日本新型气体/水蒸气透过率测量技术

发布日期：2022-08-31 浏览次数：360

日本新型气体/水蒸气透过率测量技术

（MORESCO Co., Ltd.）与先进工业科学技术研究院（AIST）纳米材料研究所[研究主任佐佐木武史]和工程测量标准研究所[研究主任Toshiyuki Takatsuji]共同开发了一种新的方法（MA 方法：带有附加支架的改进的差压法），它不同于测量气体和水蒸气透过率的传统等压法和差压法。我们还开发了一种基于 MA 方法的测量装置（图 1）。这次开发的MA方法的特征在于，在连接到水蒸气检测器的空间（检测侧空间）和测量样品之间提供了支撑层（图2）。通过提供支撑层并设计其结构，我们可以始终将支撑层保持在原位，无论样品是否正在被交换或气体/水蒸气是否正在渗透。其结果是，能够将测定试样两侧的压力差对测定试样造成的损伤(试样表面形成的阻气层的损伤等)抑制在最小限度，大幅度缩短测量时间。此外，该装置的结构得到了简化，从而提高了它的灵敏度。



图1 开发的气体/水蒸气透过率测量装置



图2 所开发的MA方法示意图

传统的测量方法存在当测量样品附着在装置上时大气中的水蒸气会流入检测侧空间的问题，预处理需要几天到几周的时间。在新开发的 MA 方法中，在附着测量样品时，检测侧的空间不与大气开放，因此可以保持高度真空，可以节省预处理时间。

　此外，在MA法中，检测侧空间的环境始终保持在良好状态，因此通过上述预处理，样品无需充分干燥即可进行测量。因此，在测量柔性太阳能电池和显示器所需的水蒸气透过率优于10 -4 g/m 2 /天的阻隔膜时，它还具有缩短测量时间的效果。例如，传统方法需要 100 小时来测量相当于 10 -5 g/m 2 /天的阻隔膜的水蒸气透过率，而开发的设备可以在大约 20 小时内测量，大约是之前的五分之一。

此外，所开发的装置能够测量10 -7 g/m 2 /天水平 　的水蒸气透过率。这相当于每天在面积相当于 10 个足球场的胶片上测量一滴水的能力。采用 MA 方法的设备配备了 AIST 开发的校准器（一种用于引入一定量水蒸气的气体引入装置：标准电导元件），并且无需使用已知透光率的标准膜。获得的测量值。

　除了水蒸气，MA法还可以测量氧气等气体成分。因此，不仅在对水蒸气阻隔性要求高的有机器件和太阳能电池领域，还将在对氧阻隔性对于防止氧化导致的品质劣化很重要的食品、医药包装领域进行研究。以及处理氢的燃料电池等汽车相关领域。