(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内部を、捕集対象となる発生ガスの沸点よりも高い沸点を有する有機ガスに暴露する工程、及び
該チャンバー中に試料を載置して、該試料を加熱しながら該チャンバー内にキャリアーガスを流し、該チャンバーから吸着部に設けられた吸着部材に接触させる工程を具備することを特徴とする発生ガスの捕集方法。
【請求項２】
前記チャンバーは、少なくとも内面の材質が、金または石英である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記有機ガスは、Ｃ４０Ｈ８２である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記発生ガスは、ＣｎＨ２ｎ＋２(ｎは４０未満である)で表される炭化水素を含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ｎは、７ないし３４である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記吸着部材は、多孔質樹脂である請求項１に記載の方法。
【請求項７】
チャンバー内部を、捕集対象となる発生ガスの沸点よりも高い沸点を有する有機ガスに暴露する工程、及び
該チャンバー中を加熱しながら、該チャンバー内にキャリアーガスを流し、該チャンバーから吸着部に設けられた吸着部材に接触させ、吸着部材中の有機成分を分析し、第１の有機成分分析値を得る工程
該チャンバー中に試料を載置して、該試料を加熱しながら該チャンバー内にキャリアーガスを流し、該チャンバーから吸着部に設けられた吸着部材に接触させ、吸着部材中の有機成分を分析し、第２の有機成分分析値を得る工程、
第２の有機成分分析値と第１の有機成分分析値との差分から
該発生ガスの有機成分分析値を求める工程を具備することを特徴とする発生ガスの分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電子装置等の内部で発生する発生ガスを捕集する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置を繰り返し使用すると、ディスク装置に使用される有機材料を含む部品、及び潤滑剤などに由来する発生ガスが放出される。放出された発生ガスは、例えば装置内の不所望な場所例えばヘッドのリードライト素子及びディスク媒体表面間、およびその周辺等に徐々に堆積し、ヘッドと摺動し、ヘッドの浮上姿勢を変動させる等の障害を引き起こし、ディスク装置の信頼性を低下させる。
【０００３】
近年、磁気ディスク装置の高密度化、及び小型化に伴い、このような発生ガスが磁気ディスク装置に与える悪い影響が大きくなってきた。
【０００４】
このようなことから、磁気ディスク装置の使用環境で、磁気ディスク装置の部品等から放出される微量の発生ガスについても調べる必要が出てきた。
【０００５】
しかしながら、従来の捕集方法では、例えば炭素数２４を超える炭素を含む炭化水素成分の１０ｎｇ程度の微少量を捕集することは難しく、回収率が５％未満であった。特に，炭素数２８以上の炭化水素以上は検出限界以下となり回収率は０％であった。
【０００６】
回収率の改善を実施するためには，チャンバーを加熱する温度を上げることが考えられるが，現実的には、チャンバーのパッキンの材質により，温度を上げることが出来ない場合や，温度を上げすぎると熱分解する成分もあることから適切でない場合がある
このように、従来は、試料の温度を上げることなく、磁気ディスク装置の部品等から発生する微量の発生ガスを効率良く捕集する方法がなく、発生ガスの分析が困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２６６６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態は、微量の発生ガスを効率よく捕集することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、チャンバー内部を、捕集対象となる発生ガスの沸点よりも高い沸点を有する有機ガスに暴露する工程、及び
