(57)【要約】【課題】流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定できるようにする。【解決手段】流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定する結晶子径測定方法であって、流動物を被検試料７として保持する試料槽部５、試料槽部５に連通する試料導入部３、および、試料槽部５に連通する試料排出部４を有する試料ホルダー１を使用し、試料導入部３を通して被検試料７を試料槽部５に導入することにより、試料槽部５に被検試料７を保持するステップと、試料槽部５に保持した被検試料７を対象にＸ線回折測定を行うステップと、Ｘ線回折測定の測定結果を基に固体粒子の結晶子径を求めるステップと、を含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定する結晶子径測定方法であって、
前記流動物を被検試料として保持する試料槽部、前記試料槽部に連通する試料導入部、および、前記試料槽部に連通する試料排出部を有する試料ホルダーを使用し、
前記試料導入部を通して前記被検試料を前記試料槽部に導入することにより、前記試料槽部に前記被検試料を保持するステップと、
前記試料槽部に保持した前記被検試料を対象にＸ線回折測定を行うステップと、
前記Ｘ線回折測定の測定結果を基に前記固体粒子の結晶子径を求めるステップと、
を含む結晶子径測定方法。
【請求項２】
前記試料槽部に前記被検試料を保持するステップでは、前記試料導入部を通して前記被検試料を前記試料槽部に導入する一方、前記試料排出部を通して前記被検試料を前記試料槽部から排出することにより、前記試料槽部に前記被検試料を保持する
請求項１に記載の結晶子径測定方法。
【請求項３】
前記Ｘ線回折測定で使用する特性Ｘ線を透過する試料槽カバーを前記試料槽部に被せた状態で前記Ｘ線回折測定を行う
請求項１または２に記載の結晶子径測定方法。
【請求項４】
前記特性Ｘ線以外の波長を前記試料槽カバーで減衰させる
請求項３に記載の結晶子径測定方法。
【請求項５】
前記試料槽カバーとして金属箔を用いる
請求項３または４に記載の結晶子径測定方法。
【請求項６】
前記金属箔がニッケル箔である
請求項５に記載の結晶子径測定方法。
【請求項７】
流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定する際に用いられる試料ホルダーであって、
前記流動物をＸ線回折測定の被検試料として保持する試料槽部と、
前記試料槽部に連通する状態で設けられ、前記試料槽部に前記被検試料を導入可能な試料導入部と、
前記試料槽部に連通する状態で設けられ、前記試料槽部から前記被検試料を排出可能な試料排出部と、
を有する試料ホルダー。
【請求項８】
固体粒子を含む流動物を処理する処理部と、
前記流動物に含まれる固定粒子の結晶子径を測定する測定部と、
を有し、
前記測定部は、請求項７に記載の試料ホルダーを有し、前記試料ホルダーに保持される流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定するものであり、
前記処理部から前記試料ホルダーに流動物を供給するための第１流路と、
前記試料ホルダーから前記処理部に流動物を戻すための第２流路と、
を備える流動物の製造システム。
【請求項９】
固体粒子を含む流動物を処理する処理工程を含む、流動物の製造方法であって、
前記処理工程で処理する前記流動物に含まれる前記固体粒子の結晶子径を、請求項１〜６のいずれか１項に記載の結晶子径測定方法によって測定し、該測定結果に基づいて前記処理工程における前記流動物の処理条件を制御する
流動物の製造方法。
【請求項１０】
固体粒子を含む流動物を処理する処理部と、
前記流動物に含まれる固定粒子の結晶子径を測定する測定部と、
を有し、
前記測定部は、請求項７に記載の試料ホルダーを有し、前記試料ホルダーに保持される流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定するものであり、
前記処理部から前記試料ホルダーに流動物を供給するための第１流路と、
前記試料ホルダーから前記処理部に流動物を戻すための第２流路と、
を備える流動物の品質管理システム。
【請求項１１】
固体粒子を含む流動物を処理する処理工程で生成される前記流動物の品質を管理する、流動物の品質管理方法であって、
前記処理工程で処理する前記流動物に含まれる前記固体粒子の結晶子径を、請求項１〜６のいずれか１項に記載の結晶子径測定方法によって測定し、該測定結果に基づいて前記流動物の品質を管理する
流動物の品質管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶子径測定方法、試料ホルダー、流動物の製造システム、流動物の製造方法、流動物の品質管理システム、および、流動物の品質管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料に含まれる物質の結晶性に関する情報（以下、「結晶情報」という。）を得る方法の一つとしてＸ線回折（X‐ray diffraction）がある。Ｘ線回折は、原子が規則正しく配列している物質に、原子の間隔と同程度の波長のＸ線を入射したときに、各原子で散乱されたＸ線が、ある特定の方向で干渉し合って強いＸ線（以下、「回折Ｘ線」という。）を発生させる現象であって、材料の特性を把握する場合に利用される分析方法の一つである。本書では、このようなＸ線回折現象を利用した測定を「Ｘ線回折測定」という。
