1.一種高壓密封盒裝置，包含：一個測試元件，包括一個待測量水氣滲透率的軟板、一個形成於該軟板表面並能與水氣及氧氣產生作用的測試層，以及一個封裝層；一個底座，包括一個底壁，以及一個自該底壁朝上延伸的圍壁，該底壁與該圍壁共同界定一個用於容置該軟板的容置空間，該底壁形成有一個連通該容置空間與外部環境的貫孔；及一個蓋子，可開啟地密封蓋合於該底座上，並包括二個貫穿設置且連通該容置空間的電性測量孔，以及一個貫穿設置且連通該容置空間的進氣孔，該進氣孔用於供一未含有水氣與氧氣的乾燥氣體自外部通入該容置空間，該蓋子未設有供該乾燥氣體流出該容置空間的出口；其中，該測試元件的該封裝層用於將該測試層與該底座的該容置空間隔離並能隔絕水氣與氧氣，該封裝層界定出一用於容置該測試層並且與該容置空間隔離的封裝空間；該測試元件還包括一個設置於該封裝空間的吸溼件，該吸溼件能吸收水氣以提升該封裝空間的乾燥度。

2.如請求項1所述的高壓密封盒裝置，還包含一個設置於該蓋子與該底座的該圍壁頂面間的密封環。

3.如請求項1所述的高壓密封盒裝置，其中，該底座還包括一個嵌卡固定於該底壁頂面且圍繞該貫孔的氣密環圈，該氣密環圈用於緊密抵接於該軟板底面與該底壁頂面間。

4.如請求項3所述的高壓密封盒裝置，還包含數個用於固定該底座與該蓋子的雙爪式卡鉗，每一雙爪式卡鉗包括一夾座，以及二螺絲，該夾座包括二上下間隔且分別抵壓於該蓋子頂面與該底座底面的夾持壁，以及一連接該等夾持壁的連接壁，該等螺絲分別自該等夾持壁的外側面朝內側面鎖入而分別抵緊該蓋子與該底座。

5.一種軟板水氣滲透率的測量方法，適用於搭配如請求項1至4中任一項所述的高壓密封盒裝置進行，並包含：步驟A：提供該測試元件；步驟B：將該測試元件置於該高壓密封盒裝置的該底座的容置空間，並將該蓋子蓋合於該底座上；步驟C：自該蓋子的該進氣孔通入該乾燥氣體進入該容置空間，使該容置空間的氣壓大於外界氣壓，並且直到該容置空間的氣壓為25psi~35psi；及步驟D：將該底座、該蓋子連同該測試元件置於一個含有水氣與氧氣的測試環境，該測試環境的水氣與氧氣會經由該底壁的該貫孔滲入該軟板並與該測試層產生反應，後續量測該測試層的電性，再將測得的電性換算得到該軟板的水氣滲透率。

6.如請求項5所述的軟板水氣滲透率的測量方法，其中，該乾燥氣體為氮氣或氬氣，該軟板水氣滲透率的測量方法為鈣測試法，該測試層為一鈣薄膜。

7.如請求項5所述的軟板水氣滲透率的測量方法，其中，步驟B是在一個與水氣及氧氣隔絕的手套箱中進行。

【技術領域】

本發明是有關於一種高壓密封盒裝置及測量方法，特別是指一種適用於在一軟板測量水氣滲透率時使用的高壓密封盒裝置，以及該軟板的水氣滲透率的測量方法。

【先前技術】

軟性塑膠材料對於水氣與氧氣的阻絕性，會影響其製成產品或其所包裝產品的品質，所述軟性塑膠材料的應用範圍，從低阻氣性的食品包裝材到高阻氣性的軟性電子元件(例如可撓式面板、可撓式太陽能電池等等)的基材均適用，因此市場應用性廣，由於軟性基板對水氣與氧氣的阻絕性，將會直接影響到終端產品的使用壽命及品質的穩定性，因此隨著對食品包裝品質要求的提升與可撓式裝置市場的需求增加，具阻水、阻氧氣性能的軟性基板的需求將會有大幅度的成長。

