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| タイトル： | 公開特許公報(A)_シリコーン異物の判別方法 |
| 出願番号： | 2008291403 |
| 年次： | 2010 |
| IPC分類： | G01N 21/35 |
特許情報キャッシュ
三分一 和成 JP 2010117272 公開特許公報(A) 20100527 2008291403 20081113 シリコーン異物の判別方法 三菱レイヨン株式会社 000006035 三分一 和成 G01N 21/35 20060101AFI20100430BHJP JPG01N21/35 Z 4 ＯＬ 8 2G059 2G059AA01 2G059BB08 2G059BB09 2G059BB15 2G059CC01 2G059DD01 2G059DD12 2G059EE01 2G059EE12 2G059FF03 2G059FF08 2G059HH01 2G059HH06 2G059MM01 2G059MM02 2G059MM03 本発明は、成形用原料樹脂や樹脂成形品の内部に混入または表面に付着したシリコーン異物を判別するための判別方法に関する。 原料樹脂を溶融成形して得られる製品は、容器類、筐体類、被覆部品類、導光体類など日用品から工業用に至るまでさまざまな用途に幅広く使用されている。多くの場合、それらの製品には、原料樹脂を製造する段階や樹脂を成形する段階で内部に混入または表面に付着した種々の異物が含まれている。 上記の異物の種類は、原料樹脂の製造や樹脂を成形する環境によって異なるが、例えば、生産ラインに構造部材として使用される各種金属材料や樹脂材料の破片類、作業者の衣類に由来する各種繊維類や生体組織（例えば、髪の毛や皮膚の一部）、生産活動に不可欠な製品の一部（例えば、紙製品類）などがある。 それら異物の混入や付着の頻度の許容範囲は、樹脂成形品の用途によって大きく異なるが、例えば、ノートパソコンなどのディスプレイ画面に用いられる液晶表示装置用の導光体や携帯電話の面板などの液晶パネルの被覆体などでは、視認できるレベルのものは、一製品中に一つも許されないほどの厳しい品質管理が求められる場合がある。従って、それらの異物を低減するためには、当該異物が何の物質であるかを特定することが不可欠である。 成形用原料樹脂や樹脂成形品の内部に混入または表面に付着する異物は、数十μｍ以下の大きさしかないものも稀ではないため、それらを定性分析する手段が限定されることも少なくない。例えば、上記のケースに該当する異物には、シリコーン異物がある。シリコーン異物の発生源となるシリコーン物質は、潤滑油やパッキン類をはじめとして、成形用原料樹脂や樹脂成形品の製造工程に多く用いられる物質であるため、成形用原料樹脂や樹脂成形品の内部に混入または表面に付着しやすい。 このような異物の識別方法として、例えば、特許文献１では、リサイクルプラスチックの表面に付着した異物の全反射赤外吸収スペクトルを測定し、特定の波数範囲に吸収を有するかどうかで、それらの異物が何の物質であるかを識別する方法が提案されている特開２００３−２２７７９３号公報 しかしながら、シリコーン物質には、赤外吸収スペクトルの類似したものが多いため、シリコーン異物と、その異物の発生源の可能性のあるシリコーン物質の当該スペクトルを目視で単純比較しただけでは、両者の同一性を特定することが困難な場合が多い。 本発明はこれらの問題点を解決し、成形用原料樹脂や樹脂成形品の内部に混入または表面に付着したシリコーン異物を判別する方法を提供することにある。 本発明の要旨は、成形用原料樹脂もしくは樹脂成形品の内部に混入または表面に付着したシリコーン異物（Ａ）の赤外吸収スペクトルを測定し、下記の赤外吸収スペクトルの面積比Ｓ１〜Ｓ４を得る工程と、 前記シリコーン異物（Ａ）のＳ１〜Ｓ４と、成形用原料樹脂の製造工程もしくは樹脂成形品の成形工程の周辺環境に存在するシリコーン物質（Ｂ）の赤外吸収スペクトルを測定して得られたＳ１〜Ｓ４の照合を行う工程を含むシリコーン異物の判別方法にある。Ｓ１＝波数３０００〜２９２０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積／波数８ ５０〜７４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積Ｓ２＝波数１３００〜１２４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積／波数８ ５０〜７４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積Ｓ３＝波数３０００〜２９２０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積／波数１ ２４０〜９４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積Ｓ４＝波数１３００〜１２４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積／波 数１２４０〜９４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積 本発明によれば、成形用原料樹脂や樹脂成形品の内部に混入または表面に付着したシリコーン異物とその発生源の可能性のあるシリコーン物質とを判別でき、シリコーン異物の発生源を排除できるため、液晶表示装置用の導光体のような高いクリーン度を求められる製品の品質を向上することができる。 本発明の成形用原料樹脂としては、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンスルフィドなどの単独重合体やそれらの単量体単位を含む共重合体、および、それらのブレンド体などが挙げられる。 これらの中で、ポリメチルメタクリレート単量体単位を含む共重合体は、前述の導光体用もしくは面板用の成形用原料樹脂として好適である。 また本発明において樹脂成形品とは、例えば、成形用原料樹脂を金型射出法、シート押出法、もしくは溶融紡糸法することなどによって得られる成形品が挙げられる。 これらの中で、前述の液晶表示装置に用いられる導光体や液晶パネルの面板などが好適なものとして挙げられる。上記の液晶表示装置としては、例えば、ノートパソコンなどのディスプレイ画面に用いられるものが挙げられる。液晶表示装置の構成例としては、反射シート、導光体、プリズムシート、拡散シート、液晶パネルなどからなるユニットが挙げられる。 本発明では、成形用原料樹脂もしくは樹脂成形品の内部に混入または表面に付着したシリコーン異物（Ａ）の赤外吸収スペクトルを測定する。 シリコーン異物（Ａ）は、上記の成形用原料樹脂を製造する段階で内部に混入または表面に付着したり、樹脂成形品を製造する段階で樹脂成形品の内部に混入または表面に付着するシリコーンからなる異物が挙げられる。 該シリコーン異物（Ａ）の発生源となる、成形用原料樹脂の製造工程もしくは樹脂成形品の成形工程の周辺環境に存在するシリコーン物質（Ｂ）としては、例えば、成形用原料樹脂や樹脂成形品の製造工程に使用されている潤滑油、離型剤、パッキン類、シール材、電気絶縁材などのシリコーンからなる物質が挙げられる。 上記のシリコーン異物（Ａ）およびシリコーン物質（Ｂ）は、分子骨格が、主としてシロキサン結合からなり、１官能型（Ｒ３ＳｉＯ０.５）、２官能型（Ｒ2ＳｉＯ）、３官能型（ＲＳｉＯ１.５）、４官能基（ＳｉＯ２）などの基本構成単位からなるシリコーン化合物で、その分子構造は主として、−ＣＨ３、≡Ｓｉ−Ｏ−、≡Ｓｉ−Ｃ≡などの結合から構成される。（Ｒは、水素原子、水酸基、メチル基、フェニル基、長鎖アルキル基、トリフルオロプロピル基、ビニル基などや、それ以外の官能基であってもよく、分子鎖が架橋した構造であってもよい。） 該シリコーン化合物の赤外吸収スペクトルにおいては、通常、波数３０００〜２９２０ｃｍ−１の範囲に−ＣＨ３に由来するＣＨの吸収を示し、波数１３００〜１２４０ｃｍ−１の範囲に≡Ｓｉ−ＣＨ３に由来するＣＨ３の吸収を示し、波数１２４０〜９４０ｃｍ−１の範囲に≡Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ≡に由来する吸収を示し、波数８５０〜７４０ｃｍ−１の範囲に≡Ｓｉ−（ＣＨ３）２に由来する≡Ｓｉ−Ｃ≡およびＣＨ３の吸収を示す。 本発明では、シリコーン異物（Ａ）の赤外吸収スペクトルの面積を測定し、下記の赤外吸収スペクトルの面積比Ｓ１〜Ｓ４を得る。Ｓ１＝波数３０００〜２９２０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積／波数８５０〜７４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積Ｓ２＝波数１３００〜１２４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積／波数８５０〜７４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積Ｓ３＝波数３０００〜２９２０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積／波数１２４０〜９４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積Ｓ４＝波数１３００〜１２４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積／波数１２４０〜９４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積 次に、該シリコーン異物（Ａ）のＳ１〜Ｓ４と、別途測定したシリコーン物質（Ｂ）のＳ１〜Ｓ４の照合を行う。４種類の面積比のうち、１種類しか同一でないか、または、全てが異なる場合、両者を異なるシリコーン化合物と判定する。該シリコーン異物（Ａ）とシリコーン物質（Ｂ）を照合することにより、発生源を特定することができ、成形用原料樹脂や樹脂成形品の内部への混入または表面への付着を低減することが可能となる。 なお、面積比が同一かどうかの判断は、シリコーン物質（Ｂ）の赤外吸収スペクトルの測定を複数回実施し、各面積比の平均値と標準偏差を求め、該平均値に該標準偏差を加えた値（上限値）から、該平均値から該標準偏差を差し引いた値（下限値）の範囲であることが好ましく、シリコーン異物（Ａ）のＳ１〜Ｓ４のうち２種類以上が、シリコーン物質（Ｂ）の対応するＳ１〜Ｓ４の上限値と下限値の範囲内にある場合に同一であると判断する。 なお、シリコーン物質（Ｂ）が複数存在する場合は、それぞれのシリコーン物質の４種類の面積比と比較し、より多く一致したものを同一のシリコーン物質と判定する。 また、面積比で比較することにより、例えば、シリコーン異物（Ａ）またはシリコーン物質（Ｂ）が、ケイ素化合物（例えば、シリカなど）を充填材として含んでいた場合でも正確に判別が可能となる。 本発明の赤外吸収スペクトルの測定では、成形用樹脂原料や樹脂成形品の表面に付着したシリコーン異物（Ａ）は、成形用樹脂原料や樹脂成形品から分離して、シリコーン異物単独の赤外吸収スペクトルを得ることが好ましい。 シリコーン異物（Ａ）を成形用樹脂原料や樹脂成形品から分離する方法は、特に限定されないが、検査対象となる成形用樹脂原料や樹脂成形品を光学顕微鏡で確認しながら針やピンセットを用いて、手作業で採取してもよいし、市販のマニュピレータ付き顕微鏡を利用してもよい。 成形用原料樹脂や樹脂成形品の内部からシリコーン異物（Ａ）を分離する方法の一つとして、成形用原料樹脂や樹脂成形品を溶解する溶剤中に浸漬して溶解することにより分離する方法が挙げられる。 上記の溶剤としては、シリコーン異物（Ａ）を溶解するものでなければ特に限定されず、例えば、クロロホルム、アセトン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。 シリコーン異物（Ａ）が成形用原料樹脂や樹脂成形品の内部にあり、成形用原料樹脂や樹脂成形品を溶解する適当な溶剤がない場合は、例えば、ミクロトーム装置を用いて、シリコーン異物（Ａ）が成形用原料樹脂や樹脂成形品の表面に露出するまで成形用原料樹脂や樹脂成形品を削り出し、樹脂のマトリックス中にシリコーン異物（Ａ）が存在するような薄片状の試験体を用いて赤外吸収スペクトルの測定を行うことができる。 赤外吸収スペクトルの測定は測定サンプルが小さいため、顕微赤外吸収スペクトル（顕微ＩＲスペクトル）を測定することが好ましい。顕微ＩＲスペクトルを得るための測定装置としては、特に限定されず、市販の製品を広く使用することができる。なお、別途スペクトルの補正を必要としないなどの理由から、透過測定によるものが好ましい。 上記の測定は、同一サンプルにおいて、より多くの異なる箇所を測定する（複数回測定する）ことが、判別精度を向上させる上で好ましいが、シリコーン異物には微小なものが多いため、測定箇所に制限がある場合が多いので、１サンプルについて１箇所以上とする。 一方、その比較対象とするシリコーン物質（Ｂ）は、顕微ＩＲスペクトルの測定用として、ある程度まとまったサンプル量を確保できる場合が多いので、同一サンプルについて、異なる箇所をより多く測定することが望ましいが、判別の精度と効率化を考慮した場合、１０〜２０箇所が好ましい。 なお、赤外吸収スペクトルの面積は、例えば、３０００〜２９２０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積の場合、波数３０００ｃｍ−１の位置を示す縦軸の罫線とスペクトルが交差する点と波数２９２０ｃｍ−１の位置を示す縦軸の罫線とスペクトルが交差する点を結んだ直線と吸収曲線に囲まれた範囲の面積とする。他の範囲についても、同様に、各波数の位置を示す縦軸の罫線とスペクトルが交差する点を結んだ直線と吸収曲線に囲まれた範囲の面積とする。 （分析サンプル）シリコーン異物（Ａ）樹脂成形品（ポリメチルメタクリレート系導光体）内部からクロロホルム溶剤で溶かし出したシリコーン異物シリコーン物質（Ｂ１〉上記樹脂成形品の成形用原料樹脂の製造工程おいて、当該樹脂が流れる配管のフランジ部に使用されていた、シリコーン製シール（シリカ充填剤を含むα，ωジヒドロキシジメチルポリシロキサン系縮合１液型液状シリコーンゴム）シリコーン物質（Ｂ２〉上記樹脂成形品を成形する射出成形機において、上記成形用原料樹脂を投入したホッパーから当該成形機に当該樹脂を送る途中配管の接続部に使用されていたシリコーン製パッキン（シリカ充填剤を含むメチルビニル系ミラブル型シリコーンゴム） （シリコーン異物（Ａ）の顕微ＩＲスペクトル測定）顕微ＦＴ−ＩＲ装置（日本分光（株）製ＦＴ／ＩＲ４２０赤外分光光度計付属のＭＩＣＲＯ２０顕微赤外分光光度計）を用いて、シリコーン異物（Ａ）の一部を顕微ＩＲスペクトル測定専用のダイヤモンドセル（住友電工（株）製Ｄｉａｍｏｎｄ ＥＸ’Ｐｒｅｓｓ）により、得られる顕微ＩＲスペクトルが飽和しないような適度な厚さまでつぶして透過法により測定した。 測定条件は、測定範囲を波数４０００〜６５０ｃｍ−１、積算回数を２５６回、分解を８ｃｍ−１とした。また、アパーチャーは、サンプル全体をカバーできる任意の大きさとした。 シリコーン異物（Ａ）は、数十μｍの大きさしかなかったため、１回（１箇所）のみの測定とした。図１に上記の測定で得られたシリコーン異物（Ａ）の顕微ＩＲスペクトル（吸光度表示）を示す。得られた顕微ＩＲスペクトルからＳ１〜Ｓ４を求めた結果を表１に示す。 （シリコーン物質（Ｂ１）、（Ｂ２）の顕微ＩＲスペクトル測定）シリコーン異物（Ａ）と同様の条件で顕微ＩＲスペクトル測定を行った。なお、シリコーン物質（Ｂ１）、（Ｂ２）は分析に必要な十分な量を確保できたため、それぞれ同一サンプルの異なる１０箇所からサンプリングして測定した。 また、上記の測定で得られたシリコーン物質（Ｂ１）の１０点の顕微ＩＲスペクトルの内、１点を代表として図２に示し、シリコーン物質（Ｂ２）の１０点の顕微ＩＲスペクトルの内、１点を代表として図３に示す。 得られたシリコーン物質（Ｂ１）、（Ｂ２）の各１０点の顕微ＩＲスペクトルから各スペクトルのＳ１〜Ｓ４を求めた。各シリコーン物質の１０点のＳ１〜Ｓ４の平均値と標準偏差、および、それら平均値に標準偏差を加えた上限値、ならびに、それら平均値から標準偏差を差し引いた下限値を求めた。表１にシリコーン物質（Ｂ１）、（Ｂ２）のＳ１〜Ｓ４の上限値と下限値の範囲を示す。 （シリコーン異物（Ａ）とシリコーン物質（Ｂ１）、（Ｂ２）の照合） 表１から、シリコーン異物（Ａ）のＳ１〜Ｓ４の値は、いずれもシリコーン物質（Ｂ１）のＳ１〜Ｓ４の上限値と下限値の範囲から外れており、この異物の発生源が、シリコーン物質（Ｂ１）ではないと判別できた。 一方、シリコーン異物（Ａ）のＳ１、Ｓ２，Ｓ３の値は、それぞれシリコーン物質（Ｂ２）のＳ１、Ｓ２，Ｓ３の上限値と下限値の範囲内にあり、他にシリコーン異物の発生源の可能性のあるシリコーン物質が存在しなかったため、この異物の発生源が、シリコーン物質（Ｂ２）であると判別できた。 判別結果に基づきシリコーン物質（Ｂ２）を排除した結果、前記樹脂成形品にシリコーン異物が混入することがなくなった。シリコーン異物（Ａ）の顕微ＩＲスペクトルシリコーン物質（Ｂ１）の顕微ＩＲスペクトルシリコーン物質（Ｂ２）の顕微ＩＲスペクトル 成形用原料樹脂もしくは樹脂成形品の内部に混入または表面に付着したシリコーン異物（Ａ）の赤外吸収スペクトルを測定し、下記の赤外吸収スペクトルの面積比Ｓ１〜Ｓ４を得る工程と、 前記シリコーン異物（Ａ）のＳ１〜Ｓ４と、成形用原料樹脂の製造工程もしくは樹脂成形品の成形工程の周辺環境に存在するシリコーン物質（Ｂ）の赤外吸収スペクトルを測定して得られたＳ１〜Ｓ４の照合を行う工程を含むシリコーン異物の判別方法。Ｓ１＝波数３０００〜２９２０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積／波数８ ５０〜７４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積Ｓ２＝波数１３００〜１２４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積／波数８ ５０〜７４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積Ｓ３＝波数３０００〜２９２０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積／波数１ ２４０〜９４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積Ｓ４＝波数１３００〜１２４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積／波 数１２４０〜９４０ｃｍ−１の赤外吸収スペクトルの面積 シリコーン物質（Ｂ）のＳ１〜Ｓ４が、赤外吸収スペクトルの測定を複数回実施し各面積比の平均値と標準偏差を求め、該平均値に該標準偏差を加えた値（上限値）から、該平均値から該標準偏差を差し引いた値（下限値）の範囲である請求項１記載のシリコーン異物の判別方法。 シリコーン異物（Ａ）のＳ１〜Ｓ４のうち２種類以上が、シリコーン物質（Ｂ）の対応するＳ１〜Ｓ４の上限値と下限値の範囲内にあるか否かを照合する工程を含む請求項２記載のシリコーン異物の判別方法。 樹脂成形品が液晶表示装置用の導光体または液晶パネルの被覆体である請求項１〜３のいずれかに記載のシリコーン異物の判別方法。 【課題】 成形用原料樹脂や樹脂成形品の内部に混入または表面に付着したシリコーン異物を判別するための方法を提供する。【解決手段】 成形用原料樹脂もしくは樹脂成形品の内部に混入または表面に付着したシリコーン異物（Ａ）の赤外吸収スペクトルを測定し、下記の赤外吸収スペクトルの面積比Ｓ１〜Ｓ４を得る工程と、前記シリコーン異物（Ａ）のＳ１〜Ｓ４と、成形用原料樹脂の製造工程もしくは樹脂成形品の成形工程の周辺環境に存在するシリコーン物質（Ｂ）の赤外吸収スペクトルを測定して得られたＳ１〜Ｓ４の照合を行う工程を含むシリコーン異物の判別方法。【選択図】なし