Ｐx1)
状態２における試験フィルム袋内の液体及び気体の全質量を次式から求め、
ｍx2＋ρx2Ｖx2
＝ｍ3−ｍf＋(ｍ2−ｍ3)(Ｐ1/Ｐx2−１)/(Ｐ1/Ｐx2−Ｐ3/Ｐx3)
上式の演算結果を次式に代入して、
ｋx＝{(ｍx1＋ρx1Ｖx1)−(ｍx2＋ρx2Ｖx2)}/(ｔＰxＡ)
を演算することによりガスＸの透過度ｋx を求めることを特徴とするプラスチックフィルムのガス透過度測定方法。
【請求項９】
前記質量の測定は、測定場所における重力加速度に基づいて測定重量値を修正することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載のプラスチックフィルムのガス透過度測定方法。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか記載のプラスチックフィルムのガス透過度測定方法の実施に用いられる測定装置であって、
前記密閉容器として用いられ、内部温度制御手段及びガス充填手段を備える恒温器と、
この恒温器内に設けられ、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量を測定する電子秤と、
予め前記請求項１乃至８いずれか記載の演算処理プログラムが組み込まれ、前記測定結果を入力することにより、試験ガスの透過度測定値を求める演算処理装置とを具備することを特徴とするプラスチックフィルムのガス透過度測定装置。
【請求項１１】
さらに、前記恒温器に対して前記内部温度制御手段を通じて内部温度を測定温度に設定し、前記電子秤から所定時刻の質量測定値を取得する測定自動化手段を備えることを特徴とする請求項１０記載のプラスチックフィルムのガス透過度測定装置。
【請求項１２】
被試験プラスチックフィルムについて、ガスＸの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋx [mol/m2sPa] が既知であるとき、ガスＹの透過度ｋy [mol/m2sPa] を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定に用いられ、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] の測定結果を入力する第１ステップと、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy で満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] ，ｔ2 [s] における前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg] ，ｍ2 [kg] を計測した結果を入力する第２ステップと、
時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 ，Ｖx2 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
λx を求める計算式
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 )}／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
に上の結果を代入してλx を求め、気体定数をＲ、Ｋx ＝ｋx ＲＴＡとして、
ｋy ＝(λx Ｋx2 ＋Ｋx )／(ＲＴＡ)
を演算することにより、透過度ｋx が既知の場合のガスＹの透過度ｋy を求める第３ステップとを具備することを特徴とするプラスチックフィルムのガス透過度測定用プログラム。
【請求項１３】
被試験プラスチックフィルムについて、ガスＹの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋy [mol/m2sPa] が既知であるとき、ガスＸの透過度ｋx [mol/m2sPa] を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定に用いられ、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] の測定結果を入力する第１ステップと、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy でガスＹが満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] ，ｔ2 [s] における前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg] ，ｍ2 [kg] を計測した結果を入力する第２ステップと、
時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 ，Ｖx2 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
λx を求める計算式
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 )}／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
に上の結果を代入してλx を求め、気体定数をＲ、Ｋy ＝ｋy ＲＴＡとして、
λx ＞０の場合には、
ｋx ＝{−１＋(１＋４λx Ｋy )1/2}／(２λx ＲＴＡ)
を演算することより、透過度ｋy が既知の場合のガスＸの透過度ｋx を求める第３ステップとを具備することを特徴とするプラスチックフィルムのガス透過度測定用プログラム。
【請求項１４】
被試験プラスチックフィルムについて、ガスＹの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋy [mol/m2sPa] が既知であるとき、ガスＸの透過度ｋx [mol/m2sPa] （但し、ｋx ＞＞ｋy ）を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定に用いられ、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] の測定結果を入力する第１ステップと、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy で満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] ，ｔ2 [s] における前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg] ，ｍ2 [kg] を計測した結果を入力する第２ステップと、
時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 ，Ｖx2 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
λx を求める計算式
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 )}／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
に上の結果を代入してλx を求め、気体定数をＲとして、
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)
を演算することにより、透過度ｋy が既知の場合のガスＸの透過度ｋx （ｋx ＞＞ｋy ）を近似的に求める第３ステップとを具備することを特徴とするプラスチックフィルムのガス透過度測定用プログラム。
【請求項１５】
被試験プラスチックフィルムについて、ガスＹの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋy [mol/m2sPa] が既知であるとき、ガスＸの透過度ｋx [mol/m2sPa] （但し、ｋx ＞＞ｋy ）を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定に用いられ、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] の測定結果を入力する第１ステップと、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy で満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] における前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg]を計測した結果を入力する第２ステップと、
時刻ｔ0 において被試験フィルム袋内にガスＹが入っていない場合あるいは時刻ｔ0 においては被試験フィルム袋内にガスＸのみが入っている場合に、時刻ｔ0 ，ｔ1 における被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
気体定数をＲとして、
ｋx ＝(Ｖx1 −Ｖx0 )／{(ｔ1 −ｔ0 )ＲＴＡ}
を演算することにより、透過度ｋy が既知の場合のガスＸの透過度ｋx （ｋx ＞＞ｋy ）を近似的に求める第３ステップとを具備することを特徴とするプラスチックフィルムのガス透過度測定用プログラム。
【請求項１６】
被試験プラスチックフィルムについて、ガスＸの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋx [mol/m2sPa] 、ガスＹの透過度ｋy [mol/m2sPa] を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定に用いられ、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる第１及び第２の被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 、ｍf′[kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] 、Ａ′[m2] の測定結果を入力する第１ステップと、