【０００３】
物質の結晶情報の一つである結晶子径は、Ｘ線回折測定の測定結果から求めることができる。具体的には、Ｘ線回折測定の測定結果として得られた回折パターン（Ｘ線回折図形）のなかに、対象となる物質に由来する回折ピークが含まれている場合、この回折ピークの広がり度合いは、その物質の結晶子径が小さくなるほど大きくなる。このため、その物質に由来する回折ピークの広がり度合いを調べることによって、その物質の結晶子径を求めることができる。
【０００４】
結晶子径の算出にはシェラー法が広く一般的に用いられている。このシェラー法では、回折ピークの広がりを決める指標として回折ピークの半価幅を採用している。そして、測定光学系による半価幅の広がり分を差し引いた回折ピークの半価幅の広がりが、結晶子径によって起こるという仮定のもとに、材料に含まれる物質の結晶子径を算出している（たとえば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１４５１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来においては、粉末の固体粒子を対象にＸ線回折測定を行い、その測定結果に基づいて固体粒子の結晶子径を測定することは行われているものの、流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定する方法は開示されていなかった。
【０００７】
本発明の主な目的は、流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（第１の態様）
本発明の第１の態様は、
流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定する結晶子径測定方法であって、
前記流動物を被検試料として保持する試料槽部、前記試料槽部に連通する試料導入部、および、前記試料槽部に連通する試料排出部を有する試料ホルダーを使用し、
前記試料導入部を通して前記被検試料を前記試料槽部に導入する一方、前記試料排出部を通して前記被検試料を前記試料槽部から排出することにより、前記試料槽部に前記被検試料を保持するステップと、
前記試料槽部に保持した前記被検試料を対象にＸ線回折測定を行うステップと、
前記Ｘ線回折測定の測定結果を基に前記固体粒子の結晶子径を求めるステップと、
を含む結晶子径測定方法である。
（第２の態様）
本発明の第２の態様は、
前記試料槽部に前記被検試料を保持するステップでは、前記試料導入部を通して前記被検試料を前記試料槽部に導入する一方、前記試料排出部を通して前記被検試料を前記試料槽部から排出することにより、前記試料槽部に前記被検試料を保持する
上記第１の態様に記載の結晶子径測定方法である。
（第３の態様）
本発明の第３の態様は、
前記Ｘ線回折測定で使用する特性Ｘ線を透過する試料槽カバーを前記試料槽部に被せて前記Ｘ線回折測定を行う
上記第１または第２の態様に記載の結晶子径測定方法である。
（第４の態様）
本発明の第４の態様は、
前記特性Ｘ線以外の波長を前記試料槽カバーで減衰させる
上記第３の態様に記載の結晶子径測定方法である。
（第５の態様）
本発明の第５の態様は、
前記試料槽カバーとして金属箔を用いる
上記第３または第４の態様に記載の結晶子径測定方法である。
（第６の態様）
本発明の第６の態様は、
前記金属箔がニッケル箔である
上記第５の態様に記載の結晶子径測定方法である。
（第７の態様）
本発明の第７の態様は、
流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定する際に用いられる試料ホルダーであって、
前記流動物をＸ線回折測定の被検試料として保持する試料槽部と、
前記試料槽部に連通する状態で設けられ、前記試料槽部に前記被検試料を導入可能な試料導入部と、
前記試料槽部に連通する状態で設けられ、前記試料槽部から前記被検試料を排出可能な試料排出部と、
を有する試料ホルダーである。
（第８の態様）
固体粒子を含む流動物を処理する処理部と、
前記流動物に含まれる固定粒子の結晶子径を測定する測定部と、
を有し、
前記測定部は、上記第７の態様に記載の試料ホルダーを有し、前記試料ホルダーに保持される流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定するものであり、
前記処理部から前記試料ホルダーに流動物を供給するための第１流路と、
前記試料ホルダーから前記処理部に流動物を戻すための第２流路と、
を備える流動物の製造システムである。
（第９の態様）
本発明の第９の態様は、
固体粒子を含む流動物を処理する処理工程を含む、流動物の製造方法であって、
前記処理工程で処理する前記流動物に含まれる前記固体粒子の結晶子径を、上記第１〜第６の態様のいずれか１つに記載の結晶子径測定方法によって測定し、該測定結果に基づいて前記処理工程における前記流動物の処理条件を制御する
流動物の製造方法である。
（第１０の態様）
