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K 7129-6:2016

(1)

目  次

ページ

序文  

1

1  適用範囲  

1

2  引用規格  

1

3  用語及び定義  

1

4  原理 

2

5  試験片  

2

5.1  試験片の形状  

2

5.2  試験片の数  

2

5.3  試験片の厚さ測定  

2

6  状態調節  

2

7  装置 

2

8  試験条件  

4

9  検量線  

4

10  手順  

5

11  計算  

6

12  試験結果  

6

13  精度  

6

14  試験報告  

6

附属書 JA(参考)JIS と対応国際規格との対比表  

8


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(2)

まえがき

この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,一般社団法人バリア研究会(JBS),日本プ

ラスチック工業連盟(JPIF)及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工

業規格を制定すべきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工

業規格である。

この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意

を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実

用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

JIS K 7129 の規格群には,次に示す部編成がある。

JIS

K

7129-5  第 5 部:圧力センサ法

JIS

K

7129-6  第 6 部:大気圧イオン化質量分析法

JIS

K

7129-7  第 7 部:カルシウム腐食法


日本工業規格

JIS

 K

7129-6

:2016

プラスチック-フィルム及びシート-

水蒸気透過度の求め方-

第 6 部:大気圧イオン化質量分析法

Plastics-Film and sheeting-

Determination of water vapour transmission rate-

Part 6: Atmospheric pressure ionization mass spectrometer method

序文 

この規格は,2015 年に第 1 版として発行された ISO 15106-6 を基とし,技術的内容を変更して作成した

日本工業規格であるが,対応国際規格には規定されていない規定項目(測定方法及び表示)を日本工業規

格として追加している。

なお,この規格で点線の下線を施してある箇所は,対応国際規格を変更している事項である。変更の一

覧表にその説明を付けて,附属書 JA に示す。

適用範囲 

この規格は,プラスチックフィルム,プラスチックシート及びプラスチックを含む多層材料の大気圧イ

オン化質量分析法による水蒸気透過度の求め方について規定する。

注記  この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。

ISO 15106-6:2015,Plastics-Film and sheeting-Determination of water vapour transmission rate-

Part 6: Atmospheric pressure ionization mass spectrometer method(MOD)

なお,対応の程度を表す記号“MOD”は,ISO/IEC Guide 21-1 に基づき,“修正している”

ことを示す。

引用規格 

次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの

引用規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS K 6900  プラスチック-用語

JIS K 7130  プラスチック-フィルム及びシート-厚さ測定方法

ISO 6145-8,Gas analysis-Preparation of calibration gas mixtures using dynamic volumetric methods-Part 8:

Diffusion method

用語及び定義 

この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS K 6900 によるほか,次による。


2

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3.1 

水蒸気透過度,WVTR(water vapour transmission rate)

規定の温度及び湿度の条件で,単位時間中に試験片を通過する単位面積当たりの水蒸気の量。

注記  水蒸気透過度は,24 時間に透過した面積 1 平方メートル当たりの水蒸気のグラム(g)で表し

た質量[g/(m

2

・24 h)]で表す。

原理 

気体透過セルは,乾燥チャンバと加湿チャンバとを試験片によって隔離した構成からなる。試験片の乾

燥側は,窒素又はアルゴンのような乾燥した搬送ガスの流れにさらされる。加湿チャンバから試験片を透

過した水蒸気は,搬送ガスによって大気圧イオン化質量分析計に搬送される。このセンサは,大気圧付近

でのイオン形成領域及び超高真空下での質量分析領域を含む。水蒸気を含んだ搬送ガスは,イオン形成領

域に導入され,そこで搬送ガスは,コロナ放電イオン源によって一次イオンとしてイオン化され,それか

ら,イオン-分子反応が,一次イオンと搬送ガス中の水分子との間で起こり,水分子はイオン化される。こ

れらのイオン化された水分子は,質量分析領域に送り込まれる。搬送ガス中の水蒸気濃度が ppt から ppb

の範囲にあれば,m/z=18 の H

2

O

m/z=19 の H

3

O

,及び m/z=37 の H

(H

2

O)

