(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能性付与成分として第一成分とトレース用成分としての第二成分とを多孔質体に同時に含有させてなる機能性多孔質体であって、
イ）前記第一成分と前記第二成分とは互いに相溶するか前記第二成分は前記第一成分と同時に溶媒に溶解され、
ロ）前記第二成分には励起により蛍光Ｘ線を発生する元素が含有され、
ハ）前記第二成分に含有される前記元素が前記第一成分に含有されず、かつ、
二）前記第二成分中の前記元素が前記機能性多孔質体の表面からの蛍光Ｘ線分析による検出が可能な含有量で前記第二成分が該機能性多孔質体に含有されている
ことを特徴とする機能性多孔質体。
【請求項２】
前記元素が、原子番号が１３以上９２以下の元素であることを特徴とする請求項１に記載の機能性多孔質体。
【請求項３】
前記元素が、Ａｇ、Ａｌ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｂｒ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｃｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｉ、Ｋ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、及び、Ｚｒから選ばれる１つであることを特徴とする請求項２に記載の機能性多孔質体。
【請求項４】
前記元素が、Ａｇ、Ｂｉ、Ｂｒ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｗ、Ｚｎ及び、Ｚｒから選ばれる１つであることを特徴とする請求項３に記載の機能性多孔質体。
【請求項５】
機能性付与成分として第一成分とトレース用成分としての第二成分とを多孔質体に同時に含有させる機能性多孔質体の製造方法であって、
前記第一成分と前記第二成分とは互いに相溶するか前記第二成分は前記第一成分と同時に溶媒に溶解され、
前記第二成分には励起により蛍光Ｘ線を発生する元素が含有され、
前記第二成分に含有される前記元素が前記第一成分に含有されず、かつ、
前記第二成分中の前記元素が前記機能性多孔質体の表面からの蛍光Ｘ線分析による検出が可能な含有量で前記第二成分を、前記前記第一成分と同時に前記機能性多孔質体に含有させる
含浸工程を有する
ことを特徴とする機能性多孔質体の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の機能性多孔質体の前記第一成分の含浸状態の評価方法であって、前記機能性多孔質体の表面から蛍光Ｘ線分析によって前記機能性多孔質体への前記第二成分の含浸状態を調べることにより、前記機能性多孔質体への前記第一成分の含浸状態の評価を行うことを特徴とする機能性多孔質体の評価方法。
【請求項７】
前記第一成分と第二成分との含浸の前に、前記多孔質中の前記元素の蛍光Ｘ線分析を行う、プレ分析工程を有することを特徴とする請求項５に記載の機能性多孔質体の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造品、焼結体品、プラスチック成型品、紙、木材、溶射体、石、パーティクルボード、無機質多孔質板などの多孔質体に機能性付与成分を含浸させる含浸加工技術に関し、機能性付与成分の含有状態を容易に評価できる機能性多孔質体、その製造方法、及び、そのような機能性多孔質体における機能性付与成分の含有状態の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
含浸加工技術は、上記のような多孔質体と機能性付与成分とを複合する技術であり、産業の広い分野において応用されている。
【０００３】
しかしながら、含浸される機能性付与成分が微量であることが多いために、含浸された機能性付与成分の量を測定する有効な方法がない。一般には付与された機能を非破壊検査や抜き取りの破壊検査を行うことによって含浸の効果によって評価している。
【０００４】
また、含浸処理前後で、外観変化や顕著な重量変化を伴わない場合が多く、この場合、含浸処理加工の有無自体も簡単に判定できないために、未処理品が理由津して大きな問題を引き起こす可能性もある。
【０００５】
一方、多孔質体の中でも、焼結体、紙、木材、食品などでは含浸加工によって顕著な重量変化があるものの、これらの孔は不均一に分布していることが多い。しかし、これらに対しての機能性付与成分の部分的な含浸分布を調べる方法は、破壊検査を含めて、ない場合があり、このとき、品質保障面での問題が生じる。
【０００６】
また、機能性付与成分の含浸加工が行われた部材が、組み付け後に、一部部材に未含浸処理品が含まれている可能性が生じた場合、分解等の作業を行わずに含浸処理の有無が判定できれば検査コストを大幅に削減することが可能となるが、現状ではそのような方法がない。
【０００７】
また、含浸処理された部材の経年変化によって、その機能性付与成分の含有量が減少する場合や、あるいは、減少する可能性がある場合に、その部材を取り外しての破壊検査などの費用のかさむ作業を行わずに含有量の測定を可能とする技術が、求められるが、現状そのような方法がない。
【０００８】
