JP3691658B2 - マイクロ波を用いた分子配向度計測方法および装置 - Google Patents
マイクロ波を用いた分子配向度計測方法および装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3691658B2 JP3691658B2 JP09148198A JP9148198A JP3691658B2 JP 3691658 B2 JP3691658 B2 JP 3691658B2 JP 09148198 A JP09148198 A JP 09148198A JP 9148198 A JP9148198 A JP 9148198A JP 3691658 B2 JP3691658 B2 JP 3691658B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- molecular orientation
- transmission intensity
- thickness
- refractive index
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
フィルム、繊維織物、不織布、板、紙などポリマー分子などで構成される成形体は、ポリマー分子配向（すなわち配向の向き）によって、力学的、電気的、光学的性質が変わることはよく知られている。したがって、これら成形体の製造においては分子配向は製品の品質を左右する重要な検査項目の一つである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、最もよく用いられている分子配向の測定は、偏光の透過強度を測定し、複屈折率を算出する方法である。ところが、偏光を用いる方法は成形体が光に対して透明でなければ用いることができない。そこで、光に不透明な被測定物体（成形体）に対しては、周知のマイクロ波分子配向度測定装置により、マイクロ波の透過強度を測定し分子配向度を算出する方法が専ら用いられてきた［大崎茂芳「化学技術誌ＭＯＬ」Vol.26,No.1,pp92-100,(1988);大崎茂芳, J.Appl.Phys., Vol.67, No.10, pp6513-6519,(1990) ］。ここで、分子配向度ＭＯＲ(Molecular Orientation Ratio) とは、物体を構成する分子の配向の度合いを与える指標をいう。
【０００３】
上記分子配向度ＭＯＲは、マイクロ波分子配向度測定装置において、以下のように算出される。説明を簡単にするために被測定物体をフィルムとすれば、マイクロ波共振導波管にマイクロ波の進行方向にフィルム面が垂直になるように配置したフィルムに、振動方向が一方向に偏ったマイクロ波を連続的に照射し、マイクロ波の進行方向と垂直な面内でフィルムを０〜３６０°回転させて、フィルムを透過したマイクロ波透過強度を検出し、その回転角Ｘとの依存性を図に描く。これによって、フィルムを構成する分子の分子配向度ＭＯＲが、次式によりコンピュータなどを用いて計算される。
分子配向度ＭＯＲ＝最大マイクロ波透過強度／最小マイクロ波透過強度
ここで、「最大」，「最小」とは回転角を０〜３６０°で変化させたときに得られる最大値と最小値であって、通常、最小値を与える回転角を０°、最大値を与える回転角を９０°と称している。この場合、フィルムを構成する分子の長さ方向が０°の方向と一致すればするほど分子配向度ＭＯＲは大きくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のマイクロ波による分子配向の測定においては、『測定試料のフィルム厚さに無関係に異方性の指数（度合い）を導くこと（算出すること）は非常に困難である』〔大崎茂芳，Polym J, Vol.19, No.7, pp821-828,(1987) 〕ために、マイクロ波による分子配向度測定における被測定物体（簡単に「物体」と称する）の厚さが異なれば、各物体の分子配向度ＭＯＲを相互に比較することができないものであった。例えば、厚さ５０μｍのフィルムと厚さ１００μｍのフィルムの分子配向度ＭＯＲの測定値が全く同じであっても、両フィルムを構成する分子の分子配向度ＭＯＲの実際値を同じとすることができず、これらフィルムのどちらが強く分子配向しているかは不明であった。
【０００５】
一方、上記マイクロ波分子配向度測定装置を用いた分子配向度測定においては、この測定装置が設置された部屋の室温変動、あるいは装置自体の発熱による温度上昇によって、マイクロ波測定値が変化してしまい、測定の再現信頼性の障害となるという問題があった。また、測定装置内の温度が安定していることが必要であるので、測定装置の電源を入れてから測定装置内の温度が十分上昇して安定するまで待たなければならず、この待ち時間が長いという問題もあった。
【０００６】
本発明は、物体の厚さの影響をなくすとともに、温度依存性がなく分子配向度を計測できるマイクロ波を用いた分子配向度計測方法および装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
従来技術における根本的な問題点は、物体の厚さとマイクロ波透過強度との関係が明らかでないため、分子配向度を計算するときに用いる理論式が物体の厚さを考慮したものではなく、物体の厚さを考慮した理論式が存在しないことにあった。このため、異なる厚さのフィルムの分子配向度を相互に比較することはできなかった。本発明はフィルムの厚さとマイクロ波透過強度との関係を明確にし、物体の厚さを考慮した理論式を用いて、従来と異なる概念の分子配向度を算出することによって、上記の課題を解決するものである。
【０００８】
請求項１に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測方法は、物体のマイクロ波透過強度をマイクロ波分子配向度測定装置で測定し、該強度が物体を構成する分子の配向に依存することを利用して、物体を構成する分子の分子配向度を求める方法であって、
Ｚ0 を装置定数、ｄｚを物体の平均厚さ、νmax をマイクロ波の振動数を変化させたときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数、ν0 を物体の平均厚さがゼロのとき（つまり、物体がないとき）の最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数としたとき、
物体を前記マイクロ波分子配向度測定装置のマイクロ波共振導波管中でマイクロ波の進行方向に垂直に回転させ、マイクロ波透過強度を測定して得られる物体の厚さを考慮した屈折率ｍを、次式（１）で算出し、
ｍ＝（Ｚ0 ／ｄｚ）×［１−（νmax ／ν0 ）］ （１）
前記算出された屈折率ｍにおいて、マイクロ波の振動方向に対する回転角ｐ°，ｑ°（ｐ≠ｑ）における値をｍp ，ｍq としたとき、
物体の厚さを考慮した分子配向度ＳＯＲを次式（２）で算出することを特徴とする。
ＳＯＲ＝ｆ（ｍp ，ｍq ） （２）
ここで、ｆ（ｍp ，ｍq ）は、ｍp ，ｍq を独立変数とする任意の関数である。
【０００９】
請求項４に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測装置は、物体のマイクロ波透過強度をマイクロ波分子配向度測定装置で測定し、該強度が物体を構成する分子の配向に依存することを利用して、物体を構成する分子の分子配向度を求める装置であって、
Ｚ0 を装置定数、ｄｚを物体の平均厚さ、νmax をマイクロ波の振動数を変化させたときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数、ν0 を物体の平均厚さがゼロのとき（つまり、物体がないとき）の最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数としたとき、
物体を前記マイクロ波分子配向度測定装置のマイクロ波共振導波管中でマイクロ波の進行方向に垂直に回転させてマイクロ波透過強度を検出し、上記マイクロ波の各振動数νmax ，ν0 を求める透過強度検出手段と、
前記透過強度検出手段により求めたマイクロ波の各振動数νmax ，ν0 に基づいて、次式（１）の演算により、物体の厚さを考慮した屈折率ｍを得る屈折率演算手段と、
ｍ＝（Ｚ0 ／ｄｚ）×［１−（νmax ／ν0 ）］ （１）
