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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022053269
(43)【公開日】2022-04-05
(54)【発明の名称】ガス透過度測定装置
(51)【国際特許分類】
G01N 15/08 20060101AFI20220329BHJP
G01M 3/20 20060101ALN20220329BHJP
【ＦＩ】
G01N15/08 C
G01M3/20 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020160016
(22)【出願日】2020-09-24
(71)【出願人】
【識別番号】390000686
【氏名又は名称】株式会社住化分析センター
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】高萩 寿
【テーマコード（参考）】
2G067
【Ｆターム（参考）】
2G067AA48
2G067BB02
2G067BB12
2G067BB25
2G067CC04
2G067DD17
2G067EE09
(57)【要約】
【課題】ガス透過度測定用のセル内の気圧の急激な変化を首尾よく抑制でき、検出部による標的成分の高い定量精度を保つ。
【解決手段】ガス透過度測定装置１００は、第１凹部２１ａが設けられており、該第１凹部２１ａは使用時において試料Ｓを固定したきに当該試料Ｓの一部で塞がれる、第１セルと、第１凹部２１ａの外側から試料Ｓに試験ガスを供給する試験ガス供給部３０と、試験ガスを系外に排出する試験ガス排出部３２ａと、試料Ｓを透過した標的成分に第１凹部の内側から検出ガスを供給する検出ガス供給部２０と、第１凹部２１ａの内側から系外に検出ガスを排出する検出ガス排出部２２と、分岐とが設けられ、該分岐から減圧部４０が検出ガスの一部を吸引する。
【選択図】図１
【解決手段】ガス透過度測定装置１００は、第１凹部２１ａが設けられており、該第１凹部２１ａは使用時において試料Ｓを固定したきに当該試料Ｓの一部で塞がれる、第１セルと、第１凹部２１ａの外側から試料Ｓに試験ガスを供給する試験ガス供給部３０と、試験ガスを系外に排出する試験ガス排出部３２ａと、試料Ｓを透過した標的成分に第１凹部の内側から検出ガスを供給する検出ガス供給部２０と、第１凹部２１ａの内側から系外に検出ガスを排出する検出ガス排出部２２と、分岐とが設けられ、該分岐から減圧部４０が検出ガスの一部を吸引する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１凹部が設けられており、該第１凹部は使用時において試料を固定したときに当該試料の一部で塞がれる、第１セルと、
前記第１凹部の外側から前記試料に標的成分を含む試験ガスを供給する試験ガス供給部と、
前記試験ガスを系外に排出する試験ガス排出部と、
前記試料を透過した前記標的成分に前記第１凹部の内側から検出ガスを供給する検出ガス供給部と、
前記第１凹部の内側から系外に前記検出ガスを排出する流路を有する検出ガス排出部と、
前記流路に分岐が設けられており、該分岐から前記検出ガスの一部を吸引する減圧部と、
前記減圧部が吸引した前記検出ガス中の前記標的成分を検出する検出部と、を備える、ガス透過度測定装置。
前記第１凹部の外側から前記試料に標的成分を含む試験ガスを供給する試験ガス供給部と、
前記試験ガスを系外に排出する試験ガス排出部と、
前記試料を透過した前記標的成分に前記第１凹部の内側から検出ガスを供給する検出ガス供給部と、
前記第１凹部の内側から系外に前記検出ガスを排出する流路を有する検出ガス排出部と、
前記流路に分岐が設けられており、該分岐から前記検出ガスの一部を吸引する減圧部と、
前記減圧部が吸引した前記検出ガス中の前記標的成分を検出する検出部と、を備える、ガス透過度測定装置。
【請求項2】
第２凹部を備え、前記第２凹部の内側に前記試験ガス供給部から前記試験ガスが供給される第２セルと、
前記第２凹部の内側に供給された前記試験ガスを系外に排出する試験ガス排出部と、を備え、
前記第１凹部の外側に露出した前記試料の一部で前記第２凹部を塞ぐようにして前記試料を固定する、請求項１に記載のガス透過度測定装置。
前記第２凹部の内側に供給された前記試験ガスを系外に排出する試験ガス排出部と、を備え、
前記第１凹部の外側に露出した前記試料の一部で前記第２凹部を塞ぐようにして前記試料を固定する、請求項１に記載のガス透過度測定装置。
【請求項3】
前記検出ガス排出部における第１凹部の内側から前記分岐に至る途中において、前記第１セル内部の圧力を制御する圧力制御部を備える、請求項１に記載のガス透過度測定装置。
【請求項4】
前記検出ガス排出部における前記第１凹部の内側から前記分岐に至る途中において、前記第１セル内部の圧力を制御し、
前記試験ガス排出部における前記第２凹部の内側から系外に至る途中において、第２セル内部の圧力を制御する圧力制御部を備える、請求項２に記載のガス透過度測定装置。
前記試験ガス排出部における前記第２凹部の内側から系外に至る途中において、第２セル内部の圧力を制御する圧力制御部を備える、請求項２に記載のガス透過度測定装置。
【請求項5】
前記試料はフィルムである、請求項１～４のいずれか１項に記載のガス透過度測定装置。
【請求項6】
上記第１凹部を塞ぐ、第１面と、上記第２凹部を塞ぐ、第２面と、当該第１面から第２面に貫通する開口部とを有し、
前記試料で前記開口部を閉塞し、かつ上記試料が上記第１面側及び第２面側の両面に対して露出するように上記試料を固定する試料固定治具を備える、請求項２～４のいずれか１項に記載のガス透過度測定装置。
前記試料で前記開口部を閉塞し、かつ上記試料が上記第１面側及び第２面側の両面に対して露出するように上記試料を固定する試料固定治具を備える、請求項２～４のいずれか１項に記載のガス透過度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガス透過度測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１には、試験セルから検査部への流路中に専用弁を備え、専用弁による切り替えで透過試験器の機器内の圧力を調整する装置が開示されている。
【0003】
また、特許文献２には、圧力センサの信号に基づいて真空ポンプ、および各工程間のバルブ開閉の作動を制御する制御ユニットを備えるガス透過度測定装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６５５９１４７号
