(57)【要約】【課題】  金属表面に存在する脂肪酸を、溶媒抽出を利用して精度良く且つ高感度に定量する方法を提供する。【解決手段】  金属表面に存在する脂肪酸を有機酸を添加した溶媒で抽出し、その抽出液中の脂肪酸をガスクロマトグラフ法若しくはエレクトロスプレーイオン化質量分析法のいずれかの測定法により測定する。また、前記抽出溶媒に添加する有機酸としては、ギ酸又は酢酸の少なくとも１種を用いることが好ましい。更に、前記有機酸の添加量が０.０１〜１重量％であることが好ましい。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属表面に存在する脂肪酸を有機酸を添加した溶媒で抽出し、抽出液中の脂肪酸をガスクロマトグラフ法若しくはエレクトロスプレーイオン化質量分析法のいずれかの測定法により測定することを特徴とする金属表面の脂肪酸の定量方法。
【請求項２】
前記有機酸がギ酸又は酢酸の少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１に記載の金属表面の脂肪酸の定量方法。
【請求項３】
前記有機酸の添加量が０.０１〜１重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の金属表面の脂肪酸の定量方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属表面に存在する脂肪酸を、精度良く且つ高感度に定量する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルキル基とカルボキシル基から成る脂肪酸は、界面活性剤、潤滑剤、油脂、乳化剤、滑剤など多岐にわたる用途があり、ほとんどの産業分野で汎用的に使用されている。例えば、金属加工の分野では、切削油、さび止め添加剤、洗浄剤、滑剤などに使用されている。
【０００３】
一方、金属材料の使用用途のうち電子部品については、金属表面に脂肪酸が付着していると、加熱時に発生したガスが電子回路などに影響をおよぼすことが懸念されるため、金属表面に残存している脂肪酸が僅かな量でも把握する必要がある。従って、電子部品の製造工程において、脂肪酸濃度の適正化や洗浄効果の確認をするうえで、金属表面の脂肪酸量を把握しなければならない。
【０００４】
従来の脂肪酸の定量方法としては、金属表面に存在する脂肪酸を溶媒抽出した後、メチルエステル化してガスクロクロマトグラフ法で測定するか、誘導体化して高速液体クロマトグラフ法あるいはメチルエステル化して赤外分光法により定量する方法が知られている（非特許文献１）。また、試料と誘導体化試薬を混合して加熱し、熱分解とメチルエステル化を同時に進行させた後、ガスクロクロマトグラフ法により定量する方法も開示されている（非特許文献２）。
【０００５】
しかし、これら従来の定量方法のうち、上記非特許文献１記載の溶媒抽出を伴う方法は、有機材料中の脂肪酸には有効であるが、金属表面に付着した脂肪酸の場合は金属と一部結合を有していると考えられため、脂肪酸の抽出率が低くなり、精度よく金属表面に存在する脂肪酸の量を把握することは困難である。
【０００６】
また、上記非特許文献２に記載されているように、試料と誘導体化試薬を混合して加熱し、熱分解とメチルエステル化を同時に行うガスクロマトグラフ法などにより定量する方法は、対象とする金属が３００℃以上の高温で安定なものについては有効であるが、低融点の金属については誘導体化が困難になるうえ、金属の融体が経路内に入り測定装置に支障をきたすなどの問題がある。
【０００７】
一方、金属中の全炭素分析に用いられる燃焼法も利用できるが、金属自身に炭素を含む場合は高めの値を示し、また他の有機物が存在した場合には脂肪酸の選択的な定量が困難であるという問題がある。
【非特許文献１】稲葉恵一、平野二郎著，「脂肪酸化学」，幸書房，１９９０年，ｐ.４２０