本発明の第１０の態様は、
固体粒子を含む流動物を処理する処理部と、
前記流動物に含まれる固定粒子の結晶子径を測定する測定部と、
を有し、
前記測定部は、上記第７の態様に記載の試料ホルダーを有し、前記試料ホルダーに保持される流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定するものであり、
前記処理部から前記試料ホルダーに流動物を供給するための第１流路と、
前記試料ホルダーから前記処理部に流動物を戻すための第２流路と、
を備える流動物の品質管理システムである。
（第１１の態様）
本発明の第１１の態様は、
固体粒子を含む流動物を処理する処理工程で生成される前記流動物の品質を管理する、流動物の品質管理方法であって、
前記処理工程で処理する前記流動物に含まれる前記固体粒子の結晶子径を、上記第１〜第６の態様のいずれか１つに記載の結晶子径測定方法によって測定し、該測定結果に基づいて前記流動物の品質を管理する
流動物の品質管理方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る試料ホルダーの構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す試料ホルダーのＡ−Ａ断面図である。
【図３】試料ホルダーに試料槽カバーを設置した状態を示す斜視図である。
【図４】試料ホルダーに試料槽カバーを設置した状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る結晶子径測定方法を説明するフローチャートである。
【図６】試料ホルダーに被検試料を保持した状態を示す断面図である。
【図７】Ｘ線回折測定時の状態を示す断面図である。
【図８】本発明の応用例を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の実施形態においては、次の順序で説明を行う。
１．試料ホルダーの構成
２．結晶子径測定方法
３．実施形態の効果
４．変形例等
５．応用例
【００１２】
＜１．試料ホルダーの構成＞
まず、本発明の実施形態に係る試料ホルダーの構成について説明する。
図１は本発明の実施形態に係る試料ホルダーの構成を示す斜視図であり、図２は図１に示す試料ホルダーのＡ−Ａ断面図である。
図示した試料ホルダー１は、流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定する際に用いられるものである。流動物は、液体中に固体が懸濁している状態のものであって、たとえば、固体粒子としての粉末試料を液体に混ぜ合わせて得られるものである。このため、流動物には所定の濃度で多数の固体粒子が含まれる。
【００１３】
試料ホルダー１は、ホルダー本体２と、試料導入部３と、試料排出部４と、を備えている。
【００１４】
（ホルダー本体）
ホルダー本体２は、平面視四角形（図例では長方形）に形成されている。ホルダー本体２は、たとえば、金属、樹脂などによって構成することができる。ホルダー本体２の上面２ａには、試料槽部５が形成されている。試料槽部５は、流動物を被検試料として保持する部分となる。試料槽部５は、ホルダー本体２に一体に設けられている。具体的には、試料槽部５は、ホルダー本体２の上面２ａから凹状にへこんだ状態で、平面視円形に形成されている。ホルダー本体２の上面２ａを基準とした試料槽部５の深さ寸法は、好ましくは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍに設定することができる。
【００１５】
（試料導入部）
試料導入部３は、試料槽部５に被検試料を導入するために設けられたものである。試料導入部３は、断面長方形をなす扁平な筒状に形成されている。試料導入部３は、たとえば、金属、樹脂などによって構成することができる。試料導入部３は、試料導入部３の長手方向（中心軸方向）の一部をホルダー本体２内に配置することにより、試料槽部５に連通する状態で設けられている。試料導入部３は、ホルダー本体２の側面から外側に突出した状態で配置されている。試料導入部３は、２つの開口３ａ，３ｂを有している。試料導入部３の一方の開口３ａはホルダー本体２の外側に臨んでおり、試料導入部３の他方の開口３ｂは試料槽部５の内周面に臨んでいる。実際に試料導入部３を通して被検試料を試料槽部５に導入する場合、被検試料は一方の開口３ａから他方の開口３ｂに向かって試料導入部３を流れるようになっている。
【００１６】
（試料排出部）
試料排出部４は、試料槽部５から被検試料を排出するために設けられたものである。試料排出部４は、上述した試料導入部３と同様に、断面長方形をなす扁平な筒状に形成されている。また、試料排出部４は、たとえば、金属、樹脂などによって構成することができる。試料排出部４は、試料排出部４の長手方向（中心軸方向）の一部をホルダー本体２内に配置することにより、試料槽部５に連通する状態で設けられている。試料排出部４は、試料導入部３とは反対側で、ホルダー本体２の側面から外側に突出した状態で配置されている。試料排出部４は、２つの開口４ａ，４ｂを有している。試料排出部４の一方の開口４ａは試料槽部５の内周面に臨んでおり、試料排出部４の他方の開口４ｂはホルダー本体２の外側に臨んでいる。また、試料排出部４は、試料槽部５の底部を基準として試料導入部３と同一の高さ位置に配置されている。試料排出部４の一方の開口４ａは、試料槽部５の直径方向において、試料導入部３の他方の開口３ｂと対向（正対）している。実際に試料排出部４を通して被検試料を試料槽部５から排出する場合、被検試料は一方の開口４ａから他方の開口４ｂに向かって試料排出部４を流れる。
