(57)【要約】【課題】試料中における被測定対象物の物理化学的特性を効率的且つ多層試料でも測定し得る測定方法を提供すること。 特に多層構成の場合、中間に存在する層の一部がどのような状態であるかを確認することができない問題点を解決することが望まれていた。【解決手段】被測定対象物を含む試料に切削面を形成し、該切削面の被測定対象物を非接触測定手段で測定することを特徴とする、試料中の被測定対象物の物理化学的特性の測定方法を提供するものである。特に、切削面が斜めの切削面である場合に効果が高い。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定対象物を含む試料に切削面を形成し、該切削面の被測定対象物を非接触測定手段で測定することを特徴とする、試料中の被測定対象物の物理化学的特性の測定方法。
【請求項２】
前記切削面が斜めの切削面であることを特徴とする請求項１に記載の、試料中の被測定対象物の物理化学的特性の測定方法。
【請求項３】
前記試料が、プラスチックフィルム単体、またはプラスチックフィルムを含む積層体であることを特徴とする請求項１または２に記載の、試料中の被測定対象物の物理化学的特性の測定方法。
【請求項４】
前記物理化学的特性が、吸着、収着、拡散、透過等の特性や濃度、溶解性、分散性からなる群から少なくとも１種以上選択されることを特徴とする請求項１〜３何れか記載の、試料中の被測定対象物の物理化学的特性の測定方法。
【請求項５】
前記物理化学的特性が、拡散係数であることを特徴とする請求項１〜３何れか項記載の、試料中の被測定対象物の物理化学的特性の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中における被測定対象物の物理化学的特性の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料中において被測定対象物の吸着、収着、拡散、透過等の特性や濃度、溶解性、分散性等の物理化学的特性を知ることは、食品や医療、工業製品等のあらゆる分野において非常に重要なことである。食品分野においては包装材料への内容物に由来する香気成分の移行、食品への包装材料由来する添加剤の移行により異味・異臭を引き起こし得るし、工業製品分野においては使用する高分子材料のほとんどに添加剤を加え、機能性を付与しているが、その機能発現の確認や不良原因究明のためにも試料中における被測定対象物の物理化学的特性を知ることが重要である。
【０００３】
物理化学的特性の中でも拡散係数においては、従来法として熱天秤法やガスクロマトグラフ法等がある。
【０００４】
熱天秤法は、試料から揮発分が揮発するときの試料重量の経時変化を熱天秤により測定し、この測定値を基に拡散係数を求めるものであるが、多くの場合、試料の溶融樹脂中に含まれる揮発分の重量は樹脂重量に比して極僅かであるため、重量変化測定値の精度が悪い。
【０００５】
ガスクロマトグラフ法はガスクロマトグラフまたはガスクロマトグラフィー質量分析計により試料の一方の側面から他方の側面に透過してきたガスの誘導期間（ラグタイム）を測定する方法であるが、比較的平均分子量の大きい化合物については誘導期間が長く、測定に非常に時間がかかる。そのため、加熱による促進等が必要となり、通常使用されるような温度での測定が困難であった。また、被測定対象物を気化させて検出するため、被測定対象物は揮発しやすい化合物に限定されていた（特許文献１参照）。
【０００６】
被測定対象物が揮発しにくいものである場合、溶媒による抽出等の前処理を行うことにより可能となるものもあるが、被測定対象物に応じて抽出溶媒や抽出効率等の検討を行う必要がある。
【０００７】
特許文献は以下の通りである。
【特許文献１】特開２００１−２７２３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
また、前記の従来法は何れも試料の表面等の局所的な部分を測定することができないし、多層構成の場合、中間に存在する層の一部がどのような状態であるかを確認することができない。
【０００９】
そこで、本発明は試料中における被測定対象物の物理化学的特性を効率的に且つ多層構成でも測定し得る測定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】
【００１０】
前記目的を達成するために本発明者らは鋭意研究した結果、本発明の測定方法を見出した。
【００１１】
すなわち、請求項１に係る発明においては、被測定対象物を含む試料に切削面を形成し、該切削面の被測定対象物を非接触測定手段で測定することを特徴とする、試料中の被測定対象物の物理化学的特性の測定方法を提供する。