前記屈折率演算手段により得られた屈折率ｍにおいて、マイクロ波の振動方向に対する回転角ｐ°，ｑ°（ｐ≠ｑ）における値をｍp ，ｍq としたとき、
次式（２）の演算により、物体の厚さを考慮した分子配向度ＳＯＲを得る分子配向度演算手段とを備えている。
ＳＯＲ＝ｆ（ｍp ，ｍq ） （２）
ここで、ｆ（ｍp ，ｍq ）は、ｍp ，ｍq を独立変数とする任意の関数である。
【００１０】
ここで、分子配向度ＳＯＲ(Segment Orientation Ratio) とは、高分子のミクロブラウン運動において、この運動単位となる高分子鎖の部分であるセグメントについての分子配向の度合いを与える指標をいう。この分子配向度ＳＯＲは、従来からの物体を構成する分子の配向の度合いを与える指標であるＭＯＲ(Molecular Orientation Ratio) とは異なり、上記セグメントについての分子配向に着目したものであり、物体の厚さを考慮した値である。
上記の平均厚さｄｚとは、測定対象となる物体の平均厚さであって、例えば、穴が空いたフィルムや繊維束や不織布など、厚さが不均一であっても、例えば、［平均厚さ］＝［単位面積当たりの物体の重さ］／［物体の密度］を用いて与えることが容易に可能である。
【００１１】
上記構成によれば、上記式（１）の屈折率ｍは物体の平均厚さｄｚをパラメータとするものであり、物体の厚さを考慮したものである。したがって、この屈折率ｍを用いた上記式（２）で表される分子配向度ＳＯＲにより、従来全く得ることができなかった、物体の厚さを考慮した、言い換えれば、厚さの影響をなくした分子配向の指標が得られる。したがって、物体を構成する分子の配向が同じであれば、同じ分子配向度ＳＯＲが得られる。
また、物体の平均厚さｄｚをパラメータとするので、フィルムなどのように平面方向に一定の厚さをもつ物体に対してだけでなく、繊維織物、不織布、紙、射出成形品など平面方向に一定の厚さをもたない物体に対してもマイクロ波による分子配向度測定を可能にする。
【００１２】
また、請求項２に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測方法は、請求項１において、上記式（１）で算出された屈折率ｍにおいて、マイクロ波の振動方向に対する回転角が０°における値をｍ0 、回転角が９０°における値をｍ90としたとき、物体の厚さを考慮した分子配向度ＳＯＲを次式（３）で算出することを特徴とする。
ＳＯＲ＝ｍ0 ／ｍ90 （３）
【００１３】
請求項５に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測装置は、請求項４において、上記屈折率演算手段により得られた式（１）の屈折率ｍにおいて、マイクロ波の振動方向に対する回転角が０°における値をｍ0 、回転角が９０°における値をｍ90としたとき、上記分子配向度演算手段は、次式（３）の演算により、物体の厚さを考慮した分子配向度ＳＯＲを得る。
ＳＯＲ＝ｍ0 ／ｍ90 （３）
【００１４】
上記分子配向度ＳＯＲの一般式（２）は、２つの相異なる回転角ｐ，ｑにおける屈折率ｍの関数として、人為的に与えられるものである。例えば、（ｍ0 + 1 ）／（ｍ90 + 1）、ｍ0 ／（ｍ90＋１）、ｍ0 ／（ｍ90＋ｍ0 ）や、回転角が０°，９０°以外のｍ値を用いる定義式などが容易に考え得る。このうち、上記分子配向度ＳＯＲの代表式（３）における屈折率ｍ0 やｍ90は、物体が引き起こす新たな電場に関係するパラメータとしての物理的な意味がある。つまり、分子配向度ＳＯＲの代表式（３）は、純粋に物体に係わる屈折率ｍの回転角０°と９０°の比を計算するものであるので、最も単純に、純粋に物体に係わるものであるということができる。通常、この代表式（３）により、本発明の分子配向度ＳＯＲが表される。
【００１５】
さらに、請求項３に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測方法は、請求項１または２において、ｃを光速度、Ｎを上記マイクロ波共振導波管長がマイクロ波の半波長の何倍であるかを与える定数としたとき、上記装置定数Ｚ0 を、上記物体の平均厚さがゼロのとき（物体がないとき）の最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数ν0 を用いて、次式（４）で算出する。
Ｚ0 ＝ｃＮ／２ν0 （４）
【００１６】
請求項６に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測装置は、請求項４または５において、ｃを光速度、Ｎをマイクロ波共振導波管長がマイクロ波の半波長の何倍であるかを与える定数としたとき、上記物体の平均厚さがゼロのときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数ν0 を用いて、次式（４）の演算により、上記装置定数Ｚ0 を得る装置定数演算手段を備えている。
Ｚ0 ＝ｃＮ／２ν0 （４）
【００１７】
上記装置定数Ｚ0 は、マイクロ波分子配向度測定装置のマイクロ波共振導波管の長さに相当するものである。したがって、この測定装置の設計定数から装置固有のものとして与えることもできるが、マイクロ波を共振させるためにマイクロ波共振導波管を微調整した場合には長さを実測することは困難であり、またマイクロ波共振導波管が室温によって膨張あるいは収縮する場合にはマイクロ波共振導波管の長さを求めることはさらに困難である。
本発明は、物体がないときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波振動数ν0 を測定することにより、簡単に装置定数Ｚ0 を求める方法を提供するものである。物体がないときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波振動数ν0 は温度変化に対してほとんど一定であるので、室温が変化したときにも迅速に対応して装置定数Ｚ0 を算出することが可能となり、測定の再現信頼性を向上することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測装置を示す構成図である。本装置は、平均厚さｄｚをもつフィルムのような物体５にマイクロ波を透過させて、そのマイクロ波透過強度を検出し、マイクロ波の分子配向度を測定するマイクロ波分子配向度測定装置（例えば、KSシステムズ社製分子配向度測定機MOA-2001A ）２を用いて、分子配向度ＳＯＲを計測するものである。
【００１９】
上記マイクロ波分子配向度測定装置２は、上記物体５に照射する所定波長のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置３、マイクロ波共振導波管４および透過強度検出手段８とを備えている。上記マイクロ波共振導波管４は、その中央部に、マイクロ波の進行方向にフィルム面が垂直になるようにフィルム５を配置し、このフィルム５を、図示しない回転機構により、マイクロ波の進行方向と垂直な面内でＲ方向に回転可能な状態にして保持するとともに、物体５を透過するマイクロ波を、両端部に設けられた一対の反射鏡７，７で反射させることにより共振させるものである。上記物体５を透過した後のマイクロ波透過強度は、透過強度検出手段８により検出される。
【００２０】
上記透過強度検出手段８は、上記マイクロ波共振導波管４内の後方の所定位置に挿入した検出素子８ａでマイクロ波透過強度を検出するものであり、物体５を前記マイクロ波分子配向度測定装置２のマクロ波共振導波管４中でマイクロ波の進行方向に垂直に回転させてマイクロ波透過強度を検出し、マイクロ波の振動数を変化させたときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数νmax 、物体の平均厚さがゼロのとき（すなわち、物体がないとき）の最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数ν0 を求める。上記検出素子８ａには、例えばフォトダイオード等が用いられる。
【００２１】
屈折率演算手段１０は、上記物体５の平均厚さｄｚと、上記透過強度検出手段８により求めたマイクロ波の各振動数νmax ，ν0 と、装置定数演算手段１４により上記式（４）で算出された装置定数Ｚ0 とに基づいて、上記式（１）の演算により、物体５の厚さを考慮した屈折率ｍを得る。