【特許文献2】特開２０２０－９１１０８号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１及び２に記載のガス透過度測定装置は、検出ガス及び試験ガスの流量、並びに試験温度によっては、バルブ切り替え時において機器内の気圧に変化が起こるという問題がある。さらに、特許文献１に開示されているガス透過度測定装置は、試験ガス供給側が開放系の場合には対応できないという問題がある。
【0006】
また、特許文献２に記載においても、セル内を真空引きする工程が含まれており、試験ガスの切り替えなどによる気圧の変化を首尾よく抑制できるガス透過度測定装置について何ら開示されていない。
【0007】
このような問題に鑑み、ガス透過度測定用のセル内における気圧の急激な変化を首尾よく抑制でき、検出部の高い検出精度を保つことができる新規なガス透過度測定装置が求められている。
【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に、本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置は、第１凹部が設けられており、該第１凹部は使用時において試料を固定したときに当該試料の一部で塞がれる、第１セルと、前記第１凹部の外側から前記試料に標的成分を含む試験ガスを供給する試験ガス供給部と、前記試験ガスを系外に排出する試験ガス排出部と、前記試料を透過した前記標的成分に前記第１凹部の内側から検出ガスを供給する検出ガス供給部と、前記第１凹部の内側から系外に前記検出ガスを排出する流路を有する検出ガス排出部と、前記流路に分岐が設けられており、該分岐から前記検出ガスの一部を吸引する減圧部と、前記減圧部が吸引した前記検出ガス中の前記標的成分を検出する検出部と、を備えている。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置によれば、ガス透過度測定用のセル内の気圧の急激な変化を首尾よく抑制でき、検出部による標的成分の高い定量精度を保つことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施形態（第１実施形態）に係るガス透過度測定装置１００の概略を説明する図である。
【図2】本発明の一実施形態（第１実施形態）に係るガス透過度測定装置１００にいて第１セルおよび第２セルに試料を付けるときの操作の概略を説明する図である。
【図3】本発明の一実施形態（第２実施形態）に係るガス透過度測定装置１０１の概略を説明する図である。
【図4】本発明の一実施形態（第３実施形態）に係るガス透過度測定装置１０２の概略を説明する図である。
【図5】本発明の一実施形態（第４実施形態）に係るガス透過度測定装置１０３の概略を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
＜ガス透過度測定装置１００（第１実施形態）＞
以下、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係るガス透過度測定装置１００について、図１を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るガス透過度測定装置１００の概略を説明する図である。図１に示すように、ガス透過度測定装置１００は、検出ガス供給部２０、第１セル２１、検出ガス排出部２２、試験ガス供給部３０、第２セル３１、試験ガス排出部３２、減圧部４０、および検出部５０を備えている。また、ガス透過度測定装置１００は、セル収納部１０を備え、第１セル２１及び第２セル３１は、セル収納部１０内に着脱可能に収納されている。
以下、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係るガス透過度測定装置１００について、図１を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るガス透過度測定装置１００の概略を説明する図である。図１に示すように、ガス透過度測定装置１００は、検出ガス供給部２０、第１セル２１、検出ガス排出部２２、試験ガス供給部３０、第２セル３１、試験ガス排出部３２、減圧部４０、および検出部５０を備えている。また、ガス透過度測定装置１００は、セル収納部１０を備え、第１セル２１及び第２セル３１は、セル収納部１０内に着脱可能に収納されている。
【0012】
図１においては、図１の紙面に向かって上側に第２セル３１、試験ガス供給部３１、および試験ガス排出部３２が配置され、図１の紙面に向かって下側に第１セル２１、検出ガス供給部２１、検出ガス排出部２２、減圧部４０、および検出部５０が配置されているが、これに限定されない。たとえば、第１セル２１が第２セル３１に対して上側に配置されてもよく、第１セル２１と第２セル３１とが左右に並んで配置されてもよい。
【0013】
図２に示すように、ガス透過度測定装置１００において、第１セル２１と第２セル３１とは、第１凹部２１ａの開口部と第２凹部３１ａの開口部とが互い対向するように配置して試料Ｓを挟持し、これにより、図１に示すように試料Ｓを固定する。これにより第１凹部２１ａの開口部と、第２凹部３１ａの開口部とを試料Ｓにより密閉し、試験ガスおよび検出ガスが試料Ｓを透過せずに直接混入することを防止する。また、ガス透過度測定装置１００において、第１セル２１と第２セル３１とは試料Ｓを挟持した状態で、セル収納部１０に収納される。また、第１セル２１と第２セル３１とは、補助固定具（不図示）により、試料Ｓを挟持した状態で固定されてもよい。
【0014】
図１に示すように、ガス透過度測定装置１００は、検出ガスの流通系として検出ガス供給部２０、第１セル２１、および検出ガス排出部２２がこの順で連通するように接続されており、減圧部４０によって検出ガス排出部２２が備えている分岐２２ｂから検出ガスを吸引し、当該検出ガスの一部を検出部５０に吸入する。また、分岐２２ｂにおいて、減圧部４０によって吸入されずに、分岐２２ｂを通過し、吸引管２２ｃに流れた残りの検出ガスが系外に排出される。
【0015】
同様に、図１に示すように、ガス透過度測定装置１００は、試験ガスの流通系として試験ガス供給部３０、第２セル３１、および試験ガス排出部３２がこの順で連通するように接続されており、試験ガス排出部３２から系外に排出される。
【0016】
ガス透過度測定装置において、「系外」とは検出ガスの流通系から排出される検出ガスと試験ガスの流通系から排出される試験ガスとが互いに混合し、ガス透過度の測定結果に影響を与えない「系外」であれば、当該「系外」はガス透過度測定装置の内部および外部のいずれであってもよい。すなわち、一実施形態に係るガス透過度測定装置では、試験ガス及び検出ガスを系外に排出する排出口はガス透過度の測定結果に影響を与えない「系外」であれば、ガス透過度測定装置の内部および外部のいずれに試験ガスおよび検出ガスを排出してもよい。
【0017】
（試料Ｓ）
本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置１００においてガス透過度を測定する対象である試料Ｓは、フィルム状に成形された試料である。本実施形態に係るガス透過度測定装置１００は第１セル２１の第１凹部２１ａと第２セル３１の第２凹部３１ａとにおける気圧を実質的に１気圧（標準大気圧）に維持することができ、かつ、ガス透過度測定装置１００の操作に伴い、気圧が変化することを首尾よく抑制することができる。このため、発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置１００によれば、ガス透過度測定装置におけるセル内部の気圧が変化することに起因して、変形、損傷するリスクが高い、すなわち、脆弱な試料として例示できる薄膜化試料においても、ガス透過度を精度よく測定することができる。
本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置１００においてガス透過度を測定する対象である試料Ｓは、フィルム状に成形された試料である。本実施形態に係るガス透過度測定装置１００は第１セル２１の第１凹部２１ａと第２セル３１の第２凹部３１ａとにおける気圧を実質的に１気圧（標準大気圧）に維持することができ、かつ、ガス透過度測定装置１００の操作に伴い、気圧が変化することを首尾よく抑制することができる。このため、発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置１００によれば、ガス透過度測定装置におけるセル内部の気圧が変化することに起因して、変形、損傷するリスクが高い、すなわち、脆弱な試料として例示できる薄膜化試料においても、ガス透過度を精度よく測定することができる。
【0018】
このような薄膜化試料には、例えば、有機エレクトロニクス向けバリアフィルム、並びにウェアラブル、及びセンサ等の使用を目的としたフィルム基板等が挙げられる、より具体的には、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）等のポリエステル、並びにポリイミド、アクリル、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー、及びポリカーボネート等の樹脂フィルムに、アルミナ、シリカ、ジルコニア等の金属酸化物、又は、窒化ケイ素などの金属窒化物のような無機化合物の層が形成された多層フィルムが挙げられる。このような多層フィルムは、１つの樹脂フィルムの層に、互いに種類の異なる無機化合物の層が複数設けられていてもよい。このような、薄膜化試料は、樹脂フィルムの変形に対して、無機化合物の層が追従しきれず損傷、変形することにより、ガス透過度の測定精度が低下することが問題となっている。
【0019】
本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置によれば、薄膜化試料においても、セル内部の気圧が変化することに起因して、変形、損傷するリスクが高い薄膜化試料においても、ガス透過度を精度よく測定することができる。
【0020】
（検出ガス供給部２０）
検出ガス供給部２０は、検出ガス貯蔵部２０ａおよび供給管２０ｂを備えている。検出ガス貯蔵部２０ａは検出ガスの貯蔵ボンベ、または貯蔵タンクであり得る。供給管２０ｂは、検出ガス貯蔵部２０ａから供給された検出ガスを、第１凹部２１ａの内側に設けられた供給口から当該第１凹部２１ａの内側に供給する。図１の例では、検出ガスは、検出ガス供給部２０によって、検出ガス貯蔵部２０ａから供給管２０ｂを経て矢印Ａ１の方向に沿って第１凹部２１ａの内側に供給される。
検出ガス供給部２０は、検出ガス貯蔵部２０ａおよび供給管２０ｂを備えている。検出ガス貯蔵部２０ａは検出ガスの貯蔵ボンベ、または貯蔵タンクであり得る。供給管２０ｂは、検出ガス貯蔵部２０ａから供給された検出ガスを、第１凹部２１ａの内側に設けられた供給口から当該第１凹部２１ａの内側に供給する。図１の例では、検出ガスは、検出ガス供給部２０によって、検出ガス貯蔵部２０ａから供給管２０ｂを経て矢印Ａ１の方向に沿って第１凹部２１ａの内側に供給される。
【0021】
検出ガス供給部における単位時間当たりの検出ガスの体積流量は、後述する検出部が単位時間当たりに吸引する検出ガスの吸引量（吸引速度ともいう）を考慮して決定するとよい。検出ガス供給部による単位時間当たりの検出ガス供給量（Ｖ）と、検出部が単位時間当たりに吸引する検出ガスの吸引量（Ｖ１）と、排出部における単位時間当たりの検出ガスの排出量（Ｖ２）との関係が以下の式（１）～（３）を満たし、いずれも単位は「ｍＬ／分」で表される。
Ｖ ＝ Ｖ１＋Ｖ２ …（１）
Ｖ１＜Ｖ≦１０００，より好ましくは、Ｖ１＋１０ ≦ Ｖ ≦５００ …（２）
Ｖ２ ＞ ０、より好ましくは、Ｖ２≧ １０最も好ましくは、Ｖ２ ≧ ５０…（３）
なお、ガス透過度測定装置１００において、上記式におけるＶ１は、供給管２０ｂにおいて求められる検出ガスの供給量であり、Ｖ１は吸引管２２ｃにおける検出ガスの吸引量であり、Ｖ２は排出管２２ｄにおける検出ガスの排出量である。検出部における標的成分の定量精度を高めるという観点から、検出ガスの供給管２０ｂにおける単位時間当たりの体積流量Ｖは、吸引管における検出ガスの単位時間当たりの吸引量Ｖ１よりも多く、吸引量Ｖ１に対し、１０ｍＬ／分以上多いことがより好ましい。言い換えれば、検出ガスの供給部における単位時間当たりの体積流量Ｖから吸引量Ｖ１を差し引いた残りが排出量Ｖ２として排出部から排出されればよく、排出量Ｖ２は１０ｍＬ／分以上であることがより好ましく、５０ｍＬ／分以上であることが最も好ましい。また、第１凹部内の気圧と、第１凹部内の気圧との差を小さくするという観点から、検出ガスの供給管における単位時間当たりの体積流量Ｖは、１０００ｍＬ／分以下であることがより好ましく、５００ｍＬ／分以下にすることがより好ましい。なお、検出ガス貯蔵部２０ａから供給管２０ｂに供給される検出ガスの流量（供給量）は、供給管２０ｂが備える流量計（不図示）により測定され、例えば、マスフローコントローラー等により検知ガスの体積流量Ｖを検知してもよく、その流量が、検出ガス流量の調整弁（不図示）により手動または自動で制御されるようになっている。検出ガス流量の調整弁には、例えばリリーフ弁、減圧弁、電磁弁、ダイヤフラム弁、ニードルバルブ、及びシリンダ弁等が挙げられる。
Ｖ ＝ Ｖ１＋Ｖ２ …（１）
Ｖ１＜Ｖ≦１０００，より好ましくは、Ｖ１＋１０ ≦ Ｖ ≦５００ …（２）
Ｖ２ ＞ ０、より好ましくは、Ｖ２≧ １０最も好ましくは、Ｖ２ ≧ ５０…（３）
なお、ガス透過度測定装置１００において、上記式におけるＶ１は、供給管２０ｂにおいて求められる検出ガスの供給量であり、Ｖ１は吸引管２２ｃにおける検出ガスの吸引量であり、Ｖ２は排出管２２ｄにおける検出ガスの排出量である。検出部における標的成分の定量精度を高めるという観点から、検出ガスの供給管２０ｂにおける単位時間当たりの体積流量Ｖは、吸引管における検出ガスの単位時間当たりの吸引量Ｖ１よりも多く、吸引量Ｖ１に対し、１０ｍＬ／分以上多いことがより好ましい。言い換えれば、検出ガスの供給部における単位時間当たりの体積流量Ｖから吸引量Ｖ１を差し引いた残りが排出量Ｖ２として排出部から排出されればよく、排出量Ｖ２は１０ｍＬ／分以上であることがより好ましく、５０ｍＬ／分以上であることが最も好ましい。また、第１凹部内の気圧と、第１凹部内の気圧との差を小さくするという観点から、検出ガスの供給管における単位時間当たりの体積流量Ｖは、１０００ｍＬ／分以下であることがより好ましく、５００ｍＬ／分以下にすることがより好ましい。なお、検出ガス貯蔵部２０ａから供給管２０ｂに供給される検出ガスの流量（供給量）は、供給管２０ｂが備える流量計（不図示）により測定され、例えば、マスフローコントローラー等により検知ガスの体積流量Ｖを検知してもよく、その流量が、検出ガス流量の調整弁（不図示）により手動または自動で制御されるようになっている。検出ガス流量の調整弁には、例えばリリーフ弁、減圧弁、電磁弁、ダイヤフラム弁、ニードルバルブ、及びシリンダ弁等が挙げられる。
【0022】
供給管２０ｂの内径は、上述の単位時間当たりの検出ガスの供給量Ｖを維持できればよく、公知のガス供給管を用いて適宜設計すればよい。
【0023】
検出ガス供給部２０が供給する検出ガスは、標的成分（場合によっては、試験ガスと標的成分）を検出部５０に運ぶキャリアガスであり、当該キャリアガスは標的成分に対して不活性なガスであれば特に限定されない。キャリアガスの例として、窒素、アルゴン、ヘリウム、および酸素等のガスが挙げられる。
【0024】
一実施形態に係るガス透過度測定装置において、検出ガス供給部は、複数の種類の検出ガスをそれぞれ別個に貯蔵する複数の検出ガス貯蔵部と、これら複数の検出ガス貯蔵部のそれぞれから第１凹部内に検出ガスを供給する複数の供給管を備えていてもよい。これにより、ガス透過度測定装置は、試料の種類、および標的成分の種類に応じ、検出ガスを適宜選択できるようにしておくことがより好ましい。
【0025】
（第１セル２１）
第１セル２１は、第１凹部２１ａを備えており、当該第１凹部２１ａの開口部は試料Ｓの一方の面で密閉されている。第１セル２１は、試料Ｓで塞がれている第１凹部２１ａの内側に、検出ガス供給部２０が備える供給管２０ｂから検出ガスを供給するための供給口と、第１凹部２１ａの内側から検出ガスを系外に排出するための排出口とを備えている。
第１セル２１は、第１凹部２１ａを備えており、当該第１凹部２１ａの開口部は試料Ｓの一方の面で密閉されている。第１セル２１は、試料Ｓで塞がれている第１凹部２１ａの内側に、検出ガス供給部２０が備える供給管２０ｂから検出ガスを供給するための供給口と、第１凹部２１ａの内側から検出ガスを系外に排出するための排出口とを備えている。
【0026】
第１凹部２１ａ内側においては、後述する第２凹部３１ａの内側から標的成分が矢印Ｂ２に示すように試料Ｓを透過する。第１凹部２１ａ内側において、供給管２０ｂを経て供給口から供給された検出ガスは試料Ｓを透過した標的成分を補足し、当該標的成分を含んだ状態で排出口から矢印Ａ２の方向に沿って排出管２２ａに運ばれる。
【0027】
本実施形態に係るガス透過度装置１００において、第１凹部２１ａ内の気圧は、ガス透過度装置１００外の外気圧に等しく、実質的に１気圧（標準大気圧）に維持される。第１凹部２１ａを有する第１セル２１は、ガス透過度測定における一連の操作の間、常に系外に検出ガスを排出する検出ガス排出部２２に連通している。このため、例えば、検出ガス貯蔵部２０ａから供給される検出ガスの種類が切り替えられたとしても、当該検出ガスの切り替えに伴い生じる第１凹部２１ａ内の気圧の突発的な変化を好適に緩衝できる。これにより、第１凹部２１ａ内の気圧の変化に伴う、試料Ｓの損傷および変形を好適に防止できる。よって、試料Ｓの損傷および変形に起因して生じる標的成分の透過度の変化により、試料Ｓにおけるガス透過度の評価精度が低下することを好適に防止できる。また、ガス透過度装置１００は、第１凹部２１ａ内に供給される検出ガスの供給量を多くしたとしても、排出部２２ｃから常に検出ガスを排出することができるため、第１凹部２１ａ内の気圧が過度に高まることを防止することができる。このため、ガス透過度の高い試料におけるガス透過度の評価において、検出ガスの供給量を多くして第１凹部２１ａ内における検出ガスの置換効率を高めたとしても、第１凹部２１ａ内の気圧が過度に高くなることを防止することができる。よって、第１凹部２１ａ内への検出ガスの供給量を多くすることで、検出ガスの置換効率を高め、これにより、ガス透過度を高い定量精度で評価できることも本発明の利点の１つである。
【0028】
また、一実施形態に係るガス透過度測定装置は、第１セルが加熱部（不図示）を備えていてもよく、当該加熱部によって、ガス透過度の測定条件に応じて第１凹部内に供給される検出ガスを加熱してもよい。
【0029】
（検出ガス排出部２２）
検出ガス排出部２２は、排出管２２ａ、分岐（分岐部ともいう）２２ｂを備え、当該分岐２２ｂにおいて吸引管２２ｃと排出管２２ｄとに分岐している。第１凹部２１ａの内側において標的成分を補足した検出ガスは、図１中の矢印Ａ２の方向に沿って排出管２２ａに排出され、分岐２２ｂにおいて減圧部４０により標的成分を含む検出ガスの一部が矢印Ａ３に沿って吸引される。また、残りの標的成分を含む検出ガスは矢印４Ａの方向に沿って排出管２２ｄから系外に排出される。
検出ガス排出部２２は、排出管２２ａ、分岐（分岐部ともいう）２２ｂを備え、当該分岐２２ｂにおいて吸引管２２ｃと排出管２２ｄとに分岐している。第１凹部２１ａの内側において標的成分を補足した検出ガスは、図１中の矢印Ａ２の方向に沿って排出管２２ａに排出され、分岐２２ｂにおいて減圧部４０により標的成分を含む検出ガスの一部が矢印Ａ３に沿って吸引される。また、残りの標的成分を含む検出ガスは矢印４Ａの方向に沿って排出管２２ｄから系外に排出される。
【0030】
排出管２２ａを通過する体積流量は、供給管２０ｂにおいて供給される検出ガスの体積流量と等しく、分岐２２ｂにおいて分岐する吸引管２２ｃにおける検出ガスの体積流量と、排出管２２ｄにより系外に排出されるおける検出ガスの体積流量との合計は、検出ガス排出部２２ａを通過する検出ガスの体積流量と等しいか、第１凹部２１ａ内に透過してくる標的成分の量を無視すると等しい。
【0031】
吸引管２２ｃ、および排出管２２ｄの内径は、上述の式（１）～（３）に示す、単位時間当たりの吸引量Ｖ１及び単位時間当たりの排出量Ｖ２を維持できればよく、公知の配管を用いて適宜設計すればよい。排出管２２ｄから排出される検出ガスの体積流量Ｖ２は、検出ガス供給部２０の供給管２０ｂから供給される検出ガスの体積流量Ｖと、吸引管２２ｃにおいて検出部５０に吸引される検出ガスの体積流量Ｖ１から求められ得る。その他、排出管２２ｃにおける系外への開口部近傍には、排出管２２ｃから排出される検出ガスの体積流量を測定するための流量計（不図示）が設けられていてもよい。
【0032】
（減圧部４０）
減圧部４０は、たとえば、ダイヤフラムポンプ、ドライポンプ、スクロールポンプ、ターボ分子ポンプ、及びロータリーポンプ等の減圧ポンプにより実現され得る。減圧部４０は、分岐２２ｂを通過する標的成分を含む検出ガスが吸引管２２ｃを介して検出部５０に導入する。減圧部４０は、ガス透過度測定装置１００の外気圧（実質的に１大気圧）を下回る気圧を発生し、これにより、減圧部４０と分岐２２ｂとの気圧差によって検出ガスを吸引する。また、検出部５０と分岐２２ｂとの間における吸引管２２ｃには、流量計（不図示）が設けられ、例えば、熱式質量流量計、微差圧センサー、及びマスフローコントローラー等により検知ガスの体積流量を吸引量として検知してもよく、その流量が、吸引量Ｖ１として、下記式（１）～（３）を満たすように吸引量Ｖ１を調整する調整弁（不図示）により手動または自動で制御されるようになっていることが好ましい。
Ｖ ＝ Ｖ１＋Ｖ２ …（１）
Ｖ１＜Ｖ≦１０００，より好ましくは、Ｖ１＋１０ ≦ Ｖ ≦５００ …（２）
Ｖ２ ＞ ０、より好ましくは、Ｖ２≧ １０最も好ましくは、Ｖ２ ≧ ５０…（３）
減圧部４０は、たとえば、ダイヤフラムポンプ、ドライポンプ、スクロールポンプ、ターボ分子ポンプ、及びロータリーポンプ等の減圧ポンプにより実現され得る。減圧部４０は、分岐２２ｂを通過する標的成分を含む検出ガスが吸引管２２ｃを介して検出部５０に導入する。減圧部４０は、ガス透過度測定装置１００の外気圧（実質的に１大気圧）を下回る気圧を発生し、これにより、減圧部４０と分岐２２ｂとの気圧差によって検出ガスを吸引する。また、検出部５０と分岐２２ｂとの間における吸引管２２ｃには、流量計（不図示）が設けられ、例えば、熱式質量流量計、微差圧センサー、及びマスフローコントローラー等により検知ガスの体積流量を吸引量として検知してもよく、その流量が、吸引量Ｖ１として、下記式（１）～（３）を満たすように吸引量Ｖ１を調整する調整弁（不図示）により手動または自動で制御されるようになっていることが好ましい。
Ｖ ＝ Ｖ１＋Ｖ２ …（１）
Ｖ１＜Ｖ≦１０００，より好ましくは、Ｖ１＋１０ ≦ Ｖ ≦５００ …（２）
Ｖ２ ＞ ０、より好ましくは、Ｖ２≧ １０最も好ましくは、Ｖ２ ≧ ５０…（３）
【0033】
減圧部は、標的成分を含む検出ガスを吸引して検出部に到達させる構成を備えていればよく、検出部に外付けされていても、内蔵されていてもよい。また、検出部に吸引される検出ガスの吸引量Ｖ１を調整する流量計および調整弁は、検出部に内蔵されていてもよく、検出部と減圧部とを連通する配管に設けられていてもよい。なお、検出ガスの吸引量Ｖ１は検出部５０である検出装置の種類に応じて適切な吸引量になるよう制御してもよい。
【0034】
（検出部５０）
検出部５０は、試料Ｓを透過して第１セル２１に達した標的成分を含む検出ガス中の標的成分を検出する。検出部５０としては、検出ガスによって運ばれる標的成分を検出できるものであればよく、検出対象に応じて公知の検出手段を適宜選択すればよい。例えば、標的成分として水蒸気を検出する場合には、公知の水分計を検出部５０として用いることができる。その他、検出部５０には、例えば、大気圧イオン化質量分析計、質量分析計、酸素濃度計、露点計、ガスセンサー、検知管、及び赤外吸収分光計等の検出装置を挙げることができる。検出部５０は、標的成分をＧＣ－ＭＳ（ガスクロマトグラフィー－質量分析）、ＨＰＬＣ（高速（高圧）液体クロマトグラフィー）、及びＩＣ（イオンクロマトグラフィー）によって検出してもよい。
検出部５０は、試料Ｓを透過して第１セル２１に達した標的成分を含む検出ガス中の標的成分を検出する。検出部５０としては、検出ガスによって運ばれる標的成分を検出できるものであればよく、検出対象に応じて公知の検出手段を適宜選択すればよい。例えば、標的成分として水蒸気を検出する場合には、公知の水分計を検出部５０として用いることができる。その他、検出部５０には、例えば、大気圧イオン化質量分析計、質量分析計、酸素濃度計、露点計、ガスセンサー、検知管、及び赤外吸収分光計等の検出装置を挙げることができる。検出部５０は、標的成分をＧＣ－ＭＳ（ガスクロマトグラフィー－質量分析）、ＨＰＬＣ（高速（高圧）液体クロマトグラフィー）、及びＩＣ（イオンクロマトグラフィー）によって検出してもよい。
【0035】
検出部５０は、検出ガス含まれる標的成分の定量結果から求められるガス透過度を算出すればよい。検出部５０の定量結果から求められるガス透過度は、検出ガス含まれる標的成分の種類および試料の種類に応じて選択すればよく、例えば、水蒸気の透過度であれば、ＪＩＳ Ｋ７１２９－６：２０１９に準拠するガス透過度測定方法により算出することが好ましく例示される。ガス透過度測定装置１００は、検出部５０への検出ガスの流量を高めても、第１セル内の気圧を実質的に１気圧環境下に維持できるため、等圧法を維持しながら高い定量精度でガス透過度を測定することができることが利点の一つである。
【0036】
もちろん、ガス透過度の測定は、ＪＩＳ Ｋ７１２９－６：２０１９に準拠するガス透過度測定方法に限定されず、本実施形態に係るガス透過度測定装置１００、及び後述する別の実施形態に係るガス透過度測定装置１０１、１０２及び１０３、並びに、試料及び標的成分の種類に応じて適宜決定すればよい。例えば、試料のガス透過度は、検出ガスの流量、試料測定時に定常状態（値が時間によらず一定の区間）となった第１セルにおけるガス濃度、試験ガスを導入する前の第２セル内のガス濃度等に基づいて測定すればよく、このとき、ガス透過度測定における温度や気圧等の諸条件を式に組み込んで測定してもよい。例えば、第２セルに試験ガスを供給し、その後、検出部において標的成分の検知量が増加し、最終的に数値で時間によらず一定となり安定するまで検出ガスに含まれる標的成分の量を測定し続け、試験ガス導入前後の数値の差を指定の単位に換算した数値から算出してもよい。また、初めから第２セルに試験ガスを供給し、標的成分の検出量が時間によらず一定となり安定したところで測定を終了し、最後の数値を指定された単位に換算した数値をガス透過度としてもよい。
【0037】
また、ガス透過度測定装置１００は、一度、捕集管で検出ガスに含まれる標的成分を捕集し、次いで捕集した標的成分をガス検出器に導入して計測するタイプのガス透過度測定装置とは異なり、ガス透過度のプロットの間隔を細かくでき、より精密なガス透過度測定ができることも利点の一つである。よって、本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置を用いたガス透過度測定方法も本発明の範疇である。
【0038】
（試験ガス供給部３０）
試験ガス供給部３０は、試験ガス貯蔵部３０ａ及び供給管３０ｂを備えている。試験ガス貯蔵部３０ａは試験ガスの貯蔵ボンベ、または貯蔵タンクであり得る。供給管３０ｂは、試験ガス貯蔵部３０ａから供給された検出ガスを、第２凹部３１ａの内側に設けられた供給口から当該第２凹部３１ａの内側に供給する。図１の例では、試験ガスは、試験ガス供給部３０によって、検出ガス貯蔵部３０ａから供給管３０ｂを経て矢印Ｂ１の方向に沿って第２凹部３１ａの内側に供給される。
試験ガス供給部３０は、試験ガス貯蔵部３０ａ及び供給管３０ｂを備えている。試験ガス貯蔵部３０ａは試験ガスの貯蔵ボンベ、または貯蔵タンクであり得る。供給管３０ｂは、試験ガス貯蔵部３０ａから供給された検出ガスを、第２凹部３１ａの内側に設けられた供給口から当該第２凹部３１ａの内側に供給する。図１の例では、試験ガスは、試験ガス供給部３０によって、検出ガス貯蔵部３０ａから供給管３０ｂを経て矢印Ｂ１の方向に沿って第２凹部３１ａの内側に供給される。
【0039】
供給管３０ｂは、限定されるものではないが、供給管２０ｂと同程度の内径および断面積を有していればよい。
【0040】
試験ガス供給部３０により供給される試験ガスの供給管３０ｂにおける単位時間当たりの体積流量は、十分な標的成分の定量精度を確保でき、かつ、排出管３２ａから逆流しないように設計すればよく、好ましくは、検出ガス供給部２０から第１凹部２１ａに供給される検出ガスの体積流量Ｖと同程度のであることが好ましい。なお、試験ガス貯蔵部３０ａから供給管３０ｂに供給される試験ガスの流量（供給量）は、供給管３０ｂが備える流量計（不図示）により測定され、例えば、マスフローコントローラー等により試験ガスの流量を検知してもよく、その流量が、試験ガス流量の調整弁（不図示）により手動または自動で制御されるようになっている。試験ガス流量の調整弁には、検出ガス流量の調整弁と同様の調整弁を採用できるため、その説明は省略する。
【0041】
一実施形態に係るガス透過度測定装置において、試験ガス供給部は、複数の種類の試験ガスをそれぞれ別個に貯蔵する複数の試験ガス貯蔵部と、これら複数の試験ガス貯蔵部のそれぞれから第２凹部内に検出ガスを供給する複数の供給管を備えていてもよい。これにより、ガス透過度測定装置は、試料の種類、および標的成分の種類に応じ、試験ガスを適宜選択できるようにしておくことがより好ましい。
【0042】
（第２セル３１）
第２セル３１は、第２凹部３１ａを内側に備えており、当該第２凹部３１ａの開口部は、第１凹部２１ａの開口部を塞ぎ、かつ第１凹部２１ａの外側に露出した試料Ｓの一部で塞がれている。第２セル３１は、試料Ｓで塞がれている第２凹部３１ａの内側に、試験ガス供給部３０が備える供給管３０ｂから検出ガスを供給するための供給口と、第２凹部３１ａの内側から検出ガスを系外に排出するための排出口とを備えている。
第２セル３１は、第２凹部３１ａを内側に備えており、当該第２凹部３１ａの開口部は、第１凹部２１ａの開口部を塞ぎ、かつ第１凹部２１ａの外側に露出した試料Ｓの一部で塞がれている。第２セル３１は、試料Ｓで塞がれている第２凹部３１ａの内側に、試験ガス供給部３０が備える供給管３０ｂから検出ガスを供給するための供給口と、第２凹部３１ａの内側から検出ガスを系外に排出するための排出口とを備えている。
【0043】
第２凹部３１ａの内側に供給された試験ガスに含まれている標的成分は、矢印Ｂ３に示すように試料Ｓを透過し、第１凹部２１ａ内側において検出ガスに補足される。また、第２凹部３１ａに供給された試験ガスは、排出管３２ａにより系外に排出される。本実施形態に係るガス透過度装置１００において、第２凹部３１ａ内の気圧は、ガス透過度装置１００外の気圧に等しく、実質的に１気圧（標準大気圧）に維持される。第２凹部３１ａを有する第２セル３１は、ガス透過度測定における一連の操作の間、常に系外に試験ガスを排出する試験ガス排出部３２に連通している。このため、例えば、試験ガス貯蔵部３０ａから供給される試験ガスの種類が切り替えられたとしても、当該試験ガスの切り替えに伴い生じる第２凹部３１ａ内の気圧の突発的な変化を好適に緩衝できる。これにより、第２凹部３１ａ内の気圧の変化に伴う、試料Ｓの損傷および変形を好適に防止できる。よって、試料Ｓの損傷および変形に起因して生じる標的成分の透過度の変化により、試料Ｓにおけるガス透過度の評価精度が低下することを好適に防止できる。
【0044】
試験ガスには、測定の対象となる標的成分を含む気体が挙げられる。試験ガスの例として、水蒸気、酸素、窒素、ヘリウム、水素、アルゴン、二酸化炭素、一酸化炭素等の無機系ガス；メタン等の有機系ガス；等が挙げられる。
【0045】
また、一実施形態に係るガス透過度測定装置では、第２セルが加熱部（不図示）を備えていてもよく、当該加熱部によって、ガス透過度の測定条件に応じて第２凹部内に供給される試験ガスを加熱してもよい。
【0046】
（試験ガス排出部３２）
試験ガス排出部３２は、排出管３２ａを備え、図１中の矢印Ｂ２の方向に沿って、第２凹部３１ａの内側から系外に試験ガスを排出する。これにより、ガス透過度測定装置１００の駆動中も第２セル３１内を好ましい気圧の範囲内に保つことができる。
試験ガス排出部３２は、排出管３２ａを備え、図１中の矢印Ｂ２の方向に沿って、第２凹部３１ａの内側から系外に試験ガスを排出する。これにより、ガス透過度測定装置１００の駆動中も第２セル３１内を好ましい気圧の範囲内に保つことができる。
【0047】
排出管３２ａを通過する試験ガスの体積流量は、供給管３０ｂにおいて供給される試験ガスの体積流量と等しいか、第２凹部３１ａ内に透過する標的成分の量を無視すると等しく、ガス透過度の測定の間、常に排出管３２ａから試験ガスが排出される。なお、排出管３２ａにおける系外への開口部近傍には、排出管３２ａから排出される試験ガスの体積流量を測定するための流量計（不図示）が設けられていてもよい。
【0048】
〔制御部〕
本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置は、制御部を備えてもよい。制御部は、例えば、検出ガス供給部における検出ガスの供給量、試験ガス供給部における試験ガスの供給量、並びに、検出部及び／または減圧部による検出ガスの吸引量を制御してもよく、検出ガスの吸引量は検出部の仕様に応じて適宜に調整してもよい。制御部は、試験ガスの流量センサ、検出ガスの流量センサ、及び検出ガスの吸引量を体積流量として検出する流量の変化に伴って調整弁の開閉を制御し、これにより各ガスの流量を制御してもよく、予め設定されたタイミングチャートに基づいて各ガスの流量の制御を行ってもよい。
本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置は、制御部を備えてもよい。制御部は、例えば、検出ガス供給部における検出ガスの供給量、試験ガス供給部における試験ガスの供給量、並びに、検出部及び／または減圧部による検出ガスの吸引量を制御してもよく、検出ガスの吸引量は検出部の仕様に応じて適宜に調整してもよい。制御部は、試験ガスの流量センサ、検出ガスの流量センサ、及び検出ガスの吸引量を体積流量として検出する流量の変化に伴って調整弁の開閉を制御し、これにより各ガスの流量を制御してもよく、予め設定されたタイミングチャートに基づいて各ガスの流量の制御を行ってもよい。
【0049】
＜ガス透過度測定装置１０１（第２実施形態）＞
以下、本発明の一実施形態（第２実施形態）について、図３を参照して詳細に説明する。図３は、本実施形態に係るガス透過度測定装置１０１を示す概略図である。図３に示すように、ガス透過度測定装置１０１はガス透過度測定装置１００の構成に加えて、圧力制御部６０を備える。圧力制御部６０は第１圧力制御部６１、第２セル圧力制御部および第２セル圧力制御部６２を備えている。なお、ガス透過度測定装置１０１において、ガス透過度測定装置１００と同じ部材については、同じ部材番号を付し、その説明を省略する。
以下、本発明の一実施形態（第２実施形態）について、図３を参照して詳細に説明する。図３は、本実施形態に係るガス透過度測定装置１０１を示す概略図である。図３に示すように、ガス透過度測定装置１０１はガス透過度測定装置１００の構成に加えて、圧力制御部６０を備える。圧力制御部６０は第１圧力制御部６１、第２セル圧力制御部および第２セル圧力制御部６２を備えている。なお、ガス透過度測定装置１０１において、ガス透過度測定装置１００と同じ部材については、同じ部材番号を付し、その説明を省略する。
【0050】
（圧力制御部６０）
図３に示す圧力制御部６０は、第１セル２１の第１凹部２１ａ内の圧力を制御する第１圧力制御部６１と、第２セル３１の第２凹部３１ａ内の圧力を制御する第２セル圧力制御部６２とを備えている。
図３に示す圧力制御部６０は、第１セル２１の第１凹部２１ａ内の圧力を制御する第１圧力制御部６１と、第２セル３１の第２凹部３１ａ内の圧力を制御する第２セル圧力制御部６２とを備えている。
【0051】
第１圧力制御部６１は、第１セル２１における第１凹部２１ａ内の検出ガスの気圧を検知する気圧センサ、および排出管２２ａにおいて、検出ガスのガス圧を調整する気圧調整弁を備えている。また、第２圧力制御部６２は、第２セル３１における第２凹部３１ａ内の試験ガスの気圧を検知する気圧センサ、および排出管３２ａにおいて、試験ガスのガス圧を調整する気圧調整弁を備えている。すなわち、第１圧力制御部及び第２圧力制御部は、気圧を圧力として検知する気圧計と気圧調整機能を有する気圧調整弁とを持ち合わせた機器を備えていればよく、気圧計と気圧調整弁とを持ち合わせた機器として圧力スイッチが挙げられる。気圧計には圧力センサ等のセンサ、及び圧力計等が挙げられ、圧力制御のための気圧調整弁には、例えば、リリーフ弁、減圧弁、電磁弁、ダイヤフラム弁、ニードルバルブ、及びシリンダ弁等が挙げられる。なお、第１圧力制御部６１および第２圧力制御部６２が備えている気圧調整弁のそれぞれは、手動または自動で制御されるようになっている。また、第１圧力制御部６１と第２圧力制御部６２とは、有線または無線により互いに接続され、第１凹部２１ａ内の気圧と、第２凹部３１ａ内の気圧とを連動して、または個別に制御できる制御部（不図示）を備えていることがより好ましい。
【0052】
上記の構成により、ガス透過度測定装置１０１は、第１セル２１の第１凹部２１ａ内の気圧と、第２セル３１の第２凹部３１ａ内の気圧とを調整しつつ、検出部５０においては大気圧環境下において等圧法により首尾よく、ガス透過度を測定することができる。また、例えば、フィルム状の試料が破損しない程度の範囲内において第１凹部２１ａ内の気圧と、第２凹部３１ａ内の気圧とに差を設け、フィルム状の試料におけるガス透過度を測定することもできる。
【0053】
また、ガス透過度の測定条件に応じ、第１凹部２１ａ及び第２凹部３１ａの内部において、例えば、多孔質材料から形成される支持板（不図示）によりフィルム状の試料を支持し、この状態で当該試料におけるガス透過度を測定してもよい。
【0054】
＜ガス透過度測定装置１０２（第３実施形態）＞
以下、本発明の一実施形態（第３実施形態）について、図４を参照して詳細に説明する。図４は、本実施形態に係るガス透過度測定装置１０２を示す概略図である。図４に示すように、ガス透過度測定装置１０２は、図１に示すガス透過度測定装置１００のうち、試験ガス供給部３０、第２セル３１および試験ガス排出部３２を備えた試験ガスの流通系に代えて、セル収納部１０を開放することによって、試験ガス供給部、および試験ガス排出部を達成することができる。なお、ガス透過度測定装置１０２において、フィルム状の試料Ｓは、第１セル２１の第１凹部２１ａにおける開口部の面積と同程度の開口面積を有している試料固定治具７０’によって、セル収納部１０において露出するように固定されている。ガス透過度測定装置１０２は、試料固定治具７０’によって試料Ｓによって固定することで第１凹部２１ａを閉塞する。
以下、本発明の一実施形態（第３実施形態）について、図４を参照して詳細に説明する。図４は、本実施形態に係るガス透過度測定装置１０２を示す概略図である。図４に示すように、ガス透過度測定装置１０２は、図１に示すガス透過度測定装置１００のうち、試験ガス供給部３０、第２セル３１および試験ガス排出部３２を備えた試験ガスの流通系に代えて、セル収納部１０を開放することによって、試験ガス供給部、および試験ガス排出部を達成することができる。なお、ガス透過度測定装置１０２において、フィルム状の試料Ｓは、第１セル２１の第１凹部２１ａにおける開口部の面積と同程度の開口面積を有している試料固定治具７０’によって、セル収納部１０において露出するように固定されている。ガス透過度測定装置１０２は、試料固定治具７０’によって試料Ｓによって固定することで第１凹部２１ａを閉塞する。
【0055】
すなわち、本実施形態に係るガス透過度測定装置１０２によれば、試料Ｓの第１セル２１に面していない面は、外気に好適に曝すことができ、実質的に１気圧の条件におけるガス透過度測定を好適に実施することができる。すなわち、外気を試験ガスとして、試料Ｓを大気に曝さずに試験したときのガス透過測定結果と比較することもできる。第１セル２１内の圧力を大気圧に制御されるため、本実施形態に係るガス透過度測定装置１０２においても試料Ｓの変形または損傷のリスクは低減できる。すなわち、第１セルの気圧を実質的に１気圧に維持できるため、等圧法によりガス透過度測定装置１０２外の雰囲気に曝し試験ができる。
