JP3458529B2 - 高分子材料膜分光測定方法および分光測定ユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高分子材料からなる多
層または単層の膜を、この膜を通過する光または電子線
により反応させる場合の反応を、分光法により測定する
高分子材料膜測定方法および高分子材料膜測定ユニット
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高分子材料からなる膜を、こ
の膜を通過する紫外光等により光重合硬化や感光性基の
分解等の反応をさせるものが知られている。そして、こ
のような反応を分光測定する高分子材料膜分光測定装置
が知られている。

【０００３】このような高分子材料膜分光測定装置は、
例えば、Ｔ．Ｎａｋａｎｏ，Ｓ．Ｓｈｉｍａｄａ，Ｒ．
Ｓａｉｔｏｈ，Ｉ．Ｎｏｄａ，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｐｅ
ｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，４７（９）（１９９３），Ｐ．１
３３７−１３４２等で知られている。この文献における
高分子材料膜測定方法の概要を説明する。

【０００４】アルミニウム板上に試料薄膜を塗布し、試
料薄膜の垂直方向から紫外光を照射するとともに、側面
から測定用赤外光を照射し、試料薄膜を介してアルミニ
ウム板で反射した測定用赤外光のスペクトルを、リアル
タイムフーリエ変換赤外分光法（ＲＴＦＴＩＲ，Ｒｅａ
ｌ Ｔｉｍｅ Ｆｏｕｒｌｅｒ ＴｒａｎｓｆｏｒｍＩ
ｎｆｒａｒｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）でモニタ
する。試料薄膜としては、ラジカル重合型であるアクリ
ル系の紫外線硬化材料のモノマー、または、これとカチ
オン重合型であるエポキシ系化合物の紫外線硬化材料の
モノマーとの混合物に、それぞれ光重合開始材を添加し
たものが用いられている。

【０００５】しかし、従来の技術では、異なる高分子材
料からなる多層膜が、通過する紫外線により反応する場
合に、複数の膜のそれぞれの反応を、同時に測定するこ
とができなかった。また、同じ高分子材料からなる単層
膜においては、単層膜の深さ方向に位置が異なる領域の
反応を、同時に測定することができなかった。

【０００６】例えば、多層膜を同時に反応させる場合、
そのまま分光分析してしまうと、分光分析によるスペク
トルは、各層のスペクトル成分が重なり合い、非常に複
雑なものとなるから、解析が困難となる。しかし、各層
を全く別々に反応させて分光分析測定しては、上層の下
層に対する光の遮蔽効果など、互いの層に影響を与えな
がら反応する状況がわからない。

【０００７】同様に、単層膜を反応させる場合でも、そ
のまま分光分析すると、分光分析によるスペクトルは、
層の浅い上層の領域から深い下層の領域までのいずれか
の領域を通過したスペクトルの重なりとなるから、層の
深さ方向の位置が異なる領域の反応を、別個に解析する
ことが困難となる。しかし、層を複数の層に分割して、
それぞれを全く別々に反応させて分光分析しては、やは
り、上層の下層に対する光の遮蔽効果など、互いの層に
影響を与えながら反応する状況がわからない。

【０００８】このため、高分子材料からなる多層膜の反
応の評価、あるいは、単層膜の深さ方向の反応の評価
は、反応終了後に、これらの多層膜あるいは単層膜を分
析して評価していた。一例として、紫外光照射により光
硬化性の高分子材料からなる多層膜を硬化させる場合、
従来では、硬化させた多層膜のサンプルを、ミクロトー
ムなどの装置で切断して、多層膜を構成する各層のサン
プルを作成し、これらのサンプルをそれぞれ測定する方
法が主流であった。しかし、この方法では、サンプリン
グに時間と技術が必要である。

【０００９】さらに、反応過程中の評価ができないなど
の問題点もある。すなわち、多層に積層コーティングし
たそれぞれの層を同時に反応させる場合、反応速度を測
定し、反応を定量する、いわゆる「その場測定」を行な
うことが困難である。