前記第１の被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記第１の被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy で満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] ，ｔ2 [s] における前記ガスの入った第１の被試験フィルム袋のｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg] ，ｍ2 [kg] を計測した結果を入力する第２ステップと、
前記第２の被試験フィルム袋に前記ガスＹを密度ρy′で封入し、前記ガスＸが前記第２の被試験フィルム袋内の内圧と同一の圧力Ｐ′[Pa] となるように密度ρx′で満たされ、かつ測定温度Ｔ′（但し、Ｔ′＝Ｔ）[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0′[s] ，ｔ1′[s] ，ｔ2′[s] における前記ガスの入った第２の被試験フィルム袋の質量ｍ0′[kg] ，ｍ1′[kg] ，ｍ2′[kg] を計測した結果を入力する第３ステップと、
時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における第１の被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0，Ｖx1 ，Ｖx2 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
λx を求める計算式
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 )}／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
に上の結果を代入してλx を求め、
時刻ｔ0′，ｔ1′，ｔ2′における第２の被試験フィルム袋内のガスＹの体積Ｖy0′，Ｖy1′，Ｖy2′を次式から求め、
Ｖy0′＝(ｍ0′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)
Ｖy1′＝(ｍ1′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)
Ｖy2′＝(ｍ2′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)
λy を求める計算式
0003752537.tif 000008
但し、
ａ′＝logＶy0′−logＶy2′
ｂ′＝logＶy0′−logＶy1′
ｃ′＝logＶy1′−logＶy2′
に上の結果を代入してλy を求め、気体定数をＲとして、
λx ＞０かつλy ＜０の場合には、
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)＋１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
ｋy ＝−１／(λy ＲＴＡ′)−１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
を演算し、
λx ＜０かつλy ＞０の場合には、
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)−１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
ｋy ＝−１／(λy ＲＴＡ′)＋１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
を演算することによりガスＸの透過度ｋx 及びガスＹの透過度ｋy を求めることを特徴とするプラスチックフィルムのガス透過度測定用プログラム。
【請求項１７】
被試験プラスチックフィルムについて、常温で飽和蒸気圧が大気圧より低いガスＸの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋx [mol/m2sPa] を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定に用いられ、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] の測定結果を入力する第１ステップと、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを蒸気圧が飽和状態となるように一部液体の状態にて封入し、常温で飽和蒸気圧が大気圧より高いガスＹが満たされ、かつ測定温度を任意に制御可能な密閉容器内で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量を計測可能として、
前記密閉容器の内部温度をＴ0 [K]、圧力を大気圧に等しいＰ0 [Pa] （ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx0 [Pa] 、ガスＸの密度ρx0 、ガスＹの密度ρy0 ）とする状態０で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] を測定した結果を入力する第２ステップと、
前記密閉容器の内部温度をＴ1 [K] （圧力Ｐ1 [Pa] 、ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx1 [Pa] 、ガスＸの密度ρx1 、ガスＹの密度ρy1 ）とする状態１で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ1 [kg] を測定した結果を入力する第３ステップと、
状態１から前記密閉容器の内部温度Ｔ1 [K] （圧力Ｐ1 [Pa] 、ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx1 [Pa] 、ガスＸの密度ρx1 、ガスＹの密度ρy1 ）を維持しつつ所定時間ｔ[s] 経過後の状態２で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ2 [kg] を測定した結果を入力する第４ステップと、
状態２の測定後、前記密閉容器の内部温度をＴ3 [K] （圧力Ｐ3 [Pa] 、ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx3 [Pa] ）とする状態３で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ3 [kg] を測定した結果を入力する第５ステップと、
状態１における試験フィルム袋内の液体及び気体の全質量を次式から求め、
ｍx1＋ρx1Ｖx1
＝ｍ1−ｍf＋(ｍ0−ｍ1)(Ｐ0/Ｐx0−１)/(Ｐ0/Ｐx0−Ｐ1/Ｐx1)
状態２における試験フィルム袋内の液体及び気体の全質量を次式から求め、
ｍx2＋ρx2Ｖx2
＝ｍ3−ｍf＋(ｍ2−ｍ3)(Ｐ1/Ｐx2−１)/(Ｐ1/Ｐx2−Ｐ3/Ｐx3)
上式の演算結果を次式に代入して、
ｋx＝{(ｍx1＋ρx1Ｖx1)−(ｍx2＋ρx2Ｖx2)}/(ｔＰxＡ)
を演算することによりガスＸの透過度ｋx を求める第６ステップとを具備することを特徴とするプラスチックフィルムのガス透過度測定用プログラム。
【請求項１８】
さらに、前記質量の測定のために、重量測定結果を測定場所における重力加速度に基づいて修正するステップを備えることを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれか記載のプラスチックフィルムのガス透過度測定用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックフィルムを透過する種々のガス（気体）の透過度を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定方法とその測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックフィルムは、食品の保存容器を始めとして広範囲の用途に使用され、次々と新しい素材が開発されている。ガス透過性はこれらのフィルムの性能や品質を知る上で重要な特性であり、種々の方式の測定装置が各国で開発・製品化されている。
【０００３】
ガス透過度を測定する方法として知られているのは、一般ガスの場合、差圧法、等圧法、小袋法の３つである。また、水蒸気の場合には、カップ法、感湿センサー法、赤外センサー法、容器測定方法がある。
【０００４】
フィルムの気体透過度を測定するためには、通常ＪＩＳ（Japanese Industrial Standard：日本工業規格）に定められている差圧法または等圧法が用いられる（プラスチックフィルム及びシートの気体透過度試験方法：JIS K 7126、プラスチックフィルム及びシートの水蒸気透過度試験方法：JIS K 7129、防湿包装容器の透湿度試験方法：JIS Z 0222、防湿包装材料の透湿度試験方法：JIS Z 0208）。
【０００５】
差圧法は、試験片によって隔てられた一方を真空に保ち、もう一方に試験ガスを導入し、低圧側の圧力増加によりガス透過量を求める方法である。等圧法は、試験片によって隔てられた一方に試験ガスを供給し、もう一方には等圧でキャリアーガスを流し、透過したガス量を何らかのガス検知器またはガスクロマトグラフを用いて測定する方法である。差圧法や等圧法に基づく測定装置は、古くから開発、製品化されているが、どちらの方法も測定部に取り付けた試験片の周囲を完全にシールする必要があり、測定装置自体も複雑になっている。
