JP2013003028A - 測定装置および測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の測定装置1は、2つの空間12bおよび12aを形成し得るセル18を備えている、標的成分を測定する測定装置1であり、セルの温度を制御する温度制御部13、セル18および温度制御部13を収納している容器11、容器11の内部に第1のガスを供給するガス供給部15a、第2のガスを空間12bに供給するガス供給部15b、ならびに第3のガスを空間12aに供給するガス供給部15cをさらに備えており、第3のガスが標的成分とは異なる成分のみを含んでおり、第1のガスが以下の条件を満たしている:標的成分と異なる成分のみを含んでいるか、または大気より低い濃度において標的成分を含んでいる;第3のガスの成分と異なる成分のみを含んでいるか、または大気より低い濃度において第3のガスの成分を含んでいる。
【選択図】図1
Description
図1に示すように、測定装置1は、容器11、ガス透過セル(セル)18、温度制御部13、および検出器16を備えている。容器11は、ガス透過セル18を収納しており、ガス透過セル18を大気から遮断している。ガス透過セル18は、ガス透過度について試験される薄膜材料14を、上部18aおよび下部18bを用いて挟むことによって固定している。したがって、ガス透過セル18の内部には、薄膜材料14を境にして空間(第2の空間)12aおよび空間(第1の空間)12bが形成されている。ガス透過セル18の外表面の大部分は、温度制御部13に覆われている。ガス透過セル18内の空間12aは、管17cを介して検出器16と連絡している。
上記第3のガスは、薄膜材料14を透過して空間12bから空間12aに移動した1種以上の成分を検出器16に送るための、一般的なキャリアガスである。よって、第3のガスは、薄膜材料14を透過する度合いについて測定されることが所望されている、第2のガスに含まれている成分(標的成分)を含んでおらず、当該標的成分に影響を与えないガスである。第3のガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスおよび酸素、またはこれらの組合せが挙げられる。
容器11は、内部の気密性を維持し得る容器であれば、特に限定されない。容器11の一例としては、ステンレス鋼から構成されている、高い気密性を有している容器である。
ガス透過セル18としては、高感度な薄膜材料のガス透過度試験において一般的に使用されるものが挙げられる。ガス透過セル18の例としては、例えばステンレス鋼製のセルが挙げられる。ここでは、水蒸気の透過性を試験するために適した例を挙げたが、標的成分が他の気体であれば、その気体を検出するために適している公知のセルからガス透過セル18を適宜選択すればよい。
温度制御部13は、ガス透過セル18の少なくとも一部と接することによって、ガス透過セル18の温度を直接的に制御可能なものであれば、特に限定されない。温度制御部13の一例としては、市販のマントルヒータが挙げられる。温度制御部13として容易に変形するマントルヒータを用いれば、ガス透過セル18のほぼ全体を容易に覆うことができる。よって、マントルヒータは、ガス透過セル18の温度を適切に制御し得る好ましい一例である。温度制御部13として使用可能なマントルヒータは、例えば、使用するガス透過セル18に応じて市販品を適宜改良したものである。なお、図1から明らかなように、温度制御部13は、ガス透過セル18を覆う構成であり、空間12aおよび空間12bに接して設けられる構成ではない。
薄膜材料14は、例えば、薄膜ガラスフィルム、有機ELデバイス用のハイバリア膜のような表面薄膜コーティングフィルム、太陽電池のバックシート用フィルムのような高温下において用いられるフィルム、食品もしくは薬品の包装用フィルム、および半導体材料用フィルムが挙げられる。
第1〜第3のガス供給部15a〜cは、従来公知の構成であり、特に限定されるものではない。第1〜第3のガス供給部15a〜cは、例えば高圧の高純度ガスを充填したボンベを減圧弁と組み合わせた構成であり得る。
検出器16は、気体を成分ごとに検出可能な従来公知の機器であれば、特に限定されない。公知の検出器16の種類は、検出の原理に応じて多岐にわたっているが、標的成分の気体に応じて適宜選択され得る。標的成分が水蒸気である場合の検出器16の例は、露点計、質量分析器、感湿センサー、クーロメトリック検出器である。