ここで、特許文献１に記載の技術では、廃木材を再利用する前に、被検査体である廃木材に有毒であるＣＣＡ防腐剤が塗布又は含浸されているかの有無を判定するために、紫外光、可視光、赤外光を検査体に照射し、これらの電磁波照射によって得られる反射光や蛍光の吸収特性を解析する方法が提案され、また、ＣＣＡ防腐剤に含まれる銅元素を蛍光Ｘ線により検出できることが示唆されている。
【０００９】
特許文献２では、建設現場などで木材表面等に難燃薬剤を塗布して難燃化するときに、塗布の有無を簡易に判定する方法が提案されている。すなわち、難燃剤の主成分であるリン酸アンモニウムと、検出用試薬中に含まれる水酸化カルシウムを化学反応させ、蛍光体基材であるリン酸カルシウムを合成し、さらに２価ないし３価の希土類元素や遷移金属元素を添加することにより賦活し、蛍光体物質を形成させる。そして、特許文献２内では具体的な方法は明記されていないが、これらの化学反応を木材の表面で行い、その後に被検査体に対して紫外光を照射する事によって蛍光発光させて、その蛍光画像をデジタルカメラで記録して難燃剤の塗布の有無を判定する方法が提案されている。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、蛍光Ｘ線分析ができる元素を含まない機能性付与成分に対して応用できず、廃材として取り扱われる過程で他の要因により蛍光Ｘ線分析ができる元素が付着又は混入してしまう可能性がある。
【００１１】
また、特許文献２に記載の技術では、機能性付与成分の表面処理による付着の有無の判定には対応できるものの含浸処理品のチェックには対応できず、かつ、非常に複雑な工程が必要であって簡易に行うことはできず、また、リン酸系難燃化物以外の機能性付与成分に対しては応用できないと云う問題や、表面への塗布処理以外の判定には対応できないと云う問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３７３９０８６号公報
【特許文献２】特開２００５−２３３７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記した従来の問題点を改善する、すなわち、機能性多孔質体内部の、機能性付与成分の含有状態を容易に、また、必要に応じて部分的にも判定できる機能性多孔質体、その製造方法、及び、機能性多孔質体の評価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】
【００１４】
本発明の機能性多孔質体は上記課題を解決するため、請求項１に記載の通り、機能性付与成分として第一成分とトレース用成分としての第二成分とを多孔質体に同時に含有させてなる機能性多孔質体であって、前記第一成分と前記第二成分とは互いに相溶するか前記第二成分は前記第一成分と同時に溶媒に溶解され、前記第二成分には励起により蛍光Ｘ線を発生する元素が含有され、前記第二成分に含有される前記元素が前記第一成分に含有されず、かつ、前記第二成分中の前記元素が前記機能性多孔質体の表面からの蛍光Ｘ線分析による検出が可能な含有量で前記第二成分が該機能性多孔質体に含有されていることを特徴とする機能性多孔質体である。
【００１５】
また、本発明の機能性多孔質体は請求項２に記載の通り、請求項１に記載の機能性多孔質体において、前記元素が、原子番号が１３以上９２以下の元素であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の機能性多孔質体は請求項３に記載の通り、請求項２に記載の機能性多孔質体において、前記元素が、Ａｇ、Ａｌ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｂｒ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｃｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｉ、Ｋ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、及び、Ｚｒから選ばれる１つであることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の機能性多孔質体は請求項４に記載の通り、請求項３に記載の機能性多孔質体において、前記元素が、Ａｇ、Ｂｉ、Ｂｒ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｗ、Ｚｎ、及び、Ｚｒから選ばれる１つであることを特徴とする。
【００１８】
本発明の機能性多孔質体の製造方法は請求項５に記載の通り、機能性付与成分として第一成分とトレース用成分としての第二成分とを多孔質体に同時に含有させる機能性多孔質体の製造方法であって、前記第一成分と前記第二成分とは互いに相溶するか前記第二成分は前記第一成分と同時に溶媒に溶解され、前記第二成分には励起により蛍光Ｘ線を発生する元素が含有され、前記第二成分に含有される前記元素が前記第一成分に含有されず、かつ、前記第二成分中の前記元素が前記機能性多孔質体の表面からの蛍光Ｘ線分析による検出が可能な含有量で前記第二成分を、前記前記第一成分と同時に前記多孔質体に含有させる含浸工程を有することを特徴とする機能性多孔質体の製造方法である。
【００１９】