而目前用於檢測軟性基板之阻水、阻氣性能的方法，其中一種為鈣測試法(Calcium Test)，其量測原理是利用金屬鈣容易與水、氧氣反應的機制來進行測試。參閱圖1，進行鈣測試法時，會先將一軟性基板11製作成一測試元件，該測試元件除了包含該軟性基板11外，還包含形成於該軟性基板11表面的一個測試層12與一個導電層13、一個界定出一封裝空間140的封裝層14，以及一個用於將該封裝層14黏結固定於該導電層13上方的黏著層15。其中，該測試層12為鈣薄膜，該導電層13為可導電的金屬薄膜，該封裝層14可以阻隔水氣、氧氣，並用於隔絕該測試層12頂部與外界環境。進行測試時，是將該測試元件置於含有水氣與氧氣的環境中，水氣與氧氣會由該軟性基板11底面與側面滲入該軟性基板11內，並經由該軟性基板11頂面進入該測試層12，由於該測試層12之鈣薄膜與水氣、氧氣反應後會形成氧化鈣(CaO)或氫氧化鈣(Ca(OH)2)，該測試層12的導電性因而產生變化，因此可以量測該測試層12的電性對時間的變化曲線來估算鈣的反應速率，進而換算得到該軟性基板11的水氣滲透率(Water Vapor Transmission Rate，簡稱WVTR)。

然而，由於該測試元件的該封裝層14是利用該黏著層15膠合固定於該導電層13上，而該黏著層15阻水、阻氧的性能有限，導致有部分水氣與氧氣會如圖1箭頭A所示，經由該黏著層15進入該封裝空間140內，並與該測試層12形成反應。如此一來，就會造成進入該測試層12的水氣、氧氣不是單純經由該軟性基板11滲透而來，而是有部分通過該黏著層15而來，導致測量結果不準確，不能完全代表該軟性基板11的水氣滲透率，而且其量測極限值受限，精密度有待改善。

【發明內容】

因此，本發明之目的，即在提供一種能提升測量準確度與精密度的高壓密封盒裝置，以及軟板水氣滲透率的測量方法。

於是，本發明高壓密封盒裝置，適用於供一個待測量水氣滲透率的軟板放置，並包含一個底座與一個蓋子。該底座包括一個底壁，以及一個自該底壁朝上延伸的圍壁，該底壁與該圍壁共同界定一個用於容置該軟板的容置空間，該底壁形成有一個連通該容置空間與外部環境的貫孔。該蓋子可開啟地密封蓋合於該底座上，並包括二個貫穿設置且連通該容置空間的電性測量孔，以及一個貫穿設置且連通該容置空間的進氣孔，該進氣孔用於供一未含有水氣與氧氣的乾燥氣體自外部通入該容置空間。

該軟板水氣滲透率的測量方法，適用於搭配該高壓密封盒裝置進行，並包含步驟A：提供一個測試元件，該測試元件包含該軟板，以及一個形成於該軟板表面並且能與水氣及氧氣產生反應的測試層。步驟B：將該測試元件置於該高壓密封盒裝置的該底座的容置空間，並將該蓋子蓋合於該底座上。步驟C：自該蓋子的該進氣孔通入該乾燥氣體進入該容置空間，使該容置空間的氣壓大於外界氣壓。步驟D：將該高壓密封盒裝置連同該測試元件置於一個含有水氣與氧氣的測試環境，該測試環境的水氣與氧氣會經由該底壁的該貫孔滲入該軟板並與該測試層產生反應，後續量測該測試層的電性，再將測得的電性換算得到該軟板的水氣滲透率。

本發明之功效在於：藉由本發明之裝置可供該測試元件密封放置於其中，且該裝置可供測量前先通入該乾燥氣體，使該容置空間形成高壓，如此就可以阻擋外部環境中的水氣與氧氣經由該軟板以外的部位滲入該測試層，從而能提升測量準確度，並且有助於提升測量極限值、測量精密度。

【圖式簡單說明】

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一局部剖視示意圖，說明一種已知製作成用於測試一軟性基板的水氣滲透率的測試元件；圖2是本發明高壓密封盒裝置的部分元件的一立體分解圖；圖3是一剖視圖，說明一測試元件設置於該實施例中；圖4是一步驟流程圖，說明本發明軟板水氣滲透率的測量方法的一實施例；及圖5是一鈣薄膜之歸一化的電導率(Normalized Conductance)隨著時間的變化圖，圖中顯示本發明與一比較例的測量結果。