2

のイオン種のイオン強度

として検出される。これらは,イオン源中の水のイオン化によって生成し,検量線を用いて決定される。

単位時間当たりに試験片を透過した水蒸気の質量は,水分子のイオン強度から計算される。

注記 1  水蒸気濃度は,搬送ガスに含まれる水蒸気と搬送ガスとの割合を物質量の比(mol/mol)とし

て表す。

注記 2  m/は,JIS K 0215 を参照。質量電荷比と呼ばれる場合もある。

試験片 

5.1 

試験片の形状 

試験片は,試験材料を代表するもので,しわ,折れ目,又は孔がなく,厚さが均一なものとする。試験

片の寸法は,用いる透過セルの水蒸気透過部分よりも大きい寸法とする。

5.2 

試験片の数 

試験片の数は,3 枚とする。ただし,他の規定又は受渡当事者間の協定がある場合には,その限りでは

ない。

注記  製品によっては,4 枚以上の試験片の試験は,より精度の高い結果を得られる。

5.3 

試験片の厚さ測定 

厚さは,JIS K 7130 の A 法によって,均等な間隔をおいて,3 か所測定する。

状態調節 

状態調節は,JIS K 7130 の 3.3.1 による。

装置 

7.1 

一般 

適切な測定装置の一例を,図 に示す。測定装置は,乾燥チャンバと加湿チャンバとの間に試験片を取

り付ける構造をもつ透過セル,透過した水蒸気量を測定する大気圧イオン化質量分析計,二つの質量流量

コントローラ,モレキュラーシーブのような乾燥剤及び湿度調整器(貯水槽)で構成する。


3

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記号

1  試験片

  7  乾燥剤(例えばモレキュラーシーブ)

2  透過セル

  8  大気圧イオン化質量分析計

3  乾燥チャンバ

  9  搬送ガスボンベ

4  加湿チャンバ 10  質量流量コントローラ

5  搬送ガスボンベ 11  蒸留水又はイオン交換水を貯蔵した湿度調整器(貯水槽)

6  質量流量コントローラ 12  ガス排気

図 1-大気圧イオン化質量分析法による水蒸気透過度測定装置の例 

7.2 

試験片及び透過セル 

透過セルの水蒸気透過部分の直径は,通常 5 mm~200 mm とする。透過セルは,温度コントローラによ

って±0.5 ℃に保つ機構とする

円形でない試験片の大きさに関しては,受渡当事者間の協定による。

7.3  

[対応国際規格の 7.6(質量流量コントローラ)と規定が重複しているので,削除した。]

7.4 

乾燥剤 

乾燥剤は,搬送ガス中の水分量を 1 ppb 以下に下げることができるものとする。

7.5 

大気圧イオン化質量分析計 

大気圧イオン化質量分析計は,m/z=18 の H

2

O

m/z=19 の H

3

O

,及び m/z=37 の H

(H

2

O)

2

のような

イオン種のイオン強度が少なくとも 0.01 ppb の検出下限で測定できるものとする。

7.6 

質量流量コントローラ 

質量流量コントローラは,乾燥チャンバ,加湿チャンバ及び湿度調整器を通る搬送ガスの流量を 500

mL/min~1 000 mL/min の範囲で一定に保つ機能をもつものする。


4

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7.7 

湿度調整器(貯水槽) 