【００１２】
また、請求項２に係る発明においては、前記切削面が斜めの切削面であることを特徴とする請求項１に記載の、試料中の被測定対象物の物理化学的特性の測定方法を提供する。
【００１３】
さらに、請求項３に係る発明においては、前記試料が、プラスチックフィルム単体、またはプラスチックフィルムを含む積層体であることを特徴とする請求項１または２に記載の、試料中の被測定対象物の物理化学的特性の測定方法を提供する。
【００１４】
加えて、請求項４に係る発明においては、前記物理化学的特性が、吸着、収着、拡散、透過等の特性や濃度、溶解性、分散性からなる群から少なくとも１種以上選択されることを特徴とする請求項１〜３何れか記載の、試料中の被測定対象物の物理化学的特性の測定方法を提供する。
【００１５】
特に請求項５に係る発明においては、前記物理化学的特性が、拡散係数であることを特徴とする請求項１〜３何れか項記載の、試料中の被測定対象物の物理化学的特性の測定方法を提供する。
【００１６】
なお、前記測定方法が、赤外線、可視光、紫外線、レーザー光、Ｘ線、電子ビーム、イオンビーム、磁場、熱、およびマイクロ波からなる群から少なくとも１種以上を用いて測定されることを含む。
【００１７】
また、前記測定方法によって得られたデータが、分光分析、分離分析、質量分析、元素分析データ何れかであることを含む。
【００１８】
この様な前記測定方法にて、試料中における被測定対象物の物理化学的特性を測定することを特徴とする測定装置もその性能を十分発揮できるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、試料中の被測定対象物の物理化学的特性を正確且つ効率的に測定し得るという効果を奏する。
【００２０】
本発明によれば、被測定対象物が揮発しにくい化合物であっても測定し得るという効果を奏する。
【００２１】
本発明によれば、薄層でも分析面積を拡大しを測定し得るという効果を奏する。
【００２２】
本発明によれば、試料の局所的な部分や多層構成における層の一部を測定し得るという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明は下記内容に限定されることを意図するものではない。
【００２４】
試料は切削面が形成されるものであればどの様なものでも良く、いわゆる切削具にて切削された面のみならず、切断等の手段で切削されて露出させた面などの様に、特に限定されず、金属や金属酸化物等の無機物、高分子材料、生体材料有機物の何れでもよい。また
、試料の構成は単層、多層の何れでもよい。
【００２５】
試料を切削する方法は特に限定されないが、例えば切削具として金属製のナイフやカッター、ダイヤモンドカッター等公知の切削具を用いることができる。必要に応じて冷却または加熱しながら試料を切削してもよく、切削後に研磨等の後加工を併用してもよい。
【００２６】
切削面は切削具にて切削された面であれば特に限定されないが、薄片化された断面や全体もしくは一部を斜めに切削された面でもよい。分析面積が拡大し、薄層でも測定できるという観点から斜めに切削された面がより好ましい。切削角度についても特に限定されないが、より好ましくは入射角度０．１〜３０度である。また、切削時に同時に硬度、粘・弾性率、せん断応力、剥離強さ（密着度）、内部応力、摩擦係数等の力学的データを測定してもよい。
【００２７】
被測定対象物は前記測定方法にて測定できるものであれば、無機物、有機物の何れもでよい。香気成分、酸化防止材、紫外線吸収剤、可塑剤、帯電防止剤等の添加剤、ポリマー生成時の副生成物、顔料、染料等が例に挙げられるが、特にこれらの限定されるものではないが、好ましくは揮発しにくいものが好ましい。また、被測定対象物は単成分系とは限らず、他成分との差別化が図れれば多成分系でもよい。
【００２８】
測定方法は特に限定されないが、例えば赤外線、可視光、紫外線、レーザー光、Ｘ線、電子ビーム、イオンビーム、磁場、熱、マイクロ波等から少なくとも１種以上を用いて測定する。
【００２９】
また、測定方法は特に限定されないが、好ましくは分離分析、質量分析、元素分析であり、より好ましくは赤外線やレーザー光を用いた化学結合状態分析、光電子分光を用いた化学結合・組成分析であり、特に好ましくは赤外線を用いた化学結合状態分析である。
【００３０】
また、被測定対象物に応じて、測定中は冷却下または加温下でもよく、またさらには減圧下または加圧下で測定してもよい。
【００３１】