【００２２】
分子配向度演算手段１２は、上記算出された屈折率ｍにおいて、例えば、マイクロ波の振動方向に対する回転角が０°における値をｍ0 、回転角が９０°における値をｍ90としたとき、物体の厚さを考慮した分子配向度ＳＯＲを上記式（３）で算出する。
【００２３】
以下、本装置の動作を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
まず、図１のマイクロ波分子配向度測定装置２におけるマイクロ波共振導波管４に挿入するフィルムのような物体５についての平均厚さｄｚを求める。それとともに、透過強度検出手段８により、マイクロ波の振動方向に対する物体５の回転角が０°における最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数νmax （回転角０°）、回転角が９０°における最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数νmax （回転角９０°）、および物体５がないときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数ν0 を求める（ステップＳ１）。
【００２４】
つぎに、装置定数演算手段１４により、測定装置２内の温度変化の影響を受けないように、上記式（４）の演算を行って、装置定数Ｚ0 を求める（ステップＳ２）。そして、この装置定数Ｚ0 と、ステップＳ１で求めた上記振動数νmax （回転角０°）、振動数νmax （回転角９０°）、および振動数ν0 とに基づいて、屈折率演算手段１０により、上記式（１）の演算を行って、マイクロ波の振動方向に対する物体５の回転角が０°における屈折率ｍ0 、回転角が９０°における屈折率ｍ90を求める（ステップＳ３）。つぎに、分子配向度演算手段１２により、ｍ0 ／ｍ90の演算を行って、分子配向度ＳＯＲを上記式（３）から求める（ステップＳ４）。
【００２５】
このように、式（１）の屈折率ｍは、物体５の平均厚さｄｚをパラメータとするものであり、物体５の厚さを考慮したものである。したがって、この屈折率ｍを用いた代表式（３）により、物体５の厚さの影響をなくした分子配向度ＳＯＲを計測できる。
【００２６】
なお、この実施形態では、装置定数Ｚ0 として、式（４）で演算した値を用いているが、測定装置２内の温度が十分に安定した状態にあれば、定数Ｎ，物体がないときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数ν0 をそれぞれ一定とみなすことができるので、測定装置２の設計定数から与えられた装置固有の値を用いてもよい。
【００２７】
なお、この実施形態では、物体５の回転角が０°，９０°における屈折率ｍ0 ，ｍ90を用いた分子配向度ＳＯＲを、代表式（３）により計測しているが、任意の相異なる回転角ｐ°，ｑ°における屈折率ｍp ，ｍq を用いた上記一般式（２）により、分子配向度ＳＯＲを計測するようにしてもよい。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
〔参考例〕
６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸単位２７モル％及びｐ−ヒドロキシ安息香酸単位７３モル％からなるサーモトロピック液晶ポリエステルをＴダイから溶融押出しすることにより厚み１０８μｍのフィルムを得た。得られた液晶ポリマーフィルムの融点（Ｔｍ）は２８０°Ｃであり、熱変形温度は２２０°Ｃであった。同様にして、厚み５２μｍの液晶ポリマーフィルム及び厚み５０μｍの液晶ポリマーフィルムを得た。
【００２９】
〔実施例１〕
本実施例は、図１のマイクロ波を用いた分子配向度計測装置により、分子配向が同じで厚さが異なる液晶ポリマーフィルムについて、それぞれ屈折率ｍおよび分子配向度ＳＯＲを算出したものである。例えば、フィルムの厚さが１枚で１０８μｍのものと、これを２枚重ねした２１６μｍのものを使用する。表１は、これらフィルムについて、本発明により算出された屈折率ｍおよび分子配向度ＳＯＲ（式（３））と、従来技術により算出された分子配向度ＭＯＲとを比較して示したものである。
【００３０】
【表１】
【００３１】
表１により、従来の分子配向度ＭＯＲはフィルムの厚さによって大きく変化するが、本発明により算出された屈折率ｍおよび分子配向度ＳＯＲはフィルム厚さに無関係に同じ程度の値を示すことが明らかである。
【００３２】
〔実施例２〕
本実施例は、図１のマイクロ波を用いた分子配向度計測装置により、開口を設けた液晶ポリマーフィルムについて、屈折率ｍおよび分子配向度ＳＯＲを算出したものである。例えば、フィルム（サイズ10×10ｍｍ角、厚５２μｍ）の中央に直径がそれぞれ１０，２０ｍｍと異なる円形開口を設け、厚さがフィルム平面方向に一定でない（開口部の厚さは０、非開口部は５２μｍ）ものを使用する。表２は、これらフィルムについて、本発明による平均厚さｄｚを用いた屈折率ｍおよび分子配向度ＳＯＲ（式（３））と、従来技術により算出された分子配向度ＭＯＲとを比較して示したものである。
【００３３】
【表２】
【００３４】
表２において、従来技術による分子配向度ＭＯＲは、上記のように厚さが不均一なフィルムに対しては、厚さを考慮することができないので、開口直径に分子配向度が依存する結果になっており、同じフィルムでも開口直径の大きさによって分子配向が異なるという明らかに不合理な結果になる。本発明により算出された平均厚さｄｚを用いた屈折率ｍおよび分子配向度ＳＯＲ（式（３））は、開口の直径には依存することなく同じ程度の値を示すことが明らかである。
【００３５】
このように、フィルム中央部の厚さが０である場合だけでなく、逆に中央部のみ厚さが正であり中央部以外の周辺部は厚さが０の場合でも、同様に容易に分子配向度が測定できるであろうことは容易に導かれることである。このことは、本発明により提供される方法を用いれば、物体サイズがマイクロ波共振導波管４のサイズに比較して小さい場合でも分子配向度の測定ができることを示している。
【００３６】
〔実施例３〕
本実施例は、図１のマイクロ波分子配向度測定装置２内の温度変化に対応するための装置定数Ｚ0 を算出するものである。まず、フィルムを装置に装着しない場合（すなわちブランクの場合）の、最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波振動数ν0 を種々の温度において測定し、光速度ｃ＝３×１０10ｃｍ／ｓｅｃと、マイクロ波共振導波管長がマイクロ波の波長の何倍であるかを与える定数Ｎ＝３とを用いて、上記式（４）により計算し装置定数Ｚ0 を得た。また、厚さ５０μｍの液晶ポリマーフィルムについても最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波振動数νmax を測定し、上記式（１），（３）を用いて屈折率ｍおよび分子配向度ＳＯＲを算出した。表３はこれらの結果をまとめて示すものである。
【００３７】
【表３】
【００３８】
表３により、フィルムの場合の最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波振動数νmax は温度により変動するが、ブランクの場合の最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波振動数ν0 は温度変化に対してほとんど一定であるので、本発明による装置定数Ｚ0 の効果により装置定数Ｚ0 が温度補正係数として作用し、フィルムの屈折率ｍ、分子配向度ＳＯＲは温度変化に対しほとんど一定となることが明らかである。
【００３９】
上記マイクロ波分子配向度測定装置２は、電源を入れた後、この測定装置２内の温度が時間と共に上昇し、従来技術では温度が十分に上昇して一定になるまでは測定ができなかった。測定装置２を恒温室に設置した場合においても、温度が十分に上昇するまで５〜６時間以上を要しており、この間は測定できなかった。本発明による装置定数Ｚ0 を用いた温度補正を行えば、測定装置２の電源を入れてほとんど直ちに測定を開始することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、被計測物体の厚さの影響をなくした分子配向の計測が可能となり、また被計測物体が均一な厚さをもたない場合でも分子配向の計測が可能となる。さらに温度変動による計測値の狂いがない再現信頼性の高い分子配向計測が可能となる。このように本発明は、マイクロ波透過強度のデータの優れた計算方法により、マイクロ波を用いる分子配向計測を根本的に改良するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測装置を示す構成図である。