蒸留水又はイオン交換水が入った湿度調整器を,加湿チャンバに接続する。貯蔵した水の温度は,透過

セルの温度(表 参照)に維持する。ガスは,質量流量コントローラを通して湿度調整器に供給され,貯

蔵した水にガスを通気し,所定の温度で水蒸気を飽和させる。

試験条件 

推奨する試験条件を,表 に記載する。

なお,表 以外の試験条件は,受渡当事者間の協定による。

表 1-試験条件一覧 

試験条件

温度

相対湿度

%

1

2

3

4

25±0.5

40±0.5

60±0.5

85±0.5

90±3

90±3

90±3

85±3

検量線 

9.1

あらかじめ,水分含有量が既知で低水準の湿度標準を,ISO 6145-8(拡散法)又は他の適切な方法

によって調製する。

例えば,水蒸気濃度が ppt から ppb の範囲にある校正ガスを得るために,この基準となる水蒸気は,図

に示すような二段階希釈法を用いて 10 000 倍以上に希釈する。水蒸気含有量のより少ない校正ガスを得

るために,小容量の湿度標準の水蒸気は MFC1(図 の 3)と MFC2(図 の 4)とによって二つの大容積

の乾燥ガスを調節することで希釈する。


5

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記号

1  搬送ガスボンベ

  6  排気用質量流量コントローラ(MFC3)

2  乾燥剤(例えばモレキュラーシーブ)

  7  排気用質量流量コントローラ(MFC4)

3  希釈用質量流量コントローラ(MFC1)

  8  大気圧イオン化質量分析計

4  希釈用質量流量コントローラ(MFC2)

  9  ガス排気口

5  湿度調整器 10  ガス排気口

図 2-大気圧イオン化質量分析計を校正するための微量水分を含んだ校正ガスを調製する 

二段階希釈法の例 

9.2

既知量の極微量水分を含んだ校正ガスを,大気圧イオン化質量分析計に導入し,全イオン強度に対

する水のイオン強度の割合として表す相対イオン強度を,記録する。大気圧イオン化質量分析計では,水

は,数種のイオン種として観測される。水のイオン強度は,これらのイオン種のうち,m/z=18 の H

2

O

m/z=19 の H

3

O

,及び m/z=37 の H

(H

2

O)

2

の 3 種類の異なったイオン種のイオン強度の合計によって得

る。検量線は,水のイオン強度に対する水分含有量の関係から作成する。

10 

手順 

10.1

10.210.6 によって,それぞれの試験片の水蒸気透過度を測定する。

10.2

図 に示すように試験片を,乾燥チャンバと加湿チャンバとの間に装着し,密閉するために透過セ

ルを閉じる。

10.3

乾燥チャンバ及び加湿チャンバから全ての水分を除去するために,両チャンバに規定流量で搬送ガ

スを流す。セルを完全に排気するための時間は,試験片の透過性に依存するので注意が必要である。搬送

ガスの流量は,装置の製造業者が指定する条件に従うとよい。

10.4

乾燥チャンバを通った搬送ガスは,大気圧イオン化質量分析計へ導入する。水蒸気に対応した m/z

=18 の H

2

O

m/z=19 の H

3

O

,及び m/z=37 の H

(H

2

O)

2

のイオン種の水のイオン強度を測定する。そ

のイオン強度が一定になったとき,水蒸気透過装置の外側から搬送ガスへの水蒸気の漏れが最小になった

ことを示すので,箇条 で作成した検量線から乾燥チャンバを流れる搬送ガス中の水蒸気濃度 C

0

を決定す


6

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る。

10.5

加湿チャンバを一定の湿度に保つように,湿度調整器から加湿チャンバに水蒸気を導入する。加湿

チャンバから試験片を介して乾燥チャンバへ透過した水蒸気は,搬送ガスによって大気圧イオン化質量分

析計へ送られる。

10.6

定常状態に到達するまで,大気圧イオン化質量分析計によって m/z=18 の H

2

O

m/z=19 の H

3

O

及び m/z=37 の H

(H

2

O)

2

のイオン種の水のイオン強度を測定する。箇条 で作成した検量線から水蒸気濃

度 C

f

を決定する。

11 

計算 

各試験片の水蒸気透過度は,次の式(1)によって算出する。

                      (1)

ここに,

 J :

試験片の水蒸気透過度(WVTR)[g/(m

2

・24 h)]

F

0 ℃,1 気圧に換算した搬送ガスの流量(L/24 h)

C

0

: 加湿前に乾燥チャンバを流れる搬送ガス中の水蒸気濃

度(mol/ mol)(例えば,1 ppb=10

9

C

f

: 試験片の測定で定常状態になった乾燥チャンバを流れ

る搬送ガス中の水蒸気濃度(mol/ mol)(例えば,1 ppb
=10

9

A

試験片の透過面積(m

2

M

W

: 水のモル質量(=18.0)(g/mol)