該チャンバー中に試料を載置して、該試料を加熱しながら該チャンバー内にキャリアーガスを流し、該チャンバーから吸着部に設けられた吸着部材に接触させる工程を具備することを特徴とする発生ガスの捕集方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態にかかる捕集方法を行うための捕集装置の一例を表す概略図である。
【図２】図１の吸着部を拡大した図である。
【図３】実施形態にかかる発生ガスの分析方法の一例を表すフローである。
【図４】標準試料の質量分析データの一例である。
【図５】回収率調査試料の質量分析データの一例である。
【図６】炭化水素成分ごとの回収率を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態にかかる発生ガスの捕集方法は、チャンバー中に試料を載置して、試料を加熱しながらチャンバー内にキャリアーガスを流し、発生ガスをチャンバーから吸着部に搬送して吸着部に設けられた吸着部材に吸着させる工程を含み、チャンバー中に試料を載置する前に、予め、チャンバー内部を、発生ガスの沸点よりも高い沸点を有する有機ガスに暴露することを特徴とする。
【００１２】
実施形態によれば、使用するチャンバー内に、捕集すべき発生ガスの沸点よりも高い沸点を有する有機ガスを予め適用しておくことにより、発生ガスがチャンバー内に留まらずに、効率よく吸着部に搬送され、吸着部材に吸着して捕集され得る。
【００１３】
捕集すべき発生ガスの沸点よりも高い沸点を有する有機ガスは、一般的に、捕集すべき発生ガスよりも蒸気圧が低いので，このような有機ガスを用いると、チャンバー内部に分散して付着した成分が剥がれ難く、発生ガスを効率良く吸着部材に吸着させる効果を持続することができると考えられる。
【００１４】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１に、実施形態にかかる捕集方法を行うための捕集装置の一例を表す概略図を示す。
【００１６】
図示するように、この捕集装置１０は、給気部２と排気部３を有するチャンバー１と、排気部３に接続され、吸着部材５を備えた吸着部４とを含む。チャンバー１は、任意に、その内表面が金コートされることにより、不活性化されている。あるいは、チャンバー１は、任意に、石英を用いて形成されている。
【００１７】
吸着部材の構成としては，単一層の他，及び複数の吸着剤を詰めた吸着管等を使用することができる。
【００１８】
図２は、図１の吸着部を拡大した図を示す。
【００１９】
図示するように、吸着部４には吸着部材５が設けられている。
【００２０】
吸着部材５は、例えば吸着剤を，ガラスまたはステレンス製の円筒状の中空管中に入れて，両端を石英ウールやステンレス製の網で押さえることにより、金網１１、石英ウール１２、吸着剤１３、石英ウール１２、及び金網１１を順に配置した構成を有する。あるいは、中空管の片方がガラスが焼結された網の様になっている物で吸着剤を飛び出さない構成を有するものもある。
【００２１】
吸着剤としては，TenaxTA（商標登録）（ジーエルサイエンス株式会社製）  ２０／３５メッシュ  １００ｍｇを用いることができる。その他TenaxGR（Supelco社製），Carbotrap（Supelco社製）、Carboxen1000（Sipelco社製）、Carbopack B（Supelco社製）、Carbosieve Ｓ−III（Supelco社製）等があげられる。例えばTenaxTA自体は，2,6-diphenylen oxideポリマー（表面積３５  ｍ２／ｇ）を基材とする多孔質樹脂である。また、TenaxGRは，TenaxTAに２０〜３０％の炭素が加えられたものである。
【００２２】
捕集しようとするガスとしては、磁気ディスク装置に使用される部品、半導体やその関連製品・構成材料，建築部材・建物の内装材，自動車内装材など一般的な製品・部品・構成材料等における発生ガスがあげられる。発生ガスとして例えば炭素数７から３４程度のＣｎＨ２ｎ＋２(ｎは４０未満である)で表されるアルカンガスがあげられる。このとき、発生ガスの沸点よりも高沸点な有機ガスとして、例えばＣ４０Ｈ８２があげられる。吸着剤と加熱脱着GC/MSとを含む加熱脱着システムにより，これらの炭化水素を捕集することができる。