【図２】図１の装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
２…マイクロ波分子配向度測定装置、４…マイクロ波共振導波管、５…物体、８…透過強度検出手段、１０…屈折率演算手段、１２…分子配向度演算手段、１４…装置定数演算手段。
【発明の属する技術分野】
フィルム、繊維織物、不織布、板、紙などポリマー分子などで構成される成形体は、ポリマー分子配向（すなわち配向の向き）によって、力学的、電気的、光学的性質が変わることはよく知られている。したがって、これら成形体の製造においては分子配向は製品の品質を左右する重要な検査項目の一つである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、最もよく用いられている分子配向の測定は、偏光の透過強度を測定し、複屈折率を算出する方法である。ところが、偏光を用いる方法は成形体が光に対して透明でなければ用いることができない。そこで、光に不透明な被測定物体（成形体）に対しては、周知のマイクロ波分子配向度測定装置により、マイクロ波の透過強度を測定し分子配向度を算出する方法が専ら用いられてきた［大崎茂芳「化学技術誌ＭＯＬ」Vol.26,No.1,pp92-100,(1988);大崎茂芳, J.Appl.Phys., Vol.67, No.10, pp6513-6519,(1990) ］。ここで、分子配向度ＭＯＲ(Molecular Orientation Ratio) とは、物体を構成する分子の配向の度合いを与える指標をいう。
【０００３】
上記分子配向度ＭＯＲは、マイクロ波分子配向度測定装置において、以下のように算出される。説明を簡単にするために被測定物体をフィルムとすれば、マイクロ波共振導波管にマイクロ波の進行方向にフィルム面が垂直になるように配置したフィルムに、振動方向が一方向に偏ったマイクロ波を連続的に照射し、マイクロ波の進行方向と垂直な面内でフィルムを０〜３６０°回転させて、フィルムを透過したマイクロ波透過強度を検出し、その回転角Ｘとの依存性を図に描く。これによって、フィルムを構成する分子の分子配向度ＭＯＲが、次式によりコンピュータなどを用いて計算される。
分子配向度ＭＯＲ＝最大マイクロ波透過強度／最小マイクロ波透過強度
ここで、「最大」，「最小」とは回転角を０〜３６０°で変化させたときに得られる最大値と最小値であって、通常、最小値を与える回転角を０°、最大値を与える回転角を９０°と称している。この場合、フィルムを構成する分子の長さ方向が０°の方向と一致すればするほど分子配向度ＭＯＲは大きくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のマイクロ波による分子配向の測定においては、『測定試料のフィルム厚さに無関係に異方性の指数（度合い）を導くこと（算出すること）は非常に困難である』〔大崎茂芳，Polym J, Vol.19, No.7, pp821-828,(1987) 〕ために、マイクロ波による分子配向度測定における被測定物体（簡単に「物体」と称する）の厚さが異なれば、各物体の分子配向度ＭＯＲを相互に比較することができないものであった。例えば、厚さ５０μｍのフィルムと厚さ１００μｍのフィルムの分子配向度ＭＯＲの測定値が全く同じであっても、両フィルムを構成する分子の分子配向度ＭＯＲの実際値を同じとすることができず、これらフィルムのどちらが強く分子配向しているかは不明であった。
【０００５】
一方、上記マイクロ波分子配向度測定装置を用いた分子配向度測定においては、この測定装置が設置された部屋の室温変動、あるいは装置自体の発熱による温度上昇によって、マイクロ波測定値が変化してしまい、測定の再現信頼性の障害となるという問題があった。また、測定装置内の温度が安定していることが必要であるので、測定装置の電源を入れてから測定装置内の温度が十分上昇して安定するまで待たなければならず、この待ち時間が長いという問題もあった。
【０００６】
本発明は、物体の厚さの影響をなくすとともに、温度依存性がなく分子配向度を計測できるマイクロ波を用いた分子配向度計測方法および装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
従来技術における根本的な問題点は、物体の厚さとマイクロ波透過強度との関係が明らかでないため、分子配向度を計算するときに用いる理論式が物体の厚さを考慮したものではなく、物体の厚さを考慮した理論式が存在しないことにあった。このため、異なる厚さのフィルムの分子配向度を相互に比較することはできなかった。本発明はフィルムの厚さとマイクロ波透過強度との関係を明確にし、物体の厚さを考慮した理論式を用いて、従来と異なる概念の分子配向度を算出することによって、上記の課題を解決するものである。
【０００８】
請求項１に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測方法は、物体のマイクロ波透過強度をマイクロ波分子配向度測定装置で測定し、該強度が物体を構成する分子の配向に依存することを利用して、物体を構成する分子の分子配向度を求める方法であって、
Ｚ0 を装置定数、ｄｚを物体の平均厚さ、νmax をマイクロ波の振動数を変化させたときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数、ν0 を物体の平均厚さがゼロのとき（つまり、物体がないとき）の最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数としたとき、
物体を前記マイクロ波分子配向度測定装置のマイクロ波共振導波管中でマイクロ波の進行方向に垂直に回転させ、マイクロ波透過強度を測定して得られる物体の厚さを考慮した屈折率ｍを、次式（１）で算出し、
ｍ＝（Ｚ0 ／ｄｚ）×［１−（νmax ／ν0 ）］ （１）
前記算出された屈折率ｍにおいて、マイクロ波の振動方向に対する回転角ｐ°，ｑ°（ｐ≠ｑ）における値をｍp ，ｍq としたとき、
物体の厚さを考慮した分子配向度ＳＯＲを次式（２）で算出することを特徴とする。
ＳＯＲ＝ｆ（ｍp ，ｍq ） （２）
ここで、ｆ（ｍp ，ｍq ）は、ｍp ，ｍq を独立変数とする任意の関数である。
【０００９】
請求項４に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測装置は、物体のマイクロ波透過強度をマイクロ波分子配向度測定装置で測定し、該強度が物体を構成する分子の配向に依存することを利用して、物体を構成する分子の分子配向度を求める装置であって、
Ｚ0 を装置定数、ｄｚを物体の平均厚さ、νmax をマイクロ波の振動数を変化させたときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数、ν0 を物体の平均厚さがゼロのとき（つまり、物体がないとき）の最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数としたとき、
物体を前記マイクロ波分子配向度測定装置のマイクロ波共振導波管中でマイクロ波の進行方向に垂直に回転させてマイクロ波透過強度を検出し、上記マイクロ波の各振動数νmax ，ν0 を求める透過強度検出手段と、
前記透過強度検出手段により求めたマイクロ波の各振動数νmax ，ν0 に基づいて、次式（１）の演算により、物体の厚さを考慮した屈折率ｍを得る屈折率演算手段と、
ｍ＝（Ｚ0 ／ｄｚ）×［１−（νmax ／ν0 ）］ （１）
前記屈折率演算手段により得られた屈折率ｍにおいて、マイクロ波の振動方向に対する回転角ｐ°，ｑ°（ｐ≠ｑ）における値をｍp ，ｍq としたとき、
次式（２）の演算により、物体の厚さを考慮した分子配向度ＳＯＲを得る分子配向度演算手段とを備えている。