22.4:

0 ℃,1 気圧における 1 mol の気体の体積(L/mol)

12 

試験結果 

全ての試験片で得られた結果の平均値を計算し,有効数字 2 桁に丸める。

13 

精度 

この試験方法の精度は,試験室間の比較データがないため,不明である。精度に関する規定は,そのデ

ータが得られた時点で,改正版に追記する予定である。

14 

試験報告 

試験報告書には,次の事項を記載する。

a)

この規格の番号

b)  測定に用いた測定装置の名称

c)

試験条件

d)  試験片の名称

e)

試験片の作製方法

f)

単層以外の試験片の水蒸気供給面

g)

試験片の透過面積

h)  試験片の平均厚さ

i)

試験片の数

j)

試験片の状態調節方法の詳細

(

)

A

C

C

F

M

J

×

×

×

=

4

.

22

0

f

W


7

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k)  試験結果

l)

試験年月日(試験期間が 1 日で終了しない場合には,試験開始日及び終了日を記載)

参考文献   

[1]  JIS K 0215  分析化学用語(分析機器部門)


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附属書 JA

(参考)

JIS と対応国際規格との対比表

JIS K 7129-6:2016  プラスチック-フィルム及びシート-水蒸気透過度の求め
方-第 6 部:大気圧イオン化質量分析法

ISO 15106-6:2015 , Plastics - Film and sheeting - Determination of water vapour

transmission rate-Part 6: Atmospheric pressure ionization mass spectrometer method

(I)JIS の規定

(II)
国際
規格
番号

(III)国際規格の規定

(IV)JIS と国際規格との技術的差異の箇条ごと
の評価及びその内容

(V)JIS と国際規格との技術的差
異の理由及び今後の対策

箇条番号 
及び題名

内容

箇条 
番号

内容

箇条ごと
の評価

技術的差異の内容

2  引用規格

試 験 片 の 厚 さ 測 定
方法の規格

 Bibliography

変更

試験片の厚さ測定方法として,JIS 

K 7130(対応国際規格 ISO 4593
を参考文献からこの規格の本体に,
引用規格を追加し,記載した。

試験片の厚さ測定を規定として,
この規格の本体に引用規格を明示
した。今後,ISO に提案予定

4  原理

水蒸気濃度

4

追加

この規格の本体及び式(1)で用いる
水蒸気濃度について,物質量の比を
用いていることを明確にするため
に注記として追加を行った。

水蒸気濃度の表現を限定するため
注記として明示した。今後,ISO
に提案予定

m/z

4

追加

m/は質量電荷比と呼ばれる場合も
あるが,用語として m/が JIS K 

0215 に定義されていることから,
この規格の本体では m/だけを用
いることを注記として追加を行っ
た。さらに,JIS K 0215 を参考文献
に追加した。

m/の用語の定義に関する引用規
格をこの規格の本体に明示した。
今後,ISO に提案予定

5  試験片 5.3

試験片の厚さ測

 5

追加

この規格の本体に ISO 規格にはな
い試験片の厚さ測定方法として,

JIS K 7130 によることを追加した。

具体的な引用規格を明示した。今
後,ISO に提案予定

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(I)JIS の規定

(II)
国際
規格
番号

(III)国際規格の規定

(IV)JIS と国際規格との技術的差異の箇条ごと
の評価及びその内容

(V)JIS と国際規格との技術的差
異の理由及び今後の対策

箇条番号 
及び題名

内容

箇条 
番号

内容

箇条ごと
の評価

技術的差異の内容

6  状態調節

状 態 調 節 の 温 度 及
び時間条件

 6

状態調節は,水蒸気の
取込みを防ぐために,
試 験 片 は デ シ ケ ー タ
ー中に 23±2 ℃で,そ
の 材 料 の 仕 様 書 に 示
す時間行う。

変更

水蒸気透過度を求める前に試験片
の厚さを測定するものとし,JIS K 

7130 による厚さ測定に規定する状
態調節をもってこの試験の状態調
節を兼ねるように変更

ISO 規格では,

“状態調節は,温度

23±2 ℃,相対湿度 (50±5) %にお
いて行う”と規定しているが,測
定条件及び状態調節温湿度が非常
に異なっており,厚さ測定時に行
う状態調節で,この試験の状態調
節を行うものとした。今後,ISO
に提案予定

