小薄片の熱的性質測定
一眼の角膜，コンタクトレンズ材
（昭和46年10月20日 原稿受理）
機械工学教室宮 部 喜代二
〃 勝 原 哲 治
大阪大学医学部眼科学教室浜 野 光 ハマノ眼科光 永 サチ子
Measurements of Thermo−Physical Properties for a thin and little Specimen
−cornea and materials for contact lens＿
By Kiyoji MIYABE Tetsuji KATSUHARA Hikaru HAMANO and Sachiko MITSUNAGA
Some measuring methods of thermo−physical properties are represented for a thin and little specimen． Thermal diffusivity， speci丘c heat， speci丘c gravity and thermal conductivity are measured by the methods as stated the previous reports． For thermal diffusivity， however， as a temperature of a specimen rapidly change with time in transient heat conduction・then a oscillagraph is used for record of the changing temperature． For specimen， cornea and two materials of contact lens are adopted．
t緒 言 が大きく測定精度に影響するもの・あるいは定常
状態をうるために長時間を要するものなど種々の 物質の熱的性質の資料を確立することは，熱工 問題点があり，これらを解決するために高度の実 ネルギー輸送の問題を解析し，あるいは，その実 験装置，測定器具を必要とするものが多い。
験結果を整理する上で，基礎的に極めて重要な事 以上のような問題点の中の一，二を解決できる 柄である。したがって，今日まで多くの物質を対 ものとして，最近非定常熱伝導理論を応用した温 象に種々の測定方法が提案され，またそれらの測 度伝導率，比熱，熱伝導率などの測定方法が提案 定結果も数多く発表されている。 されているD2）3 。
ところで，これらの測定方法には一長一短があ 筆者らも既に，非定常熱伝導理論を用いた温度 り，それぞれの特色を生かして，固体，液体ある 伝導率測定法4）5）6），および改良混合法と名付けた いは気体を対象に実験測定を行なっている。い 比熱測定法7）を提案した。筆者らの目的とすると ま，定常熱伝導の理論を応用した熱伝導率測定を ころは，上述文献で述べたように，定形あるいは 例にとり，対象を固体に限定して考えると，現在 不定形小試片を少量用いて常温近傍の熱的性質を
までに提案されている方法は，一定の寸法以上の 測定することにあり，そのためには，かんたんな
大きさを必要とするもの，熱量および温度測定に 実験測定方法で可能であることを示した。したが
きわめて高い精度を要求するもの，熱損失の算定 って，筆者らの測定方法は上述文献（1），（2），
条件により，より有用な場合があると考える。
以下，本報告では，文献（6）で述べた定形小 mV
試片の測定方法と同一理論を基礎とし，試片が極 言己録計
めて薄い場合の測定例として，眼の角膜（牛）お よびコンタクトレンズ材の熱的性質の実験測定結 果について述べるが，厚さ1mm前後の薄片試 料でも，測定可能であることを示したものであ る。試片として眼の角膜およびコンタクトレンズ 材を用いたのは，前者と同性質かあるいはそれに 近い傾向をもつコンタクトレンズ材を見出すこと に一つの理由があり，また，共著者の一人である
浜野は，既発表の論文において8），コンタクトレ 2 ンズを装着した場合としない場合とで，角膜表面
温度に1℃前後の相異が認められることを見出し ており，その原因を解析するためにも角膜および
4 コンタクトレンズ材の熱的性質を知ることが必要
であると考える。 図1測定装置略図
1．恒温槽 2．撹伴器
2．熱的性質の測定 3・試片取付台 4・試 片 5．温度差測定用熱電対
ここでいう熱的性質とは，温度伝導率，比熱お 6・スタートマーク用熱電対 よび熱伝導率のことであるが，本実験では，温度 一
鱒転ぱ、および堰γの測定を行ない， 爵では追齢舗相の実験には電畝・シ 熱rλはこのヨの値を用いて次式セこより求1ζ；鶏蒜麓謬欝：ぽシ
める。 ＿
測定用の試片としては，別述したように，牛の λ一α・ρ・γ （1） 眼の角膜およびコンタクトレンズ材2種を用い 測定方法に応用される基礎理論は，前述したよ た。試片は一回の実験に2コ必要で・まずその厚
うに，定形小試片に関する文献（6）と全く同様 さをマイクロメータで数点測定する・ついで用意 であり，実験装置もほとんど同一であるので，文 された0・05φC⊂C・熱電対素線の測定点を一方 献（6）で述べた内容と異なる点については多少 の試片の中心点に設定しアロソアルファ （市販 詳細に述べるが，その他は省略する。 名）などの接着剤を用いて2枚の試片を接着す 2．1． 温度伝導率の測定 る。完全に接着するまで暫く大気中で放置してお 測定装置の概略を図1に示すが，定形小試片の き・ついで図1の恒温槽中に投入する。実験測定 測定の場合とほとんど同一である。ただし，同図 でえられた電磁オッシログラフの記録紙（図2参 の6の熱電対がスタ＿トマ＿ク用として加えられ 照）より乃一（τ・一の／（τ・一のを算出し・時間τ ている。その理由は，試料が薄片であるため，温 に対してプロットする。乃〜τの例が図3であ 度差（周囲流体温度と試片中心部温度との差）の る。ここにτ・：恒温槽水温ぴ恒温槽投入前の 時間変化がきわめて早く，試料投入開始時間を正 試片温度・τ・：試片中心点（測定点）温度である。
確に記録させるために，試料取付台にスク＿トマ 図中点線は破とプリェ数罵（一ατ／12）の関係を 一ク用としての熱電対を取付けたわけである。ま 示す。
た，時間的変化が早いために，ふつうのペン書記 瓦一α。τ／1・ （1）
図2測定記録紙例
G
迂
G
1．2739
1．0 0．9 0．8 0．7
0．6
1 0・5 ミく o．4
L o．3
⇔
ll
む
ト¶ 0．2
0，1
F