ＳＯＲ＝ｆ（ｍp ，ｍq ） （２）
ここで、ｆ（ｍp ，ｍq ）は、ｍp ，ｍq を独立変数とする任意の関数である。
【００１０】
ここで、分子配向度ＳＯＲ(Segment Orientation Ratio) とは、高分子のミクロブラウン運動において、この運動単位となる高分子鎖の部分であるセグメントについての分子配向の度合いを与える指標をいう。この分子配向度ＳＯＲは、従来からの物体を構成する分子の配向の度合いを与える指標であるＭＯＲ(Molecular Orientation Ratio) とは異なり、上記セグメントについての分子配向に着目したものであり、物体の厚さを考慮した値である。
上記の平均厚さｄｚとは、測定対象となる物体の平均厚さであって、例えば、穴が空いたフィルムや繊維束や不織布など、厚さが不均一であっても、例えば、［平均厚さ］＝［単位面積当たりの物体の重さ］／［物体の密度］を用いて与えることが容易に可能である。
【００１１】
上記構成によれば、上記式（１）の屈折率ｍは物体の平均厚さｄｚをパラメータとするものであり、物体の厚さを考慮したものである。したがって、この屈折率ｍを用いた上記式（２）で表される分子配向度ＳＯＲにより、従来全く得ることができなかった、物体の厚さを考慮した、言い換えれば、厚さの影響をなくした分子配向の指標が得られる。したがって、物体を構成する分子の配向が同じであれば、同じ分子配向度ＳＯＲが得られる。
また、物体の平均厚さｄｚをパラメータとするので、フィルムなどのように平面方向に一定の厚さをもつ物体に対してだけでなく、繊維織物、不織布、紙、射出成形品など平面方向に一定の厚さをもたない物体に対してもマイクロ波による分子配向度測定を可能にする。
【００１２】
また、請求項２に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測方法は、請求項１において、上記式（１）で算出された屈折率ｍにおいて、マイクロ波の振動方向に対する回転角が０°における値をｍ0 、回転角が９０°における値をｍ90としたとき、物体の厚さを考慮した分子配向度ＳＯＲを次式（３）で算出することを特徴とする。
ＳＯＲ＝ｍ0 ／ｍ90 （３）
【００１３】
請求項５に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測装置は、請求項４において、上記屈折率演算手段により得られた式（１）の屈折率ｍにおいて、マイクロ波の振動方向に対する回転角が０°における値をｍ0 、回転角が９０°における値をｍ90としたとき、上記分子配向度演算手段は、次式（３）の演算により、物体の厚さを考慮した分子配向度ＳＯＲを得る。
ＳＯＲ＝ｍ0 ／ｍ90 （３）
【００１４】
上記分子配向度ＳＯＲの一般式（２）は、２つの相異なる回転角ｐ，ｑにおける屈折率ｍの関数として、人為的に与えられるものである。例えば、（ｍ0 + 1 ）／（ｍ90 + 1）、ｍ0 ／（ｍ90＋１）、ｍ0 ／（ｍ90＋ｍ0 ）や、回転角が０°，９０°以外のｍ値を用いる定義式などが容易に考え得る。このうち、上記分子配向度ＳＯＲの代表式（３）における屈折率ｍ0 やｍ90は、物体が引き起こす新たな電場に関係するパラメータとしての物理的な意味がある。つまり、分子配向度ＳＯＲの代表式（３）は、純粋に物体に係わる屈折率ｍの回転角０°と９０°の比を計算するものであるので、最も単純に、純粋に物体に係わるものであるということができる。通常、この代表式（３）により、本発明の分子配向度ＳＯＲが表される。
【００１５】
さらに、請求項３に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測方法は、請求項１または２において、ｃを光速度、Ｎを上記マイクロ波共振導波管長がマイクロ波の半波長の何倍であるかを与える定数としたとき、上記装置定数Ｚ0 を、上記物体の平均厚さがゼロのとき（物体がないとき）の最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数ν0 を用いて、次式（４）で算出する。
Ｚ0 ＝ｃＮ／２ν0 （４）
【００１６】
請求項６に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測装置は、請求項４または５において、ｃを光速度、Ｎをマイクロ波共振導波管長がマイクロ波の半波長の何倍であるかを与える定数としたとき、上記物体の平均厚さがゼロのときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数ν0 を用いて、次式（４）の演算により、上記装置定数Ｚ0 を得る装置定数演算手段を備えている。
Ｚ0 ＝ｃＮ／２ν0 （４）
【００１７】
上記装置定数Ｚ0 は、マイクロ波分子配向度測定装置のマイクロ波共振導波管の長さに相当するものである。したがって、この測定装置の設計定数から装置固有のものとして与えることもできるが、マイクロ波を共振させるためにマイクロ波共振導波管を微調整した場合には長さを実測することは困難であり、またマイクロ波共振導波管が室温によって膨張あるいは収縮する場合にはマイクロ波共振導波管の長さを求めることはさらに困難である。
本発明は、物体がないときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波振動数ν0 を測定することにより、簡単に装置定数Ｚ0 を求める方法を提供するものである。物体がないときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波振動数ν0 は温度変化に対してほとんど一定であるので、室温が変化したときにも迅速に対応して装置定数Ｚ0 を算出することが可能となり、測定の再現信頼性を向上することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測装置を示す構成図である。本装置は、平均厚さｄｚをもつフィルムのような物体５にマイクロ波を透過させて、そのマイクロ波透過強度を検出し、マイクロ波の分子配向度を測定するマイクロ波分子配向度測定装置（例えば、KSシステムズ社製分子配向度測定機MOA-2001A ）２を用いて、分子配向度ＳＯＲを計測するものである。
【００１９】
上記マイクロ波分子配向度測定装置２は、上記物体５に照射する所定波長のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置３、マイクロ波共振導波管４および透過強度検出手段８とを備えている。上記マイクロ波共振導波管４は、その中央部に、マイクロ波の進行方向にフィルム面が垂直になるようにフィルム５を配置し、このフィルム５を、図示しない回転機構により、マイクロ波の進行方向と垂直な面内でＲ方向に回転可能な状態にして保持するとともに、物体５を透過するマイクロ波を、両端部に設けられた一対の反射鏡７，７で反射させることにより共振させるものである。上記物体５を透過した後のマイクロ波透過強度は、透過強度検出手段８により検出される。
【００２０】
上記透過強度検出手段８は、上記マイクロ波共振導波管４内の後方の所定位置に挿入した検出素子８ａでマイクロ波透過強度を検出するものであり、物体５を前記マイクロ波分子配向度測定装置２のマクロ波共振導波管４中でマイクロ波の進行方向に垂直に回転させてマイクロ波透過強度を検出し、マイクロ波の振動数を変化させたときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数νmax 、物体の平均厚さがゼロのとき（すなわち、物体がないとき）の最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数ν0 を求める。上記検出素子８ａには、例えばフォトダイオード等が用いられる。
【００２１】
屈折率演算手段１０は、上記物体５の平均厚さｄｚと、上記透過強度検出手段８により求めたマイクロ波の各振動数νmax ，ν0 と、装置定数演算手段１４により上記式（４）で算出された装置定数Ｚ0 とに基づいて、上記式（１）の演算により、物体５の厚さを考慮した屈折率ｍを得る。
【００２２】
分子配向度演算手段１２は、上記算出された屈折率ｍにおいて、例えば、マイクロ波の振動方向に対する回転角が０°における値をｍ0 、回転角が９０°における値をｍ90としたとき、物体の厚さを考慮した分子配向度ＳＯＲを上記式（３）で算出する。