7  装置 7.6

質量流量コント

ローラ

 7.3

7.6

質 量 流 量 コ ン ト ロ ー
ラ の 流 量 に 関 す る 規

削除

ISO 規格の 7.3 及び 7.6 に流量コン
トローラの規定が,重複しているの
で 7.3 を削除

重複した規定の削除を今後,ISO
に提案予定

7.6

質 量 流 量 コ ン ト ロ ー
ラ の 推 奨 ガ ス 流 量 に
関する規定

削除

ISO 規格では,質量流量コントロー
ラの推奨ガス流量を規定している
が,推奨ガス流量は質量流量コント
ローラの機能として例示している
ので表現を緩和した。

ISO 規格では,質量流量コントロ
ーラの推奨ガス流量を規定してい
るが,質量流量コントローラの機
能の例示を示す表現に緩和した。
今後,ISO に提案予定

8  試験条件

温 度 及 び 相 対 湿 度
に関する試験条件

 8

変更

関連した規格群(JIS K 7129-5-6

-7)に対応する ISO 規格ごとに要求
事項が異なるが,関連規格の一貫性
を保つために統一した表現に変更
した。

ISO 15106-7 の試験条件の記載と
同様な記載への変更を今後,ISO
に提案予定

11  計算

水 蒸 気 透 過 度 の 計
算式

 11

追加

計算式中の定数“22.4”が 0 ℃,1
気圧における 1 mol の気体の体積を
表すことを追加

計算式中の定数について説明を追
加した。今後,ISO に提案予定

14  試 験 報

d)  試験片の名称   14

変更

試験片の特定は,試験片の材料名,
型番などの名称によってできるた
め,変更を行った。

ISO 規格では“試験片の特定に必
要な全ての詳細事項”とあるが,
具体的には,試験片の名称がこれ
に相当する。今後,ISO に提案予

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(I)JIS の規定

(II)
国際
規格
番号

(III)国際規格の規定

(IV)JIS と国際規格との技術的差異の箇条ごと
の評価及びその内容

(V)JIS と国際規格との技術的差
異の理由及び今後の対策

箇条番号 
及び題名

内容

箇条 
番号

内容

箇条ごと
の評価

技術的差異の内容

14  試 験 報
告(続き)

f)  単 層 以 外 の 試 験
片の水蒸気供給面

 14

追加

透過測定において試験片の水蒸気
供給面が,測定結果に影響を及ぼす
場合は,試験片が膜厚方向に非対称
な構造をもつ積層体だけである。し
たがって,単層で構成された試験片
が該当しないことを明示するため,
変更を行った。

ISO 規格では“試験片の水蒸気供
給面”とだけ表記するため,単層
の試験片には該当しない報告事項
であることを明示した。今後,ISO
に提案予定

 l)

試験年月日

14

追加

水蒸気透過度が低い場合に試験実
施期間が 1 日で終了しない場合が
想定されるため,そのような場合に
試験開始日及び終了日の両方を記
載することとした。

ISO 規格では,試験実施が 1 日で
終了しない場合を想定した表現に
なっていないので,試験開始日及
び終了日が一致しない場合にも対
応できる表現を追加した。今後,

ISO に提案予定

JIS と国際規格との対応の程度の全体評価:ISO 15106-6:2015,MOD

注記 1  箇条ごとの評価欄の用語の意味は,次による。

-  削除  国際規格の規定項目又は規定内容を削除している。 
-  追加  国際規格にない規定項目又は規定内容を追加している。 
-  変更  国際規格の規定内容を変更している。

注記 2  JIS と国際規格との対応の程度の全体評価欄の記号の意味は,次による。

- MOD

国際規格を修正している。

10

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