【0056】
＜ガス透過度測定装置１０３（第４実施形態）＞
以下、本発明の一実施形態（第４実施形態）について、図５を参照して詳細に説明する。図５は、本実施形態に係るガス透過度測定装置１０３の概略を説明する図である。図５に示すように、ガス透過度測定装置１０３はガス透過度測定装置１００に試料固定治具７０を加えた構成である。
以下、本発明の一実施形態（第４実施形態）について、図５を参照して詳細に説明する。図５は、本実施形態に係るガス透過度測定装置１０３の概略を説明する図である。図５に示すように、ガス透過度測定装置１０３はガス透過度測定装置１００に試料固定治具７０を加えた構成である。
【0057】
図５に示す通り、試料固定治具７０は、第１セルに面する第１面７１および第２セルに面する第２面７２と、当該第１面７１から第２面７２に貫通する開口部と、を有する。試料固定治具７０によって、試料Ｓは開口部を閉塞し、かつ試料Ｓが第１面７１側及び第２面７２側の両面に対して露出するように固定される。
【0058】
試料固定治具７０は、試料Ｓ’の種類および形状に応じて、任意の構成を備えた公知の固定治具を用いてもよい。この構成により、試料の形状に係らず第１セル２１および第２セル３１を利用して、任意の形状の試料Ｓを測定することができる。
【0059】
より具体的には、試料固定治具７０は、試料よりもガス透過度の低い材質であればよく、例えば、金属およびセラミックス等が挙げられる。試料Ｓ’は、試料固定治具７０に固定できれば種類は限定されず、例えば、シリンジ等の医療器具、および有機ＥＬデバイス等が試料として例示される。
【0060】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0061】
〔まとめ〕
本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置は、第１凹部が設けられており、該第１凹部は使用時において試料を固定したときに当該試料の一部で塞がれる、第１セルと、前記第１凹部の外側から前記試料に標的成分を含む試験ガスを供給する試験ガス供給部と、前記試験ガスを系外に排出する試験ガス排出部と、前記試料を透過した前記標的成分に前記第１凹部の内側から検出ガスを供給する検出ガス供給部と、前記第１凹部の内側から系外に前記検出ガスを排出する流路を有する検出ガス排出部と、前記流路に分岐が設けられており、該分岐から前記検出ガスの一部を吸引する減圧部と、前記減圧部が吸引した前記検出ガス中の前記標的成分を検出する検出部と、を備えている。
本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置は、第１凹部が設けられており、該第１凹部は使用時において試料を固定したときに当該試料の一部で塞がれる、第１セルと、前記第１凹部の外側から前記試料に標的成分を含む試験ガスを供給する試験ガス供給部と、前記試験ガスを系外に排出する試験ガス排出部と、前記試料を透過した前記標的成分に前記第１凹部の内側から検出ガスを供給する検出ガス供給部と、前記第１凹部の内側から系外に前記検出ガスを排出する流路を有する検出ガス排出部と、前記流路に分岐が設けられており、該分岐から前記検出ガスの一部を吸引する減圧部と、前記減圧部が吸引した前記検出ガス中の前記標的成分を検出する検出部と、を備えている。
【0062】
また、本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置は、第２凹部を備え、前記第２凹部の内側に前記試験ガス供給部から前記試験ガスが供給される第２セルと、前記第２凹部の内側に供給された前記試験ガスを系外に排出する試験ガス排出部と、を備え、前記第１凹部の外側に露出した前記試料の一部で前記第２凹部を塞ぐようにして前記試料を固定してもよい。
【0063】
また、本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置は、前記検出ガス排出部における第１凹部の内側から前記分岐に至る途中において、前記第１セル内部の圧力を制御する圧力制御部を備えることがより好ましい。
【0064】
また、本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置は、前記検出ガス排出部における前記第１凹部の内側から前記分岐に至る途中において、前記第１セル内部の圧力を制御し、前記試験ガス排出部における前記第２凹部の内側から系外に至る途中において、第２セル内部の圧力を制御する圧力制御部を備えることがより好ましい。
【0065】
また、本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置において、前記試料はフィルムであってもよい。
【0066】
また、本発明の一実施形態に係るガス透過度測定装置は、上記第１凹部を塞ぐ、第１面と、上記第２凹部を塞ぐ、第２面と、当該第１面から第２面に貫通する開口部とを有し、前記試料で前記開口部を閉塞し、かつ上記試料が上記第１面側及び第２面側の両面に対して露出するように上記試料を固定する試料固定治具を備えていてもよい。これにより、試料の形状に係らず、本実施形態に係るガス透過度測定装置による測定が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【0067】
本発明は、ガス透過度の測定を必要とする、食品、医療、有機ＥＬデバイス、太陽電池等の各分野において広範囲に利用することができる。
【符号の説明】
【0068】
１００：ガス透過度測定装置
１０１：ガス透過度測定装置
１０２：ガス透過度測定装置
１０３：ガス透過度測定装置
２０：検出ガス供給部
２１：第１セル
２１ａ：第１凹部
２２：検出ガス排出部
２２ａ:分岐
３０：試験ガス供給部
３１：第２セル
３１ａ：第２凹部
３２ａ：（試験ガス排出部）
４０：減圧部
５０：検出部
６０：圧力制御部
６１：第１圧力制御部
６２：第２圧力制御部
７０：試料固定治具
７０’：試料固定治具
７１：第１面
７２：第２面
Ｓ:試料
Ｓ’：試料
１０１：ガス透過度測定装置
１０２：ガス透過度測定装置
１０３：ガス透過度測定装置
２０：検出ガス供給部
２１：第１セル
２１ａ：第１凹部
２２：検出ガス排出部
２２ａ:分岐
３０：試験ガス供給部
３１：第２セル
３１ａ：第２凹部
３２ａ：（試験ガス排出部）
４０：減圧部
５０：検出部
６０：圧力制御部
６１：第１圧力制御部
６２：第２圧力制御部
７０：試料固定治具
７０’：試料固定治具
７１：第１面
７２：第２面
Ｓ:試料
Ｓ’：試料
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】