【０００６】
一方、小袋法による測定方法は１９９０年に論文発表され（井上俊夫、石谷孝佑：ガス置換包装における酸素濃度、体積の経時変化、包装研究Vol.11, No.1(1990)、p.21-27）、測定したいガスを密封した袋を測定したい雰囲気の中に放置し、内部のガス濃度の変化と袋の体積変化を見るというものである。この小袋法は、ガス透過度の測定に供されるフィルムを実際に製品として使用する際に、袋状に加工した密閉容器形状とし、例えば食品などを封入して使用することが多いことから、袋の構造も含めた実際の使用状態に対応した試験及び評価が可能であり、応用範囲が広いと考えられている。
【０００７】
しかしながら、気体の濃度変化と袋の体積変化の両方を測定する必要がある。体積変化は、例えば袋を水中に沈めて水位の上昇により求め、濃度変化は、例えばガスクロマトグラフを用いて求める。したがって、密閉した袋を直接測定するという利点が生かされず、現在のところ測定装置の製品化には至っていない。
【０００８】
また、ガスセンサーを使わない方法であるカップ法と容器測定方法は、いずれも容器または袋内に透過した水蒸気による吸湿材の重量増加を測定する方法であり、測定は水蒸気に限定される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来のプラスチックフィルムのガス透過度測定方法では、測定準備、手順が煩雑で、測定装置の複雑化を招いている。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、測定準備、手順が簡単な作業で済み、しかも測定精度も従来の手法に比して極めて高精度なプラスチックフィルムのガス透過度測定方法、この測定方法に用いる測定装置及びこの測定方法を用いたガス透過度測定用プログラムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係るプラスチックフィルムのガス透過度測定方法は、被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる質量及び表面積が既知の被試験フィルム袋にガスＸを封入し、温度が管理され前記被試験フィルム袋の内圧と同等の圧力となるように前記ガスＸとは異なるガスＹで満たされた密閉容器内で、温度を一定に維持しつつ、時系列上で複数回に渡って前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量を測定し、この測定結果と前記被試験フィルム袋のみの質量及び表面積との関係から前記ガスＸに係わる透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）を求めることを特徴とする。
【００１２】
具体的には、以下の手法に基づいて、演算処理装置のプログラム処理によって行うものとする。
【００１３】
（１）被試験プラスチックフィルムについて、ガスＸの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋx [mol/m2sPa] が既知であるとき、ガスＹの透過度ｋy [mol/m2sPa] を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定方法において、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋を用意して、この被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] を測定しておき、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy で満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] ，ｔ2 [s] における前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg] ，ｍ2 [kg] を計測し、
時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 ，Ｖx2 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
λx を求める計算式
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 )}／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
に上の結果を代入してλx を求め、気体定数をＲ、Ｋx ＝ｋx ＲＴＡとして、
ｋy ＝(λx Ｋx2 ＋Ｋx )／(ＲＴＡ)
を演算することにより、透過度ｋx が既知の場合のガスＹの透過度ｋy を求めることを特徴とする。
【００１４】
（２）被試験プラスチックフィルムについて、ガスＹの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋy [mol/m2sPa] が既知であるとき、ガスＸの透過度ｋx [mol/m2sPa] を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定方法において、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋を用意して、この被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] を測定しておき、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy でガスＹが満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] ，ｔ2 [s] における前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg] ，ｍ2 [kg] を計測し、
時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 ，Ｖx2 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
λx を求める計算式
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 )}／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
に上の結果を代入してλx を求め、気体定数をＲ、Ｋy ＝ｋy ＲＴＡとして、
λx ＞０の場合には、
ｋx ＝{−１＋(１＋４λx Ｋy )1/2}／(２λx ＲＴＡ)
を演算することより、透過度ｋy が既知の場合のガスＸの透過度ｋx を求めることを特徴とする。
【００１５】
（３）被試験プラスチックフィルムについて、ガスＹの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋy [mol/m2sPa] が既知であるとき、ガスＸの透過度ｋx [mol/m2sPa] （但し、ｋx ＞＞ｋy ）を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定方法において、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋を用意して、この被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] を測定しておき、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy で満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] ，ｔ2 [s] における前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg] ，ｍ2 [kg] を計測し、
時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 ，Ｖx2 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
λx を求める計算式
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 )}／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
に上の結果を代入してλx を求め、気体定数をＲとして、
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)
を演算することにより、透過度ｋy が既知の場合のガスＸの透過度ｋx （ｋx ＞＞ｋy ）を近似的に求めることを特徴とする。
【００１６】
（４）被試験プラスチックフィルムについて、ガスＹの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋy [mol/m2sPa] が既知であるとき、ガスＸの透過度ｋx [mol/m2sPa] （但し、ｋx ＞＞ｋy ）を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定方法において、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋を用意して、この被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] を測定しておき、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy で満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] における前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg]を計測し、