【００２３】
以下、本装置の動作を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
まず、図１のマイクロ波分子配向度測定装置２におけるマイクロ波共振導波管４に挿入するフィルムのような物体５についての平均厚さｄｚを求める。それとともに、透過強度検出手段８により、マイクロ波の振動方向に対する物体５の回転角が０°における最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数νmax （回転角０°）、回転角が９０°における最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数νmax （回転角９０°）、および物体５がないときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数ν0 を求める（ステップＳ１）。
【００２４】
つぎに、装置定数演算手段１４により、測定装置２内の温度変化の影響を受けないように、上記式（４）の演算を行って、装置定数Ｚ0 を求める（ステップＳ２）。そして、この装置定数Ｚ0 と、ステップＳ１で求めた上記振動数νmax （回転角０°）、振動数νmax （回転角９０°）、および振動数ν0 とに基づいて、屈折率演算手段１０により、上記式（１）の演算を行って、マイクロ波の振動方向に対する物体５の回転角が０°における屈折率ｍ0 、回転角が９０°における屈折率ｍ90を求める（ステップＳ３）。つぎに、分子配向度演算手段１２により、ｍ0 ／ｍ90の演算を行って、分子配向度ＳＯＲを上記式（３）から求める（ステップＳ４）。
【００２５】
このように、式（１）の屈折率ｍは、物体５の平均厚さｄｚをパラメータとするものであり、物体５の厚さを考慮したものである。したがって、この屈折率ｍを用いた代表式（３）により、物体５の厚さの影響をなくした分子配向度ＳＯＲを計測できる。
【００２６】
なお、この実施形態では、装置定数Ｚ0 として、式（４）で演算した値を用いているが、測定装置２内の温度が十分に安定した状態にあれば、定数Ｎ，物体がないときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数ν0 をそれぞれ一定とみなすことができるので、測定装置２の設計定数から与えられた装置固有の値を用いてもよい。
【００２７】
なお、この実施形態では、物体５の回転角が０°，９０°における屈折率ｍ0 ，ｍ90を用いた分子配向度ＳＯＲを、代表式（３）により計測しているが、任意の相異なる回転角ｐ°，ｑ°における屈折率ｍp ，ｍq を用いた上記一般式（２）により、分子配向度ＳＯＲを計測するようにしてもよい。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
〔参考例〕
６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸単位２７モル％及びｐ−ヒドロキシ安息香酸単位７３モル％からなるサーモトロピック液晶ポリエステルをＴダイから溶融押出しすることにより厚み１０８μｍのフィルムを得た。得られた液晶ポリマーフィルムの融点（Ｔｍ）は２８０°Ｃであり、熱変形温度は２２０°Ｃであった。同様にして、厚み５２μｍの液晶ポリマーフィルム及び厚み５０μｍの液晶ポリマーフィルムを得た。
【００２９】
〔実施例１〕
本実施例は、図１のマイクロ波を用いた分子配向度計測装置により、分子配向が同じで厚さが異なる液晶ポリマーフィルムについて、それぞれ屈折率ｍおよび分子配向度ＳＯＲを算出したものである。例えば、フィルムの厚さが１枚で１０８μｍのものと、これを２枚重ねした２１６μｍのものを使用する。表１は、これらフィルムについて、本発明により算出された屈折率ｍおよび分子配向度ＳＯＲ（式（３））と、従来技術により算出された分子配向度ＭＯＲとを比較して示したものである。
【００３０】
【表１】
表１により、従来の分子配向度ＭＯＲはフィルムの厚さによって大きく変化するが、本発明により算出された屈折率ｍおよび分子配向度ＳＯＲはフィルム厚さに無関係に同じ程度の値を示すことが明らかである。
【００３２】
〔実施例２〕
本実施例は、図１のマイクロ波を用いた分子配向度計測装置により、開口を設けた液晶ポリマーフィルムについて、屈折率ｍおよび分子配向度ＳＯＲを算出したものである。例えば、フィルム（サイズ10×10ｍｍ角、厚５２μｍ）の中央に直径がそれぞれ１０，２０ｍｍと異なる円形開口を設け、厚さがフィルム平面方向に一定でない（開口部の厚さは０、非開口部は５２μｍ）ものを使用する。表２は、これらフィルムについて、本発明による平均厚さｄｚを用いた屈折率ｍおよび分子配向度ＳＯＲ（式（３））と、従来技術により算出された分子配向度ＭＯＲとを比較して示したものである。
【００３３】
【表２】
表２において、従来技術による分子配向度ＭＯＲは、上記のように厚さが不均一なフィルムに対しては、厚さを考慮することができないので、開口直径に分子配向度が依存する結果になっており、同じフィルムでも開口直径の大きさによって分子配向が異なるという明らかに不合理な結果になる。本発明により算出された平均厚さｄｚを用いた屈折率ｍおよび分子配向度ＳＯＲ（式（３））は、開口の直径には依存することなく同じ程度の値を示すことが明らかである。
【００３５】
このように、フィルム中央部の厚さが０である場合だけでなく、逆に中央部のみ厚さが正であり中央部以外の周辺部は厚さが０の場合でも、同様に容易に分子配向度が測定できるであろうことは容易に導かれることである。このことは、本発明により提供される方法を用いれば、物体サイズがマイクロ波共振導波管４のサイズに比較して小さい場合でも分子配向度の測定ができることを示している。
【００３６】
〔実施例３〕
本実施例は、図１のマイクロ波分子配向度測定装置２内の温度変化に対応するための装置定数Ｚ0 を算出するものである。まず、フィルムを装置に装着しない場合（すなわちブランクの場合）の、最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波振動数ν0 を種々の温度において測定し、光速度ｃ＝３×１０10ｃｍ／ｓｅｃと、マイクロ波共振導波管長がマイクロ波の波長の何倍であるかを与える定数Ｎ＝３とを用いて、上記式（４）により計算し装置定数Ｚ0 を得た。また、厚さ５０μｍの液晶ポリマーフィルムについても最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波振動数νmax を測定し、上記式（１），（３）を用いて屈折率ｍおよび分子配向度ＳＯＲを算出した。表３はこれらの結果をまとめて示すものである。
【００３７】
【表３】
表３により、フィルムの場合の最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波振動数νmax は温度により変動するが、ブランクの場合の最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波振動数ν0 は温度変化に対してほとんど一定であるので、本発明による装置定数Ｚ0 の効果により装置定数Ｚ0 が温度補正係数として作用し、フィルムの屈折率ｍ、分子配向度ＳＯＲは温度変化に対しほとんど一定となることが明らかである。
【００３９】
上記マイクロ波分子配向度測定装置２は、電源を入れた後、この測定装置２内の温度が時間と共に上昇し、従来技術では温度が十分に上昇して一定になるまでは測定ができなかった。測定装置２を恒温室に設置した場合においても、温度が十分に上昇するまで５〜６時間以上を要しており、この間は測定できなかった。本発明による装置定数Ｚ0 を用いた温度補正を行えば、測定装置２の電源を入れてほとんど直ちに測定を開始することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、被計測物体の厚さの影響をなくした分子配向の計測が可能となり、また被計測物体が均一な厚さをもたない場合でも分子配向の計測が可能となる。さらに温度変動による計測値の狂いがない再現信頼性の高い分子配向計測が可能となる。このように本発明は、マイクロ波透過強度のデータの優れた計算方法により、マイクロ波を用いる分子配向計測を根本的に改良するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るマイクロ波を用いた分子配向度計測装置を示す構成図である。