【００１０】多層膜をより速く反応させたい場合や、十
分に反応させたい場合には、それぞれの層の反応過程中
の状況を知ることが重要である。しかし、下層の反応
は、上層を通して反応過程の影響を受けるから、紫外光
が上層により一部吸収または遮蔽される場合、下層の反
応過程を、実験的に定量的に測定することができなかっ
た。この問題は、単層膜の下層の反応過程においても同
様に存在する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、高分子材料からなる多層ま
たは単層の膜を光または電子線により反応させる場合
に、この反応を分光測定するものにおいて、各層の反応
を、所望の層について、別個に、実験的に簡便に測定で
き、かつ、反応過程中においても「その場測定」を行な
うことができる、高分子材料膜測定方法および高分子材
料膜測定ユニットを提供することを目的とするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、高分子材料膜分光測定方法において、光または電子
線により反応が進む高分子材料の層を複数、個別に配置
し、前記層のそれぞれに前記光または電子線を等角度で
順に通過させ、かつ、測定光を複数の前記層のうちの少
なくとも１つの層に、個別に照射し、個別に分光測定を
行ない、前記層が順に積層された状態の高分子材料膜に
おける、前記測定光が照射される層に対応する層の反応
を、独立して測定することを特徴とするものである。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の高分子材料膜分光測定方法において、前記高分子材料
は、前記光または電子線の通過により硬化する性質を有
する材料であることを特徴とするものである。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の高分子材料膜分光測定方法において、前記層
のうち、少なくとも２つの層は、異なる高分子材料から
なり、前記高分子材料膜は、２層以上組み合わされた高
分子材料多層膜であることを特徴とするものである。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１ないし
３のいずれか１項に記載の高分子材料膜分光測定方法に
おいて、前記光は、紫外光または熱線であることを特徴
とするものである。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項１ないし
４のいずれか１項に記載の高分子材料膜分光測定方法に
おいて、前記光は、レーザ光であることを特徴とするも
のである。

【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項１ないし
５のいずれか１項に記載の高分子材料膜分光測定方法に
おいて、前記分光測定は、近赤外分光分析または赤外分
光分析または紫外可視分光分析であることを特徴とする
ものである。

【００１８】請求項７に記載の発明は、請求項１ないし
５のいずれか１項に記載の高分子材料膜分光測定方法に
おいて、前記分光測定は、ラマン分光分析であることを
特徴とするものである。

【００１９】請求項８に記載の発明は、高分子材料膜分
光測定ユニットにおいて、光または電子線により反応が
進む高分子材料の層を載置する複数の基板と、該複数の
基板を保持する保持手段と、前記光または電子線を発生
する発生手段と、少なくとも１つの測定光を発生する測
定光発生手段を有し、前記複数の基板は、前記光または
電子線に対して透明であり、前記発生手段は、前記光ま
たは電子線を順次前記複数の基板に対し等角度で通過さ
せるものであり、前記測定光発生手段は、前記測定光
を、複数の前記基板のうちの少なくとも１つの基板に個
別に照射し、個別に分光測定を行なわせるものであり、
前記層が積層された状態の単層または多層の膜におけ
る、前記測定光が照射される層に対応する層の反応を、
独立して測定することを特徴とするものである。

【００２０】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の高分子材料膜分光測定ユニットにおいて、前記保持手
段は、前記複数の基板のそれぞれを保持する複数の試料
台と、該複数の試料台を個別に角度調整可能に保持する
複数のホルダ支柱を有し、該ホルダ支柱は、相対的に平
行移動可能に設置されることを特徴とするものである。

【００２１】請求項１０に記載の発明においては、請求
項９に記載の高分子材料膜測定ユニットにおいて、ガイ
ド部材を有し、前記ホルダ支柱は該ガイド部材に沿って
平行移動するものであり、前記ガイド部材の一端部は、
汎用試料ホルダの取り付け穴に取り付けられる取付部で
あることを特徴とするものである。

【００２２】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、光または電子
線により反応が進む高分子材料の層を複数、個別に配置
し、これらの層のそれぞれに光または電子線を等角度で
順に通過させ、かつ、測定光を複数の層のうちの少なく
とも１つの層に、個別に照射し、個別に分光測定を行な
うから、層が順に積層された状態の高分子材料膜におけ
る、測定光が照射される層に対応する層の反応を、独立
して測定することができる。さらに、分光測定装置とし
て、高速測定可能なものを用いることにより、硬化反応
の反応過程の時間変化を追跡すること、すなわち、「そ
の場測定」することが可能になる。