時刻ｔ0 において被試験フィルム袋内にガスＹが入っていない場合あるいは時刻ｔ0 においては被試験フィルム袋内にガスＸのみが入っている場合に、時刻ｔ0 ，ｔ1 における被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
気体定数をＲとして、
ｋx ＝(Ｖx1 −Ｖx0 )／{(ｔ1 −ｔ0 )ＲＴＡ｝
を演算することにより、透過度ｋy が既知の場合のガスＸの透過度ｋx （ｋx ＞＞ｋy ）を近似的に求めることを特徴とする。
【００１７】
（５）被試験プラスチックフィルムについて、ガスＸの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋx [mol/m2sPa] 、ガスＹの透過度ｋy [mol/m2sPa] を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定方法において、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる第１及び第２の被試験フィルム袋を用意してそれぞれの被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 、ｍf′[kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] 、Ａ′[m2] を測定しておき、  前記第１の被試験フィルム袋に前記ガスＸを密度ρx で封入し、前記ガスＹが前記第１の被試験フィルム袋の内圧と同一の圧力Ｐ[Pa] となるように密度ρy で満たされ、かつ測定温度Ｔ[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0 [s] ，ｔ1 [s] ，ｔ2 [s] における前記ガスの入った第１の被試験フィルム袋のｍ0 [kg] ，ｍ1 [kg] ，ｍ2 [kg] を計測し、
前記第２の被試験フィルム袋に前記ガスＹを密度ρy′で封入し、前記ガスＸが前記第２の被試験フィルム袋内の内圧と同一の圧力Ｐ′[Pa] となるように密度ρx′で満たされ、かつ測定温度Ｔ′（但し、Ｔ′＝Ｔ）[K] で一定に維持される密閉容器内で、少なくとも時刻ｔ0′[s] ，ｔ1′[s] ，ｔ2′[s] における前記ガスの入った第２の被試験フィルム袋の質量ｍ0′[kg] ，ｍ1′[kg] ，ｍ2′[kg] を計測し、
時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における第１の被試験フィルム袋内のガスＸの体積Ｖx0，Ｖx1 ，Ｖx2 を次式から求め、
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
λx を求める計算式
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 )}／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
に上の結果を代入してλx を求め、
時刻ｔ0′，ｔ1′，ｔ2′における第２の被試験フィルム袋内のガスＹの体積Ｖy0′，Ｖy1′，Ｖy2′を次式から求め、
Ｖy0′＝(ｍ0′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)
Ｖy1′＝(ｍ1′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)
Ｖy2′＝(ｍ2′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)
λy を求める計算式
0003752537.tif 000002
但し、
ａ′＝logＶy0′−logＶy2′
ｂ′＝logＶy0′−logＶy1′
ｃ′＝logＶy1′−logＶy2′
に上の結果を代入してλy を求め、気体定数をＲとして、
λx ＞０かつλy ＜０の場合には、
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)＋１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
ｋy ＝−１／(λy ＲＴＡ′)−１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
を演算し、
λx ＜０かつλy ＞０の場合には、
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)−１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
ｋy ＝−１／(λy ＲＴＡ′)＋１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
を演算することによりガスＸの透過度ｋx 及びガスＹの透過度ｋy を求めることを特徴とする。
【００１８】
（６）前記ガスＸの飽和蒸気圧が大気圧より低い場合、前記被試験フィルム袋内の飽和蒸気圧が前記密閉容器内の圧力より高くなるように当該密閉容器内を減圧することを特徴とする。
【００１９】
（７）被試験プラスチックフィルムについて、常温で飽和蒸気圧が大気圧より低いガスＸの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋx [mol/m2sPa] を測定するプラスチックフィルムのガス透過度測定方法において、
前記被試験プラスチックフィルムを袋状に加工してなる被試験フィルム袋を用意して、この被試験フィルム袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に係わる全表面積Ａ[m2] を測定しておき、
前記被試験フィルム袋に前記ガスＸを蒸気圧が飽和状態となるように一部液体の状態にて封入し、常温で飽和蒸気圧が大気圧より高いガスＹが満たされ、かつ測定温度を任意に制御可能な密閉容器内で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量を計測可能とし、
前記密閉容器の内部温度をＴ0 [K]、圧力を大気圧に等しいＰ0 [Pa] （ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx0 [Pa] 、ガスＸの密度ρx0 、ガスＹの密度ρy0 ）とする状態０で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ0 [kg] を測定し、
前記密閉容器の内部温度をＴ1 [K] （圧力Ｐ1 [Pa] 、ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx1 [Pa] 、ガスＸの密度ρx1 、ガスＹの密度ρy1 ）とする状態１で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ1 [kg] を測定し、
状態１から前記密閉容器の内部温度Ｔ1 [K] （圧力Ｐ1 [Pa] 、ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx1 [Pa] 、ガスＸの密度ρx1 、ガスＹの密度ρy1 ）を維持しつつ所定時間ｔ[s] 経過後の状態２で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ2 [kg] を測定し、
状態２の測定後、前記密閉容器の内部温度をＴ3 [K] （圧力Ｐ3 [Pa] 、ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx3 [Pa] ）とする状態３で、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量ｍ3 [kg] を測定し、
状態１における試験フィルム袋内の液体及び気体の全質量を次式から求め、
ｍx1＋ρx1Ｖx1
＝ｍ1−ｍf＋(ｍ0−ｍ1)(Ｐ0/Ｐx0−１)/(Ｐ0/Ｐx0−Ｐ1/Ｐx1)
状態２における試験フィルム袋内の液体及び気体の全質量を次式から求め、
ｍx2＋ρx2Ｖx2
＝ｍ3−ｍf＋(ｍ2−ｍ3)(Ｐ1/Ｐx2−１)/(Ｐ1/Ｐx2−Ｐ3/Ｐx3)
上式の演算結果を次式に代入して、
ｋx＝{(ｍx1＋ρx1Ｖx1)−(ｍx2＋ρx2Ｖx2)}/(ｔＰxＡ)
を演算することによりガスＸの透過度ｋx を求めることを特徴とする。
【００２０】
（８）前記質量の測定は、測定場所における重力加速度に基づいて測定値を修正することを特徴とする。
【００２１】
上記測定方法の実施に用いる測定装置は、前記密閉容器として用いられ、内部温度制御手段及びガス充填手段を備える恒温器と、この恒温器内に設けられ、前記ガスの入った被試験フィルム袋の質量を測定する電子秤と、予め（１）乃至（７）いずれかの演算処理プログラムが組み込まれ、前記測定結果を入力することにより、試験ガスの透過度測定値を求める演算処理装置とを具備することを特徴とする。
【００２２】
上記測定装置にあっては、さらに、前記恒温器に対して前記内部温度制御手段を通じて内部温度を測定温度に設定し、前記電子秤から所定時刻の質量測定値を取得する測定自動化手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明に係るプラスチックフィルムのガス透過度測定方法の実施に用いる測定装置の構成を示す概略図である。図１において、１は内部を密閉可能とする恒温器であり、この恒温器１の内部には精密電子秤２が配置される。試験体載置構造のものでもよいが、台の上に置くと表面の一部がガスの透過に利用できなくなり、有効表面積の計算が困難になるため、全表面がガス透過に供される吊り下げ式の方が高い測定精度が得られると考えられる。このため、当該実施形態では、恒温器１の内部上面に吊り下げ式の電子秤２を取り付け、その吊り下げワイヤーフックに試験体（ガスを封入した試験フィルム袋）３が吊り下げられるようにする。尚、恒温器１は、試験体３の体積に対して十分大きい容積を有し、内部温度、圧力を所定値に制御するための温度・圧力制御部、内部にガスを充填するためのガス充填制御部を備えているものとする。
