(57)【要約】【課題】  金属塩を含む溶液に含まれる有機物質濃度を、簡便、且つ比較的精度良く評価できる有機物質濃度の簡易評価を提供する。【解決手段】  金属塩を含む溶液に含まれる有機物質の濃度を、その溶液と着滴用治具との接触角から判定する金属塩を含む溶液に含まれる有機物質濃度の簡易評価方法であって、含まれる有機物質の濃度が既知である金属塩を含む溶液と着滴用治具との接触角を測定して、その有機物質の濃度と接触角との相関を求める第一の工程と、含まれる有機物質の濃度が未知である被評価溶液の着滴用治具との接触角を測定する第二の工程と、第一の工程で得られた有機物質の濃度と接触角との相関に、第二の工程で得られた接触角を参照して被評価溶液に含まれる有機物質の濃度を評価する第三の工程からなり、その接触角の測定が着滴用固体からなる着滴用治具を用い、その表面に着滴させた液滴の接触角を測定する方法であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属塩を含む溶液に含まれる有機物質の濃度を、前記金属塩を含む溶液と着滴用治具との接触角から判定する金属塩を含む溶液に含まれる有機物質濃度の簡易評価方法であって、
（１）含まれる有機物質の濃度が既知である金属塩を含む溶液の着滴用治具との接触角を測定して、前記金属塩を含む溶液に含まれる有機物質の濃度と接触角との相関を求める第一の工程と、
（２）前記金属塩を含む溶液であって、含まれる有機物質の濃度が未知である被評価溶液の着滴用治具との接触角を測定する第二の工程と、
（３）前記第一の工程で得られた前記金属塩を含む溶液に含まれる有機物質の濃度と接触角との相関に、前記第二の工程で得られた接触角を参照して前記被評価溶液に含まれる有機物質の濃度を評価する第三の工程からなり、
前記金属塩を含む溶液の着滴用治具との接触角の測定が、着滴用固体からなる着滴用治具を用い、前記着滴用治具の表面に前記金属塩を含む溶液を着滴させた液滴の接触角を測定する方法であることを特徴とする金属塩を含む溶液中の有機物質濃度の簡易評価方法。
【請求項２】
前記着滴用固体が、樹脂製固体であることを特徴とする請求項１に記載の金属塩を含む溶液中の有機物質濃度の簡易評価方法。
【請求項３】
前記有機物質が、親水性の有機化合物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属塩を含む溶液中の有機物質濃度の簡易評価方法。
【請求項４】
金属塩を含む溶液が、酸性またはアルカリ性の溶液であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の金属塩を含む溶液中の有機物質濃度の簡易評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属塩を含む溶液中に含まれる有機物質濃度の評価方法に関するものである。更に詳しくは、当該溶液の接触角を測定することによって有機物質濃度を評価する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、性能の安定した電子部品の量産規模での製造において、めっき工程の信頼性は欠かすことのできないものであり、多種のめっきが利用されているが、これらのめっき工程においては、使用しているめっき液の成分以外に、その使用中に外部から様々な成分の混入が知られている。
そのため、いずれは、その外部成分によって、めっき液が汚染されていくことになり、その汚染しためっき液を用いて、めっきすると、製品の外観不良、性能不良などの電子部品の故障原因となる可能性を有している。
そこで、めっき液中の汚染物質の濃度を測定して、めっき液を管理することが極めて重要である。
【０００３】
従来、めっき液のような金属塩を含む溶液に含まれる有機化合物の定量法としては、高濃度塩溶液中の有機成分分析方法が、特許文献１に開示されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示される高濃度塩溶液中の有機成分分析方法は、その高濃度塩溶液中の有機成分を活性炭に吸着させたのち、その吸着成分を活性炭からベンゼンを用いて溶離し、ガスクロマトグラフ法で定量するといった方法であり、活性炭に吸着可能な非イオン界面活性剤などの定量には有効である。
【０００５】
しかし、上記の特許文献１の方法では、目的成分濃度を上手く定量できないことがある。その理由として、目的成分が、活性炭に吸着可能で、かつ、ベンゼンに溶解可能な有機化合物に限定されるからである。また、この方法は、活性炭による分離濃縮操作が必要であり、非常に手間を要することから、簡易的な方法ではない。
【０００６】
また他には、めっき液中の有機添加剤の簡易定量法として、めっき液を表面張力計で測定する方法があり、めっき液中の微量の添加剤の簡易定量法としては有効な方法である。
この方法は、特許文献１よりも簡易な定量方法であるが、ミセル限界濃度に到達しない範囲で測定する必要があり、測定できる濃度範囲が狭い。従って、比較的濃度の高い有機物質の定量には適用できないといった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２２２６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑み、金属塩を含む溶液に含まれる有機物質濃度を、簡便、かつ、比較的精度良く評価できる現場向けの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、上記課題を解決するため、適切な材質からなる着滴用治具を選択し、その着滴用治具と被測定溶液との接触角を測定することによって、金属塩を含む溶液に含まれる有機物質濃度を簡易的に定量できることを見出し本発明に至ったものである。
【００１０】
すなわち、本発明の第１の発明は、金属塩を含む溶液に含まれる有機物質の濃度を、金属塩を含む溶液の着滴用治具との接触角から判定する金属塩を含む溶液に含まれる有機物質濃度の簡易評価方法であって、（１）含まれる有機物質の濃度が既知である金属塩を含む溶液の着滴用治具との接触角を測定して、前記金属塩を含む溶液に含まれる有機物質の濃度と接触角との相関を求める第一の工程と、（２）前記金属塩を含む溶液であって、含まれる有機物質の濃度が未知である被評価溶液の着滴用治具との接触角を測定する第二の工程と、（３）前記第一の工程で得られた前記金属塩を含む溶液に含まれる有機物質の濃度と接触角との相関に、第二の工程で得られた接触角を参照して被評価溶液に含まれる有機物質の濃度を評価する第三の工程からなり、その金属塩を含む溶液の着滴用治具との接触角の測定が、着滴用固体からなる着滴用治具を用い、着滴用治具の表面に金属塩を含む溶液を着滴させた液滴の接触角を測定する方法であることを特徴とする金属塩を含む溶液中の有機物質濃度の簡易評価方法である。
【００１１】
本発明の第２の発明は、第１の発明における着滴用固体が、樹脂製固体であることを特徴とする金属塩を含む溶液中の有機物質濃度の簡易評価方法である。
【００１２】
本発明の第３の発明は、第１及び第２の発明における有機物質が、親水性の有機化合物であることを特徴とする金属塩を含む溶液中の有機物質濃度の簡易評価方法である。
【００１３】
本発明の第４の発明は、第１から第３の発明における金属塩を含む溶液が、酸性またはアルカリ性の溶液であることを特徴とする金属塩を含む溶液中の有機物質濃度の簡易評価方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の金属塩を含む溶液に含まれる有機物質濃度の簡易評価方法は、適切な着滴用固体を用いた着滴用治具と被評価溶液との接触角を測定し、その接触角の値から含まれる有機物質の量を評価することを特徴とするもので、金属塩を含む溶液に含まれる有機物質濃度を簡易に定量できる方法であり、工業的に優れた効果を奏するものであり、また本発明の簡易評価方法は、被評価溶液中に含まれる有機化合物の種類に関係なく、簡便、かつ、比較的精度良く定量を可能とするものである。
【００１５】
さらに、めっき分野や製錬分野などの金属塩を含む溶液に含まれ、汚染する有機物質濃度の簡易モニター法として有効である。
また、金属塩を含有しない環境水や工場内の循環水中の有機汚染物質のモニターにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明における着滴用治具と被測定用液との接触角を測定する接触角計の一例を示す概略図である。
【図２】本願の実施例２と実施例３の金属塩を含む溶液に含まれる有機金属の濃度と接触角の相関を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の金属塩を含む溶液に含まれる有機物質濃度の簡易評価方法は、適切な着滴用固体からなる着滴用治具を用いて、その着滴用治具へ被評価溶液が着滴して形成された液滴の接触角を測定し、その接触角の大きさにより、含まれている有機物質濃度の多寡を評価する方法であり、その被評価溶液中に含まれる有機化合物の種類に関係なく、簡便、かつ、比較的精度良く定量可能な評価方法である。
以下、本発明の金属塩を含む溶液に含まれる有機物質濃度の簡易評価方法の手順について説明する。
【００１８】
先ず、評価に使用する接触角計について簡単に説明する。
（１）接触角計
図１は、本発明における接触角を測定する接触角計の一例を示す概略図である。
接触角計１０は、主に、シリンジ１、ディスペンサー２、デジタルカメラなどの撮像装置３、照明４、ステージ５、着滴用治具６、およびＰＣなどの解析装置７から構成されている。
【００１９】
接触角計１０には、試料である一定量の被測定溶液を、着滴用治具６に着滴可能なように構成され、かつ、その着滴したときの液滴８の画像を解析装置７にて画像解析して接触角を算出できる構造のものであれば、特に限定されない。
【００２０】
（２）着滴用治具
被評価溶液は、酸性溶媒やアルカリ性溶媒に金属塩が含まれているものであるために、着滴用治具６には、酸性やアルカリ性の溶液に腐食しにくく、かつ、接触角の大きい材質、例えば樹脂材料を選択することが必要である。
その樹脂材料としては、フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂およびポリプロピレン樹脂などが適用可能であり、これらのうち、接触角が大きく、最も耐腐食性に優れたフッ素樹脂が好ましい。
【００２１】
次に、接触角の測定手順を示す。
先ず、試料の被評価溶液をシリンジ１に充填し、着滴用治具６をステージ５の所定位置にセットする。
次いで、被評価溶液を、１．０〜４．０μｌの範囲で一定量、着滴用治具６の表面に着滴させ、この着滴したときの液滴８の画像を撮像装置３（デジタルカメラ）で撮影し、その画像を解析装置７（ＰＣ）で画像解析して、被評価溶液の接触角を算出する。
【００２２】
シリンジ１には、ガラス製やポリプロピレン樹脂などが適用可能であるが、試料の被評価溶液の成分組成によっては、ガラスやポリプロピレン樹脂と反応して接触角の再現性が得られない場合があるため、フッ素系樹脂を用いることが望ましい。
また、ニードル１ａには、フッ素樹脂やポリプロピレン樹脂などのニードルを使用することが望ましい。
着滴量は、１．０〜４．０μｌの範囲であれば、特に限定することはなく、使用する接触角計に適合した着滴量を使用する。
【００２３】
上記接触角計及び測定手順を用いて、金属塩を含む溶液に含まれる有機物質濃度の評価方法を以下に示す。
本発明における評価方法は、少なくとも第一から第三の３つの工程を含むものである。
【００２４】
（１）第一の工程
この工程は、有機物質濃度と接触角との相関を求める工程である。
より詳細には、被評価溶液（有機物質の濃度が未知の金属塩を含む溶液）の接触角を測定する前に、予め有機物質の濃度と接触角との相関を求める工程で、含まれる有機物質の濃度が既知である金属塩を含む溶液の着滴用治具との接触角を測定して、金属塩を含む溶液に含まれる有機物質の濃度と接触角との相関を求めるものである。
【００２５】
接触角の測定は、先に述べた着滴用治具を備える接触角計（図１参照）を用い、その測定手順に従って測定する。
測定に際しては、有機物質濃度が既知で異なる濃度で含まれる金属塩を含む溶液を準備し、接触角の測定を行う。なお、この工程で用いる金属塩を含む溶液は、被評価溶液の金属塩を含む溶液と同種の溶液であることが望ましい。また、測定に使用する有機物質に関しては、その被評価溶液の使用環境に応じて適正なものを選択して用いるのが望ましいが、その影響は少ないために適宜、選択しても良い。
【００２６】
次に、接触角の測定で得られたデータは、第三の工程で被評価溶液の有機物質の濃度を求めるために、有機物質の濃度と、その濃度に対応した測定により得られた接触角との相関を、回帰分析による回帰式や回帰曲線、接触角−濃度の表やグラフ、このグラフから求めた近似曲線などの形式で記録化しておく。
【００２７】
（２）第二の工程
この工程は、有機物質の濃度を評価したい被評価溶液の接触角を測定する工程である。
金属塩を含む溶液であって、含まれる有機物質の濃度が未知である被評価溶液の着滴用治具との接触角を測定するもので、第一の工程と同様の手法を用いて、その接触角を測定する。
【００２８】
（３）第三の工程
この工程は、被評価溶液に含まれる有機物質の濃度を評価する工程である。
評価の手順は、第一の工程で得られた金属塩を含む溶液に含まれる有機物質の濃度と接触角との相関に、第二の工程で得られた被評価溶液の接触角を参照させて被評価溶液に含まれる有機物質の濃度を評価するものである。
【００２９】
これら第一から第三の工程を順に踏まえた本発明に係る有機物質濃度の簡易評価方法を用いれば、金属塩を含む溶液であっても、有機物質を簡便、かつ、比較的精度良く評価することが可能で、本発明は化学工業分野や金属加工分野などの金属塩を含む溶液中の有機物質濃度のモニターに好適に用いることができる。
【実施例】
【００３０】
本発明の有機物質濃度の簡易評価方法を、実施例を用いて説明する。
有機物質の濃度を評価する試料として、銀化合物を金属塩として含むアルカリ性水溶液（１１〜１４系試料）、銅化合物を金属塩として含む酸性水溶液（２１〜２３系試料）を用いた。
接触角の測定には、図１に示す接触角計を用い、上記測定手順に従って測定を行った。
着滴用治具６の着滴用固体にフッ素樹脂（ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン）を使用した。
【実施例１】
【００３１】
接触角の測定による有機物質の濃度評価の妥当性を、従来の表面張力法による評価と比較した。
表１に示す１１〜１４系試料、及び２１〜２３系試料を作製して、試料の接触角を測定した。
その測定条件を表２に示し、その評価結果を表３に示す。
【００３２】
【表１】
2014185932.tif 000002
【００３３】
【表２】
2014185932.tif 000003
【００３４】
【表３】
2014185932.tif 000004
【００３５】
［従来例］
従来例として、表４に示す条件を用いて、１１〜１４系試料の表面張力を測定した。
その測定結果を表５に示す。
【００３６】
【表４】
2014185932.tif 000005
【００３７】
【表５】
2014185932.tif 000006
【００３８】
（評価）
表５に示す表面張力計による簡易評価法では、有機炭素濃度３３０ｍｇ／Ｌの１３系試料と有機炭素濃度９９０ｍｇ／Ｌの１４系試料の表面張力の値に、有意な差は認められず、両者の濃度を簡易的に評価することは困難であることが分かる。これは、有機炭素濃度３３０ｍｇ／Ｌ付近でミセル限界濃度に到達しているためであると推定される。
つまり、これ以上、有機炭素濃度が増加しても表面張力は、ほとんど変化しないと考えられる。
【００３９】
一方、表３に示す本発明の接触角計による簡易評価法では、有機炭素濃度の増加と共に、接触角が著しく低下して行く様子が分かる。
つまり、接触角を測定することによって、金属塩を含む溶液中の有機物質濃度を簡易的に評価できることが分かる。また、本法の定量精度は、相対標準偏差（ＲＳＤ％）で０．７９％〜１．６８％であり、簡易的ではあるが比較的精度良く評価できることが分かる。
【実施例２】
【００４０】
本発明の有機物質濃度の簡易評価方法に従って、金属塩を含む溶液に含まれる有機物質の濃度評価を行った。
［第一の工程］
有機物質の濃度が既知で、且つ異なる１×系試料（１１〜１４）について、接触角を測定し、有機物質の濃度と、得られた接触角の関係を求めた。含まれる有機物質の濃度範囲では、図２に示すような関係が得られた。
【００４１】
［第二の工程］
次に、図１に示す接触角計を用いて、１×系試料（１１〜１４）の接触角を測定し、その結果を表６に示す。
【００４２】
［第三の工程］
第二の工程で得られた接触角の値を、第一の工程で求めた図２の相関（１×系試料）に当てはめて、その接触角の値に対応する有機物質の濃度を求めた。
その結果を、表６に併せて示す。
【実施例３】
【００４３】
本発明の有機物質濃度の簡易評価方法に従って、金属塩を含む溶液に含まれる有機物質の濃度評価を行う。
［第一の工程］
有機物質の濃度が既知で、且つ異なる２×系試料（２１〜２３）について、接触角を測定し、有機物質の濃度と、得られた接触角の関係を求めた。
含まれる有機物質の濃度範囲では、図２に示すような関係が得られた。
【００４４】
［第二の工程］
次に、図１に示す接触角計を用いて、２×系試料（２１〜２３）の接触角を測定し、その結果を表６に示す。
【００４５】
［第三の工程］
第二の工程で得られた接触角の値を、図２の相関（２×系試料）に当てはめて、接触角の値に対応する有機物質の濃度を求めた。
その結果を、表６に併せて示す。
【００４６】
【表６】
2014185932.tif 000007
【００４７】
したがって、本発明は、酸性やアルカリ性の金属塩を含む溶液中の有機物質濃度を簡便、かつ、精度良く簡易評価可能であり、現場向けの簡易評価方法として適用可能である。また、有機物質の種類としては親水性の有機化合物であれば、簡易評価が可能であり、応用範囲も広いといった特徴がある。
【符号の説明】
【００４８】
１    シリンジ
１ａ  ニードル
２    ディスペンサー
３    撮像装置（デジタルカメラ）
４    照明
５    ステージ
６    着滴用治具（着滴用固体）
７    解析装置（ＰＣ）
８    液滴
１０    接触角計
【図１】
2014185932.tif 000008
【図２】
2014185932.tif 000009