【非特許文献２】日本分析化学会編,「高分子ハンドブック」,紀伊国屋書店，１９９５年，ｐ.７７６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、金属表面に存在する脂肪酸を、溶媒抽出を利用して精度良く且つ高感度に定量する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究した結果、金属表面に存在する脂肪酸の定量方法として、特定の有機酸を含む溶媒で抽出することにより、金属表面に存在している脂肪酸を溶媒中に完全に抽出することができること、及び、抽出液中の脂肪酸をガスクロマトグラフ法あるいはエレクトロスプレーイオン化質量分析法のいずれかで測定すれば精度良く且つ高感度で定量できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明が提供する金属表面の脂肪酸の定量方法は、金属表面に存在する脂肪酸を有機酸を添加した溶媒で抽出し、その抽出液中の脂肪酸をガスクロマトグラフ法若しくはエレクトロスプレーイオン化質量分析法のいずれかの測定法により測定することを特徴とするものである。
【００１１】
上記本発明が提供する金属表面の脂肪酸の定量方法においては、前記有機酸としてギ酸又は酢酸の少なくとも１種を用いることが好ましい。また、前記有機酸の添加量は、０.０１〜１重量％の範囲であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明法によれば、金属表面に存在する脂肪酸を、加熱を必要としない溶媒抽出法により精度良く抽出でき、しかも高感度に定量することができる。従って、低融点の金属表面に存在する脂肪酸であっても、また金属表面に他の有機物が存在していても、高精度且つ高感度の定量が可能である。よって、本発明による金属表面の脂肪酸の定量方法は、電子部品の製造工程において脂肪酸濃度の適正化や洗浄効果の確認をするうえで特に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明が提供する金属表面の脂肪酸の定量方法は、まず、有機酸を添加した溶媒を用いて、金属表面の脂肪酸を抽出する。有機酸を添加した溶媒を用いることによって、金属表面に付着存在している脂肪酸を精度良く抽出することが可能となる。次に、その脂肪酸を抽出した抽出液中の脂肪酸を、ガスクロマトグラフ法又はエレクトロスプレーイオン化質量分析法を用いて定量するものである。
【００１４】
抽出溶媒に添加する有機酸としては、ギ酸あるいは酢酸が好ましく、いずれか片方を単独で、若しくは両方を混合して使用することができる。抽出液にギ酸又は酢酸から選ばれる少なくとも１種を添加することにより、金属と結合していると考えられる脂肪酸を精度良く抽出することが可能となる。
【００１５】
また、使用する抽出溶媒は、目的とする脂肪酸の溶解性にあわせて選択すれば良い。例えば、金属表面の脂肪酸の存在量が微量の場合には、アルコール類を用いることが好ましい。また、金属表面の脂肪酸の存在量が多い場合や脂肪酸の炭素数が多い場合には、クロロホルムが好適である。
【００１６】
抽出溶媒に添加する有機酸の添加量は、対象となる金属、即ち脂肪酸が付着存在している金属の溶解性を考慮して決定することが望ましい。即ち、有機酸の添加量の目安としては、有機酸を含む溶媒で金属表面が僅かに溶解する程度が好ましく、具体的には溶媒中の有機酸濃度で０.０１〜１重量％程度が好ましい。
【００１７】
尚、溶媒抽出の方法自体は、従来から行なわれている方法で良く、例えば、有機酸を添加した溶媒に金属試料を投入し、撹拌しながら所定時間保持する。この抽出時間については、溶媒中の有機酸濃度などにより異なるが、金属表面が僅かに溶解し始めるまでとすることが好ましく、具体的な抽出時間は予め実験により定めることができる。
【００１８】
溶媒に抽出された脂肪酸を定量する方法としては、一般的に用いられているメチルエステル化によるガスクロクロマトグラフ法が好適に使用できる。また、最近提案されたエレクトロスプレーイオン化質量分析法を用いれば、メチルエステル化などの前処理をすることなく溶媒中の脂肪酸の定量分析が可能である。
【００１９】
尚、エレクトロスプレーイオン化質量分析法は、高電圧を印加したキャピラリーから試料溶液を噴霧させ、溶媒を蒸発させて含有分子をイオン化し、質量分析計に導入することにより、高分子量の物質を定量分析する方法である。
【実施例】
【００２０】
［実施例１］
測定試料として、Ｐｂ−Ｓｎ合金の表面を脂肪酸のパルミチン酸で表面処理したものを用意した。この脂肪酸の抽出溶媒として、メタノール単独、ギ酸を０.１重量％添加したメタノール、酢酸を０.１重量％添加したメタノール、及びギ酸と酢酸を各々０.０５重量％添加したメタノールの４種類を使用した。