【図２】図１の装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
２…マイクロ波分子配向度測定装置、４…マイクロ波共振導波管、５…物体、８…透過強度検出手段、１０…屈折率演算手段、１２…分子配向度演算手段、１４…装置定数演算手段。
Claims (6)
- 物体のマイクロ波透過強度をマイクロ波分子配向度測定装置で測定し、該強度が物体を構成する分子の配向に依存することを利用して、物体を構成する分子の分子配向度を求める方法であって、
Ｚ0 を装置定数、ｄｚを物体の平均厚さ、νmax をマイクロ波の振動数を変化させたときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数、ν0 を物体の平均厚さがゼロのときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数としたとき、
物体を前記マイクロ波分子配向度測定装置のマイクロ波共振導波管中でマイクロ波の進行方向に垂直に回転させ、マイクロ波透過強度を測定して得られる物体の厚さを考慮した屈折率ｍを、次式（１）で算出し、
ｍ＝（Ｚ0 ／ｄｚ）×［１−（νmax ／ν0 ）］ （１）
前記算出された屈折率ｍにおいて、マイクロ波の振動方向に対する回転角ｐ°，ｑ°（ｐ≠ｑ）における値をｍp ，ｍq としたとき、
物体の厚さを考慮した分子配向度ＳＯＲを次式（２）で算出することを特徴とするマイクロ波を用いた分子配向度計測方法。
ＳＯＲ＝ｆ（ｍp ，ｍq ） （２）
ここで、ｆ（ｍp ，ｍq ）は、ｍp ，ｍq を独立変数とする任意の関数である。 - 請求項１において、
前記式（１）で算出された屈折率ｍにおいて、マイクロ波の振動方向に対する回転角が０°における値をｍ0 、回転角が９０°における値をｍ90としたとき、物体の厚さを考慮した分子配向度ＳＯＲを次式（３）で算出することを特徴とするマイクロ波を用いた分子配向度計測方法。
ＳＯＲ＝ｍ0 ／ｍ90 （３） - 請求項１または２において、
ｃを光速度、Ｎを前記マイクロ波共振導波管長がマイクロ波の半波長の何倍であるかを与える定数としたとき、
前記装置定数Ｚ0 を、前記物体の平均厚さがゼロのときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数ν0 を用いて、次式（４）で算出することを特徴とするマイクロ波を用いた分子配向度計測方法。
Ｚ0 ＝ｃＮ／２ν0 （４） - 物体のマイクロ波透過強度をマイクロ波分子配向度測定装置で測定し、該強度が物体を構成する分子の配向に依存することを利用して、物体を構成する分子の分子配向度を求める装置であって、
Ｚ0 を装置定数、ｄｚを物体の平均厚さ、νmax をマイクロ波の振動数を変化させたときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数、ν0 を物体の平均厚さがゼロのときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数としたとき、
物体を前記マイクロ波分子配向度測定装置のマイクロ波共振導波管中でマイクロ波の進行方向に垂直に回転させてマイクロ波透過強度を検出し、上記マイクロ波の各振動数νmax ，ν0 を求める透過強度検出手段と、
前記透過強度検出手段により求めたマイクロ波の各振動数νmax ，ν0 に基づいて、次式（１）の演算により、物体の厚さを考慮した屈折率ｍを得る屈折率演算手段と、
ｍ＝（Ｚ0 ／ｄｚ）×［１−（νmax ／ν0 ）］ （１）
前記屈折率演算手段により得られた屈折率ｍにおいて、マイクロ波の振動方向に対する回転角ｐ°，ｑ°（ｐ≠ｑ）における値をｍp ，ｍq としたとき、
次式（２）の演算により、物体の厚さを考慮した分子配向度ＳＯＲを得る分子配向度演算手段とを備えたことを特徴とするマイクロ波を用いた分子配向度計測装置。
ＳＯＲ＝ｆ（ｍp ，ｍq ） （２）
ここで、ｆ（ｍp ，ｍq ）は、ｍp ，ｍq を独立変数とする任意の関数である。 - 請求項４において、
前記屈折率演算手段により得られた式（１）の屈折率ｍにおいて、マイクロ波の振動方向に対する回転角が０°における値をｍ0 、回転角が９０°における値をｍ90としたとき、
前記分子配向度演算手段は、次式（３）の演算により、物体の厚さを考慮した分子配向度ＳＯＲを得ることを特徴とするマイクロ波を用いた分子配向度計測装置。
ＳＯＲ＝ｍ0 ／ｍ90 （３） - 請求項４または５において、
ｃを光速度、Ｎをマイクロ波共振導波管長がマイクロ波の半波長の何倍であるかを与える定数としたとき、
前記物体の平均厚さがゼロのときの最大マイクロ波透過強度を与えるマイクロ波の振動数ν0 を用いて、次式（４）の演算により、前記装置定数Ｚ0 を得る装置定数演算手段を備えたことを特徴とするマイクロ波を用いた分子配向度計測装置。
Ｚ0 ＝ｃＮ／２ν0 （４）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09148198A JP3691658B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | マイクロ波を用いた分子配向度計測方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09148198A JP3691658B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | マイクロ波を用いた分子配向度計測方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11287771A JPH11287771A (ja) | 1999-10-19 |
| JP3691658B2 true JP3691658B2 (ja) | 2005-09-07 |
Family
ID=14027608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09148198A Expired - Lifetime JP3691658B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | マイクロ波を用いた分子配向度計測方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3691658B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3336913B1 (en) * | 2015-10-06 | 2020-12-09 | Mitsui Chemicals, Inc. | Long, slab-shaped piezoelectric body and production method therefor, laminate and production method therefor, fabric, garment, and biological information acquisition device |
| EP3418049B1 (en) * | 2016-03-09 | 2021-02-17 | Mitsui Chemicals, Inc. | Laminated article |
| EP3258508B1 (en) * | 2015-02-13 | 2021-02-24 | Mitsui Chemicals, Inc. | Piezoelectric polymer film and method for producing same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5731948B2 (ja) * | 2011-04-06 | 2015-06-10 | 旭化成せんい株式会社 | 熱可塑性不織布 |
-
1998