【００２３】
磁気ディスク装置内部から発生するガスは，低沸点から高沸点成分と多数存在する。そして，障害に至った装置の中の磁気ヘッド表面を機器分析すると，炭素数２０以上の炭化水素の分子量の成分が付着していることが判明した。そこで，障害を無くすためには磁気ディスク装置内部部品からの発生ガスを評価し，発生源を特定した後，対策する必要がある。そのためには，実施例の様に炭素数２０以上の炭化水素の回収率が悪いと最終的な分析感度が下がるため，これを改善することが望まれる。
【００２４】
また，チャンバー温度を高温にすればするほど，ガスは脱離し易くなるが，物質が熱分解を起し，本来の物質として捕集出来ない場合があるため，高沸点の有機ガスを適用する。
【００２５】
また、実施形態にかかる発生ガスの分析方法は、チャンバー中を加熱しながら、チャンバー内にキャリアーガスを流し、チャンバーから吸着部に設けられた吸着部材に接触させ、吸着部材中の有機成分を分析し、第１の有機成分分析値を得る工程
チャンバー中に試料を載置して、試料を加熱しながらチャンバー内にキャリアーガスを流し、チャンバーから吸着部に設けられた吸着部材に接触させ、吸着部材中の有機成分を分析し、第２の有機成分分析値を得る工程、
第２の有機成分分析値と第１の有機成分分析値との差分から
該発生ガスの有機成分分析値を求める工程を含み、
チャンバー中に試料を載置する前に、予め、チャンバー内部を、発生ガスの沸点よりも高い沸点を有する有機ガスに暴露する工程を具備することを特徴とする。
【００２６】
図３に、実施形態にかかる発生ガスの分析方法の一例を表すフローを示す。
【００２７】
図示するように、例えば、まず、チャンバー内に溶剤を導入し、加熱することにより、チャンバー内の洗浄を行う（ＢＬ  １）。
【００２８】
その後、チャンバーを例えば３０℃以下から２５０℃に昇温し、給気口からキャリアーガス流量例えば１００ｍＬ／ｍｉｎをチャンバー内に流しながら、昇温開始から３０分捕集する。３０分後加熱停止し，チャンバーの温度が２５０℃から３０℃以下に低下したら（加熱停止後１０分）、キャリアーガスを止めて吸着管を取り外す。取り外した吸着管を過熱脱着ＧＣ／ＭＳ法で分析する。チャンバー内の発生ガスが一定になるまで繰り返す（ＢＬ  ２）。
【００２９】
例えば高沸点ガス材料としてＣ４０Ｈ８２をチャンバー内に適用し、キャリアーガスを流しながら２５０℃で１時間加熱してガス化させ、チャンバー内をＣ４０Ｈ８２ガスで暴露する（ＢＬ  ３）。
【００３０】
続いて、ＢＬ  ２と同様にして、チャンバー内のみを加熱した場合の発生ガスを分析する（ＢＬ  ４）。
【００３１】
さらに、チャンバー内に試料を載置し、ＢＬ  ２と同様にして、試料を加熱した場合の発生ガスを分析する（ＢＬ  ５）。
【００３２】
試料を加熱した場合の発生ガスの分析値と、チャンバー内のみを加熱した場合の発生ガスの分析値との差分を求め、評価を行う（ＢＬ  ６）。
【００３３】
以下、実施例を示し、実施形態をより具体的に説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１と同様の構成を有する装置を用意する。
【００３５】
チャンバー内は金コートにより不活性化されている。
【００３６】
また、吸着剤として、例えばTenaxTAを用いる。
【００３７】
発生ガスとして、Ｃ３０Ｈ６２までの炭化水素を捕集する目的で、Ｃ３０Ｈ６２と同系統で沸点の高いＣ４０Ｈ８２を使用してチャンバー内を暴露する。
【００３８】
高沸点ガスによるチャンバー内の暴露
まず、前処理を行う。
【００３９】
チャンバーの中に磁気ディスクを入れる。
【００４０】
キャリアーガスを流しながら，チャンバーを２５０℃に加熱する。任意の時間加熱する。
【００４１】
予め、吸着剤が入った吸着管を窒素やＨｅガスを流しながら３００℃で１時間程度ベークし，サンプル測定条件と同一条件で分析し清浄であることを確認しておく。清浄でない場合は，ベークを繰り返し確認測定を行う。
【００４２】