【００２１】
これらの各抽出溶媒を用いて、それぞれ上記Ｐｂ−Ｓｎ合金表面に存在するパルミチン酸を溶媒抽出した。尚、抽出時間は何れも１０分とした。その後、各抽出液中のパルミチン酸をエレクトロスプレーイオン化質量分析法により、下記する測定条件１にて定量した。尚、測定は抽出操作を含めて各々３回実施し、その平均値を求めた。
【００２２】
＜測定条件１：エレクトロスプレーイオン化質量分析法＞
測定装置：アプライドバイソシステム社製、Ｑ−ＳＴＡＲ  ＸＬ
移動相：０.１％ギ酸−Ｈ２Ｏ／メタノール（１／１）
測定質量範囲：１００〜１０００ａｍｕ
イオン化方法：エレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）
スプレー電圧：５５００Ｖ
測定モード：Ｎｅｇａｔｉｖｅ
測定質量数：２５５.２４
【００２３】
上記測定により得られた各抽出液中のパルミチン酸のピーク面積を下記表１に示した。これらの結果から、抽出溶媒がメタノール単独の場合はパルミチン酸のピーク面積が各種有機酸を添加したものに比べて低く且つばらつきも大きいが、有機酸を添加した抽出溶媒を用いた本発明方法では安定した強度が得られることが分る。
【００２４】
【表１】
2010078558.tif 000002
【００２５】
［実施例２］
測定試料として、炭素含有量が既知のＰｂ−Ｓｎ合金の表面を脂肪酸のオレイン酸で表面処理したものを使用した。また、この脂肪酸の抽出溶媒として、メタノールにギ酸を０.１重量％添加したものを使用した。
【００２６】
上記抽出溶媒を用いて、上記Ｐｂ−Ｓｎ合金表面に存在するオレイン酸を溶媒抽出した。抽出時の保持時間は１０分とした。その後、抽出液中のオレイン酸をエレクトロスプレーイオン化質量分析法により、下記する測定条件２にて測定した。尚、測定は抽出操作を含めて３回実施し、その平均値を求めた。
【００２７】
＜測定条件２：エレクトロスプレーイオン化質量分析法＞
測定装置：アプライドバイソシステム社製、Ｑ−ＳＴＡＲ  ＸＬ
移動相：０.１％ギ酸−Ｈ２Ｏ／メタノール（１／１）
測定質量範囲：１００〜１０００ａｍｕ
イオン化方法：エレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）
スプレー電圧：５５００Ｖ
測定モード：Ｎｅｇａｔｉｖｅ
測定質量数：２８１.２５
【００２８】
また、比較のために、上記と同じＰｂ−Ｓｎ合金の測定試料について、表面に存在するオレイン酸量を、微量炭素分析法により下記する測定条件３にて測定した。尚、測定は３回実施し、その平均値を求めた。
【００２９】
＜測定条件３：微量炭素分析法＞
測定装置：堀場製作所製、ＥＭＩＡ−Ｕ５１１
測定方式：管状炉燃焼−赤外吸収法
燃焼温度：１３００℃
試料採取量：０.２ｇ
【００３０】
上記の各方法により得られた定量結果を下記表２に示した。ただし、微量炭素分析法で得られる値は全炭素量であるため、エレクトロスプレーイオン化質量分析法により得られたオレイン酸の定量値は全炭素量に換算して表２に示した。また、微量炭素分析法ではＰｂ−Ｓｎ合金中の炭素も合算されるため、予め未処理のＰｂ−Ｓｎ合金中の炭素量を測定し、ブランク値として差し引いた。
【００３１】
【表２】
2010078558.tif 000003
【００３２】
上記表２の結果から、溶媒抽出法とエレクトロスプレーイオン化質量分析法を用いた本発明方法による定量結果は、微量炭素分析法で得られた値と良い一致を示しており、本発明による有機酸を添加した溶媒を用いる抽出方法によって金属表面の脂肪酸を完全に抽出できていることが分る。
【００３３】
また、上記表１及び表２の結果から判るように、本発明方法によれば、金属表面の脂肪酸を正確に定量することが可能であった。分析感度は金属試料と抽出溶媒との固液比により変動するが、本発明方法によれば、実施例２に示すようにｐｐｍオーダーという非常に高感度な定量分析が可能であった。
【００３４】
尚、抽出液中に抽出した脂肪酸を定量する方法として、上記実施例ではエレクトロスプレーイオン化質量分析法による例を示したが、ガスクロマトグラフ法による場合も同様の結果が得られることが確認できた。