JP5743074B2

JP5743074B2 - 試料調製方法

Info

Publication number: JP5743074B2
Application number: JP2011079335A
Authority: JP
Inventors: 富岡賢一; 阿部孝広; 林部豊
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: JP2012215406A

Description

本発明は、有機物を含む試料について、分析装置の容器に容易に固定化することができる試料調製方法に関する。本発明の試料調製方法は、例えば、液晶パネルのような有機フイルムが付着した試料を蛍光Ｘ線分析用ブリケットに作成する場合などに有用である。

蛍光Ｘ線分析用ブリケットは、一般的にアルミ製または塩ビ製のリングやカップなどの分析容器に粉末試料を詰め、５〜５０ｔの圧力を加え固定化して作成している。しかし、粉末の粒度や混在している物質によって試料の固定化が困難なときは、例えば、ポリエステル等の高分子化合物をバインダとして試料に混ぜ込んで試料を分析容器に固定化することが知られている（非特許文献１）。また、有機物、例えばプラスチックなどの試料については凍結粉砕機を利用して試料を粉砕して蛍光Ｘ線分析用ブリケットを作成することもある（非特許文献２）。

近年、液晶パネルに代表されるように、ガラスに有機物フィルムが付着した材料が多量に使用されている。しかし、ガラスに有機物フィルム等が付着したような材料は、これを通常の粉砕機に入れても、ガラスは粉砕されるものの、フィルムは柔らかいため部分的に破れても細かくは粉砕されない。例えば、液晶ガラスパネルを振動ミルで粉砕すると、ガラス部分は粉砕されるが有機物は扮されない。このような状態の粉砕物を分析容器に詰め込んでも、分析に適する良好なブリケットを調製することができない。

高分子化合物をバインダとして用いる場合には、高分子化合物の種類や添加量によっては分析精度が低下する場合がある。また、試料に含まれる有機物を燃焼して除去することができるが、この場合には、試料に含まれるヒ素やセレン、鉛などの低沸点金属が揮発することが懸念される。

蛍光Ｘ線分析の手引（第三版）、理学電機工業株式会社発行蛍光X線分析の実際第１２回Ｘ線分析講習会テキスト（社団法人日本分析化学会Ｘ線分析研究懇談会発行

本発明は、有機物が付着した材料の試料調製方法について、従来の上記問題を解決したものである。具体的には、本発明は、液晶ガラスパネルのような有機フイルムが付着した試料を蛍光Ｘ線分析用ブリケット等に調製する場合などにおいて、容易に分析用ブリケットを調製することができる試料調製方法を提供する。

本発明は以下の構成を有する試料調製方法に関する。
〔１〕液晶ガラスパネルまたは有機物フィルムを挟み込んだ合せガラスであって有機物が付着した状態で２００〜５００℃に加熱するＴＧ−ＤＴＡ分析による重量減が５％以上である試料について、有機物が付着した状態で−５０℃以下に凍結して、粉砕物の粒度Ｄ９５（累積９５体積％径）が５００μm以下になるように粉砕した後に、これらの有機物を含む粉砕粉末を分析容器に入れてプレス成形することを特徴とする試料調製方法。
〔２〕有機物が付着した状態で−７０℃以下に凍結して、粉砕物の粒度Ｄ９５が４００μm以下になるように粉砕した後にプレス成形する上記[１]に記載する試料調製方法。

本発明の試料調製方法は、有機物が付着した試料でも分析容器に固定して分析に適する良好なブリケット等を調製することができる。また、本発明の試料調製方法は試料に含まれる有機物を燃焼して除去する方法ではないので、ヒ素やセレン、鉛などの低沸点金属が揮発することがなく、精度の高い分析が可能である。

本発明の試料調製方法は、蛍光Ｘ線分析法、固体発光分析法、グロー放電発光分析法、グロー放電質量分析法などの固体直接分析の試料調製に適用することができ、これらの分析方法において良好な分析用試料を容易に調製することができる。なお、これらの分析方法は湿式分析法の比較して分析時間が大幅に短い利点を有しており、本発明の試料調製方法によればをこの利点を維持することができる。

以下、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明する。
本発明は、液晶ガラスパネルまたは有機物フィルムを挟み込んだ合せガラスであって有機物が付着した状態で２００〜５００℃に加熱するＴＧ−ＤＴＡ分析による重量減が５％以上である試料について、有機物が付着した状態で−５０℃以下に凍結して、粉砕物の粒度Ｄ９５（累積９５体積％径）が５００μm以下になるように粉砕した後に、これらの有機物を含む粉砕粉末を分析容器に入れてプレス成形することを特徴とする試料調製方法である。
本発明は、好ましくは、有機物が付着した状態で−７０℃以下に凍結して、粉砕物の粒度Ｄ９５が４００μm以下になるように粉砕した後にプレス成形する試料調製方法である。

本発明の試料調製方法において、有機物を含む試料は、例えば、液晶ガラスパネルや有機物フィルムを挟み込んだ合せガラスなどである。液晶ガラスパネルはディスプレイの裏側に有機物によって形成された偏光フィルタや液晶分子層やＩＴＯ透明層などが積層されている。廃棄された液晶ガラスパネルを製錬所などで溶融処理する場合、ガラス部分や金属部分の種類を判定するために、これらを粉砕して蛍光Ｘ線分析などが行われる。本発明の試料調製方法は、有機物を含む試料としてこれらの液晶ガラスパネルなどに適用することができる。