【００２５】
上記電子秤２は、インターフェース（図示せず）を通じてパーソナルコンピュータ（ＰＣ）４に接続される。このパーソナルコンピュータ４は、予め本発明による測定方法に基づく測定値収集、演算処理のプログラムがインストールされ、当該プログラムの実行時には、所要データのインプット後、試験開始を指定することで、電子秤２から所定時刻の質量を計測し、計算式にインプットして最終的に試験体３のガス透過度を求める。
【００２６】
以下、上記測定装置を用いて、プラスチックフィルムのガス透過度を測定する方法を、一般のドライガスの場合と、飽和蒸気圧が大気圧より低いガスの場合とに分けて説明する。
【００２７】
（一般のドライガスの場合）
図２に示す処理手順に従って、ある厚さのプラスチックフィルムについて、ガスＸの透過度（単位分圧差で単位時間に単位面積の試験片を透過する気体のモル数を示す値）ｋx [mol/m2sPa] 及びガスＹの透過度ｋy [mol/m2sPa] を同時に測定する場合と、透過度ｋx が既知である場合に透過度ｋy を測定する場合を説明する。ガスＸ及びＹは、例として、それぞれ酸素及び窒素であるものとする。
【００２８】
まず、試験フィルムを袋状に加工した試験体（以下、試験フィルム袋）３を用意し、袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に関わる全表面積Ａ[m2] を予め測定する（ステップＳ１）。次に、試験フィルム袋３にガスＸを適量入れて密封する（ガスＸの密度ρx ）（ステップＳ２）。その際、ガスＹが混入しても差し支えない。ガスＸの封入量は、試験環境温度圧力条件において、試験中３に袋に圧力がかからない程度の量とする。すなわち、袋３の内圧と恒温器１内の圧力は常に同一であるようにする。
【００２９】
但し、試験フィルム袋３の内面同士が接触しない程度に十分なガスを封入する。あるいは、試験フィルム袋３の内面が接触しないように、袋３の中に本測定に影響を与えないような不織布や構造物を入れて隙間を設けてもよい。その場合には、ガスが透過する面積を変えないように、また、ガスの透過に伴って袋３の中が負圧になることのないように注意する。
【００３０】
続いて、図３（ａ）に示すように、恒温器１の内部に設置した電子秤２にガスの入った試験フィルム袋３を吊し、ガスＹのみを満たして（圧力Ｐ[Pa] 、密度ρy ）、測定温度Ｔ[K] で保持するようにセットする（ステップＳ３）。このとき、恒温器１内の容積は袋３の体積と比べて十分に大きく、恒温器１内の圧力は通常大気圧に等しい。
【００３１】
以上の準備完了後、恒温器１内の温度と試験フィルム袋３内のガス温度が平衡し、ガス透過が定常状態になるまで適当な時間放置する（ステップＳ４）。これは、ガス透過の時間遅れによる誤差を防ぐ意味もある。
【００３２】
測定開始時の時刻をｔ0 [s] （状態０：図３（ａ））として電子秤２によりガスの入った試験フィルム袋３の質量ｍ0 [kg] を測定し、同様に適当な間隔で時刻ｔ1 [s] （状態１：図３（ｂ））及びｔ2 [s] （状態２：図３（ｃ））における質量ｍ1 [kg]、ｍ2 [kg] を測定する（ステップＳ５）。この測定では、測定場所における重力加速度の違いは補正されているものとする。
【００３３】
ここで、ガスＸ，Ｙの透過度が共に未知の場合、ガスＸ，Ｙを入れ替えて、ステップＳ１〜Ｓ５と同様の処理を行う。
【００３４】
すなわち、ステップＳ１′において、試験フィルム袋３′のみの質量ｍf′[kg] 及び全表面積Ａ′[m2] を測定し、ステップＳ２′において、試験フィルム袋３′にガスＹを適量入れて密封し（ガスＹの密度ρy ）、ステップＳ３′において、電子秤２に試験フィルム袋３′を吊し、ガスＸのみを満たして（圧力Ｐ[Pa]、密度ρx ）、測定温度Ｔ[K] で保持する。
【００３５】
以上の準備完了後、ステップＳ４′において、恒温器１内の温度と試験フィルム袋３′内のガス温度が平衡し、ガス透過が定常状態になるまで適当な時間放置した後、ステップＳ５′において、時刻ｔ0′[s] （状態０′：図３（ａ′））、ｔ1 [s] （状態１′：図３（ｂ′））、ｔ2 [s] （状態２′：図３（ｃ′））において、電子秤２によりガスの入った試験フィルム袋３′の質量ｍ0′[kg] 、ｍ1′[kg]、ｍ2′[kg] を測定する（ステップＳ５）。この測定においても、測定場所における重力加速度の違いは補正されているものとする。
【００３６】
上記測定完了後、パーソナルコンピュータ４に透過度測定プログラムを実行させ、測定結果を入力してガスＸ、ガスＹの透過度を計算させる（ステップＳ６）。以上により、一連の測定手順を終了する。
【００３７】
ここで、以上の測定値及び所要値から、ガス透過度を求める計算式について説明する。
【００３８】
温度Ｔ、圧力Ｐにおける、袋３内のガスＸ及びガスＹの密度をρx 、ρy とし、ガスＸ及びＹの体積をそれぞれＶx 、Ｖy とする。恒温器１内でガスの入った袋３の質量を測定すると、浮力の原理により、流入してきたガスＹの質量は浮力と相殺され、ガスＸの質量は両ガスの分子量の差に比例した値を示すため、ガスＸの体積Ｖx のみを求めることができる。したがって、時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 におけるガスの入った袋３内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 ，Ｖx2 は次のようになる。
【００３９】
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )                     …（１ａ）
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )                     …（１ｂ）
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )                     …（１ｃ）
一方、ガスの体積Ｖx 、Ｖy と透過度ｋx 、ｋy の間には次のような関係がある。
ｄＶx ／ｄｔ＝−Ｋx Ｖx ／(Ｖx ＋Ｖy )                …（２ａ）
ｄＶy ／ｄｔ＝−Ｋy {Ｖy ／(Ｖx ＋Ｖy )−１}          …（２ｂ）
但し、気体定数をＲとして、
Ｋx ＝ｋx ＲＴＡ                                      …（３ａ）
Ｋy ＝ｋy ＲＴＡ                                      …（３ｂ）
とする。
【００４０】
式（２ａ）、（２ｂ）より、
Ｖy −Ｖy0 ＝−(Ｋy ／Ｋx )(Ｖx −Ｖx0 )              …（４）
が得られ、式（２ａ）、（２ｂ）をＶx について解くと、最終的に次の結果を得る。
ｔ＝λx Ｖx −Ｃ1 logＶx ＋Ｃ2                        …（５）
但し、
λx ＝(Ｋy −Ｋx )／Ｋx2                              …（６）
とする。
【００４１】
定数Ｃ1 、Ｃ2 、λx は異なる時刻ｔ0 、ｔ1 、ｔ2 における３組の測定値から決定される。このうちλx は、次式により求められる。
0003752537.tif 000003
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2                                 …（８ａ）
ｂ＝logＶx0 −logＶx1                                 …（８ｂ）
ｃ＝logＶx1 −logＶx2                                 …（８ｃ）
とする。
【００４２】
以下、ガスＸの透過度ｋx とガスＹの透過度ｋy の相互関係により以下の６つの場合にわけて解法を述べる。
【００４３】
（１）透過度ｋx が既知の場合
この場合は、次式によりガスＹの透過度ｋy が求められる。
ｋy ＝(λx Ｋx2 ＋Ｋx )／(ＲＴＡ)                     …（９）
（２）透過度ｋy が既知であり、かつλx ＞０の場合
この場合は、次式によりガスＸの透過度ｋx が求められる。
ｋx ＝{−１＋(１＋４λx Ｋy )1/2}／(２λx ＲＴＡ)     …（１０）
（３）透過度ｋy が既知であり、かつλx ＜０の場合
この場合は、次式によりガスＸの透過度ｋx が求められる。尚、次式では２つの解が得られるが、物理法則に合う方を選択する。
ｋx ＝{−１±(１＋４λx Ｋy )1/2}／(２λx ＲＴＡ)     …（１１）
（４）透過度ｋy が既知であり、かつｋx ＞＞ｋy の場合
この場合は、次式によりガスＸの透過度ｋx が近似的に求められる。
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)                              …（１２）
（５）透過度ｋy が既知であり、かつｋx ＞＞ｋy であり、かつ袋３内にガスＸのみが封入されている場合
この場合は、時刻ｔ0 、ｔ1 における２回の計測値により、次式によりガスＸの透過度ｋx が近似的に求められる。
ｋx ＝(Ｖx1 −Ｖx0 )／{(ｔ1 −ｔ0 ) ＲＴＡ}            …（１３）
（６）ｋx とｋy の両方が未知の場合
この場合は、続けてガスＸとＹを入れ換えて同様の測定を行う。すなわち、ガスＹを封入した試験フィルム袋３′（圧力Ｐ′、密度ρy′）を恒温器１の中に設置された電子秤２にセットし、ガスＸのみを満たし（圧力Ｐ′、密度ρx′）、測定温度Ｔ′に保持させる。試験フィルム袋３′内にガスＸが混入しても差し支えない。