【００１７】
上記構成からなる試料ホルダー１は、図３および図４に示すように、試料槽部５に試料槽カバー６を被せて使用する。試料槽カバー６は、試料ホルダー１の構成要素の１つとして取り扱ってもよいし、試料ホルダー１とは別個の構成要素として取り扱ってもよい。すなわち、試料ホルダー１は、試料槽部５が形成されたホルダー本体２と、試料導入部３と、試料排出部４と、を備える構成であってもよいし、これらの構成要素に試料槽カバー６を加えた構成であってもよい。また、流動物を被検試料としてＸ線回折測定を行ううえでは試料槽カバー６を使用することが好ましいものの、試料槽カバー６を使用しなくてもＸ線回折測定を行うことは可能である。また、試料導入部３や試料排出部４については、試料槽部５に連通する孔をそれぞれ試料導入部３や試料排出部４としてホルダー本体２に形成することにより、試料導入部３や試料排出部４を試料槽部５と同様にホルダー本体２と一体に設けることが可能である。その場合、試料ホルダー１は、実質的にホルダー本体２のみによって構成されるか、ホルダー本体２と試料槽カバー６とによって構成される。
【００１８】
（試料槽カバー）
試料槽カバー６は、たとえば、金属箔を用いて構成することができる。試料槽カバー６は、平面視四角形（図例では正方形）に形成されている。試料槽カバー６は、試料槽部５全体を覆い隠せるように、１辺の長さが試料槽部５の直径よりも大きく設定されている。試料槽カバー６の平面視形状は、試料槽部５やこれに保持される被検試料の表面（液面）を覆うことができるものであれば、四角形でも円形でもそれ以外の形状でもかまわない。試料槽カバー６として用いる金属箔は、たとえば、厚さが数百μｍ程度のもので、表面および裏面が平滑（平坦）なものを使用することが可能である。金属箔としては、Ｘ線回折測定で使用する特性Ｘ線以外の波長を効果的に減衰させるものを採用することが好ましい。たとえば、特性Ｘ線としてＣｕ（銅）−Ｋα線を用いる場合は、金属箔としてニッケル箔を用いることが好ましい。
【００１９】
＜２．結晶子径測定方法＞
次に、本発明の実施形態に係る結晶子径測定方法について説明する。
図５は本発明の実施形態に係る結晶子径測定方法を説明するフローチャートである。本発明の実施形態に係る結晶子径測定方法では、Ｘ線回折測定の測定結果を用いて固体粒子の結晶子径を求める。Ｘ線回折測定には反射法と透過法とがあるが、本実施形態では透過法ではなく反射法を適用する。以下、各ステップについて説明する。
【００２０】
（ステップＳ１）
まず、ステップＳ１では、図示しない貯槽に貯留された被検試料を貯槽から試料ホルダー１に向けて移送する。ここで移送する被検試料は、被検対象の固体粒子を含む流動物である。被検試料の移送は、たとえば、液送ポンプ、コンポジットサンプラー等を用いて行うことができる。液相ポンプを用いる場合は、常時稼働の液送ポンプで試料ホルダー１に被検試料を供給し続けてもよい。また、定時（たとえば、３０分おき）にポンプを作動して被検試料を移送（貯槽から採取）できるコンポジットサンプラーなどを用いる場合は、貯槽内で被検試料（流動物）を採取し、試料ホルダー１の試料導入部３へと移送することもできる。
【００２１】
（ステップＳ２）
次に、ステップＳ２では、上記ステップＳ１で移送した被検試料を試料ホルダー１で保持する。その際、試料導入部３を通して被検試料を試料槽部５に導入する一方、試料排出部４を通して被検試料を試料槽部５から排出することにより、試料槽部５に被検試料を保持する。具体的には、試料ホルダー１へと移送した被検試料を試料導入部３の一方の開口３ａから取り込むとともに、取り込んだ被検試料を試料導入部３の他方の開口３ｂから送り出すことにより、ホルダー本体２の試料槽部５に被検試料を導入する。このとき、被検試料の導入に先立って、図３および図４に示すように、ホルダー本体２の試料槽部５に試料槽カバー６を被せる。試料槽カバー６を被せるタイミングは、被検試料の導入を開始した後でもよい。いずれにしても、試料槽部５に試料槽カバー６を被せると、試料槽カバー６がホルダー本体２の上面２ａに接した状態で支持される。このため、試料槽カバー６の下面は、ホルダー本体２の上面２ａと面一に配置される。試料ホルダー１を用いてＸ線回折測定を行う場合、Ｘ線回折測定の基準面（測定面）は、試料槽部５の開口部分でホルダー本体２の上面２ａと同一平面に設定される。このため、試料槽部５に試料槽カバー６を被せた状態では、試料槽カバー６の下面がＸ線回折測定の基準面（図６のＲｅｆ．）に一致することになる。
【００２２】
また、試料導入部３を通して試料槽部５に被検試料を導入すると、試料槽部５に被検試料が溜まる。また、試料槽部５に導入した被検試料は、試料排出部４を通してホルダー本体２の外部に排出される。このとき、試料導入部３を通した被検試料の導入量と、試料排出部４を通した被検試料の排出量とのバランスをとることにより、図６に示すように、試料槽部５の内部を被検試料７で満たす。そうすると、試料槽部５に導入した被検試料７の表面（液面）が、試料槽カバー６の下面に倣う。このため、被検試料７の表面を基準面（Ｒｅｆ．）に一致させることができる。また、試料槽部５内の被検試料７が試料導入部３から試料排出部４に向かって流れていても、被検試料７の表面を基準面に一致させた状態を維持することができる。