本発明の試料調製方法が適用される試料は、例えば、２００〜５００℃の重量減が５％以上の有機物含有量であるものが効果が大きい。一般に、重量減が５％以上の有機物を含む試料は蛍光Ｘ線分析を行ったときに分析精度が低下する。

本発明の試料調製方法は、有機物を含む試料を−５０℃以下で凍結粉砕しする。凍結粉砕する温度は−５０℃以下が適当であり、−７０℃以下が好ましい。粉砕室に凍結用冷媒を導入して粉砕すればよい。粉砕温度が−５０℃よりも高いと有機物が十分に粉砕されない懸念がある。冷媒として、液体窒素を用いれば約−１９６℃で凍結粉砕することができ、ドライアイスを用いれば約−７９℃で凍結粉砕することができる。液体窒素を用いて約−１９６℃で凍結粉砕すると有機物および無機物が何れも凍結し、目的の粒径範囲（Ｄ９５：５００μm以下）に容易に粉砕することができる。

本発明の試料調製方法において、粉砕物の粒度Ｄ９５（累積９５体積％径）が５００μm以下、好ましくは４００μm以下、より好ましくは３５０μm以下になるように凍結粉砕する。粉砕物の粒度Ｄ９５が５００μmより大きいと、例えば、蛍光Ｘ線分析用のブリケットを調製したときに、有機物の粗大粒子が含まれるようになり、分析精度が低下する懸念がある。また、粉砕物の粒度が大きいと、分析容器に詰め込んだときに十分に固定化せずに粉末の一部が容器表面からこぼれる場合があり、あるいは表面に亀裂を生じる場合がある。

以下、本発明の実施例および比較例を示す。なお、凍結粉砕装置として市販機（機種名：ＳＰＥＸ製６７７０型）を使用した。蛍光Ｘ線分析用のプレス試料として口径２０ｍｍφのアルミ製リングまたは塩ビ製リングを用いた。

〔実施例１〕
粗破砕したフラットパネルディスプレイのガラス粗粉砕物を約４ｇ採取して、凍結粉採用容器に入れた。凍結粉砕用の冷媒として液体窒素を使用し、−１９６℃で凍結粉砕した。破砕時間は装置の発熱を防ぐため３分を２回とした。凍結粉砕して得た粉末をレーザー散乱法にて粒度分布を測定したところ、Ｄ９５は約３５０μmであった。さらに、この粉末をＴＧ−ＤＴＡにて重量減を測定したところ約２０％であった。この粉末をプレス前リング内に試料が満たされるように詰め、蛍光Ｘ線分析用のプレス試料を作成したところ、口径２０ｍｍφのアルミ製リング、または塩ビ製リングの何れにおいてもプレス成型は容易であった。

〔実施例２〕
粉砕時間を調整した以外は実施例１と同様に凍結粉砕して表１に示す粒度分布の粉砕を得た。これらの粉末を分析容器（上記アルミ製リング）に入れてプレス成形した。表１に示すように、Ｄ９５が６５０μmの試料No.１はブリケット表面に亀裂がある。一方、Ｄ９５が５００μmの試料No.１、３５０μmの試料No.３は何れもブリケット表面平滑であり、良好な分析試料を得ることができる。

〔実施例３〕
実施例１とは異なるフラットパネルディスプレイのガラス粗粉砕物を用い、凍結粉砕用の冷媒としてドライアイスを使用し、−７９℃で凍結した以外は実施例１と同様にして凍結粉砕を行った。凍結粉砕して得た粉末をレーザー散乱法にて粒度分布を測定したところ、Ｄ９５は約４００μmであった。さらに、この粉末をＴＧ−ＤＴＡにて重量減を測定したところ約２５％であった。この粉末をプレス前リング内に試料が満たされるように詰め、蛍光Ｘ線分析用のプレス試料を作成したところ、口径２０ｍｍφのアルミ製リング、または塩ビ製リングの何れにおいてもプレス成型は容易であった。

〔比較例１〕
実施例１と同様のフラットパネルディスプレイのガラス粗粉砕物を振動ミルにて粉砕したところ、有機物フィルを粉砕できず、分析用ブリケットを作成することができなかった。

〔比較例２〕
エチレングリコール（液温−２０℃）を粉砕室に導入して粉砕を行ったところ、有機物フィルを十分に粉砕することができなかった。

Claims

液晶ガラスパネルまたは有機物フィルムを挟み込んだ合せガラスであって有機物が付着した状態で２００〜５００℃に加熱するＴＧ−ＤＴＡ分析による重量減が５％以上である試料について、有機物が付着した状態で−５０℃以下に凍結して、粉砕物の粒度Ｄ９５（累積９５体積％径）が５００μm以下になるように粉砕した後に、これらの有機物を含む粉砕粉末を分析容器に入れてプレス成形することを特徴とする試料調製方法。
有機物が付着した状態で−７０℃以下に凍結して、粉砕物の粒度Ｄ９５が４００μm以下になるように粉砕した後にプレス成形する請求項１に記載する試料調製方法。