【００２３】請求項２に記載の発明によれば、高分子材
料が、前記光または電子線の通過により硬化する性質を
有する材料であるから、硬化反応を測定することができ
る。

【００２４】請求項３に記載の発明によれば、複数層の
うち、少なくとも２つの層が、異なる高分子材料からな
るから、異なる高分子材料からなる層が２層以上組み合
わされた高分子材料多層膜を測定することができる。

【００２５】請求項４に記載の発明によれば、紫外光ま
たは熱線により反応する高分子材料膜を測定することが
できる。

【００２６】請求項５に記載の発明によれば、単色性が
よく、かつ、エネルギを集中させることができるレーザ
光により反応する高分子材料膜を測定することができ、
高精度かつ効率よく測定することができる。

【００２７】請求項６に記載の発明によれば、分光測定
が、近赤外分光分析または赤外分光分析または紫外可視
分光分析であるから、近赤外光または赤外光または紫外
可視光のスペクトルを測定することができる。

【００２８】請求項７に記載の発明によれば、分光測定
が、ラマン分光分析であるから、ラマン分光スペクトル
を測定することができる。

【００２９】請求項８に記載の発明によれば、光または
電子線により反応が進む高分子材料の層を載置する複数
の基板と、複数の基板を保持する保持手段と、光または
電子線を発生する発生手段と、少なくとも１つの測定光
を発生する測定光発生手段を有し、複数の基板が、光ま
たは電子線に対して透明であり、光または電子線の発生
手段が、光または電子線を順次複数の基板に対し等角度
で通過させるものであり、測定光発生手段が、測定光
を、複数の基板のうちの少なくとも１つの基板に個別に
照射し、個別に分光測定を行なわせるものであるから、
層が順に積層された状態の高分子材料膜における、測定
光が照射される層に対応する層の反応を、独立して測定
することができる。さらに、分光測定装置として、高速
測定可能なものを用いることにより、硬化反応の反応過
程の時間変化を追跡すること、すなわち、「その場測
定」することが可能になる。

【００３０】請求項９に記載の発明によれば、保持手段
が、複数の基板のそれぞれを保持する複数の試料台と、
該複数の試料台を個別に角度調整可能に保持する複数の
ホルダ支柱を有し、該ホルダ支柱が、相対的に平行移動
可能に設置されるから、基板に載置される高分子材料の
層と、光または電子線および測定光との配置関係を調整
することができ、その際、複数の層の傾斜角度と相対位
置を独立して調整することができる。

【００３１】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
９に記載の高分子材料膜測定ユニットにおいて、ガイド
部材を有し、ホルダ支柱が該ガイド部材に沿って平行移
動するものであり、ガイド部材の一端部が、汎用試料ホ
ルダの取り付け穴に取り付けられる取付部であるから、
複数の層の相対位置を簡単に調整することができ、か
つ、汎用試料ホルダに簡単に取り付けることができ、汎
用試料ホルダを載置台として利用することが可能とな
る。

【００３２】

【実施例】図１は、本発明の高分子材料膜測定方法およ
び測定ユニットの一実施例を説明する測定装置の全体構
成図である。図中、１は第１の試料、２は第１の基板、
３は第１のサンプルホルダ、３ａは開口部、４は第１の
ホルダ支柱、５は第１の角度調整ネジ、６は第２の試
料、７は第２の基板、８は第２のサンプルホルダ、８ａ
は開口部、９は第２のホルダ支柱、１０は第２の角度調
整ネジ、１１は紫外光光源、１２は紫外光、１３は第１
の赤外光光源、１４は第１の赤外光、１５は第１の検出
器、１６は第２の赤外光光源、１７は第２の赤外光、１
８は第２の検出器、１９は測定ユニットである。

【００３３】一例として、高分子材料からなる２層の多
層膜を、この多層膜を通過する紫外光により硬化反応を
させ、この反応を赤外光分光測定法により測定する場合
に対し、測定を行なう測定装置について説明する。

【００３４】まず、２層の多層膜のうち、下層の膜を構
成する高分子材料の膜を、第１の試料１として、多層膜
状態における膜厚と同じ膜厚で、第１の基板２上に載置
する。また、上層の膜を構成する高分子材料の膜を、第
２の試料６として、同様に多層膜状態における膜厚と同
じ膜厚で、第２の基板７上に載置する。

【００３５】第１および第２の基板２，７としては、光
学結晶板を用いる。この場合、試料１，６は、この光学
結晶板上に塗布する。または、このような光学結晶板を
２枚有し、試料１，６をこの２枚の光学結晶板の間に挟
み込むようにした基板を用いてもよい。