本発明の機能性多孔質体の評価方法は、請求項６に記載の通り、請求項１に記載の機能性多孔質体の前記第一成分の含浸状態の評価方法であって、前記機能性多孔質体の表面から蛍光Ｘ線分析によって前記機能性多孔質体への前記第二成分の含浸状態を調べることにより、前記機能性多孔質体への前記第一成分の含浸状態の評価を行うことを特徴とする機能性多孔質体の評価方法である。
【００２０】
本発明の機能性多孔質体の評価方法は、請求項７に記載の通り、請求項６に記載の機能性多孔質体の評価方法において、前記第一成分と第二成分との含浸の前に、前記多孔質中の前記元素の蛍光Ｘ線分析を行う、プレ分析工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の機能性多孔質体によれば、機能性付与成分中に励起により蛍光Ｘ線を発生する元素が含まれていない場合であっても、非破壊で機能性付与成分の含有状態を容易に判定できる。
【００２２】
請求項２に記載の本発明の機能性多孔質体によれば、市販の蛍光Ｘ線分析計により、より簡単に、より確実に、機能性付与成分の含有状態を判定できる。
【００２３】
請求項３に記載の本発明の機能性多孔質体によれば、より毒性のなく、より安価なトレース用成分を用いながら、非破壊で機能性付与成分の含有状態を容易に判定できる。
【００２４】
請求項３に記載の本発明の機能性多孔質体によれば、機能性多孔質体のより深い位置の機能性付与成分の含有状態を容易に判定できる。
【００２５】
本発明の機能性多孔質体の製造方法によれば、機能性付与成分中に励起により蛍光Ｘ線を発生する元素が含まれていない場合であっても、非破壊で機能性付与成分の含有状態を判定できる機能性多孔体を製造することができる。
【００２６】
本発明の機能性多孔質体の評価方法によれば、上記機能性多孔質体の機能性付与成分中に励起により蛍光Ｘ線を発生する元素が含まれていない場合であっても、非破壊で内部の機能性付与成分の含有状態を判定できる。
【００２７】
請求項７に記載の機能性多孔質体の評価方法によれば、より確実に機能性付与成分の含有状態を判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は試料深さ方向の評価可能性の検討結果（スペーサー：濾紙）を示すグラフである。
【図２】図２は試料深さ方向の評価可能性の検討結果（スペーサー：杉経木）を示すグラフである。
【図３】図３は試料深さ方向の評価可能性の検討結果（スペーサー：杉板）を示すグラフである。
【図４】図４は試料深さ方向の評価可能性の検討結果（スペーサー：杉板）を示すグラフである。
【図５】図５は試料深さ方向の評価可能性の検討結果（スペーサー：機能性付与成分が含浸された杉経木）を示すグラフである。
【図６】図６は試料深さ方向の評価可能性の検討結果（スペーサー：機能性付与成分が含浸された杉板）を示すグラフである。
【図７】図７は試料深さ方向の評価可能性の検討結果（スペーサー：アルミニウム板）を示すグラフである。
【図８】図８は機能性付与成分とトレース用成分との含浸状態の直接評価と本発明に係る評価との比較テストの結果を示すグラフである。
【図９】図９は実施例１における、機能性付与成分の含浸量とモニター元素の蛍光Ｘ線分析での検出強さの関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は実施例２における、機能性付与成分の含浸量とモニター元素の蛍光Ｘ線分析での検出強さの関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は実施例３における、機能性付与成分の含浸量とモニター元素の蛍光Ｘ線分析での検出強さの関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は不燃化剤の木材への含浸量とコーンカロリーメータにより測定された発熱量の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の機能性多孔質体において、ベースとなる多孔質体としては、鋳造品、焼結体品、プラスチック成型品、紙、木材、溶射体、石、パーティクルボード、無機質多孔質板などが挙げられる。
【００３０】
第一成分である機能性付与成分としては、有機物であっても、無機物であってもよく、上記多孔質体を改良するもの、あるいは、上記多孔質体に機能を付加する成分のうち、液体、あるいは、水、各種溶剤、これらの混合液、あるいは、後述するように第一成分及び／または第二成分を可溶とするための第三の成分（錯体形性物質やｐＨ調整剤などの可溶化剤）を含む液（本発明では、これらを併せて「溶媒」と云う）に可溶なもの（均一な溶液となるもの）を用いることができる。また、第二の成分と相溶し均一な溶液を形成する液体あるいは固体であってもよい。
【００３１】
上記機能性付与成分により多孔質体は、例えば、密封性、強度、電気絶縁性、防虫・防腐性、難燃性、耐圧性、気密性、電気絶縁性、防錆性、接着性、撥水性、潤滑性、加工性、電磁波遮蔽性、脱臭性、芳香性、遮音性などが向上されたり、付与されたりする。
【００３２】
第二成分は有機物であっても無機物であっても良いが、上記第一成分と相溶し均一な溶液を形成する液体あるいは固体であるか、第一成分とともに上記溶媒に溶解し均一な溶液を形成する液体あるいは固体である必要がある。
【００３３】
そして、第二成分には励起により蛍光Ｘ線を発生する元素が含有され、かつ、第二成分に含有されるこの元素は前記第一成分に含まれず、かつ、前記機能性多孔質体中の第二成分の含有量は、第二成分中の励起により蛍光Ｘ線を発生する元素が前記機能性多孔質体の表面からの蛍光Ｘ線分析による検出が可能な含有量で、含有されていることが必要である。
【００３４】
ここで、用いる多孔質体、特に木材や紙などの天然物由来の多孔質体の場合、蛍光Ｘ線を発生する元素を微量ないし相当量、広く含有している場合がある。
【００３５】
このとき、第二成分の種類によってはその第二成分中の励起により蛍光Ｘ線を発生する元素（以下、「モニター元素」とも云う）自体が、含浸処理前の多孔質体中にすでに、微量あるいは相当量、含まれている場合が想定される。
【００３６】
この場合、含浸処理前の多孔質体中に存在する前記モニター元素の存在量をベースとしたときに、含浸処理によって機能性多孔質体に含まれるようになる第二成分中のモニター元素の存在が機能性多孔質体の表面からの蛍光Ｘ線分析によって検知できる量となるように、すなわち、第二成分中のモニター元素が含浸処理後の機能性多孔質体の表面からの蛍光Ｘ線分析による検出が可能な含有量となるように第二成分を多孔質体に含浸させることにより、含浸処理前の多孔質体中に存在していたモニター元素の影響を排除することが可能となり、結果として本発明の効果を得ることができる。
【００３７】
すなわち、含浸処理によって機能性多孔質体に含まれるようになる第二成分中によるモニター元素の機能性多孔質体中での増加が、この機能性多孔質体の表面からの蛍光Ｘ線分析によって検知できる量未満での、第二成分の多孔体への含浸処理では、本発明の効果を得ることができない。
【００３８】
なお、分析を容易に、または／および、精度良く行えるように、含浸処理前の多孔質体中にすでに存在するモニター元素の量（蛍光Ｘ線の検出強さ）を測定しておき（この工程を「プレ分析工程」と云う）、含浸処理後の機能性多孔質体中のモニター元素の量（蛍光Ｘ線の検出強さ）と比較できるようにしておくことが好ましい。
【００３９】
なお、用いるモニター元素の種類、用いる多孔質体の種類等によって、機能性多孔質体の表面からの蛍光Ｘ線分析による検出が可能なモニター元素の含有量が異なるために、あらかじめ検討を行って把握することが必要である。
【００４０】
一般に、多孔質体への第二成分の含浸に伴うモニター元素の多孔質中での増加量が上記機能性多孔質体の表面からの蛍光Ｘ線分析による検出が可能なモニター元素の含有量の２倍以上であると、第一成分の機能性多孔質体への含浸の有無の判定が容易となるので好ましく、５倍以上であると第一成分の機能性多孔質体への含浸量の判定が容易となるのでさらに好ましい。
【００４１】
ここで、前記トレース用成分としての第二成分に含まれるモニター元素としては通常、原子番号が１３以上９２以下の元素であると、十分に高い遷移エネルギーを持つ蛍光X線が得られるので表面分析に留まらず機能性多孔質体内の分析ができ、且つ市販の分析装置が使用可能となるので好ましく、さらに、元素が、Ａｇ、Ａｌ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｂｒ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｃｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｉ、Ｋ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｎ、及び、Ｚｒから選ばれる１つであると毒性が低く、さらに、モニター元素がＡｇ、Ｂｉ、Ｂｒ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｗ、Ｚｎ、及び、Ｚｒから選ばれる１つであると、特に機能性多孔質体の表面から深い位置までの含浸状態を調べることができる。
【００４２】
このようなモニター元素を含む化合物である第二成分（トレース用成分）は、有機物であっても良く、無機物であっても良いが、第一成分（液体）に均一に相溶する、あるいは、第一成分（液体、固体どちらでも良い）が溶解する溶媒に均一に溶解する必要がある。
【００４３】
後述する含浸工程で用いる含浸溶液の溶媒として水を用いる場合、第一成分及び／または第二成分を溶解させるために各種錯体形性物質を併用することができる。
【００４４】
また、含浸溶液の溶媒として有機溶媒を用いる場合、第二成分としては、モニター元素を含有するオクチル酸金属塩、金属石鹸、アセチルアセトン金属錯体、あるいは、サリチル酸金属塩などを用いると均一な溶液を得ることができる。
【００４５】
溶媒を用いる場合には、第一成分、および、第二成分を損なうことなく、同時に、かつ、均一に溶解し、さらに多孔質体を損なわないものを選択することが必要であり、さらに粘度が低い、および／あるいは、分子量が小さいものであると含浸が容易となるので好ましい。
【００４６】
本発明の機能性多孔質体は、例えば次のようにして得ることができる。
＜含浸溶液調製＞
まず、含浸溶液を調製する。このとき、第一成分に第二成分を溶解させた溶液か、上述の溶媒を用いて第一成分と第二成分とを溶質として有する溶液を作製する。
【００４７】
ここで、含浸溶液中の第一成分の濃度と第二成分の濃度とは、両者のバランスを考慮して決定する。すなわち、第一成分の濃度は、機能性付与のために必要な含有量を実現できる濃度とし、第二成分の濃度は、製品である機能性多孔質体中の第二成分中のモニター元素の量が、機能性多孔質他の表面からの蛍光Ｘ線分析によって検出が可能な量となるような濃度以上で、蛍光Ｘ線分析に適した濃度となるように、あらかじめ検討を行って決定する。
【００４８】
＜多孔質体前処理＞
必要に応じて、多孔質体に対して前処理を行う。
用いる多孔質体の表面又は内部に存在する、上記の含浸溶液の各成分の機能を損なうもの、含浸溶液を希釈してしまうもの、多孔質体の孔をふさいだり、孔の内部を占有しているもの、あるいは油分を十分に除去するために、各種洗浄処理、加熱処理を単独で、あるいは、組み合わせて行う。
【００４９】
また、多孔質体に木材が含まれているとき、マイクロ波を照射することや蒸気処理をすることにより多孔質体中の封孔を開孔させる処理によって、所望の機能性多孔質体を得る含浸処理に適した状態に変化させることができる。
【００５０】
＜含浸処理＞
含浸処理としては、一般的に行われている含浸処理を単独で、あるいは、組み合わせて行う。
【００５１】
そのような処理方法としては、１）真空含浸法、２）真空加熱含浸法、３）多孔質体が加熱後に冷却されることによって多孔質体の孔の内部で生じる減圧作用を利用した加熱冷却含浸法、とあるいは、４）多孔質体が含浸溶液に浸漬された際に生じる含浸溶液による圧力と多孔質体の孔の内部にあらかじめ存在する液体と接触させた際に生じる含浸溶液中からの成分の移動の原理を用いた浸漬法が挙げられる。
【００５２】
また、上記真空含浸法と真空加熱含浸法との両者では、減圧を含浸溶液に多孔質体を浸漬しながら行う（ウェットバキューム）か、減圧完了後または減圧しながら含浸溶液を多孔質体と接触させる（ドライバキューム）の２つの方法が可能であり、含浸溶液と多孔質体の性質、求められる機能性多孔質体の性能、コスト等を勘案して決定する。
【００５３】
＜後処理＞
必要に応じて、得られた機能性多孔質体の表面や孔内部の残留物の除去をおこなう。このとき、水、洗浄剤、あるいは、溶媒による各種洗浄、拭き取り、遠心分離、エアブロー、あるいは、乾燥処理（室温、加温）を単独で、あるいは、組み合わせて行う。また、用いる機能性付与成分によっては、加熱硬化処理を行う。これら処理はさらに必要に応じて空気中、あるいは、不活性ガスや反応性ガスなどの雰囲気下でおこなう。
【００５４】
＜含浸状態の評価＞
含浸状態の評価は上記のように第一成分と第二成分とが同時に含有された多孔質体の表面から、モニター元素の検出に適した条件で蛍光Ｘ線分析を行う。
【００５５】
＜本発明の応用分野の例＞
木材の難燃化、または、不燃化は含浸分野において重要な応用分野の一つである。
図１２は、機能性付与成分として難燃化剤を木材に含浸・乾燥させたときの含浸量と、コーンカロリーメータを用いて２０分間の総発熱量を測定した結果との関係を示すグラフである。
【００５６】
グラフ中左側にそれぞれ含浸量が５０ｋｇ／ｍ3付近、及び、９０ｋｇ／ｍ3付近で３７ＭＪ／ｍ2付近と６０ＭＪ／ｍ2付近の総発熱量の測定結果がある。これらの結果では、測定中に木材が着火ししたため、総発熱量が大きく、かつ、測定の誤差も大きくなっている。しかし、その他の測定データに関しては発熱量はいずれも１０ＭＪ／ｍ2以下となっており安定している。この不燃化剤では含浸量が概ね３００ｋｇ／ｍ2を越えると、国土交通省の定める不燃材料の基準である８ＭＪ／ｍ2以下の基準値を満足するが、それ以上の含浸量の増加に見合った発熱量の低下は見られない。
【００５７】
このために、この分野においては含浸量の中心値が４００ｋｇ／ｍ3の時に±１００ｋｇ／ｍ3の範囲での含浸量の検出が可能であれば、本発明を品質管理に応用することが可能であり、あるいは、±１００ｋｇ／ｍ3よりも高い精度で含浸量の検出が可能であれば、含浸量が４００ｋｇ／ｍ3を越えるオーバースペック品の発生を防止してコスト低減化を計ることが可能となることが理解できる。
【実施例】
【００５８】
以下に本発明の実施例について具体的に説明する。
蛍光Ｘ線の検出強さについてはリガク社より市販されているハンディタイプの蛍光Ｘ線分析装置、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製Ｔｈｅｒｍｏ−Ｎｉｔｏｎ（ＸＬ３ｔ−９００Ｓ−Ｍ）（以下、「蛍光Ｘ線分析計」と云う）を用い、試料表面にその測定基準面を接触させ、測定対象のモニター元素に応じて機器の仕様に従った設定にセットして行った。
【００５９】
＜基礎検討（その１）  第二成分の可溶性について＞
本発明の実効性の検討及び確認のために用いたモニター元素は、表１に示す２３種類、及び、表２に示す３種類の元素であり、これらモニター元素を有する化合物として入手したトレース成分を併せて示す。
【００６０】
これら２６種類のトレース成分により水溶液をそれぞれ調製した。このとき、錯体形性物質としてエチレンジアミン四酢酸を（ＥＤＴＡ）用いた場合には「ＥＤＴＡ」とし、エチレンジアミン四酢酸を用いないで水溶液とした場合には「−」として表１及び表２に示した。
【００６１】
上記で調製した水溶液について、それぞれ目視で観察したが、いずれも沈殿物や部分的な色の変化などはなく、均一に溶解された。
【００６２】
【表１】
0005528995.tif 000002
【００６３】
【表２】
0005528995.tif 000003
【００６４】
さらに、表１及び表２には、本明細書内で用いた蛍光Ｘ線分析計にて蛍光Ｘ線分析を行った場合に用いた発光線と遷  移エネルギーの理論値とを各モニター元素に対して併せて示した。
【００６５】
＜第２の基礎検討  試料深さ方向の評価可能性の検討＞
モニター元素の種類によって、機能性多孔質体の厚みに対してどの程度の深さまで蛍光Ｘ線分析が可能かの調査を行った。励起により各元素から発生される蛍光Ｘ線の遷移エネルギーに応じて測定できる深さが深くなることが想定されたために、厚みの異なる３種類の多孔質体からなる蛍光Ｘ線吸収体（スペーサー）として、厚み約２ｍｍの杉板、厚み約２００μｍの杉経木、厚み約３５μｍの濾紙を準備した。これら３種のスペーサーは含浸を施していない未処理のものである。
【００６６】
表１に示した元素のトレース用成分のうち、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｂｒ、Ｃｅの各元素のトレース用成分を除く、１６種類のトレース用成分の水溶液（上述のようにＥＤＴＡを併用するものあり。以下同じ）のそれぞれに濾紙へ浸漬し、乾燥させて、それぞれモニター元素を含む試験体を作製した。
【００６７】
これらの試験体の上に、上記三種類のスペーサーのうちの１種（濾紙、経木、板のそれぞれ）を同じ種類で一枚ずつ重ねていき、重ねる度にその上から蛍光Ｘ線分析計を用いて蛍光Ｘ線分析を行った。
【００６８】
また、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｚｎの各元素のモニター元素を含む多孔質体としては、これら３種の元素のトレース用成分の水溶液のそれぞれを、濾紙ではなく、１０ｃｍ角で厚みが１１ｍｍの杉材に、真空加圧含浸によって浸み込ませることで、試験体を作製した。
【００６９】
蛍光Ｘ線の検出強さに関しては、同じ点を３回ずつ測定し、その平均を取った。
スペーサーとして濾紙を使ったときの結果を図１、杉経木を用いたときの結果を図２、杉板を用いたときの結果を図３に、それぞれ示す。
【００７０】
これら図は濾紙と木材という２種の多孔質体で作製された試験体での結果であるが、いずれもスペーサーなしの状態で測定された蛍光Ｘ線の検出強さを１０００として、スペーサーを介して測定したときの蛍光Ｘ線の検出強さを相対的に示すことで、試験体の種類及び蛍光Ｘ線分析計の仕様による測定元素ごとの検出強さのスケールの違いによる影響を排している。
【００７１】
図１から、Ｍｇがモニター元素である場合では、濾紙を６９μｍ重ねた時点で出不可能になることが判る。Ａｌでは３５μｍまでは測定可能である。その他の元素は濾紙深さ方向１００μｍ程度まで測定が可能であり、Ｃｌでは深さが１５０μｍ程度まで分析可能（存在の確認ができる）であることが判る。また、これらの測定可能深度は、遷移エネルギーが高いほど深いという結果であることが判った。
【００７２】
図２では、スペーサーとして杉経木を用いたときのモニター元素がＣｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃａ、及び、Ｋの測定結果である。Ｋ、Ｃａ、Ｔｉの各元素では概ね５００μｍから１０００μｍ、Ｃｒでは概ね１５００μｍ、ＭｎとＦｅでは概ね２０００μｍから２５００μｍ、Ｃｕは３０００μｍ強の測定可能深度があることが判り、さらにこれらの測定深度は遷移エネルギーが高いほど深いという結果であった。
【００７３】
図３は、スペーサーとして杉板を用いたときのＷ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｂｉ、及び、Ｚｎのモニター元素の測定結果である。この図より、Ｓｎでは概ね５ｍｍ、Ｚｎ、Ｗ、及び、Ｂｉでは概ね１０ｍｍ、Ａｇ、Ｚｒ、Ｓｒ、及び、Ｍｏでは概ね１７ｍｍの測定可能深度があることが判った。
【００７４】
これらのモニター元素中Ｗが最も高い遷移エネルギーを持っているが、図３では遷移エネルギーと測定可能深度との関係が必ずしも保たれていない。具体的には、Ｗ、Ｓｎ、及び、Ａｇの各モニター元素で測定深度が遷移エネルギー順の序列から外れている。特にＷとＳｎとの両元素は測定可能深度の順位が遷移エネルギー順の序列において顕著に低い。これは、用いた蛍光Ｘ線分析計の仕様上の問題が支配的であると考えられる。これらの結果から、用いるモニター元素によっては、予備検討を詳細に行うことが必要であることが理解される。
【００７５】
また、ＣｅとＢｒとの２つの元素については、上記図２に結果を示した杉板をスペーサーして用いた評価のみを行った。結果を図４に示す。
【００７６】
図４よりＣｅでは４ｍｍ程度、Ｂｒでは７ｍｍ程度の測定可能深度が得られることが理解される。
【００７７】
なお、表２に示した３つの元素については、水溶液を濾紙に含浸させた後に乾燥させた試験体についてスペーサーなしで検出テストを行ったところ、これら元素が検出されることが確認された。
【００７８】
＜第３の基礎検討  機能性付与成分の介在の影響の検討＞
図５は、機能性付与成分としてのリン酸ホウ酸アンモニウムの４６重量％水溶液（難燃化剤）を用いて、杉経木に経木重量１００に対して１０５となるように機能性付与成分を含浸させたものをスペーサーとし、このときのＺｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃａ、あるいは、Ｋを各モニター元素として有する試験体について蛍光Ｘ線分析を行った結果である。
【００７９】
これら８種の元素は、図２で未処理の経木をスペーサーとした実験に用いた７つの元素に、これらより遷移エネルギーが少し高いＺｎを加えたものである。
【００８０】
図５に示された結果では図２で示された結果より全体的に測定可能深度が浅くなったのは、機能性付与成分の介在によってスペーサーの蛍光X線に対する吸収効果が上がったことによるものである。しかしながら、表面よりも深い位置に存在するモニター元素の検出が可能であり、難燃化剤が含有された木材においても表面よりも深い位置に存在するモニター元素の検出が可能であることが確認され、かつ、定量分析の可能性が確認された。
【００８１】
なお、モニター元素のうち、Ｔｉ、Ｃａ、及び、Ｋ元素に関しては、この実験では、スペーサーを１枚導入しただけで、検出値がゼロとなっており、測定可能深度は概ね２００μｍであった。その他のモニター元素での測定可能深度は、Ｃｒでは概ね７００μｍ、ＭｎとＦｅでは概ね８００μｍから１０００μｍ、ＣｕとＺｎのモニター元素では概ね１５００μｍということが確認される。
【００８２】
図６は、上記と同じリン酸ホウ酸アンモニウムの４６重量％水溶液を杉板に杉板重量１００に対して１３７となるように含浸させたものをスペーサーとし、このときのＷ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｂｉ、あるいは、Ｚｎをそれぞれトレース元素として含む試験体について各モニター元素の蛍光Ｘ線分析を行った結果である。
【００８３】
図６より、モニター元素が、ＷとＺｎとでは測定可能深度が２ｍｍから３ｍｍ程度、Ｓｎでは概ね３ｍｍから４ｍｍ、Ｂｉでは概ね５ｍｍ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｍｏ、及び、Ａｇでは概ね７ｍｍから１１ｍｍであることが確認された。
【００８４】
図６に示された結果では図３で示された結果より全体的に測定可能深度が浅くなったのは、図２と図５の比較の結果と同様であるが、これは機能性付与成分の介在によってスペーサーの蛍光X線に対する吸収効果が上がったことによるものである。しかしながら、表面よりも深い位置に存在するモニター元素の検出が可能であり、難燃化剤が含有された木材においても表面よりも深い位置に存在するモニター元素の検出が可能であることが確認され、かつ、定量分析の可能性が確認された。
【００８５】
＜第４の基礎検討  アルミニウム製スペーサーでの検討＞
図７はスペーサーとして厚さ１ｍｍのアルミニウム板を用いた場合の、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｓｒの各モニター元素の測定結果である。アルミニウム層の場合、Ｓｒの測定可能深度は概ね１ｍｍ、Ｚｒでは概ね１ｍｍ強、Ｍｏでは概ね２ｍｍ弱の測定可能深度があることが確認された。このように、金属が介在した場合であっても表面よりも深い位置に存在するモニター元素の検出が可能であることが確認され、かつ、定量分析の可能性が確認された。
【００８６】
＜上記の基礎検討結果のまとめ＞
以上の実験から、蛍光Ｘ線分析計を用いた場合、表１に示された２１元素の内、Ｗ、Ａｇ、及び、Ｓｎを例外とした、１８種類の元素では、遷移エネルギーが高いほど測定可能深度が深い傾向が確認できた。特にＷのＫα１線の遷移エネルギーは、蛍光Ｘ線分析を行った元素の中で最も高く、２番目に遷移エネルギーが高いＳｎのエネルギーの２倍以上である。また、上記１８種類の元素の中で最も遷移エネルギーの高かかったＭｏと比較した場合、その倍数は約３．４倍である。
【００８７】
このような傾向にも関わらず、Ｗの測定可能深度がＭｏ元素と比較して著しく浅い。上記の傾向から例外となったＷ、Ａｇ、Ｓｎ元素には表１の２３種類の元素の中で最も遷移エネルギーの高い３元素であって、同時に最もKα１線の励起が困難であるものであるために、これらの元素の蛍光X線分析により適した仕様を備えた装置を使うことにより、上記の２０種類の元素より深い測定可能深さが得られる可能性が高く、測定可能深度が増すという観点から産業上の利用分野を広げられる可能性が高い。
【００８８】
また、上記で用いたリン酸ホウ酸アンモニウム水溶液燐と併用するモニター元素として、Ｃｒ、Ｆｅ、及び、Ｍｎを有する試験体を用いた場合、測定可能深度は数百μｍから２ｍｍ程度以内であることが判った。また、同様にＺｎ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ａｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｓｎ、及び、Ｗの各モニター元素の測定可能深度は２ｍｍ程度から１１ｍｍ程度であった。
【００８９】
また、上記の結果から、用いたモニター元素のうち原子番号が１３以上であれば、表面より深い位置に存在するモニター元素の検出が可能であり、かつ、定量分析が可能であることが示唆された。
【００９０】
＜第５の基礎検討  機能性付与成分とトレース用成分との含浸状態＞
本発明では、機能性付与成分の含浸状態をトレース用成分中のモニター元素の蛍光Ｘ線分析を用いて間接的に判定するために、多孔質体に含浸されたどの部位においても、これら二種の成分の存在比率に大きな乖離がないことが必要である。
【００９１】
ここで、４６重量％−リン酸ホウ酸アンモニウム水溶液にトレース用成分としてモリブデン酸ナトリウムを溶解した含浸溶液（ＥＤＴＡを併用）を用いて実験を行った。
【００９２】
この含浸溶液を用いて、真空加圧含浸方法によって、長さ８００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ４５ｍｍの杉板に含浸処理を行った後、乾燥させて機能性多孔質体のサンプルを得た。
【００９３】
このサンプルの長手方向の一方の端部から他方の端部に向かって幅が５ｍｍずつとなるように、前記長手方向に直交する面で７回切断し、７つの切片を得て、これら切片のうち最端部のものを除く６つを前記端部に近いものから評価片１、２……、６とした。
【００９４】
これら長さ１００ｍｍ、幅４５ｍｍ、厚さ５ｍｍの６つの評価片の前記端部に近い切断面の中央の点、および、この中央の点から評価片の幅方向２．５ｃｍの距離にある２つの点について、蛍光Ｘ線分析計を用いてリン（Ｐ）とモリブデン（Ｍｏ）についての蛍光Ｘ線分析を行った。なお、測定は各３回ずつ行い、平均値を求めた。結果を図８に示す。
【００９５】
図８に記載のＰ／Ｍｏの値は、評価片１枚目から６枚目のそれぞれの板の３点の平均値を、１番の板の３点の平均値を１０００としたときのリンの検出値とモリブデンの検出値とを用いて、リンの検出強さをモリブデンの検出強さで除した値である。
【００９６】
図８より、サンプルの長手方向に対して、機能性付与成分とトレース用成分との比が均一に保たれており、両者の存在比率に測定箇所で大きな乖離がないことが判る。
【００９７】
＜実施例１＞
外径２５．５ｍｍ、内径１９．１ｍｍ、及び、長さ２５．５ｍｍの円筒形のアルミ焼結体（空隙率が１０％、１５％、２０％の３種類、各３つずつ）を多孔質体として、液状のアクリル系機能性付与成分（封孔剤）にトレース用成分としてオクチル酸ジルコニウムを重量比で１００対０．１の比率となるよう溶解した含浸溶液を用いて真空加圧含浸処理を行った。
【００９８】
次いで、上記多孔質体の表面に付着した含浸溶液を洗浄工程で十分に除去したのち、温水に浸漬する湯浸硬化工程によって上記アルミニウム焼結体の孔内部に含浸された機能性付与成分及びトレース用成分を固定化した。
【００９９】
このようにして作製した機能性多孔質体に対し、含浸前後の重量比較によって計測された機能性付与成分含浸量（それぞれ３検体での平均値）と、蛍光Ｘ線分析によってモニター元素であるジルコニウムの蛍光Ｘ線の検出強さ（Ｋα１での蛍光Ｘ線における））を計測したときの結果（１つの機能性多孔質体について、側面の中央部及び両端から７ｍｍ位置を測定後、これらの測定点のそれぞれ、円筒の軸を中心に３相対称の位置で２箇所ずつ、計９箇所、同条件で作製された３つの機能性多孔質体での計２７箇所で測定した値の平均値）との関係を、図９に示した。
【０１００】
図９より、高い相関を示すこれらデータから本発明の評価方法によれば非常に精度の良い機能性付与成分の含有量の測定が可能であることが理解される。
【０１０１】
＜実施例２＞
実施例１と同様に、ただし、トレース用成分としてオクチル酸ジルコニウムのかわりにサリチル酸ストロンチウムを用いて作製した含浸溶液を用いた。
【０１０２】
このようにして作製した機能性多孔質体に対し、含浸前後の重量比較によって計測された機能性付与成分の含浸量と、蛍光Ｘ線分析によってモニター元素であるジルコニウムの蛍光Ｘ線（Ｋα１での蛍光Ｘ線における）の検出強さの測定をしたときの結果との関係を、図１０に示した。
【０１０３】
図１０より、本発明の評価方法によれば非常に精度の良い機能性付与成分の含有量の測定が可能であることが理解される。
【０１０４】
＜実施例３＞
機能性付与成分としてリン酸ホウ酸アンモニウムの４６重量％水溶液とトレース用成分としてモリブデン酸ナトリウムとをそれぞれ重量比で１００：０．６となるよう溶解した含浸溶液を用いて実験を行った。
【０１０５】
上下面１０ｃｍ×１０ｃｍ、厚さ１２ｍｍの直方形に切断した複数の植林杉板に真空加圧含浸法を用いて、上記含浸溶液を含浸させ、機能性多孔質体を得た。このとき、９０℃で恒量となるまで乾燥したときの含浸前後での重量の変化を調べることで、含浸量を求めた。
【０１０６】
上記では含浸量の異なる４種類の機能性多孔質体を用意した。これらそれぞれ機能性多孔質体に対して、板状サンプルの上下面の各辺からそれぞれ１ｃｍずつ内側に８ｃｍ×８ｃｍの正方形を描くとともにこの正方形の直交する２つの辺に対して平行に２ｃｍ間隔で３本ずつ直線をそれぞれ描いたときに生じる計５０箇所の交点についてモニター元素であるモリブデンの検出強さを蛍光Ｘ線分析計で測定し、測定値を平均した。このときの機能性付与成分の含浸量とモリブデンの検出強さとの関係を図１１に示した。
【０１０７】
図１１より、高い相関を示すこれらのデータから本発明の評価方法によれば非常に精度良い機能性付与成分の含有量の測定が可能であることが理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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