- 1998-04-03 JP JP09148198A patent/JP3691658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3258508B1 (en) * | 2015-02-13 | 2021-02-24 | Mitsui Chemicals, Inc. | Piezoelectric polymer film and method for producing same |
| EP3336913B1 (en) * | 2015-10-06 | 2020-12-09 | Mitsui Chemicals, Inc. | Long, slab-shaped piezoelectric body and production method therefor, laminate and production method therefor, fabric, garment, and biological information acquisition device |
| EP3418049B1 (en) * | 2016-03-09 | 2021-02-17 | Mitsui Chemicals, Inc. | Laminated article |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11287771A (ja) | 1999-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chao et al. | Biochemical sensors based on polymer microrings with sharp asymmetrical resonance | |
| Chae et al. | Surface morphology, molecular reorientation, and liquid crystal alignment properties of rubbed nanofilms of a well-defined brush polyimide with a fully rodlike backbone | |
| Girault et al. | Integrated polymer micro-ring resonators for optical sensing applications | |
| Hickel et al. | Optical waveguides from novel polymeric Langmuir-Blodgett multilayer assemblies | |
| JP3691658B2 (ja) | マイクロ波を用いた分子配向度計測方法および装置 | |
| Imai et al. | An electric-field sensitive fiber with coaxial electrodes for optical phase modulation | |
| Barzic et al. | Insights on light dispersion in semi‐alicyclic polyimide alignment layers to reduce optical losses in display devices | |
| Osaki | A new method for quick determination of molecular orientation in poly (ethylene terephthalate) films by use of polarized microwaves | |
| Li et al. | Molecular weight and film thickness effects on linear optical anisotropy of 6FDA-PFMB polyimides | |
| Barnik et al. | Lasing from photonic structure: cholesteric-voltage controlled nematic-cholesteric liquid crystal | |
| JP3731314B2 (ja) | 配向測定装置 | |
| KR20080084585A (ko) | 복굴절성 필름, 다환식 화합물, 코팅액 및 화상 표시 장치 | |
| Onaka et al. | Optical evaluation of a double-layered ultrasound liquid crystal lens | |
| Xie et al. | Chiral metasurface refractive index sensor with a large figure of merit | |
| JP3691659B2 (ja) | マイクロ波共振系の固有振動数演算方法および装置 | |
| JP3691657B2 (ja) | マイクロ波による分子配向パターン描画方法および装置 | |
| Van Horn et al. | Conoscopic measurement of birefringence and orientation in biaxially stretched polymer films and sheets | |
| El‐Bakary | Determination of radial structural properties and spectral dispersion curves of poly (aryl ether ether ketone) fibre | |
| Torres-Zúñiga et al. | Monitoring molecular orientational order in NLO push–pull based polymeric films via photoacoustic measurements | |
| JP4000789B2 (ja) | 配向測定装置 | |
| JP2009042007A (ja) | 配向測定装置及び配向測定方法 | |
| Jarzynski et al. | Fiber optic electric field sensor technology | |
| JP6572726B2 (ja) | 試料測定装置および試料測定方法 | |
| Cho et al. | Photothermal dielectric spectroscopic microscope | |
| Osaki et al. | Molecular orientation and dielectric anisotropy in polyimide films as determined by the microwave method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050614 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050616 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090624 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090624 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100624 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110624 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120624 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120624 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130624 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130624 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140624 Year of fee payment: 9 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |