(57)【要約】【課題】小角Ｘ線散乱測定を用いて、ポリマーの相分離構造を解析する方法を提供する。【解決手段】ポリマーの相分離構造を解析するための小角Ｘ線散乱測定方法であって、前処理として試料を重金属で染色する工程を含むことを特徴とし、小角Ｘ線散乱専用装置や放射光施設のみならず、小角Ｘ線散乱光学系アタッチメントが付属した汎用Ｘ線回折装置を用いた小角Ｘ線散乱測定により、ポリマーの相分離構造の解析を可能とする方法を提供する。【選択図】図１
2017015612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小角Ｘ線散乱光学系アタッチメントが付属した汎用Ｘ線回折装置を用いてポリマーの相分離構造を解析するための方法であり、前処理として試料を重金属で染色する工程を含む小角Ｘ線散乱測定方法。
【請求項２】
請求項１のポリマーが不飽和結合を含まない成分と不飽和結合を含む成分からなるブロック共重合体であることを特徴とする小角Ｘ線散乱測定方法。
【請求項３】
請求項１のポリマーがスチレン‐ブタジエンブロック共重合体であることを特徴とする小角Ｘ線散乱測定方法。
【請求項４】
請求項１の重金属が四酸化オスミウム（ＯｓＯ４）であることを特徴とする小角Ｘ線散乱測定方法。
【請求項５】
請求項１のＸ線回折装置のＸ線出力が３ｋＷ以下であることを特徴とする小角Ｘ線散乱測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は小角Ｘ線散乱測定を用いてポリマーの相分離構造を解析するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリマーの物性に影響を与える相分離構造の解析は、通常、試料を薄片化する工程および重金属により電子染色する工程を経たのちに、透過型電子顕微鏡（以下、ＴＥＭと呼ぶ）を用いて観察することにより行う。（例えば特許文献１、２）
【０００３】
しかしながら、ＴＥＭ観察は局所的な観察であるため平均的な評価には向かない上、薄片化工程には手間がかかる。
【０００４】
一方、小角Ｘ線散乱は、ＴＥＭ観察と比較して、相分離構造に関する平均的な情報を得ることが可能である。
【０００５】
しかしながら、ポリマーのような軽元素のみからなる試料の小角Ｘ線散乱測定では、Ｘ線散乱強度が低く、ポリマーの相分離構造の解析は困難であった。そのため、通常ポリマーの小角Ｘ線散乱測定には、汎用Ｘ線回折装置と比較してＸ線出力の高い、小角Ｘ線散乱専用装置（例えば株式会社リガク製、ＮＡＮＯ‐Ｖｉｅｗｅｒ）、もしくは、放射光施設（例えばＳＰｒｉｎｇ‐８）を利用することが必要であった。（例えば特許文献３、４）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３１８４７０
【特許文献２】特開２００７−２９２７０２
【特許文献３】特開２００６−２９９１０６
【特許文献４】特開２０１２−１０３２７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記課題に鑑み、小角Ｘ線散乱専用装置や放射光施設を用いることなく、小角Ｘ線散乱光学系アタッチメントが付属した汎用Ｘ線回折装置を用いて、ポリマーの相分離構造を解析する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ポリマーを重金属染色することで、Ｘ線散乱強度を増加させ、相分離構造の解析を可能にしたことである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、小角Ｘ線散乱専用装置や放射光施設のみならず、従来なし得なかった、小角Ｘ線散乱光学系アタッチメントが付属した汎用Ｘ線回折装置を用いた場合にも、ポリマーの相分離構造を解析することが可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は実施例１における、汎用装置を用いて測定した、染色したポリマーフィルムの小角Ｘ線散乱パターンである。
【図２】図２は比較例１における、汎用装置を用いて測定した、染色していないポリマーフィルムの小角Ｘ線散乱パターンである。
【図３】図３は比較例２における、放射光施設を用いて測定した、染色していないポリマーフィルムの小角Ｘ線散乱パターンである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
本発明で測定可能なポリマーは、２種類の単量体からなるブロック共重合体である。好ましくは、不飽和結合を含まない成分と不飽和結合を含む成分からなるブロック共重合体である。例えば、スチレン‐ブタジエンブロック共重合体、スチレン‐イソプレンブロック共重合体である。
【００１３】
本発明での染色に使用可能な重金属としては、四酸化オスミウム（ＯｓＯ４）、四酸化ルテニウム（ＲｕＯ４）である。好ましくは、四酸化オスミウム（ＯｓＯ４）である。
【実施例】
【００１４】
以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１５】
［実施例１］
スチレン‐ブタジエンブロック共重合体（電気化学工業株式会社製）のペレット１．５ｇを、トルエン１３ｇに溶解し、溶液を調製した。この溶液をアルミカップ（直径５ｃｍ）に入れ、室温で１２時間乾燥したのち、さらに１４０℃で２４時間真空乾燥した。その後、アルミカップを剥離し、厚さが約０．５ｍｍのポリマーフィルムを得た。このポリマーフィルムを、縦が約２５ｍｍ、横が約８ｍｍの大きさに切断した。
【００１６】
次に、前処理工程としてポリマーフィルムの重金属染色を行った。このポリマーフィルムを、４％四酸化オスミウム（ＯｓＯ４）水溶液に浸漬した状態で３５℃で３時間静置したのち、ＯｓＯ４水溶液から取り出し、一晩風乾させ、染色したポリマーフィルムを得た。
【００１７】
この染色したポリマーフィルムに対して、小角Ｘ線散乱光学系アタッチメントが付属した汎用Ｘ線回折装置（株式会社リガク製、ＣＢＯ付  ＵｌｔｉｍａＩＶ  小角散乱光学系（ＳＡＸＳ  Ｕｎｉｔ））を用いて、小角Ｘ線散乱測定を行った。測定条件を以下に示す。
Ｘ線源：Ｃｕ封入管（波長λ：０．１５ｎｍ）
印加電圧：４０ｋＶ
電流：４０ｍＡ
Ｘ線出力：１．６ｋＷ
検出器：シンチレーションカウンタ
測定範囲：０．０６°≦２θ≦１．０°
サンプリング幅：０．００５°
計数時間：１０ｓｅｃ／ステップ
【００１８】
図１は、実施例１における小角Ｘ線散乱パターンを示す。
【００１９】
染色したポリマーフィルムを測定した場合には、２θ＝約０．２６°の位置にピークがみられた。このピーク位置２θの値をＢｒａｇｇの式、２ｄｓｉｎθ＝λに代入すると、構造周期ｄは約３５ｎｍとなり、これはポリマーの相分離構造の周期に対応する。
【００２０】
［比較例１］
染色していないポリマーフィルムを実施例１と同様の条件で測定した。
【００２１】
図２は、比較例１における小角Ｘ線散乱パターンを示す。
【００２２】
染色していないポリマーフィルムを測定した場合には、染色したポリマーフィルムと比較して、Ｘ線散乱強度が弱く、相分離構造の周期に対応するピークが明確にみられなかった。
【００２３】
［比較例２］
染色していないポリマーフィルムを放射光施設（高エネルギー加速器研究機構  フォトンファクトリー  Ｘ線小角散乱実験ステーション  ＢＬ‐１５Ａ）を用いて測定した。測定条件を以下に示す。
Ｘ線波長λ：０．１５ｎｍ
検出器：ガスフロー型ＰＳＰＣ検出器
【００２４】
図３は、比較例２における小角Ｘ線散乱パターンを示す。
【００２５】
染色していないポリマーフィルムを放射光施設を用いて測定した場合には、染色したポリマーフィルムを汎用装置を用いて測定した場合と同様に、相分離構造の周期に対応するピークが明確にみられた。
【００２６】
本発明により、小角Ｘ線散乱光学系アタッチメントが付属した汎用Ｘ線回折装置を用いて、ポリマーの相分離構造を解析することが可能になった。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明では、小角Ｘ線散乱光学系アタッチメントが付属した汎用Ｘ線回折装置を用いてポリマーの相分離構造を解析できるため、小角Ｘ線散乱専用装置や放射光施設を用いた解析を行うことなく、ポリマーの開発を行うことが可能になる。
【図１】
2017015612.tif 000003
【図２】
2017015612.tif 000004
【図３】
2017015612.tif 000005