【００２３】
上記ステップＳ２においては、試料槽部５に溜まった被検試料が、ホルダー本体２と試料槽カバー６との接触界面から漏出しないように、試料槽カバー６の周縁部を図示しない押さえ部材で上から押さえてもよい。また、ホルダー本体２と試料槽カバー６との接触界面に、必要に応じて、漏出防止のためのシール部材（不図示）を設けてもよい。なお、ステップＳ２において、「試料槽部５に被検試料７を保持する」とは、被検試料７の表面がＸ線回折測定の基準面に一致するように、試料槽部５内に所定量の被検試料７を溜めた状態に維持することと実質的に同義である。
【００２４】
（ステップＳ３）
次に、ステップＳ３では、上記ステップＳ２で試料槽部５に保持した被検試料７を対象に、Ｘ線回折測定装置を用いてＸ線回折測定を実施する。結晶子径測定を目的としたＸ線回折測定には、角度分解能が高い集中光学系、具体的には、ブラッグ−ブレンターノ集中光学系を用いた２θ−θ反射法を適用することが望ましい。ブラッグ−ブレンターノ集中光学系は、Ｘ線の入射角度と回折角度との関係が１：２の関係を満たすように構成された集中光学系である。入射角度とは、被検試料に入射する入射Ｘ線（特性Ｘ線）の角度であり、回折角度とは、入射Ｘ線と回折Ｘ線とがなす角度である。ブラッグ−ブレンターノ集中光学系では、Ｘ線を発生するＸ線源と、被検試料の表面と、回折Ｘ線を制限する受光スリットとを、同一円周上に配置する。そして、受光スリットを通過したＸ線の強度をＸ線検出器で検出する。
【００２５】
Ｘ線回折測定では、図７に示すように、試料槽部５に保持された被検試料７に対して特性Ｘ線を入射する。本実施形態では、好ましい１つの例として、特性Ｘ線にＣｕ−Ｋα線を用い、このＣｕ−Ｋα線を被検試料７の表面に入射する。そして、入射角度（θ）と回折角度（２θ）との関係を１：２の関係に維持しながら、Ｘ線源や受光スリット、Ｘ線検出器の位置を相対的に変化させることにより、Ｘ線回折測定を行う。
【００２６】
ちなみに、図７においては、被検試料７に対して左上方から入射Ｘ線が入射したときに、被検試料７の表面で反射したＸ線（回折Ｘ線）が右上方に向かって進んでいる様子を模式的に示している。この場合、特性Ｘ線としてＣｕ−Ｋα線を用い、試料槽カバー６にニッケル箔を用いると、試料槽部５に被せた試料槽カバー６を透過して特性Ｘ線が被検試料７の表面に入射するとともに、そこで反射したＸ線が試料槽カバー６を透過してＸ線検出部に向かう。これに対して、特性Ｘ性以外の波長（本形態例ではＣｕ−Ｋβ線など）は、試料槽カバー６によって減衰される。このため、Ｘ線回折測定では、特性Ｘ線の波長に対して、特性Ｘ線以外の波長が相対的に弱められる。
【００２７】
また、Ｘ線回折測定で被検試料７とする流動物は、測定中に試料槽部５内を移動（流動）することになるが、このような状況でも、流動物に含まれる固体粒子を対象にＸ線回折測定を行うことは可能である。その理由は次のとおりである。
【００２８】
被検試料７に入射する入射Ｘ線は、図７に二点鎖線で示すように、所定の角度で発散しながら被検試料７の表面に到達し、そこで反射したＸ線が所定の角度で収束しながらＸ線検出器に向かう。このため、被検試料７に照射されるＸ線の照射領域は、ある程度の面積をもつ。これに対して、被検試料７の液体中には多数の固体粒子が所定の濃度で存在するとともに、各々の固体粒子の向きが被検試料７の移動によって常に変化している。そうした状況では、結晶格子面が上を向いた固体粒子が、被検試料７の表面に、ほぼ一定の割合で存在する。このため、Ｘ線回折測定の測定結果として得られるＸ線回折パターン（Ｘ線回折図形）のなかには、固体粒子に由来する回折ピークが所定の強度で現れる。よって、流動物に含まれる固体粒子を対象にＸ線回折測定を行うことができる。
【００２９】
なお、ステップＳ３におけるＸ線回折測定では、試料導入部３からの継続的な被検試料７の導入により、ホルダー本体２の試料槽部５内を被検試料７が移動し、この移動中の被検試料７の表面にＸ線が照射される。このため、試料排出部４を通して試料槽部５から排出される被検試料７のなかには、Ｘ線回折測定後の被検試料７が含まれる。
【００３０】
（ステップＳ４）
次に、ステップＳ４では、Ｘ線回折測定の測定結果に基づいて、被検試料７に含まれる固体粒子に由来する回折ピークと、試料ホルダー１に設置した試料槽カバー６に由来する回折ピークとを検出する。Ｘ線回折測定の測定結果は、たとえば、縦軸に回折強度（Ｉ）、横軸に回折角度（２θ）をとったＸ線回折パターンとして得られるため、この回折パターンのなかから、固体粒子に由来する回折ピークと、試料槽カバー６に由来する回折ピークとを検出する。この場合、固体粒子と試料槽カバー６は、それぞれの物質に固有の回折強度および回折角度で回折ピークが現れる。このため、固体粒子と試料槽カバー６がそれぞれ既知の物質であれば、上述したＸ線回折パターンから、固体粒子に由来する回折ピークと、試料槽カバー６に由来する回折ピークとを検出することができる。