チャンバーを３０℃以下から２５０℃に昇温し，キャリアーガス流量１００ｍＬ／ｍｉｎとし、昇温開始から３０分捕集，３０分後加熱停止し，加熱停止後１０分でチャンバー内の温度が２５０℃から３０℃以下になったところでキャリアーガスを止めて吸着管を取り外す。
【００４３】
取り外した吸着管を過熱脱着ＧＣ／ＭＳ法で分析する。
【００４４】
チャンバーと磁気ディスクからの発生ガスが一定になるまで繰り返す。
【００４５】
例えば２５０℃、キャリアーガス流量１００ｍＬ／ｍｉｎで，３時間程度コンディショニングする。
【００４６】
測定系に関わるピーク以外が検出されないことを確認する。
【００４７】
確認した吸着管を加熱したチャンバーに取り付ける。
【００４８】
再び、チャンバーを３０℃以下から２５０℃に昇温し，キャリアーガス流量１００ｍＬ／ｍｉｎとし、昇温開始から３０分捕集，３０分後加熱停止し，加熱停止後１０分でチャンバー内の温度が２５０から３０℃以下になったところでキャリアーガスを止めて吸着管を取り外す。
【００４９】
取り外した吸着管を過熱脱着ＧＣ／ＭＳ法で分析する。
【００５０】
チャンバーと磁気ディスクからの発生ガスが一定になるまで繰り返す。
【００５１】
ここまでを前処理とする。
【００５２】
発生ガスが一定になった後，磁気ディスク表面にＣ４０Ｈ８２を約１ｍｇを載せて，キャリアーガスを流しながら２５０℃に加熱する。１時間加熱する。
【００５３】
Ｃ４０Ｈ８２が残留したまま磁気ディスクを取り出す。Ｃ４０を磁気ディスク表面に載せて，コートした後ディスクを取り出すのは，チャンバー内部に直接Ｃ４０を置くと発生ガス量が過剰すぎて，邪魔になる場合があるためである。
【００５４】
発生ガス捕集準備
キャリアーガスを流しながら，チャンバーを２５０℃に任意の時間加熱する。
【００５５】
また、チャンバーのみの発生ガス分析を行う。すなわち、チャンバーを３０℃以下から２５０℃に昇温し，キャリアーガス流量１００ｍＬ／ｍｉｎとし、昇温開始から３０分捕集，３０分後加熱停止し，加熱停止後１０分でチャンバー内の温度が２５０から３０℃以下になったところでキャリアーガスを止めて吸着管を取り外す。
【００５６】
この時，Ｃ４０Ｈ８２のピークとその分解物，チャンバー由来のピークと測定系に関わるピーク以外が検出されない事を確認する。
【００５７】
Ｃ４０Ｈ８２以外のピークが一定になるまでチャンバーのベークを繰り返す。
【００５８】
Ｃ４０Ｈ８２以外のピークがほぼ一定になったのを確認した後，実際のサンプル捕集作業に入る。
【００５９】
サンプルからの発生ガス捕集と分析手順
サンプル捕集の直前に，必ずチャンバーのみの発生ガスを捕集し分析する。それで，Ｃ４０Ｈ８２が検出されることの確認とチャンバーからの発生ガス確認を行う。（ブランク測定）
【００６０】
チャンバーを３０℃以下から２５０℃に昇温し，キャリアーガス流量１００ｍＬ／ｍｉｎとし、昇温開始から３０分捕集，３０分後加熱停止し，加熱停止後１０分でチャンバー内の温度が２５０から３０℃以下になったところでキャリアーガスを止めて吸着管を取り外す。
【００６１】
取り外した吸着管を過熱脱着ＧＣ／ＭＳ法で分析する。
【００６２】
定量−標準試料測定
予め、吸着剤が入った吸着管を窒素やＨｅガスを流しながら３００℃で１時間程度ベークし，サンプル測定条件と同一条件で分析し清浄であることを確認しておく。清浄でない場合は，ベークを繰り返し確認測定を行う。
【００６３】
標準試料として，ここでは各１０ｎｇ/μＬの濃度でｎ−ヘキサンに希釈された、炭化水素の炭素数が１０〜３０の偶数数のアルカン成分を用意する。
【００６４】
マイクロシリンジを標準試料を炭化水素の希釈に使用されているｎ−ヘキサンで洗浄する。
【００６５】
標準試料でマイクロシリンジを供洗いする。
【００６６】
標準試料を１μＬ採取し，吸着管の吸着剤めがけてスパイクする。
【００６７】
速やかに，測定条件と同一条件で加熱脱着ＧＣ／ＭＳ法で測定する。
【００６８】
図４に、質量分析データの一例を示す。
【００６９】
質量分析データ
なお、図中、縦軸の相対強度は、検出している試料がイオンで電荷を持っていることから，電流強度に対する相対値に相当するものである。
【００７０】
同様の動作を数回繰り返す。
【００７１】
得られたピーク面積の平均値を算出する。使用する標準試料の単位質量当たりのエリアカウント／ｎｇが得られる。