【００４４】
尚、袋３′のみの質量ｍf′及び全表面積Ａ′を予め測定しておく。ここで、ｍf′、Ａ′、Ｐ′は、ｍf 、Ａ 、Ｐと異なっていてもかまわないが、恒温器１内の温度Ｔ′はＴと同一とする。前回と同様に、適当な３つの時刻ｔ0′、ｔ1′、ｔ2′において、電子秤２によりガスの入った試験フィルム袋３′の質量ｍ0′、ｍ1′、ｍ2′を測定する。
【００４５】
温度Ｔ、圧力Ｐ′におけるガスＸ及びガスＹの密度をρx′、ρy′とする。試験フィルム袋３′内のガスＹ及びＸの体積をそれぞれＶy′、Ｖx′とする。時刻ｔ0′、ｔ1′、ｔ2′における袋内のガスＹの体積Ｖy0′、Ｖy1′、Ｖy2′は、それぞれ次のようになる。
【００４６】
Ｖy0′＝(ｍ0′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)                …（１ａ′）
Ｖy1′＝(ｍ1′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)                …（１ｂ′）
Ｖy2′＝(ｍ2′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)                …（１ｃ′）
ガスの体積Ｖy′、Ｖx′と透過度ｋy′、ｋx′の間の関係式は、
ｄＶy′／ｄｔ＝−Ｋy′Ｖy′／(Ｖy′＋Ｖx′)           …（２ａ′）
ｄＶx′／ｄｔ＝−Ｋx′{Ｖx′／(Ｖy′＋Ｖx′)−１}     …（２ｂ′）
となる。但し、
Ｋy′＝ｋy ＲＴＡ′                                   …（３ａ′）
Ｋx′＝ｋx ＲＴＡ′                                   …（３ｂ′）
とする。
【００４７】
式（２ａ′）〜（２ｂ′）をＶy′について解くと、最終的に次の結果を得る。
ｔ＝λy Ｖy′−Ｃ1′logＶy′＋Ｃ2′                   …（５′）
但し、
λy ＝(Ｋx′−Ｋy′)／Ｋy′2                          …（６′）
とする。
【００４８】
定数Ｃ1′、Ｃ2′、λy は異なる時刻ｔ0′、ｔ1′、ｔ2′における３組の測定値から決定される。このうち、λy は、次式により求められる。
0003752537.tif 000004
但し、
ａ′＝logＶy0′−logＶy2′                            …（８ａ′）
ｂ′＝logＶy0′−logＶy1′                            …（８ｂ′）
ｃ′＝logＶy1′−logＶy2′                            …（８ｃ′）
とする。
【００４９】
したがって、先に求められたλx 及び上の式により求められたλy とから、両方のガス透過度ｋx ，ｋy が求められる。
【００５０】
すなわち、λx ＞０かつλy ＜０の場合には、
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)＋１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }  …（１４ａ）
ｋy ＝−１／(λy ＲＴＡ′)−１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }  …（１４ｂ）
となる。
【００５１】
また、λx ＜０かつλy ＞０の場合には、
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)−１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }  …（１５ａ）
ｋy ＝−１／(λy ＲＴＡ′)＋１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }  …（１５ｂ）
となる。
【００５２】
実際の測定では、時刻ｔ0 、ｔ1 、ｔ2 におけるｍ0 、ｍ1 、ｍ2 、時刻ｔ0′、ｔ1′、ｔ2′におけるｍ0′、ｍ1′、ｍ2′を自動的に測定し、温度、圧力の計測値と合わせて、以後の計算式をコンピュータ４のプログラムにより、透過度が自動的に出力されるようにすることができる。
【００５３】
以下に、コンピュータ４によるプログラム処理の一例を説明する。
【００５４】
（１）透過度ｋx が既知の場合
この場合の処理の流れを図４に示す。
【００５５】
ステップＳ１１：試験フィルム袋３のみの質量ｍf 、その表面積Ａ、ガスＸの密度ρx 、ガスＹの密度ρy 、圧力Ｐ、温度Ｔ、ガスＸの透過度ｋx を入力する。
【００５６】
ステップＳ１２：時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における質量ｍ0 ，ｍ1 ，ｍ2 の測定結果を入力する。
【００５７】
ステップＳ１３：各時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における試験フィルム袋３内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 ，Ｖx2 を
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
によって求める。
【００５８】
ステップＳ１４：λx を
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 }／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
によって求める。
【００５９】
ステップＳ１５：気体定数Ｒを用いてＫx ＝ｋx ＲＴＡ（Ｒ：気体定数）を計算する。
【００６０】
ステップＳ１６：次式
ｋy ＝(λx Ｋx2 ＋Ｋx )／(ＲＴＡ)
によりガスＹの透過度ｋy を求める。
【００６１】
（２）（３）透過度ｋy が既知である場合
この場合の処理の流れを図５に示す。
【００６２】
ステップＳ２１：試験フィルム袋３のみの質量ｍf 、その表面積Ａ、ガスＸの密度ρx 、ガスＹの密度ρy 、圧力Ｐ、温度Ｔ、ガスＹの透過度ｋy を入力する。
【００６３】
ステップＳ２２：時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における質量ｍ0 ，ｍ1 ，ｍ2 の測定結果を入力する。
【００６４】
ステップＳ２３：各時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における試験フィルム袋３内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 ，Ｖx2 を
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
によって求める。
【００６５】
ステップＳ２４：λx を
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 }／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
によって求める。
【００６６】
ステップＳ２５：Ｋy ＝ｋy ＲＴＡ（Ｒ：気体定数）を計算する。
【００６７】
ステップＳ２６：λx ＞０を判断する。
【００６８】
ステップＳ２７：λx ＞０の場合、
ｋx ＝{−１＋(１＋４λx Ｋy )1/2}／(２λx ＲＴＡ)
によりガスＸの透過度ｋx を求める。
【００６９】
ステップＳ２８：λx ＞０でない場合、λx ＜０を判断する。
【００７０】
ステップＳ２９：λx ＜０の場合、
ｋx ＝{−１±(１＋４λx Ｋy )1/2}／(２λx ＲＴＡ)     …（１１）
によってガスＸの透過度ｋx を求める。但し、（１１）の２つの解のうち、物理法則に合う方を選択するものとする。
【００７１】
ステップＳ３０：λx ＜０でない場合、測定不能として提示する。
【００７２】
（４）透過度ｋy が既知であり、かつｋx ＞＞ｋy の場合
この場合の処理の流れを図６に示す。
【００７３】
ステップＳ３１：試験フィルム袋３のみの質量ｍf 、その表面積Ａ、ガスＸの密度ρx 、ガスＹの密度ρy 、圧力Ｐ、温度Ｔを入力する。
【００７４】
ステップＳ３２：時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における質量ｍ0 ，ｍ1 ，ｍ2 の測定結果を入力する。
【００７５】
ステップＳ３３：各時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における試験フィルム袋３内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 ，Ｖx2 を
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
によって求める。
【００７６】
ステップＳ３４：λx を
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 }／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
によって求める。
【００７７】
ステップＳ３５：気体定数Ｒを用いて、
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)
によりガスＸの透過度ｋx を近似的に求める。
【００７８】
（５）透過度ｋy が既知であり、かつｋx ＞＞ｋy であり、かつ袋３内にガスＸのみが封入されている場合
この場合の処理の流れを図７に示す。
【００７９】
ステップＳ４１：試験フィルム袋３のみの質量ｍf 、その表面積Ａ、ガスＸの密度ρx 、ガスＹの密度ρy 、圧力Ｐ、温度Ｔを入力する。
【００８０】
