(57)【要約】【課題】インターフェイス内でのガスの凝縮や二次反応が生じにくく、所定の温度範囲又は時間範囲において生成したガスを選択的に分析することが可能なガス分析装置及びガス分析方法を提供する。【解決手段】ガス分析装置を、試料を加熱してガスを生成させるＴＧ−ＤＴＡ装置１０と、前記ガスを分析するＧＣ−ＭＳ装置３０と、所定の温度範囲又は時間範囲において生成したガスをＧＣ−ＭＳ装置３０に導入しそれ以外のガスを排気するガスサンプラー２０と、ＴＧ−ＤＴＡ装置１０とガスサンプラー２０とを連通する第一導入管４１と、ガスサンプラー２０とＧＣ−ＭＳ装置３０とを連通する第二導入管４２と、ＴＧ−ＤＴＡ装置１０が試料を加熱する温度以上に両導入管４１，４２を加熱するヒーターと、ＴＧ−ＤＴＡ装置１０が試料を加熱する温度以上にガスサンプラー２０内の温度を制御する温度制御装置と、で構成した。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を加熱してガスを生成させる加熱装置と該ガスを分析するガスクロマトグラフ質量分析計とを連結してなるガス分析装置において、
前記ガスのうち所定の温度範囲又は時間範囲において生成した分析対象のガスを選択的に前記ガスクロマトグラフ質量分析計に導入し、それ以外の分析対象外のガスを排気するガス選択導入手段と、
前記加熱装置と前記ガス選択導入手段とを連通し、前記加熱装置において生成した前記ガスを前記ガス選択導入手段に導く第一導入管と、
前記ガス選択導入手段と前記ガスクロマトグラフ質量分析計とを連通し、前記分析対象のガスを前記ガスクロマトグラフ質量分析計に導く第二導入管と、
前記第一導入管の温度を、前記加熱装置が前記試料を加熱する温度以上に制御する第一温度制御手段と、
前記第二導入管の温度を、前記加熱装置が前記試料を加熱する温度以上に制御する第二温度制御手段と、
前記ガス選択導入手段内の温度を、前記加熱装置が前記試料を加熱する温度以上に制御する第三温度制御手段と、
を備えることを特徴とするガス分析装置。
【請求項２】
前記第一導入管及び前記第二導入管の内径が０．２５ｍｍ以下であり、前記第一導入管の長さと前記第二導入管の長さの和が２．５〜３ｍであることを特徴とする請求項１記載のガス分析装置。
【請求項３】
前記ガス選択導入手段は、前記分析対象のガスの前記ガスクロマトグラフ質量分析計への導入と前記分析対象外のガスの排気とを置換用ガスによって行う置換用ガス供給手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガス分析装置。
【請求項４】
前記加熱装置が熱重量分析を行う機能を有する装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガス分析装置。
【請求項５】
前記加熱装置が示差走査熱量測定又は示差熱分析を行う機能を有する装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガス分析装置。
【請求項６】
加熱装置で試料を加熱することにより生成させたガスのうち、所定の温度範囲又は時間範囲において生成した分析対象のガスをガス選択導入手段によって選択的にガスクロマトグラフ質量分析計に導入し、それ以外の分析対象外のガスを前記ガス選択導入手段によって排気して、前記分析対象のガスを分析するガス分析方法であって、
前記加熱装置と前記ガス選択導入手段とを連通し前記加熱装置において生成した前記ガスを前記ガス選択導入手段に導く第一導入管の温度と、前記ガス選択導入手段と前記ガスクロマトグラフ質量分析計とを連通し前記分析対象のガスを前記ガスクロマトグラフ質量分析計に導く第二導入管の温度と、前記ガス選択導入手段内の温度とを、前記加熱装置が前記試料を加熱する温度以上に制御することを特徴とするガス分析方法。
【請求項７】
前記第一導入管及び前記第二導入管の内径が０．２５ｍｍ以下であり、前記第一導入管の長さと前記第二導入管の長さの和が２．５〜３ｍであることを特徴とする請求項６記載のガス分析方法。
【請求項８】
前記分析対象のガスの前記ガスクロマトグラフ質量分析計への導入と前記分析対象外のガスの排気とを置換用ガスによって行うことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のガス分析方法。