【實施方式】

參閱圖2、3，本發明高壓密封盒裝置之一實施例，包含一個測試元件5，該測試元件5包括一個待測量水氣滲透率的軟板51，該軟板51例如一可撓的塑膠基板，該軟板51與其他層體共同形成該測試元件5，該測試元件5所包含的層體後續再介紹。本實施例的高壓密封盒裝置還包含一個底座1、一個蓋子2、兩個密封環3，以及數個雙爪式卡鉗4。

該底座1包括一個底壁11、一個自該底壁11朝上延伸的圍壁12，以及二個氣密環圈13。該底壁11與該圍壁12共同界定一個用於容置該軟板51的容置空間10，該底壁11形成有一個連通該容置空間10與外部環境的貫孔111。該等氣密環圈13嵌卡固定於該底壁11頂面上且圍繞該貫孔111，其中一氣密環圈13的直徑較大並圍繞於另一氣密環圈13外圍。

該蓋子2可開啟地密封蓋合於該底座1上，並包括兩個貫穿設置且連通該容置空間10的電性測量孔21，以及一個貫穿設置且連通該容置空間10的進氣孔22，該進氣孔22用於供一未含有水氣與氧氣的乾燥氣體自外部通入該容置空間10。該蓋子2未設有供該乾燥氣體流出該容置空間10的出口，因此當乾燥氣體通入該容置空間10後，是密封於容置空間10內。

該等密封環3設置於該蓋子2底面與該底座1的該圍壁12頂面間，且其中一密封環3的直徑較大，並間隔地環繞於另一密封環3的外圍。該等密封環3用於使該蓋子2與該底座1蓋緊後，該容置空間10能形成氣密。

本實施例的雙爪式卡鉗4(Double Wall Clamp)分別固定於該蓋子2與該底座1的左右兩側。藉由該等雙爪式卡鉗4可以將該蓋子2與該底座1緊密穩固地固定住。每一雙爪式卡鉗4包括一夾座41，以及二螺絲42。該夾座41包括二上下間隔且分別抵壓於該蓋子2頂面與該底座1底面的夾持壁411，以及一直立且連接該等夾持壁411的連接壁412。該等螺絲42分別自該等夾持壁411的外側面朝內側面鎖入而分別抵緊該蓋子2頂面與該底座1底面，進而達到固定該蓋子2與底座1的效果。

參閱圖2、3、4，本發明軟板水氣滲透率的測量方法的一實施例，適用於搭配該高壓密封盒裝置進行，並包含：

步驟71：提供該測試元件5，該測試元件5除了包含該軟板51外，還包含一形成於該軟板51表面的測試層52、一個形成於該軟板51上且連接該測試層52的導電層53、一個覆蓋在該測試層52頂面的保護層54、一個封裝層55、一個樹脂材料之黏著層56，以及一個結合於該封裝層55上的吸溼件57。本實施例使用鈣測試法進行量測，該測試層52能與水氣及氧氣產生作用，並且為一鈣薄膜。該導電層53為可導電的金屬薄膜，例如銀薄膜，該保護層54用於避免水氣及氧氣自該測試層52頂面進入該測試層52，該保護層54例如氟化鋰(LiF)薄膜。該測試層52、該導電層53與該保護層54都可以利用蒸鍍方式形成於該軟板51上。該封裝層55用於將該測試層52與該容置空間10隔離並能隔絕水氣與氧氣，該封裝層55可為玻璃材質，並界定出一封裝空間550。該封裝層55底部可透過該黏著層56黏結固定於該導電層53表面，藉此使該封裝空間550與該容置空間10隔離。而該吸溼件57位於該封裝空間550，並可利用黏著方式固定於該封裝層55上，該吸溼件57能吸收水氣，以提升該封裝空間550的乾燥度，避免該測試層52在測試前受到水氣與氧氣的影響。

於製作上，固定該吸溼件57於該封裝層55，以及將封裝層55黏結於該導電層53上的步驟，較佳地可於一手套箱中進行，所述手套箱與外部環境隔絕，可避免該測試元件5在測試前受到水氣與氧氣的影響。

步驟72：將該測試元件5置於該高壓密封盒裝置的該容置空間10，並將該蓋子2蓋合於該底座1上，再利用該等雙爪式卡鉗4夾持固定該蓋子2與底座1。且該蓋子2可先供一探針組6安裝，該探針組6包括兩個分別緊密地插伸於該等電性測量孔21的探針61，該等探針61電連接該測試元件5的該導電層53。本步驟同樣可以將該高壓密封盒裝置放置於該手套箱中進行。

步驟73：將該高壓密封盒裝置自該手套箱中取出，自該蓋子2的該進氣孔22通入該乾燥氣體進入該容置空間10(如圖3箭頭B所示)，使該容置空間10的氣壓大於外界氣壓，較佳地，此時該容置空間10的氣壓為25psi~35psi。該乾燥氣體只要是不含水氣、氧，並且不易與該測試層52反應的氣體即可，例如氮氣或氬氣，而本實施例是使用氮氣。本步驟可將一圖未示的進氣管連接該進氣孔22，當通入足夠的乾燥氣體後，再將該進氣管上的一控制閥關閉，即可停止通入乾燥氣體，同時能維持該容置空間10處於高壓氣密狀態。

步驟74：將該高壓密封盒裝置連同該測試元件5置於一個含有水氣與氧氣的測試環境，該測試環境可以為一般室溫環境，或者可以控制成一個具有預定溼度與溫度的環境，水氣與氧氣會經由該底壁11的該貫孔111滲入該軟板51(如圖3箭頭C所示)，並通過該軟板51而與該測試層52反應，使該測試層52產生電性變化，後續就可以利用該探針組6量測該測試層52的電性，主要是測量電導率(Conductance)隨著時間的變化，再由電導率-時間關係圖換算得到該軟板51的水氣滲透率。

由於本發明之裝置可供該測試元件5密封放置於其中，且該裝置可供測量前先通入該乾燥氣體，使該容置空間10形成高壓，且乾燥氣體會流動於該封裝層55、黏著層56周圍，如此就可以阻擋外部環境中的水氣與氧氣經由該黏著層56滲入該封裝空間550中，避免該測試層52受到不是經過該軟板51而來的水氣、氣氧所影響，從而能確保測量精準度，並且有助於提升測量極限值、測量精密度。此外，該等氣密環圈13用於緊密抵接於該軟板51底面與該底壁11頂面間，如此可以限制該測試環境的水氣、氧氣經由該貫孔111進來後，只會侷限於該等氣密環圈13圈限出的範圍內，對於保持容置空間10的氣壓與黏著層56周遭無水無氧的效果更好。

參閱圖5，為本發明與一比較例進行鈣測試法所量到的鈣薄膜之歸一化電導率隨著時間(天數)的變化圖，本發明與該比較例的測試元件與測試環境都相同，測試環境為25℃，相對溼度60%RH。不同的地方在於，比較例的測試元件是直接置於該測試環境中測量，而本發明則是將測試元件置於該高壓密封盒裝置中，並且依循本發明前述方式進行測量。可以看出本發明的測量結果，可精密地測出鈣薄膜電導率隨著時間的變化，反觀比較例的變化幅度大，測量受到黏著層周遭水氧滲透的影響，並不精密，準確度也會受影響。經由分析計算後可得到本發明的WVRT量測極限為5×10-5g/m2．day，甚至可達到1×10-6g/m2．day。而比較例之量測極限僅有1×10-4g/m2．day，測量準確性與精密度明顯較差。

綜上所述，藉由該高壓密封盒裝置與創新的測量步驟，使本發明的測量準確度高、測量極限也較大，而且該高壓密盒裝置的成本低，故本發明以較低的成本達到良好的測量效果，相當實用。該高壓密封盒裝置為一個可適用於各類塑膠軟板的測試裝置，故其應用範圍從低阻氣性的食品包裝材到高阻氣性的軟性電子元件的基材均適用，因此市場應用性廣，對產業上的利用有很大助益。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧底座

10‧‧‧容置空間

11‧‧‧底壁

111‧‧‧貫孔

12‧‧‧圍壁

13‧‧‧氣密環圈

2‧‧‧蓋子

21‧‧‧電性測量孔

22‧‧‧進氣孔

3‧‧‧密封環

4‧‧‧雙爪式卡鉗

41‧‧‧夾座

411‧‧‧夾持壁

412‧‧‧連接壁

42‧‧‧螺絲

5‧‧‧測試元件

51‧‧‧軟板

52‧‧‧測試層

53‧‧‧導電層

54‧‧‧保護層

55‧‧‧封裝層

550‧‧‧封裝空間

56‧‧‧黏著層

57‧‧‧吸溼件

6‧‧‧探針組

61‧‧‧探針

71~74‧‧‧步驟

B、C‧‧‧箭頭