上述のように、測定装置1を用いれば、種々の気体について薄膜材料14のガス透過度を高感度に測定することができる。また、それぞれが異なる成分を含んでいる第1のガス、第2のガスおよび第3のガスを選択して、測定装置1を用いれば、ガス透過セル18の密閉度、つまり内部に第1のガスが侵入していることや、これと同時にガス透過セル18の外部にガスが漏れているか否かを定量的に検出することができる。よって、測定装置1を用いて、薄膜材料14のガス透過度およびガス透過セル18の密閉度を同時に調べることによって、薄膜材料14のガス透過度の測定時における測定条件の適否を評価することができる。
測定装置1を用いたガス透過度の測定方法は、空間12bに存在している成分を測定する方法である。当該方法は、空間12bに存在している上記標的成分を検出する工程、および当該工程の検出結果に基づいて上記薄膜材料のガス透過度を決定する工程を包含している。この方法は、測定装置1の使用方法として最も一般的であり、〔測定装置1〕における記載を参照すれば、容易に実施し得る。
測定装置1を用いたガス透過セル18の密閉度の測定方法は、ガス透過度の測定方法と同様に、空間12bに存在している成分を測定する方法である。当該方法は、第1のガスに含まれている成分を検出する工程、および当該工程の検出結果に基づいて上記セルの密閉度を決定する工程を包含している。
測定装置1を用いたガス透過度の測定条件の適否を判定する方法は、ガス透過度の測定方法と同様に、空間12bに存在している成分を測定する方法である。当該方法は、上記第2のガスに含まれている薄膜材料14を透過する成分、および第1のガスに含まれている成分を同時に検出する工程、ならびに当該工程の検出結果に基づいて薄膜材料14のガス透過度の測定時における測定条件の適否を評価する工程を包含している。
11 容器
12a 空間(第2の空間)
12b 空間(第1の空間)
13 温度制御部
14 薄膜材料
15a〜c ガス供給部(第1〜3のガス供給部)
16 検出器
17a〜d 管
18 ガス透過セル(セル)
18a 上部
18b 下部
Claims (8)
- 薄膜材料を挟んでいるときに対向する第1の空間および第2の空間を形成するセルを備えており、上記薄膜材料を透過して上記第1の空間から上記第2の空間に移動する気体の標的成分を測定する測定装置であって、
上記セルに接して設けられている、当該セルの温度を制御する温度制御部、
上記セルおよび温度制御部を収納している容器、
上記容器の内部に第1のガスを供給する第1のガス供給部、
上記標的成分を含んでいる第2のガスを上記第1の空間に供給する第2のガス供給部、ならびに
キャリアガスとしての第3のガスを上記第2の空間に供給する第3のガス供給部をさらに備えており、
上記第3のガスが、上記標的成分とは異なる成分のみを含んでおり、
上記第1のガスが、以下の(a)および(b)の条件:
(a)上記標的成分と異なる成分のみを含んでいるか、または大気より低い濃度において上記標的成分を含んでいる;
(b)上記第3のガスの成分と異なる成分のみを含んでいるか、または大気より低い濃度において上記第3のガスの成分を含んでいる、
を満たしている、測定装置。 - 上記セルの一部が上記温度制御部に収納されている、請求項1に記載の測定装置。
- 上記第1のガスが、上記標的成分と異なる成分のみを含んでいる、請求項1または2に記載の測定装置。
- 上記第1のガスが、上記第3のガスの上記成分とは異なる成分のみを含んでいる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の測定装置。
- 上記第1のガスが不活性ガスからなる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の測定装置。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の測定装置を用いて上記第2の空間に存在している成分を測定する方法であって、
上記第2の空間に存在している上記標的成分を検出する工程、および
当該工程の検出結果に基づいて上記薄膜材料のガス透過度を決定する工程を包含している、方法。 - 検出する上記工程が、上記第2のガスに含まれている上記薄膜材料を透過する成分、および上記第1のガスに含まれている成分を同時に検出する工程であり、当該工程の検出結果に基づいて上記薄膜材料のガス透過度の測定時における測定条件の適否を評価する工程をさらに包含している、請求項6に記載の方法。
- 請求項3に記載の測定装置を用いて上記第2の空間に存在している成分を測定する方法であって、
上記第1のガスに含まれている成分を検出する工程、および
当該工程の検出結果に基づいて上記セルの密閉度を決定する工程を包含している、方法。
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