【００３６】第１の基板２は、第１のサンプルホルダ３
により保持される。この第１のサンプルホルダ３は、第
１のホルダ支柱４に取り付けられるが、第１の角度調整
ネジ５により、第１のホルダ支柱４に対する第１のサン
プルホルダ３の傾斜角度が調整可能になっている。第２
の基板７についても同様に、第２のサンプルホルダ８に
より保持され、第２のサンプルホルダ８は、第２のホル
ダ支柱９に取り付けられ、第２の角度調整ネジ１０によ
り、第２のホルダ支柱９に対する第２のサンプルホルダ
８の傾斜角度が調整可能になっている。したがって、第
１および第２の試料１，６の傾斜角度を個別に調整する
ことができ、両者の傾斜角度を等しく所定の角度にする
ことができる。

【００３７】第１のホルダ支柱４および第２のホルダ支
柱９は、相対的に平行移動可能に設置されている。図示
の例では、両者は、図示を省略した基台上に、垂直に設
置され、かつ、両者が水平方向に移動可能に設置されて
いるが、両者が垂直方向に移動可能に設置されてもよ
い。したがって、第１および第２の試料１，６を、両者
の傾斜角度を変えずに、水平方向の相対位置を調整する
ことができる。

【００３８】紫外光光源１１は、第１および第２の試料
１，６の反応を進ませるための光源である。ここから照
射された紫外光１２は、第２の基板７に載置された第２
の試料６を、垂直に通過した後、第１の基板２に載置さ
れた第１の試料１を、同様に垂直に通過する。上述した
ように第１および第２の基板２，７として、例えば、光
学結晶板を用いているが、この光学結晶板は、紫外光１
２に対して透明なものを用いることが望ましい。なお、
第１および第２のサンプルホルダ３，８には、紫外光１
２および後述する第２の赤外光１７，第１の赤外光１４
の通過を可能にするための開口部３ａ，８ａを有する。

【００３９】紫外光１２は、第１および第２の試料１，
６に等角度で入射すればよく、必ずしも垂直に通過させ
る必要はない。角度調整は、上述した第１および第２の
角度調整ネジ５，１０で行ない、第１および第２の試料
１，６の紫外光通過位置は、第１および第２のホルダ支
柱４，９の相対位置を調整することによって行なう。

【００４０】第１の赤外光光源１３は、第１の試料１の
分光測定用の測定光光源である。ここから照射された第
１の赤外光１４は、第１の基板２に載置された第１の試
料１を図示水平方向に通過した後、第１の検出器１５に
入射する。同様に、第２の赤外光光源１６は、第２の試
料６の分光測定用の測定光光源であり、第２の赤外光１
７は、第２の試料６を図示水平方向に通過した後、第２
の検出器１８に入射する。第１および第２の検出器１
５，１８の出力信号は、通過光の分光測定装置、例え
ば、上述した従来技術で用いている超高速のリアルタイ
ムフーリエ変換赤外光分光法（ＲＴＦＴＩＲ）による分
光分析装置に入力される。

【００４１】第１および第２の基板２，７の一例として
用いている光学結晶板は、第１および第２の赤外光１
４，１７に対しても透明であることが望ましい。しか
し、測定光である赤外光に対して多少不透明でも、第１
および第２の検出器１５，１８等において出力低下を補
正するなどの処理が可能である。

【００４２】第１および第２の赤外光１４，１７は、第
１および第２の試料１，６に等角度で入射すればよく、
必ずしも図示水平方向から入射させる必要はない。な
お、第１のサンプルホルダ３が、第２の赤外光１７の光
路を妨害しないように、また、逆に、第２のサンプルホ
ルダ８が、第１の赤外光１４の光路を妨害しないよう
に、第１および第２のホルダ支柱４，９の相対位置を調
整する。

【００４３】図１において、第１および第２の検出器１
５，１８を除いた部分により、測定ユニット１９が構成
されている。しかし、測定ユニット１９として、他の構
成をとることもできる。例えば、第１の角度調整ネジ５
および第２の角度調整ネジ１０は、必ずしも必要ではな
く、ホルダ支柱に対するサンプルホルダの傾斜角度は固
定されていてもよく、また、一方のホルダ支柱に対する
サンプルホルダの傾斜角度のみが調整可能にされていて
もよい。