【００３１】
（ステップＳ５）
次に、ステップＳ５では、上記ステップＳ４で検出した、試料槽カバー６に由来する回折ピークを用いて装置定数を補正する。装置定数は、Ｘ線回折測定装置に固有の回折ピークの広がり幅（半値幅）を示すものである。Ｘ線回折測定装置に固有の回折ピークの広がりは、たとえば、空気によるＸ線の散乱、あるいは装置構成上のずれなどに起因して起こる。このため、固体粒子の結晶子径を正確に求めるためには、装置定数を補正する必要がある。装置定数は、回折角と回折ピークの広がりの関係を示す定数であり、一般には標準試料を用いて補正しているが、本実施形態では標準試料を使用しなくても装置定数を補正することが可能となる。
【００３２】
上記ステップＳ３においては、被検試料７を保持する試料槽部５に試料槽カバー６を被せた状態でＸ線回折測定を行うため、その測定結果として得られるＸ線回折パターンのなかに、試料槽カバー６に由来する回折ピークが現れる。この試料槽カバー６に由来する回折ピークの広がり幅が、Ｘ線回折測定装置に固有の回折ピークの広がり幅となる。そこで本実施形態では、固体粒子に由来する回折ピークから、所定の回折角度に対する回折ピークの半値幅（β１）を算出するとともに、試料槽カバー６に由来する回折ピークから、上記所定の回折角度に対する回折ピークの半値幅（β２）を算出する。そして、それらの差分（β１−β２）をとることにより、回折ピークの広がり幅とすることができる。
【００３３】
（ステップＳ６）
次に、ステップＳ６では、上記ステップＳ５で補正済みの回折ピークの広がり幅（半値幅）を適用して、固体粒子の結晶子径を算出する。具体的には、シェラー法によって結晶子径を求める。シェラー法は、ある物質の結晶子径を下記（１）式により求める方法である。
Ｄ＝Ｋ×λ／（β×ｃｏｓθ）        …（１）
【００３４】
上記（１）式は、シェラーの式と呼ばれるもので、式中、Ｋはシェラーの定数（Ｋ＝０．９とする）、Ｄは結晶子径（単位はｎｍ）、λは入射Ｘ線の波長（単位はｎｍ）、βは固体粒子の結晶子径による回折ピークの広がり幅（単位はｒａｄ．）、θはブラッグ角（回折ピークの回折角度２θの半分：単位はｄｅｇ．）である。
【００３５】
上記（１）式から分かるように、固体粒子の結晶子径は、固体粒子に由来する回折ピークの広がり幅が広くなるほど小さな値となり、狭くなるほど大きな値となる。また、ステップＳ６で算出する結晶子径は、上記ステップＳ３のＸ線回折測定でＸ線を照射したときに被検試料７の表面に存在する所定数の固体粒子の平均的な結晶子径となる。
【００３６】
＜３．実施形態の効果＞
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果が得られる。
【００３７】
（ａ）本実施形態においては、固体粒子を含む流動物からなる被検試料７を試料ホルダー１に保持してＸ線回折測定を行うとともに、その測定結果に基づいて固体粒子の結晶子径を求める。また、試料導入部３を通して被検試料７を試料槽部５に導入することにより、試料槽部５に被検試料７を保持する。これにより、流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定することが可能となる。
【００３８】
（ｂ）本実施形態においては、試料導入部３を通して被検試料７を試料槽部５に導入するとともに、試料排出部４を通して被検試料７を試料槽部５から排出することにより、試料槽部５に被検試料７を保持する。これにより、試料槽部５内で被検試料７を移動させながらＸ線回折測定を行うことができる。
【００３９】
（ｃ）本実施形態においては、被検試料７を保持する試料槽部５に試料槽カバー６を被せてＸ線回折測定を行う。これにより、Ｘ線回折測定の基準面を試料槽カバー６で維持することができる。これに対して、試料槽カバー６を使用しない場合は、被検試料７の表面（液面）に、被検試料７の移動などによってうねり（凹凸）が生じ、その影響で、固体粒子に由来する回折ピークがぼけてしまったり、ブロードな回折ピークになったりするおそれがある。その点、試料槽カバー６を使用すれば、基準面を真っ直ぐ平坦に維持することができるため、固体粒子に由来するシャープな回折ピークを用いて結晶子径を求めることができる。
【００４０】
（ｄ）本実施形態においては、試料槽部５に被せた試料槽カバー６で特性Ｘ線以外の波長を減衰させる。これにより、Ｘ線回折測定の測定結果として得られるＸ線回折パターンにおいて、固体粒子に由来する回折ピークの形状を最適化することができる。
【００４１】
（ｅ）本実施形態においては、試料槽カバー６に金属箔を用いる。これにより、たとえば金属箔の代わりにガラス板などを用いる場合に比べて、試料槽カバー６に由来する回折ピークの広がりを抑えることができる。
【００４２】
（ｆ）本実施形態においては、試料槽カバー６に用いる金属箔をニッケル箔で構成している。これにより、特性Ｘ線として一般的なＣｕ−Ｋα線を使用する場合に、特性Ｘ線に対して試料槽カバー６に高い透過性をもたせることができるとともに、それ以外の波長（Ｃｕ−Ｋβ線）等を試料槽カバー６で効率良くカットすることができる。また、標準試料を使用しなくても試料槽カバー６に由来する回折ピークを用いて装置定数を補正することができる。ニッケルは回折ピークの数が少ないため、ニッケルの回折ピークを外して被検試料の回折ピークを出現させることが可能となる。その結果、種々の固体粒子に対して試料槽カバー６を汎用的に使用することが可能となる。
【００４３】
＜４．変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
【００４４】
たとえば、上記実施形態においては、試料槽カバー６に用いる金属箔の好適な例としてニッケル箔を挙げたが、これに限らず、特性Ｘ線を透過する性質を有するものであればよい。たとえば、特性Ｘ線としてＦｅ（鉄）−Ｋα線を用いる場合は、金属箔としてクロム箔を用いることが好ましく、特性Ｘ線としてＭｏ（モリブデン）−Ｋα線を用いる場合は、金属箔としてチタン箔を用いることが好ましい。ほかにも、ニッケル箔にくらべて特性Ｘ線の透過率が落ちるものの、アルミニウム箔を用いることもできる。また、試料槽カバー６は金属箔に限らず、たとえば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの高分子フィルムを用いることも可能である。
【００４５】
また、上記実施形態においては、試料ホルダー１を平面視四角形とし、試料槽部５を平面視円形としたが、これに限らず、試料ホルダー１の形状や試料槽部５の形状はそれぞれ変更が可能である。また、試料導入部３や試料排出部４の位置、形状、大きさなども適宜変更が可能である。たとえば、上記実施形態においては、試料導入部３と試料排出部４を同一の高さ位置に配置しているが、これに限らず、たとえば、試料導入部３を試料排出部４よりも高位または低位に配置してもよい。
【００４６】
また、上記実施形態においては、ホルダー本体２の試料槽部５に保持した被検試料７を試料導入部３から試料排出部４に向けて移動させ、この移動中にＸ線回折測定を行うものとしたが、これに限らず、試料槽部５内に被検試料７を静置（被検試料７の移動を停止）した状態でＸ線回折測定を行ってもよい。その場合、固体粒子の結晶子測定方法は、以下のような手順で行う。
【００４７】
まず、試料導入部３を通して被検試料７を試料槽部５に導入することにより、試料槽部５に被検試料７を保持する。このとき、適当なタイミングで試料排出部７またはこれにつながる試料排出路を塞ぐことにより、被検試料７の表面が基準面に一致するように試料槽部５に被検試料７を溜める。また、試料槽部５に被検試料７を導入するにあたっては、必要に応じて、試料槽部５に試料槽カバー６を被せておく。
次に、試料槽部５に保持した被検試料７を対象にＸ線回折測定を行う。
次に、Ｘ線回折測定の測定結果を基に固体粒子の結晶子径を求める。
次に、試料排出部４を通して被検試料７を試料槽部５から排出する。被検試料７の排出は、Ｘ線回折測定を終えた後で、かつ、固体粒子の結晶子径を求める前に行ってもよいし、固体粒子の結晶子を求めるのと並行して行ってもよい。
【００４８】
＜５．応用例＞
本発明は、固体粒子を含む流動物（たとえば、懸濁液など）の製造システム、該流動物の製造方法、該流動物の品質検査システム、該流動物の品質検査方法に応用可能である。以下、図８の概念図を用いて説明する。
【００４９】
（流動物の製造システム）
本発明の応用例に係る流動物の製造システムは、固体粒子を含む流動物を処理する処理部１１と、その流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定する測定部１２と、を有する。処理部１１は、流動物の製造工程１０に設けられる。以降の説明では、流動物の製造工程１０のなかで、流動物を処理する工程を「処理工程」という。測定部１２には、上記実施形態に係る試料ホルダー１が設けられる。処理部１１と試料ホルダー１とは、第１流路１４と第２流路１５でつながっている。第１流路１４は、処理部１１から試料ホルダー１に流動物を供給するためのものである。測定部１２は、試料ホルダー１に保持される流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定する。第２流路１５は、試料ホルダー１から処理部１１に流動物を戻すためのものである。第１流路１４は処理部１１から分岐するように形成し、第２流路１５は処理部１１に合流するように形成すればよい。また、流動物の移送は、たとえば、液送ポンプ、コンポジットサンプラー等を用いて行えばよい。
【００５０】
上記構成からなる流動物の製造システムにおいては、被検試料となる流動物が、処理部１１から第１流路１４を通して試料ホルダー１に供給される。これにより、試料ホルダー１に流動物が保持されるとともに、その流動物に含まれる固体粒子の結晶子径が測定部１２で測定される。結晶子径の測定方法は、上記実施形態で述べたとおりである。また、試料ホルダー１に保持され、かつ、結晶子径の測定が行われた流動物は、試料ホルダー１から第２流路１５を通して処理部１１に戻される。
【００５１】
このような製造システムでは、処理部１１と測定部１２との間で、第１流路１４および第２流路１５を用いて流動物を連続的に流して、その流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を連続的に測定することが可能となる。また、こうした結晶子径の連続的な測定は、予め決められた所定時間にわたって行うことが可能である。また、予め決められた所定時間間隔で繰り返して行うことも可能である。あるいは、予め決められた所定時刻に行うことも可能である。所定時刻に行う場合は、その時刻になったときに、処理部１１から試料ホルダー１に流動物の供給を開始することにより、その時刻に処理部１１で処理している流動物のみを対象に結晶子径の測定を行うことが可能となる。