ステップＳ４２：時刻ｔ0 ，ｔ1 における質量ｍ0 ，ｍ1 の測定結果を入力する。
【００８１】
ステップＳ４３：各時刻ｔ0 ，ｔ1 における試験フィルム袋３内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 を
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
ステップＳ４４：気体定数Ｒを用いて、
ｋx ＝(Ｖx2 −Ｖx0 )／｛(ｔ2 −ｔ1 ）ＲＴＡ}
によりガスＸの透過度ｋx を近似的に求める。
【００８２】
（６）ｋx とｋy の両方が未知の場合
この場合の処理の流れを図８に示す。
【００８３】
ステップＳ５１：第１及び第２の試験フィルム袋３、３′のみの質量ｍf 、ｍf′、その表面積Ａ、、Ａ′、袋３にガスＸを封入したときのガスＸの密度ρx 、ガスＹの密度ρy 、圧力Ｐ、温度Ｔ、袋３′にガスＹを封入したときのガスＸの密度ρx′、ガスＹの密度ρy′、圧力Ｐ′、温度Ｔ′（＝Ｔ）を入力する。
【００８４】
ステップＳ５２：第１の試験フィルム袋３にガスＸを封入したときの時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における質量ｍ0 ，ｍ1 ，ｍ2 の測定結果を入力する。
【００８５】
ステップＳ５３：第２の試験フィルム袋３′にガスＹを封入したときの時刻ｔ0′，ｔ1′，ｔ2′における質量ｍ0′，ｍ1′，ｍ2′の測定結果を入力する。
【００８６】
ステップＳ５４：第１の試験フィルム袋３にガスＸを封入したときの各時刻ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 における試験フィルム袋３内のガスＸの体積Ｖx0 ，Ｖx1 ，Ｖx2を
Ｖx0 ＝(ｍ0 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx1 ＝(ｍ1 −ｍf )／(ρx −ρy )
Ｖx2 ＝(ｍ2 −ｍf )／(ρx −ρy )
によって求める。
【００８７】
ステップＳ５５：λx を
λx ＝{ａ(ｔ1 −ｔ0 )−ｂ(ｔ2 −ｔ0 }／(ａＶx1 −ｂＶx2 −ｃＶx0 )
但し、
ａ＝logＶx0 −logＶx2
ｂ＝logＶx0 −logＶx1
ｃ＝logＶx1 −logＶx2
によって求める。
【００８８】
ステップＳ５６：第２の試験フィルム袋３′にガスＹを封入したときの各時刻ｔ0′，ｔ1′，ｔ2′における試験フィルム袋３′内のガスＹの体積Ｖy0′、Ｖy1′、Ｖy2′を
Ｖy0′＝(ｍ0′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)
Ｖy1′＝(ｍ1′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)
Ｖy2′＝(ｍ2′−ｍf′)／(ρy′−ρx′)
によって求める。
【００８９】
ステップＳ５７：λy を
0003752537.tif 000005
但し、
ａ′＝logＶy0′−logＶy2′
ｂ′＝logＶy0′−logＶy1′
ｃ′＝logＶy1′−logＶy2′
によって求める。
【００９０】
ステップＳ５８：λx ＞０かつλy ＜０か否かを判断する。
【００９１】
ステップＳ５９：λx ＞０かつλy ＜０ならば、気体定数Ｒを用いて、
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)＋１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
ｋy ＝−１／(λy ＲＴＡ′)−１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
を演算してガスＸの透過度ｋx 、ガスＹの透過度ｋy を求める。
【００９２】
ステップＳ６０：λx ＞０かつλy ＜０でない場合、λx ＜０かつλy ＞０を判断する。
【００９３】
ステップＳ６１：λx ＜０かつλy ＞０ならば、気体定数Ｒを用いて、
ｋx ＝−１／(λx ＲＴＡ)−１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
ｋy ＝−１／(λy ＲＴＡ′)＋１／{ＲＴ(−λx λy ＡＡ′)1/2 }
を演算してガスＸの透過度ｋx 、ガスＹの透過度ｋy を求める。
【００９４】
ステップＳ６２：λx ＜０かつλy ＞０でない場合、測定不能として処理を終了する。
【００９５】
以上のプログラムを用いてコンピュータ４により処理を実行することで、プラスチックフィルムの透過度測定を簡単に、かつ精度良く行えるようになる。
【００９６】
尚、上記実施形態では、２点または３点の計測値から気体透過度を求める方法を示したが、さらに多くの計測点から精度良く計算することも可能である。また、試験フィルム袋３の大きさを変更することにより、電子秤２の精度にあわせて、計測時間や測定精度を適宜調整することができる。
【００９７】
また、上記実施形態では、（６）で説明したように、透過度ｋx とｋy の両方が未知の場合に、ガスＸとガスＹを入れ換えて２回目の測定を行う方法を示したが、これに代わって、１回目のＶy2 測定後に直ちに恒温器１内のガスＹをガスＸに置換して体積Ｖy2 を求めることにより、式（４）を用いて計算する方法もある。この場合は、時刻ｔ0 における袋内のガスＹの体積がＶy0 ＝０である必要がある。
【００９８】
測定例を以下に示す。
【００９９】
ガスＸを窒素、ガスＹを酸素とし、温度２５[℃] 、圧力１００９[hPa] において以下の計測値を得た。但し、気体定数Ｒ＝８．３１４５[J/molK] とする。
ｍf ＝２０２０．００[mg]、Ａ＝０．０４４５［m2］
最初（ｔ＝０[s] ）：ｍ0 ＝１９６５．２０[mg]
９２００秒後（ｔ1 ＝９２００[s] ）：ｍ1 ＝１９６６．７４[mg]
１０８００秒後（ｔ2 ＝２００００[s] ）：ｍ2 ＝１９６８．１９[mg]
また、同一の温度の下で、ガスＸとガスＹを入れ換えた測定を行い、以下の計測値を得た。圧力は１０１７[hPa] になっていた。
ｍf′＝２０８８．００[mg] 、Ａ′＝０．０４５２[m2]
最初（ｔ＝０[s] ）：ｍ0′＝２１４９．１５[mg]
１４９０秒後（ｔ1′＝１４９０[s] ）：ｍ1′＝２１４７．４９[mg]
１５１０秒後（ｔ2′＝３０００[s] ）：ｍ2′＝２１４５．７８[mg]
また、それぞれの試験温度圧力環境におけるガスＸとガスＹの密度差は
ρx −ρy ＝−０．１６２３５７[kg/m3]
ρy −ρx ＝０．１６３６４５[kg/m3]
であるとする。各体積を求める計算式（１ａ）〜（１ｃ）及び（１ａ′）〜（１ｃ′）に測定値を代入すると、以下のようになる。
Ｖx0 ＝０．０００３３７５２７[m3]
Ｖx1 ＝０．０００３２８０４２[m3]
Ｖx2 ＝０．０００３１９１１１[m3]
Ｖy0′＝０．０００３７３６７６[m3]
Ｖy1′＝０．０００３６３５３２[m3]
Ｖy2′＝０．０００３５３０８２[m3]
さらにλx 、λy を求める計算式（７）及び（７′）に上の結果を代入すると、以下のようになる。
λx ＝７．４４２４１×１０9
λy ＝−２．２９７２５×１０8
λx ＞０、λy ＜０であるから、計算式（１４ａ）、（１４ｂ）から各透過度ｋx ，ｋy は以下のように決定される。
ｋx ＝５．６６×１０-12 [mol/m2sPa]
ｋy ＝３．２０×１０-11 [mol/m2sPa]
以上の測定例から明らかなように、本実施形態によれば、試験フィルムにおけるドライガスＸ、Ｙの透過度ｋx ，ｋy を簡単な測定装置でかつ高精度に測定することができる。
【０１００】
（飽和蒸気圧が大気圧より低いガスの場合）
この場合、２つの方法がある。１つは、飽和蒸気圧が恒温器１内の圧力より高くなるように恒温器１内を減圧する方法である。この場合の測定方法はドライガスの場合と同様であるので省略する。ここでは大気圧下で測定する方法について述べる。
【０１０１】
図９に示す処理手順に従って、ある厚さのプラスチックフィルムについて、常温で蒸気圧が大気圧より小さいガスＸの透過度ｋx [kg/m2sPa] を測定する場合を説明する。この場合、ガスＸ及びＹは、例として、それぞれ水蒸気及び窒素であるものとする。
【０１０２】
まず、ドライガスの場合と同様に、試験フィルムを袋状に加工した試験体（以下、試験フィルム袋）３を用意し、袋のみの質量ｍf [kg] 及びガスの透過に関わる全表面積Ａ[m2] を予め測定する（ステップＳ７１）。次に、試験フィルム袋３にガスＸとして水蒸気、ガスＹとして窒素を適量入れて密封する（ステップＳ７２）。このとき、袋３内には常に液体の水が残っているようにする。すなわち、袋３内の水蒸気が常に飽和状態を保つようにする。
【０１０３】
その際、ガスＹが混入しても差し支えない。水蒸気Ｘの封入量は、試験環境温度圧力条件において、試験中に袋３に圧力がかからない程度の量とする。すなわち、袋３の内圧と恒温器１内の圧力は常に同一であるようにする。
【０１０４】
但し、試験フィルム袋３の内面同士が接触しない程度に十分な水蒸気Ｘを封入する。あるいは、試験フィルム袋３の内面が接触しないように、袋３の中に本測定に影響を与えないような不織布や構造物を入れて隙間を設けてもよい。その場合には、水蒸気Ｘが透過する面積を変えないように、また、水蒸気Ｘの透過に伴って袋３の中が負圧になることのないように注意する。
【０１０５】
続いて、図１０（ａ）に示すように、恒温器１の内部に設置した電子秤２に試験フィルム袋３を吊し、ガスＹのみを満たして、温度Ｔ0 [K]（圧力Ｐ0 [Pa] 、密度ρy0 ）で保持するようにセットする（ステップＳ７３）。このとき、恒温器１内の容積は袋３の体積と比べて十分に大きく、恒温器１内の圧力は通常大気圧に等しい。
【０１０６】