【請求項９】
前記加熱装置が熱重量分析を行う機能を有する装置であることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のガス分析方法。
【請求項１０】
前記加熱装置が示差走査熱量測定又は示差熱分析を行う機能を有する装置であることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載のガス分析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱された試料から生成したガスを分析するガス分析装置及びガス分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
未知の試料について構造解析等の分析を行う分析装置としては、これまで種々のものが知られているが、上記のような分析において極めて有用な分析装置として、熱重量分析装置（以降は、ＴＧＡ装置と記す），熱重量示差熱同時分析装置（以降は、ＴＧ−ＤＴＡ装置と記す）等の加熱装置とガスクロマトグラフ質量分析計（以降は、ＧＣ−ＭＳ装置と記す）とを連結してなる分析装置（以降は、ＴＧＡ／ＧＣ−ＭＳ装置，ＴＧ−ＤＴＡ／ＧＣ−ＭＳ装置と記す）があり、既に市販されている。
【０００３】
上記のＴＧＡ／ＧＣ−ＭＳ装置及びＴＧ−ＤＴＡ／ＧＣ−ＭＳ装置は、ＴＧＡ装置，ＴＧ−ＤＴＡ装置内で加熱された試料から生成した揮発成分，熱分解ガス等のガスをＧＣ−ＭＳ装置に導入して、前記ガスの分析を行い、その分析結果とＴＧＡ装置，ＴＧ−ＤＴＡ装置による熱分析結果とによって、前記試料の分析を行うというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＴＧＡ装置，ＴＧ−ＤＴＡ装置とＧＣ−ＭＳ装置とは、分析機器の分野においては本来異分野の装置であるため、両装置を連結し前記ガスをＧＣ−ＭＳ装置に導入する接続ライン部（以降はインターフェイスと記す）は、システムとして未完成な部分が多い。
【０００５】
例えば、現在市販されているＴＧ−ＤＴＡ／ＧＣ−ＭＳ装置のインターフェイスには、以下のような問題点があると考えられる。
（１）インターフェイスが長く（約３ｍ超過）、保温が不十分（最高設定温度２５０℃のヒーターでの保温）であるため、インターフェイス全体を十分な温度に保持することが困難である。その結果、ＴＧ−ＤＴＡ装置で生成したガス（特に高沸点成分）がインターフェイス内で凝縮したり、ＧＣ−ＭＳ装置に導入されることなくインターフェイス内に残留したりするおそれがある。
【０００６】
（２）インターフェイスが長く、ガスがインターフェイス内に存在する時間が長いため、ガスがインターフェイス内で二次反応を起こすおそれがある。そうすると、正しい分析結果が得られないこととなる。
（３）現在市販されているＴＧ−ＤＴＡ／ＧＣ−ＭＳ装置の中には、生成したガスのうちの分析対象のガスをＧＣ−ＭＳ装置に導入する時（サンプリング時）には、ＴＧ−ＤＴＡ装置とＧＣ−ＭＳ装置とを連通するインターフェイスの端部がＧＣ−ＭＳ装置（ガスクロマトグラフ装置の注入部）に連結され、非サンプリング時には前記インターフェイスの端部がＧＣ−ＭＳ装置から取り外されて、分析対象外のガスが外部に排気されるようになっているタイプのものがある。
【０００７】
このようなタイプの装置は、試料を連続的に加熱する過程の中で特定の温度領域において生成する微量のガスのみを分析したい場合に、該微量のガス以外の分析対象外のガスが分析結果に及ぼす影響を低減することができるという利点や、ＧＣ−ＭＳ装置の汚染が生じにくいという利点を有している。
しかしながら、このようなタイプの装置においては、分析対象外のガスを排気している時には前記インターフェイスの端部は保温されない構造となっており温度が低下してしまうため、ガスに含まれる高沸点成分が前記インターフェイスの端部に凝縮しやすい。
【０００８】
（４）現在市販されているＴＧ−ＤＴＡ／ＧＣ−ＭＳ装置の中には、インターフェイスが常時固定され、生成したガスのすべてを順次ＧＣ−ＭＳ装置に導入するタイプのものがある。このようなタイプの装置においては、上記（３）のタイプの装置のように試料を連続的に加熱しながら所定の温度領域において生成したガスのみを選択的にＧＣ−ＭＳ装置に導入（サンプリング）し、それ以外の分析対象外のガスは外部に排気するということが実施不可能である。また、前記所定の温度領域の上限温度において試料の加熱を停止する必要があるので、試料を連続的に加熱した場合とは、生成するガスの成分，量等が異なるおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、インターフェイス内でのガスの凝縮や二次反応が生じにくく、所定の温度範囲又は時間範囲において生成したガスを選択的に分析することが可能なガス分析装置及びガス分析方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１記載のガス分析装置は、試料を加熱してガスを生成させる加熱装置と該ガスを分析するガスクロマトグラフ質量分析計とを連結してなるガス分析装置において、前記ガスのうち所定の温度範囲又は時間範囲において生成した分析対象のガスを選択的に前記ガスクロマトグラフ質量分析計に導入し、それ以外の分析対象外のガスを排気するガス選択導入手段と、前記加熱装置と前記ガス選択導入手段とを連通し、前記加熱装置において生成した前記ガスを前記ガス選択導入手段に導く第一導入管と、前記ガス選択導入手段と前記ガスクロマトグラフ質量分析計とを連通し、前記分析対象のガスを前記ガスクロマトグラフ質量分析計に導く第二導入管と、前記第一導入管の温度を、前記加熱装置が前記試料を加熱する温度以上に制御する第一温度制御手段と、前記第二導入管の温度を、前記加熱装置が前記試料を加熱する温度以上に制御する第二温度制御手段と、前記ガス選択導入手段内の温度を、前記加熱装置が前記試料を加熱する温度以上に制御する第三温度制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
このような構成であれば、前記第一導入管，前記第二導入管，及び前記ガス選択導入手段内を、前記加熱装置が前記試料を加熱する温度以上に保持することが可能である。よって、前記加熱装置で生成したガス（特に高沸点成分）が前記ガス選択導入手段，前記第一導入管，及び前記第二導入管の内部で凝縮したり、前記ガスクロマトグラフ質量分析計に導入されることなく前記ガス選択導入手段，前記第一導入管，及び前記第二導入管の内部に残留したりすることが生じにくい。
【００１２】
また、本発明に係る請求項２記載のガス分析装置は、請求項１記載のガス分析装置において、前記第一導入管及び前記第二導入管の内径が０．２５ｍｍ以下であり、前記第一導入管の長さと前記第二導入管の長さの和が２．５〜３ｍであることを特徴とする。
前記内径が小さい方が、前記第一導入管及び前記第二導入管を十分均一な温度に保持することが容易となることに加えて、前記ガスクロマトグラフ質量分析計を高真空度に保持することが容易となる。前記第一導入管の長さと前記第二導入管の長さの和が２．５〜３ｍである場合に、前記内径が０．２５ｍｍより大きいと、前記ガスクロマトグラフ質量分析計に備えられた圧力コントローラによる圧力制御が困難となり、前記ガスクロマトグラフ質量分析計を高真空度に保持することが困難となる。そうすると、前記ガスクロマトグラフ質量分析計に自動保護装置が備えられている場合には前記ガスクロマトグラフ質量分析計が自動的にシャットダウンしてしまうため、分析が不可能となる。
【００１３】
また、前記第一導入管の長さと前記第二導入管の長さの和が短い方が、前記第一導入管及び前記第二導入管を十分均一な温度に保持することが容易となる。前記第一導入管の長さと前記第二導入管の長さの和が３ｍより長いと、前記第一導入管及び前記第二導入管を十分均一な温度に保持することが困難となって、前記加熱装置で生成したガス（特に高沸点成分）が前記第一導入管内や前記第二導入管内で凝縮したり、前記ガスクロマトグラフ質量分析計に導入されることなく前記第一導入管内や前記第二導入管内に残留したりすることが生じやすくなる。
【００１４】
さらに、前記第一導入管の長さと前記第二導入管の長さの和が短い方が、ガスが前記第一導入管内及び前記第二導入管内に存在する時間が短くなるので、ガスが前記第一導入管内及び前記第二導入管内で二次反応を起こしにくい。前記第一導入管の長さと前記第二導入管の長さの和が３ｍより長いと、ガスが前記第一導入管内及び前記第二導入管内に存在する時間が長くなって、ガスが前記第一導入管内及び前記第二導入管内で二次反応を起こしやすくなる。
【００１５】
ただし、前記内径が０．２５ｍｍ以下である場合に、前記第一導入管の長さと前記第二導入管の長さの和が２．５ｍよりも短いと、前記ガスクロマトグラフ質量分析計に備えられた圧力コントローラによる圧力制御が困難となり、前記ガスクロマトグラフ質量分析計を高真空度に保持することが困難となる。そうすると、前記ガスクロマトグラフ質量分析計に自動保護装置が備えられている場合には前記ガスクロマトグラフ質量分析計が自動的にシャットダウンしてしまうため、分析が不可能となる。
【００１６】
さらに、本発明に係る請求項３記載のガス分析装置は、請求項１又は請求項２に記載のガス分析装置において、前記ガス選択導入手段は、前記分析対象のガスの前記ガスクロマトグラフ質量分析計への導入と前記分析対象外のガスの排気とを置換用ガスによって行う置換用ガス供給手段を備えることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項４記載のガス分析装置は、請求項１〜３のいずれかに記載のガス分析装置において、前記加熱装置が熱重量分析を行う機能を有する装置であることを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明に係る請求項５記載のガス分析装置は、請求項１〜４のいずれかに記載のガス分析装置において、前記加熱装置が示差走査熱量測定又は示差熱分析を行う機能を有する装置であることを特徴とする。
前記加熱装置を熱重量分析，示差走査熱量測定，又は示差熱分析を行う機能を有する装置とすれば、該装置により前記試料の熱分析結果を得ることができるから、該熱分析結果と前記分析対象のガスの前記ガスクロマトグラフ質量分析計による分析結果とを併せることによって、前記試料をより詳細に分析することが可能である。
【００１８】
さらに、本発明に係る請求項６記載のガス分析方法は、加熱装置で試料を加熱することにより生成させたガスのうち、所定の温度範囲又は時間範囲において生成した分析対象のガスをガス選択導入手段によって選択的にガスクロマトグラフ質量分析計に導入し、それ以外の分析対象外のガスを前記ガス選択導入手段によって排気して、前記分析対象のガスを分析するガス分析方法であって、前記加熱装置と前記ガス選択導入手段とを連通し前記加熱装置において生成した前記ガスを前記ガス選択導入手段に導く第一導入管の温度と、前記ガス選択導入手段と前記ガスクロマトグラフ質量分析計とを連通し前記分析対象のガスを前記ガスクロマトグラフ質量分析計に導く第二導入管の温度と、前記ガス選択導入手段内の温度とを、前記加熱装置が前記試料を加熱する温度以上に制御することを特徴とする。
【００１９】
このような構成であれば、前記第一導入管，前記第二導入管，及び前記ガス選択導入手段内を、前記加熱装置が前記試料を加熱する温度以上に保持することが可能である。よって、請求項１記載のガス分析装置と同様の前述のような作用効果を有する。
さらに、本発明に係る請求項７記載のガス分析方法は、請求項６記載のガス分析方法において、前記第一導入管及び前記第二導入管の内径が０．２５ｍｍ以下であり、前記第一導入管の長さと前記第二導入管の長さの和が２．５〜３ｍであることを特徴とする。よって、請求項２記載のガス分析装置と同様の前述のような作用効果を有する。
【００２０】
さらに、本発明に係る請求項８記載のガス分析方法は、請求項６又は請求項７に記載のガス分析方法において、前記分析対象のガスの前記ガスクロマトグラフ質量分析計への導入と前記分析対象外のガスの排気とを置換用ガスによって行うことを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項９記載のガス分析方法は、請求項６〜８のいずれかに記載のガス分析方法において、前記加熱装置が熱重量分析を行う機能を有する装置であることを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明に係る請求項１０記載のガス分析方法は、請求項６〜９のいずれかに記載のガス分析方法において、前記加熱装置が示差走査熱量測定又は示差熱分析を行う機能を有する装置であることを特徴とする。
前記加熱装置を熱重量分析，示差走査熱量測定，又は示差熱分析を行う機能を有する装置とすれば、該装置により前記試料の熱分析結果を得ることができるから、該熱分析結果と前記分析対象のガスの前記ガスクロマトグラフ質量分析計による分析結果とを併せることによって、前記試料をより詳細に分析することが可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るガス分析装置及びガス分析方法の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係るガス分析装置の一実施形態であるＴＧ−ＤＴＡ／ＧＣ−ＭＳ装置の構成と、該装置によるガスの分析方法とを説明する概念図である。
【００２３】
まず、図１の（ａ）を参照しながら、ＴＧ−ＤＴＡ／ＧＣ−ＭＳ装置の構成を説明する。
このＴＧ−ＤＴＡ／ＧＣ−ＭＳ装置は、ＴＧ−ＤＴＡ装置１０とガスサンプラー２０とＧＣ−ＭＳ装置３０とで構成されている。そして、ＴＧ−ＤＴＡ装置１０とガスサンプラー２０とが第一導入管４１で連通され、ガスサンプラー２０とＧＣ−ＭＳ装置３０のカラム３３とが第二導入管４２で連通されている。
【００２４】
なお、ＴＧ−ＤＴＡ装置１０が本発明の構成要件たる加熱装置に相当し、ガスサンプラー２０が本発明の構成要件たるガス選択導入手段に相当する。また、後述する置換用ガス供給装置２１が本発明の構成要件たる置換用ガス供給手段に相当する。
ＴＧ−ＤＴＡ装置１０は、図示しない試料の熱重量分析と示差熱分析を同時に行う装置であり、ＴＧ−ＤＴＡ装置１０内で前記試料が加熱されることによって、前記試料から揮発成分，熱分解ガス等のガスが生成する。
【００２５】
また、ガスサンプラー２０は、ＴＧ−ＤＴＡ装置１０で生成したガスのうち所望の温度範囲又は時間範囲において生成した分析対象のガスを選択的にＧＣ−ＭＳ装置３０に導入し、それ以外の分析対象外のガスをＴＧ−ＤＴＡ／ＧＣ−ＭＳ装置外に排気する装置である。ガスサンプラー２０は置換用ガス供給装置２１を備えていて、前記分析対象のガスのＧＣ−ＭＳ装置３０への導入と前記分析対象外のガスの排気とを置換用ガスによって行うようになっている。使用される置換用ガスの種類は、試料から生成したガスに影響を与えるものでなければ特に限定されるものではないが、通常は窒素，ヘリウム，アルゴン等の不活性ガスが用いられる。
【００２６】
そして、ＧＣ−ＭＳ装置３０は、ガスクロマトグラフ装置３１と質量分析計３２とが連結されて構成されており、ガスサンプラー２０によって導入された分析対象のガスを分析する装置である。ＧＣ−ＭＳ装置３０においては、ガスクロマトグラフ装置３１のカラム３３で分析対象のガスを各成分に分離し、分離された各成分の分子量等を質量分析計３２で測定する。ただし、分析目的によっては、カラム３３は使用せず、第二導入管４２と質量分析計３２とを直接連結してもよい。
【００２７】
なお、本実施形態においては、通常のスプリット注入口を有し、キャリアガスの流量を電子制御可能なキャピラリカラム対応型のガスクロマトグラフ装置３１を用いた。
さらに、このＴＧ−ＤＴＡ／ＧＣ−ＭＳ装置は、ガスサンプラー２０内の温度を、ＴＧ−ＤＴＡ装置１０が前記試料を加熱する温度と同一又はそれ以上に制御する温度制御装置（図示せず）を備えている。また、第一導入管４１及び第二導入管４２は、その全体がリボンヒーター等のヒーター（図示せず）でそれぞれ覆われており、温度コントローラー等によって任意の温度に制御することが可能となっている。
【００２８】
第一導入管４１のヒーターが本発明の構成要件たる第一温度制御手段に相当し、第二導入管４２のヒーターが本発明の構成要件たる第二温度制御手段に相当する。また、前記温度制御装置が本発明の構成要件たる第三温度制御手段に相当する。
第一導入管４１及び第二導入管４２の温度は、ＴＧ−ＤＴＡ装置１０が前記試料を加熱する温度と同一又はそれ以上とする必要があるので、これらのヒーターを３５０℃程度まで、好ましくは４００℃程度まで加熱することが可能なものとすれば、前記両導入管４１，４２を十分な温度に保持することができる。
【００２９】
このように、第一導入管４１の温度，第二導入管４２の温度，及びガスサンプラー２０内の温度を、ＴＧ−ＤＴＡ装置１０が前記試料を加熱する温度以上に制御すれば、ＴＧ−ＤＴＡ装置１０で生成したガス（特に高沸点成分）がガスサンプラー２０内や両導入管４１，４２内で凝縮したり、ＧＣ−ＭＳ装置３０に導入されることなくガスサンプラー２０内や両導入管４１，４２内に残留したりすることが生じにくい。
【００３０】
なお、両導入管４１，４２の全体を均一に３５０〜４００℃程度の高温に保持することが可能であれば、前記ヒーターはどのような種類のものであっても差し支えない。また、第二導入管４２は、通常はガスクロマトグラフ装置３１のカラム用オーブン（図示せず）内に設置されることとなるので、第二導入管４２の温度は該カラム用オーブンによって制御してもよい。市販のガスクロマトグラフ装置のカラム用オーブンは、通常４００℃程度の高温まで加熱，制御することが可能であるから、ＴＧ−ＤＴＡ装置１０で生成したガス（特に高沸点成分）が第二導入管４２内で凝縮したり、ＧＣ−ＭＳ装置３０に導入されることなく第二導入管４２内に残留したりすることが生じにくい。
【００３１】
さらにまた、第一導入管４１及び第二導入管４２は、内径は小さく且つ長さは短いことが好ましい。そうすれば、十分均一な温度に保持することが容易となって、生成したガス（特に高沸点成分）が両導入管４１，４２内で凝縮したり、ＧＣ−ＭＳ装置３０に導入されることなく両導入管４１，４２内に残留したりすることが生じにくくなる。また、ガスが両導入管４１，４２内に存在する時間が短くなるから、ガスが両導入管４１，４２内で二次反応を起こしにくくなる。
【００３２】
ただし、内径が小さすぎたり長さが短すぎたりすると、ガスの流量や質量分析計３２の真空度に悪影響が生じたり、高沸点成分が両導入管４１，４２内に詰まりやすくなるので、そのような問題が生じない程度の内径及び長さとすることが好ましい。
本実施形態においては、質量分析計３２に接続する真空ポンプに２５０Ｌ／秒程度の排気量を有するターボポンプ（図示せず）を用いたので、第一導入管４１及び第二導入管４２は内径を０．２５ｍｍとし、第一導入管４１の長さと第二導入管４２の長さとの和を２．５〜３ｍとすることが最適である。
【００３３】
次に、このようなＴＧ−ＤＴＡ／ＧＣ−ＭＳ装置を用いて試料の分析を行う方法について、図１の（ａ）と（ｂ）を参照しながら説明する。
無機化合物，有機化合物，複合材料，樹脂材料等の試料（図示せず）をＴＧ−ＤＴＡ装置１０内に設置した後、窒素，ヘリウム，アルゴン等の不活性ガスをキャリアガスとしてキャリアガス導入口１１からＴＧ−ＤＴＡ装置１０内に導入しながら、所望の温度プログラムで管理された温度条件下で熱分析を行う。この温度プログラムとしては、室温から１００〜７００℃程度の高温まで一定の速度で昇温する条件が最も一般的である。
【００３４】
前記試料が高温下に置かれると、前記試料に混合している成分が揮発したり、前記試料が熱分解して熱分解ガスが生成したりする。例えば、試料が高分子材料である場合には、高分子材料中に残留しているモノマー，オリゴマーや重合に用いられた溶剤，触媒、あるいはそれらの分解物が、ガスとして生成する。また、添加されている酸化防止剤，滑剤，安定剤，難燃剤，中和剤等の添加剤が気化する場合もある。このようなガスはキャリアガスによって、第一導入管４１内を通ってＴＧ−ＤＴＡ装置１０からガスサンプラー２０に送気される。
【００３５】
本実施形態のＴＧ−ＤＴＡ／ＧＣ−ＭＳ装置においては、生成したガスのうち所望の温度範囲又は時間範囲において生成したガスのみを分析対象のガスとして、ＧＣ−ＭＳ装置３０に導入して分析することができる。すなわち、分析する必要のない温度範囲又は時間範囲においては、置換用ガス供給装置２１からガスサンプラー２０内に置換用ガスを供給して、ガスサンプラー２０内に導入されたガス及びキャリアガスを外部に排気する。
【００３６】
このことを図１の（ａ）を参照しながら、さらに詳述する。分析する必要のない温度範囲又は時間範囲においては、置換用ガス供給装置２１の弁２２を開状態として、ガスサンプラー２０の下流側に設けられた置換用ガス導入口２３からガスサンプラー２０内に置換用ガスを供給する。そうすると、ガスサンプラー２０内に導入されたガス及びキャリアガスは、下流側から導入された置換用ガスによって逆流し、第一導入管４１とガスサンプラー２０とが連結した部分と置換用ガス導入口２３との間に設けられた排気口２４から排気される。よって、ガスはＧＣ−ＭＳ装置３０に導入されないから、この温度範囲又は時間範囲において生成したガスは分析されることがない。
【００３７】
これに対して、分析する必要のある温度範囲又は時間範囲においては、置換用ガス供給装置２１の弁２２を閉状態とする（図１の（ｂ）を参照）。そうすると、ガスサンプラー２０内に導入されたガス及びキャリアガスは、第二導入管４２を通ってガスサンプラー２０からＧＣ−ＭＳ装置３０に送気される。
ＧＣ−ＭＳ装置３０に導入されたガスは、ガスクロマトグラフ装置３１のカラム３３によってガスを構成する各成分に分離され、分離された各成分は質量分析計３２によって分子量等が測定される。
【００３８】
そして、このようにしてＧＣ−ＭＳ装置３０によって得られた分析結果（ガスクロマトグラフ装置３１により得られたガスクロマトグラフ分析結果及び質量分析計３２により得られた質量分析結果）と、ＴＧ−ＤＴＡ装置１０によって得られた熱分析結果（熱重量分析結果及び示差熱分析結果）とを併せることによって、前記試料を詳細に分析することができる。
【００３９】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、加熱装置としてＴＧ−ＤＴＡ装置を用いたが、熱重量分析装置（ＴＧＡ装置），示差走査熱量計（ＤＳＣ装置），示差熱分析装置（ＤＴＡ装置）等を用いてもよい。
以下に、さらに具体的な実施例を示す。
【００４０】
〔実施例〕
加熱装置としてセイコー電子工業株式会社製ＴＧ／ＤＴＡ６３００、ガスクロマトグラフ装置としてアジレント株式会社製６８９０、質量分析計として日本電子株式会社製ＡＵＴＯＭＡＳＳ　ＳＵＮをそれぞれ用いた。また、第一導入管としては、不活性処理済みのステンレス製キャピラリチューブ（内径０．２５ｍｍ，長さ２ｍ）を用い、第二導入管としては、不活性処理済みのステンレス製キャピラリチューブ（内径０．２５ｍｍ，長さ１ｍ）を用いた。なお、第二導入管はカラムではなく質量分析計に直接連結し、ガスクロマトグラフ装置のカラム用オーブン内に配置した。
【００４１】
ポリビニリデンクロライドを試料とし、５０℃から５００℃まで２０℃／ｍｉｎの速度で昇温しながら分析を行った。その結果、加熱によって生成したガス中からベンゼン，トルエン，ナフタレンが検出された。これらは、ポリビニリデンクロライドから塩化水素が脱離することによって生成したポリエン化合物が環化反応することによって生じたものである。
【００４２】
〔比較例〕
第一導入管の長さが１．４ｍであること以外は実施例と全く同様にして分析を行った。
その結果、分析開始約５分後には、ガスクロマトグラフ質量分析計に備えられた自動保護装置が作動してガスクロマトグラフ質量分析計が自動停止し分析不能となった。この原因は、第一導入管の長さが短すぎるため真空ポンプに対する抵抗が小さくなり、ガスクロマトグラフ質量分析計に備えられた圧力コントローラによる圧力制御が困難となったためである。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明のガス分析装置及びガス分析方法によれば、インターフェイス及びガス選択導入手段内を、加熱装置が試料を加熱する温度以上に保持し、さらに、インターフェイスの内径を小さくし且つインターフェイスの長さを適切な長さとしたので、ガス選択導入手段内やインターフェイス内でのガスの凝縮や二次反応が生じにくい。よって、高精度の分析が可能である。
【００４４】
特に、請求項４及び請求項５記載のガス分析装置と請求項９及び請求項１０記載のガス分析方法によれば、加熱装置を熱重量分析，示差走査熱量測定，又は示差熱分析を行う機能を有する装置としたので、該装置により試料の熱分析結果を得ることができるから、該熱分析結果とガスクロマトグラフ質量分析計によるガスの分析結果とを併せることによって、前記試料をより詳細に分析することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガス分析装置の一実施形態であるＴＧ−ＤＴＡ／ＧＣ−ＭＳ装置の構成と、該装置によるガスの分析方法とを説明する概念図である。
【符号の説明】
１０　　ＴＧ−ＤＴＡ装置
２０　　ガスサンプラー
２１　　置換用ガス供給装置
３０　　ＧＣ−ＭＳ装置
４１　　第一導入管
４２　　第二導入管
【図１】
2004132804.tif 000003