物理化学的特性は、例えば試料中における被測定対象物の吸着、収着、拡散、透過等の特性や濃度、溶解性、分散性等も挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００３２】
物理化学的特性値は公知の方程式に誘導して算出されるが、特にこれらに限定されるものではない。測定方法に応じて考慮すべき因子があれば、この因子を考慮して解いてもよい。例えば、赤外プローブにて測定したデータより拡散係数を算出する場合、赤外線のもぐり込みが存在するが、この因子を考慮してフィックの方程式を解いてもよい。
【実施例１】
【００３３】
単層の低密度ポリエチレンフィルム（厚さ４０μｍ）の片面にポリエチレングリコール（平均分子量２００）に溶解させたエチレンブラシレート０．１％溶液を塗布し、室温で８時間放置した。その後、被測定対象物を除去、ダイヤモンドカッターを用いてこの試料を入射角度１０度で切削した。この切削面について赤外プローブにより測定を行った結果、１７４０ｃｍ-1付近にエチレンブラシ−トに由来するカルボニルの吸収が確認された（図１）。このピークの強度比と被測定対象物接触面からの深さをプロットし、赤外光のもぐり込み深さを考慮して誘導した拡散方程式にフィットさせた。その結果（図２）、理論式とのよいフィッティング結果を示し、６×１０-12ｓ／ｃｍ2拡散係数を算出することができた。
【実施例２】
【００３４】
直鎖状低密度ポリエチレン（厚さ５０μｍ）／低密度ポリエチレン（厚さ１０μｍ）／アルミナ（厚さ３０ｎｍ）／ナイロン（厚さ１５μｍ）からなる多層フィルムの直鎖状低密度ポリエチレン側にポリエチレングリコール（平均分子量２００）に溶解させたエチレンブラシレート０．１％溶液を塗布し、室温で４時間放置した。その後被測定対象物を除去、ダイヤモンドカッターを用いてこの試料を入射角１０度で切削した。この切削面について赤外プローブにより測定を行った結果、２層目の低密度ポリエチレンにおいてもエチレンブラシ−トに由来するカルボニルの吸収が確認され、エチレンブラシレートが２層目の低密度ポリエチレンまで拡散している様子が確認された。
【実施例３】
【００３５】
＜比較例１＞単層の低密度ポリエチレンフィルム（厚さ４０μｍ）の片面にポリエチレングリコール（平均分子量２００）に溶解させたエチレンブラシレート０．１％溶液を塗布したフィルムを１０セット用意した。室温にて保管後、一定時間毎に被対象物を除去、被測定対象物を塗布した反対面を赤外プローブにより測定を行った結果、２４時間後に１７４０ｃｍ-1付近にエチレンブラシ−トに由来するカルボニルの吸収が確認され、２５０時間後に定常状態に達したので、このピークの強度比と時間をプロットし、同様に誘導した拡散方程式にフィットさせた。その結果（図２）、理論式とのよいフィッティング結果を示し、拡散係数を６×１０-12ｓ／ｃｍ2と算出することができた。しかしながら、測定に非常に時間がかかる上にサンプル数も多く準備する必要がある。
【実施例４】
【００３６】
＜比較例２＞直鎖状低密度ポリエチレン（厚さ５０μｍ）／低密度ポリエチレン（厚さ１０μｍ）／アルミナ（厚さ３０ｎｍ）／ナイロン（厚さ１５μｍ）からなる多層フィルムの低密度ポリエチレン側にポリエチレングリコール（平均分子量２００）に溶解させたエチレンブラシレート０．１％溶液を塗布した。この試料１０セット用意したが、１０日間経っても１７４０ｃｍ-1付近にエチレンブラシ−トに由来するカルボニルの吸収が確認されず、拡散係数の算出に至らなかった。また、エチレンブラシレートがどの層まで拡散しているかも確認できなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、無機物、有機物の何れの測定にも利用可能で、例えば、香気成分、酸化防止材、紫外線吸収剤、可塑剤、帯電防止剤等の添加剤、ポリマー生成時の副生成物、顔料、染料等が例に挙げられるが、特にこれらの限定されるものではないが、好ましくは揮発しにくいものが好ましい。また、被測定対象物は単成分系とは限らず、他成分との差別化が図れれば多成分系でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１の吸収強度比と接触面からの深さとをプロットし、理論式とフィッティングさせたグラフである。
【図２】比較例１の吸収強度比と時系列変化とをプロットし、理論式とフィッティングさせた図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  理論曲線
【図１】
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【図２】
2006343263.tif 000004