このようにガスＹのみを満たした恒温器（温度Ｔ0 [K]、圧力Ｐ0 [Pa] ）１の中で、電子秤２により測定重量を測定場所における重力加速度で除した値（質量）ｍ0 [kg] を測定する（ステップＳ７４）。この時を状態０とする。さらに、図１０（ｂ）に示すように、恒温器１の内部温度を試験温度Ｔ1 [K] （圧力Ｐ[Pa] ）に変更し、同様に測定値ｍ1 [kg] を得る（ステップＳ７５）。この時を状態１とし、時刻をｔ1 [s] とする。その後、図１０（ｃ）に示すように、時刻ｔ2 [s] に測定値ｍ2 [kg] を得る（ステップＳ７６）。このときを状態２とする。さらに、図１０（ｄ）に示すように、恒温器１の内部温度をＴ3 [K] (圧力Ｐ[Pa] ）に変更し、測定値ｍ3 [kg] を得る（ステップＳ７７）。このときを状態３とする。
【０１０７】
尚、状態０から１、及び、状態２から３に変更するために要する時間は、測定時間ｔ2 −ｔ1 と比較して十分に小さいことから、この間のガスの透過量は無視できるものとする。
【０１０８】
上記測定後、コンピュータ４に透過度測定プログラムを実行させ、測定結果を入力し、透過度を計算させる（ステップＳ７８）。
【０１０９】
尚、コンピュータ４のプログラム実行に際して、恒温器１の温度制御、質量測定値取得を自動的に行うようにしてもよい。
【０１１０】
以下、本測定における透過度演算処理について説明する。
【０１１１】
まず、水の質量、ガス（水蒸気）Ｘの体積、ガスＹの体積の間には、浮力の原理により次のような関係がある。
【０１１２】
ｍ0 −ｍf ＝ｍx0 ＋(ρx0 −ρy0 )Ｖx0                 …（１６ａ）
ｍ1 −ｍf ＝ｍx1 ＋(ρx −ρy )Ｖx1                   …（１６ｂ）
ｍ2 −ｍf ＝ｍx2 ＋(ρx −ρy )Ｖx2                   …（１６ｃ）
ｍ3 −ｍf ＝ｍx3 ＋(ρx3 −ρy3 )Ｖx3                 …（１６ｄ）
状態０から１、及び状態２から３の変化は短時間で行われるのでガスの透過はないものとすると、この各状態間で水の総量及びガスＹの量は等しいので、
ρy0 Ｖy0 ＝ρy Ｖy1                                  …（１７ａ）
ｍx0 ＋ρx0 Ｖx0 ＝ｍx1 ＋ρx Ｖx1                    …（１７ｂ）
ρy Ｖy2 ＝ρy3 Ｖy3                                  …（１７ｃ）
ｍx2 ＋ρx Ｖx2 ＝ｍx3 ＋ρx3 Ｖx3                    …（１７ｄ）
となる。また、ガス（水蒸気）Ｘは常に飽和状態にあるので、
Ｖx0 ／(Ｖx0 ＋Ｖy0 ) ＝Ｐx0 ／Ｐ0                    …（１８ａ）
Ｖx1 ／(Ｖx1 ＋Ｖy1 ) ＝Ｐx ／Ｐ                      …（１８ｂ）
Ｖx2 ／(Ｖx2 ＋Ｖy2 ) ＝Ｐx ／Ｐ                      …（１８ｃ）
Ｖx3 ／(Ｖx3 ＋Ｖy3 ) ＝Ｐx3 ／Ｐ3                    …（１８ｄ）
となる。ここで、Ｐx0 、Ｐx 、Ｐx3 はそれぞれ温度Ｔ0 、Ｔ、Ｔ3 におけるガス（水蒸気）Ｘの飽和蒸気圧である。
【０１１３】
式（１６ａ）〜（１８ｄ）から、状態１及び状態２におけるガスＸの水（液体及び気体）の全質量を求めると以下のようになり、これらは４組の測定値から計算できる。
0003752537.tif 000006
したがって、ガス（水蒸気）Ｘの透過度は、
ｋx＝{(ｍx1＋ρx1Ｖx1)−(ｍx2＋ρx2Ｖx2)}/(ｔ2ＰxＡ)    …（２０）
で求められる。
【０１１４】
この場合のコンピュータ４によるプログラム処理の一例を説明する。
【０１１５】
ステップＳ８１：試験フィルム袋３のみの質量ｍf 、その全表面積Ａを入力する。
【０１１６】
ステップＳ８２：状態０における内部温度Ｔ0 、圧力Ｐ0 、ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx0 、ガスＸの密度ρx0 、ガスＹの密度ρy0 の各値と、試験フィルム袋３の質量測定結果ｍ0 を入力する。
【０１１７】
ステップＳ８３：状態１における内部温度Ｔ1 、圧力Ｐ1 、ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx1 、ガスＸの密度ρx1 、ガスＹの密度ρy1 の各値と、ガスの入った試験フィルム袋３の質量測定結果ｍ1 を入力する。
【０１１８】
ステップＳ８４：状態１からｔ[s] 経過後の状態２におけるガスの入った試験フィルム袋３の質量ｍ2 の測定結果を入力する。
【０１１９】
ステップＳ８５：状態３における内部温度Ｔ3 、圧力Ｐ3 、ガスＸの飽和蒸気圧Ｐx3 の各値と、ガスの入った試験フィルム袋３の質量測定結果ｍ3 を入力する。
【０１２０】
ステップＳ８６：状態１における試験フィルム袋３内の液体及び気体の全質量を、
ｍx1＋ρx1Ｖx1
＝ｍ1−ｍf＋(ｍ0−ｍ1)(Ｐ0/Ｐx0−１)/(Ｐ0/Ｐx0−Ｐ1/Ｐx1)
により求める。
【０１２１】
ステップＳ８７：状態２における試験フィルム袋３内の液体及び気体の全質量を、
ｍx2＋ρx2Ｖx2
＝ｍ3−ｍf＋(ｍ2−ｍ3)(Ｐ1/Ｐx2−１)/(Ｐ1/Ｐx2−Ｐ3/Ｐx3)
により求める。
【０１２２】
ステップＳ８８：ステップＳ８７，Ｓ８８の演算結果を次式に代入して、
ｋx＝{(ｍx1＋ρx1Ｖx1)−(ｍx2＋ρx2Ｖx2)}/(ｔＰxＡ)
を演算することによりガスＸの透過度ｋx を求める。
【０１２３】
測定例を以下に示す。
【０１２４】
ガスＸを水蒸気、ガスＹを窒素とし、以下の計測値を得た。尚、圧力は１０１３[hPa] の一定値であった。但し、気体定数Ｒ＝８．３１４５[J/molK] とする。
ｍf ＝２０５０．００[mg] 、Ａ＝０．０５０２[m2]
状態０：温度２０℃、ｍ0 ＝２４５６．５２[mg]
状態１：温度４０℃、ｍ1 ＝２４５４．３９[mg]
状態２（１０００秒後、すなわちｔ2 ＝１０００[s] ）：温度４０℃、ｍ2 ＝２４３１．６１[mg]
状態３：温度２０℃、ｍ3 ＝２４３３．７８[mg]
また、それぞれの温度における蒸気圧は、
Ｐx0 ＝２３１３[Pa]
Ｐx ＝７３５９[Pa]
Ｐx3 ＝２３１３[Pa]
であるとする。水の総量を求める計算式（１９ａ）、（１９ｂ）に測定値を代入すると、以下のようになる。
ｍx1＋ρx1Ｖx1＝４０７．４３[Pa]
ｍx2＋ρx2Ｖx2＝３８４．７０[Pa]
したがって、水蒸気Ｘの透過度は計算式（２０）から以下のように決定される。
ｋx ＝６．１５×１０-11 [kg/m2sPa]
以上の測定例から明らかなように、本実施形態によれば、試験フィルムにおける飽和蒸気圧が大気圧より低いガスＸの透過度ｋx を簡単な測定装置でかつ高精度に測定することができる。
【０１２５】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【０１２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、測定準備、手順が簡単な作業で済み、しかも測定精度も従来の手法に比して極めて高精度なプラスチックフィルムのガス透過度測定方法、この測定方法に用いる測定装置及びこの測定方法を用いたガス透過度測定用プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るプラスチックフィルムのガス透過度測定方法の実施形態に用いる測定装置の構成を示す概略図である。
【図２】  本発明に係る第１の実施形態として、被測定ガスがドライガスの場合の測定処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】  第１の実施形態の処理手順に沿った状態０〜２、状態０′〜２′の設定環境を示す概念図である。
【図４】  第１の実施形態において、ガスＸの透過度ｋx が既知である場合にガスＹの透過度ｋy を求める処理プログラムを示すフローチャートである。
【図５】  第１の実施形態において、ガスＹの透過度ｋy が既知である場合にガスＸの透過度ｋx を求める処理プログラムを示すフローチャートである。
【図６】  第１の実施形態において、ガスＹの透過度ｋy が既知であり、かつｋx ＞＞ｋy の場合にガスＸの透過度ｋx を簡易的に求める処理プログラムを示すフローチャートである。
【図７】  第１の実施形態において、透過度ｋy が既知であり、かつｋx ＞＞ｋy であり、かつ袋内にガスＸのみが封入されている場合にガスＸの透過度ｋx を簡易的に求める処理プログラムを示すフローチャートである。
【図８】  第１の実施形態において、ガスＸの透過度ｋx とガスＹの透過度ｋy の両方が未知の場合にそれぞれの透過度を共に求める場合の処理プログラムを示すフローチャートである。
【図９】  本発明に係る第２の実施形態として、飽和蒸気圧が大気圧より低いガスを被測定ガスとする場合の測定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】  第２の実施形態の処理手順に沿った状態０〜３の設定環境を示す概念図である。
【図１１】  第２の実施形態において、飽和蒸気圧が大気圧より低いガスの透過度を求める処理プログラムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…恒温器
２…電子秤
３…試験フィルム袋
４…パーソナルコンピュータ
【図１】
0003752537.tif 000009
【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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【図１０】
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【図１１】
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