上記流動物の製造システムによれば、流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定によって確認しながら流動物を製造することができる。
【００５２】
（流動物の製造方法）
本発明の応用例に係る流動物の製造方法は、固体粒子を含む流動物を処理する処理工程を含む、流動物の製造方法であって、処理工程で処理する流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を、上記実施形態に係る結晶子径測定方法によって測定し、該測定結果に基づいて処理工程における流動物の処理条件を制御するものである。流動物の処理条件としては、たとえば、流動物の処理時間（処理の終点）、あるいは処理温度などを挙げることができる。
上記流動物の製造方法によれば、処理工程で処理する流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定によって確認しながら流動物の処理条件を適切に制御することができる。
【００５３】
（流動物の品質管理システム）
本発明の応用例に係る流動物の品質管理システムは、上記流動物の製造システムと同様に、固体粒子を含む流動物を処理する処理部１１と、流動物に含まれる固定粒子の結晶子径を測定する測定部１２と、第１流路１４と、第２流路１５と、を有する。測定部１２は、上記実施形態に係る試料ホルダー１を有し、この試料ホルダー１に保持される流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定する。第１流路１４は、処理部１１から試料ホルダー１に流動物を供給するための流路であり、第２流路１５は、試料ホルダー１から処理部１１に流動物を戻すための流路である。
【００５４】
このような品質管理システムでは、上記製造システムと同様に、処理部１１と測定部１２との間で、第１流路１４および第２流路１５を用いて流動物を連続的に流して、その流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を連続的に測定することが可能となる。また、こうした結晶子径の連続的な測定は、予め決められた所定時間にわたって行うことが可能である。また、予め決められた所定時間間隔で繰り返して行うことも可能である。あるいは、予め決められた所定時刻に行うことも可能である。所定時刻に行う場合は、その時刻になったときに、処理部１１から試料ホルダー１に流動物の供給を開始することにより、その時刻に処理部１１で処理している流動物のみを対象に結晶子径の測定を行うことが可能となる。
上記流動物の品質管理システムによれば、流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定によって確認しながら流動物の品質を管理することができる。
【００５５】
（流動物の品質管理方法）
本発明の応用例に係る流動物の品質管理方法は、固体粒子を含む流動物を処理する処理工程で生成される流動物の品質を管理する、流動物の品質管理方法であって、処理工程で処理する流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を、上記実施形態に係る結晶子径測定方法によって測定し、該測定結果に基づいて流動物の品質を管理するものである。流動物の品質は、流動物に含まれる固体粒子の結晶子径が、予め決められた規定値に近いほど高いものとなる。このため、たとえば、測定によって得られる結晶子径の値（測定値）と上記規定値との差に基づいて流動物の品質の高さを判断することができる。あるいは、上記規定値を中心に結晶子径の許容範囲を設定しておけば、測定によって得られた結晶子径が許容範囲に含まれるか否かによって、流動物の品質の良否を判断することができる。
上記流動物の品質管理方法によれば、処理工程で処理する流動物に含まれる固体粒子の結晶子径を測定によって確認しながら流動物の品質を管理することができる。
【００５６】
なお、上記図８においては、結晶子径の測定部１２を流動物の製造工程１０や処理工程とは別に設けているが、これに限らず、流動物の製造工程１０や処理工程にインラインで測定部１２を設けてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…試料ホルダー
２…ホルダー本体
３…試料導入部
４…試料排出部
５…試料槽部
６…試料槽カバー
７…被検試料
【図１】
2017138302.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2017138302.tif 000006
【図５】
2017138302.tif 000007
【図６】
2017138302.tif 000008
【図７】
2017138302.tif 000009
【図８】
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