【００４４】第１または第２の試料１，２が、例えば反
応前の状態などにおいて流動性を有する膜である場合に
は、第１および第２の基板が水平になるようにし、紫外
光光源１１，第１および第２の赤外光光源１３，１６，
第１および第２の検出器１５，１８の方を図示の状態か
ら傾けて、図示された測定装置と同様の相対的配置関係
になるようにすればよい。

【００４５】次に、上述した測定装置を用いて、高分子
材料からなる２層の多層膜を通過する紫外光により硬化
反応をさせ、この反応を赤外光分光測定法により測定す
る場合に対し、測定を行なうことができる原理について
説明する。

【００４６】第１および第２の試料１，６の硬化反応を
追跡するための第１および第２の赤外光１４，１７に対
し、硬化反応を進ませる紫外光１２を、垂直または垂直
以下の角度で交差させる配置とすることにより、各試料
に対し、赤外光、紫外光の両方が通過する。そして、紫
外光が、第２の試料６を通過した後に、第１の試料１に
到達する。

【００４７】第２の試料６は、２層の多層膜のうち、上
層と同材料、同膜厚で、第１の試料１は、下層と同材
料、同膜厚になるようにしている。したがって、上述し
た測定装置は、２層の多層膜を紫外光が通過する場合と
同様の状況を実現している。

【００４８】一方、分光分析のための第１および第２の
赤外光１４，１７は、第１および第２の試料１，６を同
時に通過せず、別個に通過するため、２層の多層膜を紫
外光が通過する場合の、上層および下層、それぞれの層
の反応過程を個々に追跡することが可能となり、多層膜
の反応過程を赤外分光測定法により測定することができ
る。

【００４９】次に、上述した測定装置および測定方法の
変形例について説明する。まず、下層のみを測定する場
合は、第２の赤外光光源１６および第２の検出器１８が
不要である。これに伴い、第２の基板７は、赤外光に透
明である必要がなく、紫外光１２に透明でさえあればよ
い。

【００５０】３層以上の多層の硬化過程を同時に、か
つ、硬化過程中において測定することもできる。この場
合には、測定ユニット１９において、赤外光光源および
検出器の数、基板およびサンプルホルダの数を増やし、
各層に対応する試料を基板に載置すればよい。この際、
全ての層についての測定が可能なだけでなく、測定が必
要な一部の１または複数の層についてだけ測定すること
も可能である。最下層の層など、必要な層のみの測定を
するときは、測定する層に対応する試料が載置された基
板以外の基板は、赤外光に透明である必要がなく、紫外
光１２に透明でさえあればよい。

【００５１】第１および第２の検出器１５，１８に接続
される赤外光の分光測定装置として、ラピッドスキャン
型などの時間分解型の高速測定可能な分光測定装置を用
いることにより、硬化反応の反応過程の時間変化を追跡
すること、すなわち、「その場測定」することが可能に
なっている。しかし、反応過程中の測定が必要でない場
合には、分析装置として、高速測定可能なものを用いる
必要はない。

【００５２】また、単層膜の場合には、第１の試料１お
よび第２の試料６として、同じ高分子材料を、測定した
い領域の深さに応じた適宜の厚さの層にして用いること
により、単層膜の深さ方向に位置が異なる領域の硬化反
応過程を、同時に、かつ、反応過程中において測定する
ことができる。

【００５３】次に、測定ユニットの第２の実施例につい
て説明する。この実施例は、赤外線透過測定装置等にお
いて、従来より使用されている汎用試料ホルダにセット
できるようにしたものである。

【００５４】図２は、汎用試料ホルダの概要を示す図で
あり、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は右側面図、図
３は、本発明の測定ユニットの第２の実施例の部分構成
図である。図中、２１は汎用試料ホルダ、２１ａは取り
付け穴、２２は基台、２３はガイド部材、４ａは挿通穴
である。図３においては、光源および検出器の図示を省
略し、また、図１と同様な部分には、同じ符号を用いて
説明を省略する。

【００５５】まず、図２（Ａ）および図２（Ｂ）を参照
して、汎用試料ホルダの概要を説明する。汎用試料ホル
ダ２１は基台２２に対し所定角度回転することができる
円形テーブルであり、その表面に取り付け穴２１ａが１
箇所以上、例えば２箇所設けられている。この取り付け
穴２１ａは、ワークを位置決めするためのセットプレー
ト，ワークを固定するためのクレンメル等を、例えば、
嵌め込みまたはネジ止めによりこの汎用試料ホルダ２１
に取り付けるためのものである。

【００５６】図３において、この実施例の測定ユニット
は、図１に示された第１の実施例の第１および第２のホ
ルダ支柱４，９を、図２に示された汎用試料ホルダ２１
の取り付け穴２１ａにセットできるようにしている。ガ
イド部材２３が、新たに２本設けられ、第２のホルダ支
柱９に固定されるとともに、第１のホルダ支柱４に設け
られた２個の挿通穴４ａを貫通して、その図示左端部に
段差をつけて取付部を設け、これを取り付け穴２１ａに
嵌め込んでいる。

【００５７】ガイド部材２３は、第２のホルダ支柱９に
対しても、貫通して取り付けてもよく、この場合は、第
２のホルダ支柱９も左右に移動可能になるだけでなく、
ガイド部材２３を取り付け穴２１ａにネジ止めにより取
り付けることができる。変形例として、挿通穴４ａに代
えて、第１のホルダ支柱４に水平方向に延びた溝を設
け、この溝にガイド部材２３を通してもよい。

【００５８】第１および第２のホルダ支柱４，９をガイ
ド部材２３に沿って相対的に平行移動させることによ
り、第１および第２のサンプルホルダ３，８を、両者の
傾斜角度を等しくしたまま、簡単に相対位置を調整する
ことができる。したがって、図１において、第１および
第２の試料１，６と、紫外線光源１１，第１および第２
の赤外線光源１３，１６との配置関係を調整することが
できる。

【００５９】加えて、汎用試料ホルダ２１に簡単に取り
付けることができ、従来の汎用試料ホルダ２１を載置台
として利用することが可能となる。なお、ガイド部材２
３は、１本だけでも第１および第２のホルダ支柱４，９
をガイド部材２３に沿って相対的に平行移動させること
が可能である。

【００６０】測定ユニット１９のホルダ機構は、図１お
よび図３に示されたものに限られない。例えば、図示は
省略するが、図１に示された第１および第２のサンプル
ホルダ３，８を直接に、あるいは、図３に示されたガイ
ド部材２３を、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ，η，φの各ステージを
有するステージ系の載置台に取り付けてもよい。このス
テージ系を調整することにより、図１に示された、第１
および第２の試料１，６と紫外線光源１１，第１および
第２の赤外線光源１３，１６との配置関係を調整しても
よい。

【００６１】上述した実施例においては、高分子材料と
して、紫外光の通過により硬化する性質を有する材料を
用いたが、硬化以外の反応をするものであってもよい。
その際、一例として、紫外光を用いたが、高分子材料に
よっては、赤外光，遠赤外光等の熱線であってもよい。
これらの光は、単色性がよく、かつ、エネルギを小領域
に集中させることができるレーザ光でもよい。高分子材
料によっては、電子線でもよい。そして、これら高分子
材料の種類および通過させるエネルギ線の種類に応じ
て、分光測定には、近赤外分光，赤外分光，紫外可視分
光分析等を行なうことができ、この分光分析の種類に応
じて、測定光の種類を変更する。あるいは、ラマン効果
によって生じる散乱光を検出するラマン分光を用いるこ
ともできる。

【００６２】なお、図１に示された第１および第２の基
板、例えば、光学結晶板は、通過させる光として紫外光
を用い、測定光として赤外光を用いた場合と同様に、使
用するエネルギ線に対して透明で、測定光に対してもな
るべく透明なものを用いることが望ましい。

【００６３】図１ないし図３を参照して説明した実施例
は、第１の検出器１５が第１の試料１を通過した第１の
赤外光１４を検出しているように、試料を通過した測定
光の分光測定をする配置のものである。しかし、検出器
が試料から反射または散乱した測定光を分光測定する配
置にしてもよい。例えば、図１において、第１および第
２の検出器１５，１８を図示上部に配置するなど、測定
ユニットおよび検出器の位置関係を変更してもよい。特
に、散乱光であるラマン分光を測定する場合には、この
ような配置が望ましい。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、高分子材料からなる多層または単層の膜を、
この膜を通過する光または電子線により反応させる場合
に、この反応を分光測定するものにおいて、光または電
子線が、上層により一部吸収または遮蔽される場合で
も、各層の反応、特に下層の反応を、それぞれ別個に、
実験的に簡便に測定でき、かつ、反応過程中においても
「その場測定」を行なうことができるという効果があ
る。

【００６５】したがって、多層膜のサンプルを切り出す
のに要する時間を省略することができるという効果があ
る。また、多層膜または単層膜の上層の光の遮蔽効果を
検討することが可能となり、遮蔽効果が少ない高分子材
料を見いだすことができ、多層膜として一層適した材料
を開発することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高分子材料膜測定方法および測定ユニ
ットの一実施例を説明する測定装置の全体構成図であ
る。

【図２】汎用試料ホルダの概要を示す図であり、図２
（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は右側面図である。

【図３】本発明の測定ユニットの第２の実施例の部分構
成図である。

【符号の説明】

１…第１の試料、２…第１の基板、３…第１のサンプル
ホルダ、４…第１のホルダ支柱、６…第２の試料、７…
第２の基板、８…第２のサンプルホルダ、９…第２のホ
ルダ支柱、１２…紫外光、１４…第１の赤外光、１７…
第２の赤外光、２１…汎用試料ホルダ、２３…ガイド部
材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 G01J 3/00 - 3/52 G01N 11/00 ＰＡＴＯＬＩＳ ＪＯＩＳ

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光または電子線により反応が進む高分子
   材料の層を複数、個別に配置し、前記層のそれぞれに前
   記光または電子線を等角度で順に通過させ、かつ、測定
   光を複数の前記層のうちの少なくとも１つの層に、個別
   に照射し、個別に分光測定を行ない、前記層が順に積層
   された状態の高分子材料膜における、前記測定光が照射
   される層に対応する層の反応を、独立して測定すること
   を特徴とする高分子材料膜分光測定方法。
2. 【請求項２】 前記高分子材料は、前記光または電子線
   の通過により硬化する性質を有する材料であることを特
   徴とする請求項１に記載の高分子材料膜分光測定方法。
3. 【請求項３】 前記層のうち、少なくとも２つの層は、
   異なる高分子材料からなり、前記高分子材料膜は、２層
   以上組み合わされた高分子材料多層膜であることを特徴
   とする請求項１または２に記載の高分子材料膜分光測定
   方法。
4. 【請求項４】 前記光は、紫外光または熱線であること
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の
   高分子材料膜分光測定方法。
5. 【請求項５】 前記光は、レーザ光であることを特徴と
   する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の高分子材
   料膜分光測定方法。
6. 【請求項６】 前記分光測定は、近赤外分光分析または
   赤外分光分析または紫外可視分光分析であることを特徴
   とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の高分子
   材料膜分光測定方法。
7. 【請求項７】 前記分光測定は、ラマン分光分析である
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記
   載の高分子材料膜分光測定方法。
8. 【請求項８】 光または電子線により反応が進む高分子
   材料の層を載置する複数の基板と、該複数の基板を保持
   する保持手段と、前記光または電子線を発生する発生手
   段と、少なくとも１つの測定光を発生する測定光発生手
   段を有し、前記複数の基板は、前記光または電子線に対
   して透明であり、前記発生手段は、前記光または電子線
   を順次前記複数の基板に対し等角度で通過させるもので
   あり、前記測定光発生手段は、前記測定光を、複数の前
   記基板のうちの少なくとも１つの基板に個別に照射し、
   個別に分光測定を行なわせるものであり、前記層が積層
   された状態の単層または多層の膜における、前記測定光
   が照射される層に対応する層の反応を、独立して測定す
   ることを特徴とする高分子材料膜分光測定ユニット。
9. 【請求項９】 前記保持手段は、前記複数の基板のそれ
   ぞれを保持する複数の試料台と、該複数の試料台を個別
   に角度調整可能に保持する複数のホルダ支柱を有し、該
   ホルダ支柱は、相対的に平行移動可能に設置されること
   を特徴とする請求項８に記載の高分子材料膜分光測定ユ
   ニット。
10. 【請求項１０】 ガイド部材を有し、前記ホルダ支柱は
    該ガイド部材に沿って平行移動するものであり、前記ガ
    イド部材の一端部は、汎用試料ホルダの取り付け穴に取
    り付けられる取付部であることを特徴とする請求項９に
    記載の高分子材料膜測定ユニット。