【００７２】
サンプルの測定結果より，Ｃ２０成分の定量値を求めたい場合は，サンプルのピークのエリアカウントと標準試料を測定した際のＣ２０成分のエリアカウント／ｎｇの係数とから発生ガスの量を算出することができる。この時，求めたいピーク成分と標準として使用した成分が同じであれば特に明記しないが，異なる場合は標準成分からの換算値となるので、使用した成分の換算であることを明記する。
【００７３】
発生ガス量は、下記式で表される。
【００７４】
発生ガス量（ｎｇ）＝サンプルの求めたい成分のピークエリアカウント÷(標準試料の求めたい成分のピークエリアカウント÷標準試料中の求めたい成分の質量)
定量補正−回収率
成分によって回収率が異なるので，求めたい成分そのものか，クロマト上で保持時間（Ｒ．Ｔ）が近い成分の既知量を高沸点ガスによるチャンバー内の暴露の前処理の要領で前処理したチャンバー内の磁気ディスクに載せる。
【００７５】
そして、回収率を求めたい成分の既知量（定量−標準試料測定の際と同一量）を、磁気ディスク上にスパイクする。
【００７６】
その後，サンプルと同様に捕集し、測定する。
【００７７】
図５に測定された質量分析データの一例を示す。
【００７８】
図示するように、Ｃ４０のピークとともに炭素数Ｃ９ないしＣ３０の炭化水素のピークがはっきり現れており、炭化水素が吸着部材に十分捕集されていることがわかる。
【００７９】
先に定量−標準試料で測定した結果と比較し、定量−標準試料で測定した結果を分母として，比率を求める。
【００８０】
なお，回収率調査を求める際に使用した成分を標準試料として使用していない場合は，別途測定する。
【００８１】
求めたい成分の回収率を発生ガス量に乗算して，実際の発生量を算出する。
【００８２】
回収率は、下記式で表される。
【００８３】
回収率（％）＝（求めたい成分の定量補正−回収率でのピークエリアカウント／求めたい成分の定量−標準試料測定でのピークエリアカウント）×１００
図６に改善した例を示す。
【００８４】
図６では、Ｃ２０からＣ３０の炭化水素について、実施例１と同様にして、各１０ｎｇの成分の回収率を測定した。炭素数が偶数の炭化水素のみ測定した。グラフ１０１が実施例で、試料の測定前にチャンバー内をＣ４０Ｈ８２で暴露しており、グラフ１０２は比較例で、チャンバー内をＣ４０Ｈ８２で暴露していない。Ｃ２４以降の炭化水素の回収率は，比較例では５％未満であったのに対して実施例では３０％以上に改善された。
【実施例２】
【００８５】
次に、発生ガスとして、フタル酸ジオクチル（ＤＥＨＰ）までの可塑剤（過去に主に使用されていた可塑剤としてフタル酸ジエチル（ＤＥＰ），フタル酸ジブチル（ＤＢＰ），フタル酸ジオクチル（ＤＥＨＰ）が上げられる）を捕集する目的で，フタル酸エステルと同系統で沸点の高い成分フタル酸ジイソノニルを使用してチャンバー内を暴露する。
【００８６】
以下，実施例１の炭化水素の場合と同様にして、測定を行い、発生ガス量、回収率を計算することができる。
【００８７】
これにより、Ｃ２６と同様のＲ．Ｔにピークが出現し、極性物質であるためＣ２６よりチャンバー内壁に吸着し易く回収率が悪いＤＥＨＰであっても回収率が改善される結果が得られる。
【００８８】
以上の様に，これらの実施形態又は実施例によれば、測定したい成分より同系統で，より沸点の高い成分を用いて予めチャンバー内を暴露することで，より高回収率で目的成分を測定する事が可能となる。場合によっては，測定出来なかった成分の測定が可能となる。
【００８９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
半導体やその関連製品・構成材料，建築部材・建物の内装材，自動車内装材など一般的な製品・部品・構成材料における発生ガスの検査・評価。
【符号の説明】
【００９１】
１…チャンバー、２…給気部、３…排気部、４…吸着部、５…吸着部材、１０…捕集装置、１３…吸着剤
【図１】
0005150749.tif 000002
【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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