(57)【要約】【課題】試料の発生ガス分析データを容易また複数項に亘り得ること。【解決手段】試料を加熱し該試料から発生した成分を分析する方法であって、キャリアガス組成を間欠的に変化させることを特徴とする分析方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を加熱し該試料から発生した成分を分析する方法であって、キャリアガス組成を間欠的に変化させることを特徴とする分析方法。
【請求項２】
前記キャリアガスに含まれる少なくとも一つのガスの濃度を間欠的に変化させる請求項１に記載の分析方法。
【請求項３】
気体を間欠的に添加することでキャリアガス組成を変化させる請求項１に記載の分析方法。
【請求項４】
前記気体が同位体元素を含む請求項３に記載の分析方法。
【請求項５】
試料を加熱し該試料から発生した成分を分析する方法であって、試料に液体もしくは固体を接触させることを特徴とする分析方法。
【請求項６】
前記接触が間欠的である請求項５に記載の分析方法。
【請求項７】
試料の光学データを同時に測定することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の分析方法。
【請求項８】
光学データが赤外スペクトルである請求項７に記載の分析方法。
【請求項９】
分離または解析のための装置として、分光装置、ガス分離装置、質量分析装置および元素分析装置から選ばれる少なくとも一つを用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の分析方法。
【請求項１０】
分析手段として、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、マイクロ波および力学的手段から選ばれる少なくとも１つを用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の分析方法。
【請求項１１】
試料を加熱し該試料から発生した成分を分析する装置であって、キャリアガス組成を間欠的に変化させる手段を有することを特徴とする分析装置。
【請求項１２】
分光装置、ガス分離装置、質量分析装置および元素分析装置から選ばれる少なくとも一つの装置を有する請求項１１に記載の分析装置。
【請求項１３】
分析手段として、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、および力学的手段から選ばれる少なくとも１つを有する請求項１１または１２に記載の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料の加熱ガス分析に関するものであり、とくに試料を加熱することで試料から発生した揮発成分を分析する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、加熱した試料からの発生気体の分析方法として、ＴＤＳ法、パ−ジ＆トラップＧＣ／ＭＳ法、パ−ジ＆トラップＧＣ法、熱重量−質量スペクトル分析（ＴＧ−ＭＳ）法などが知られている。これらの分析方法を用いることで、加熱試料から発生した気体の同定もしくは定量が可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＴＤＳ法は高真空下で分析を行う必要があり、試料を高真空にするために試料に吸着した成分が測定前に揮発してしまう、あるいは、試料から多量の気体が発生すると真空度が低下して分析が行えないなどの問題があった。また、パ−ジ＆トラップＧＣ／ＭＳ法やパ−ジ＆トラップＧＣ法では、発生気体の温度依存性を得ることが困難であった。
【０００４】
また、キャリアガスの選択が容易で、試料の発生ガスの温度データが得られる熱重量−質量スペクトル分析（ＴＧ−ＭＳ）法においても、一定雰囲気下もしくは真空下で試料の加熱を行うため、雰囲気ガスの依存性を得るためには、同一加熱条件で目的ガスの濃度を変えデ−タを得なければならないと言う欠点があった。
【０００５】
本発明は、上記課題の解決を目的とするものであり、具体的には、試料の熱分析において、キャリアガス組成を間欠的に変えることで、試料の発生ガス分析データを容易また複数項に亘り得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明は以下の構成をとる。すなわち、本発明は、試料を加熱し該試料から発生した成分を分析する方法であって、キャリアガス組成を間欠的に変化させることを特徴とする分析方法をその骨子とする。
【０００７】
また、別の本発明は、試料を加熱し該試料から発生した成分を分析する方法であって、試料に液体もしくは固体を接触させることを特徴とする分析方法である。
【０００８】
また、別の本発明は、試料を加熱し該試料から発生した成分を分析する装置であって、キャリアガス組成を間欠的に変化させる手段を有することを特徴とする分析装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の分析方法は、試料を加熱し該試料から発生した成分を分析する方法であって、キャリアガス組成を間欠的に変化させることを特徴とする分析方法である。
【００１０】
ここで、加熱とは常温以上に加熱することを言い、好ましくは５０℃以上２０００℃以下、より好ましくは５０℃以上１６００℃以下である。
【００１１】
試料を加熱し該試料から発生した成分を分析する方法としては特に限定されないが、例えば、質量分析、ガスクロマト測定、赤外スペクトル分析、紫外スペクトル分析などを用いた発生気体の同定や定量などを挙げることができる。すなわち、一般的に発生ガス分析と言われている方法のことである。
【００１２】
キャリアガス組成を間欠的に変化させる方法としては特に限定されないが、例えば、キャリアガス中に含まれる少なくとも一つのガスの濃度を間欠的に変化させる方法、気体を間欠的に添加することでキャリアガス組成を変化させる方法などが好ましく用いられる。より好ましくは、気体を間欠的に添加することでキャリアガス組成を変化させる方法である。
【００１３】
本発明において、キャリアガス組成を間欠的に変化させるとは、試料の分析中にキャリアガス組成を少なくとも２回変えることを言う。組成の変動割合は特に限定されないが、好ましくは主キャリアガスの濃度が１００ｐｐｍ（体積）以上変化することであり、より好ましくは５００ｐｐｍ（体積）以上である。
【００１４】
キャリアガス組成を変化させる時間は特に限定されないが、好ましくは２０分以内、より好ましくは１０分以内である。キャリアガス組成を変化させた影響が測定できるならば、時間は短い方が、測定効率や測定感度が高いため好ましい。
【００１５】
間欠的に気体を添加する場合、添加する気体の量は特に限定されない。例えば、気体の添加毎に添加量を増加させたり、あるいは減少させたりすることもできる。かかる方法により、添加気体に対する試料の反応性等が測定できる。
【００１６】
本発明において、間欠的に添加する気体が同位体元素を含むのは、好ましい態様である。同位体元素を含むことで、例えば、次のような効果が得られる。すなわち、外部から同位体酸素を注入することにより、同位体酸素を含んだ化合物が発生する反応は、外部からの酸素によって試料の分解が起こっていることがわかり、同位体酸素を含まない化合物が発生する反応は試料に内在する酸素によって分解が起こっていることがわかる。これにより、試料の酸化分解のメカニズムを明らかにすることができる。また、同様に、重水を用いることによって、試料の加水分解の影響等を明らかにすることができる。
【００１７】
同位体元素としては特に限定されないが、例えば、水素、酸素、炭素、などが好ましく使用される。
【００１８】
次に、試料を加熱し該試料から発生した成分を分析する方法であって、試料に液体もしくは固体を接触させることを特徴とする分析方法について説明する。
【００１９】
試料に液体や固体を接触させることで、試料から発生する成分を変えることが出来る。ここで使用する液体は特に限定されないが、好ましくは、水、アルコ−ル、酸、アルカリ、などを挙げることができる。より好ましくは水が使用される。
【００２０】
また、使用される固体は特に限定されないが、例えば、ハロゲン化合物、金属、水酸化物、酸化物等が使用され、好ましくは金属が使用される。
【００２１】
試料への液体や固体の接触タイミングは特に限定されないが、間欠的であるのが好ましい。間欠的であることにより、接触の影響を感度良く検出できるからである。
【００２２】
本発明において、試料の光学データを同時に測定するのは、好ましい態様である。試料を加熱することで生じる試料の変化を光学データとして測定することで、多種類のデータが得られるだけでなく、加熱により発生した成分と試料の変化の相関データを取ることもできる。
【００２３】
光学データの種類としては特に限定されず、例えば、赤外スペクトル、ラマンスペクトル、Ｘ線スペクトルなどが挙げられる。好ましくは、赤外スペクトルである。試料の赤外スペクトルを同時に測定することで、加熱により発生した成分と試料の変化の相関データを容易に得ることができる。
【００２４】
試料から発生した成分の分離または解析のための装置として、分光装置、ガス分離装置、質量分析装置および元素分析装置から選ばれる少なくとも一つを用いることが好ましい。これらの装置を使用することで、発生した成分の特性情報を正確かつ容易に得ることができる。
【００２５】
試料から発生した成分の分析手段は特に限定されないが、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、マイクロ波および力学的手段から選ばれる少なくとも１つを用いることが好ましい。これらの手段を使用することで、発生した成分に関する情報を正確かつ容易に得ることができる。
【００２６】
次に、本発明の分析装置について説明する。
【００２７】
本発明の分析装置は、試料を加熱し該試料から発生した成分を分析する装置であって、キャリアガス組成を間欠的に変化させる手段を有することを特徴とする分析装置である。
【００２８】
キャリアガス組成を間欠的に変化させる手段は特に限定されず、例えば、外部からシリンジ等でガスを打ち込む手段、制御弁などを用いて瞬間的にガスを系内送り込む手段などを挙げることができる。好ましくは、タイマーなどの制御手段を併設していたり、ガス測定装置との電気的な交接が取れる手段を設けていることである。かかる手段を併設していることにより、キャリアガス組成を変化させたタイミングと試料から発生する成分変化のタイミングのズレ等を測定することもできる。
【００２９】
本発明の分析装置は、分光装置、ガス分離装置、質量分析装置および元素分析装置から選ばれる少なくとも一つの装置を有していることが好ましい。これらの装置を有していることで、発生した成分の特性情報を正確かつ容易に得ることができる。
【００３０】
また、本発明の分析装置は、分析手段として、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、および力学的手段から選ばれる少なくとも１つを有していることが好ましい。これらの手段を有していることで、発生した成分の特性情報を正確かつ容易に得ることができる。
【００３１】
【実施例】
以下に実施例を記載するが、本発明はこれらに限定されない。
【００３２】
（実施例１）
試料は市販のナフィオン膜を用いた。この試料をヘリウム中で、室温から昇温速度２℃／分で３００℃まで加熱するとともに、質量分析計によって発生ガスを分析しながら、キャリアガス中に空気（５００μｌ）を間欠的に注入した。空気は１００℃〜３００℃の間、５分ごとに注入した。この結果、空気を注入することで試料の熱分解が促進されることがわかった。
【００３３】
（実施例２）
試料は市販のナフィオン膜を用いた。この試料をヘリウム中で、試料温度を２００℃、２２０℃、２３０℃、２４０℃にそれぞれ６０分間保持し、質量分析計によって発生ガスを分析しながら、キャリアガス中に空気（１２５μｌ，２５０μｌ，５００μｌ）をそれぞれの温度に対し４分ごとに間欠的に注入した。この結果、ヘリウム中における試料からの発生ガスの情報とともに、空気存在下における試料の発生ガスの情報を得た。この結果、空気が試料の熱分解に与える影響を測定雰囲気中の存在量の観点から知ることができた。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によって、目的とするガス種が試料の熱分解に及ぼす影響を簡便に測定でき、試料の熱酸化挙動や加水分解挙動などの情報を短期間に取得することが可能となる。これにより、試料の熱酸化分解、加水分解などの情報が正確かつ効率的に取得でき、その利便性は大きい。