JPH0341341A

JPH0341341A - ガス分析装置

Info

Publication number: JPH0341341A
Application number: JP1176172A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Mizutani; 大輔水谷; ▲やなぎ▼下　皓男; Akio Yagishita; Shigeru Fukushima; 茂福島; Reiko Soejima; 副島　玲子
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-07-07
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1991-02-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕有機化合物から発生するガスを分析するガス分析装置に
関し、有機材料が使用されいる状態に近い条件でガスを発生さ
せて分析することを目的とし、有機材料から遊離して発
生するガスを分析する装置が、試料（８）を内部に設置
でき、雰囲気ガス（１０）の流入口（２）と流出口（３
）とを備えた密封容器（１）と、該密封容器（１）の流
入口（２）と嵌合する雰囲気ガス導入管（４）と該密封
容器（１）の流出口（３）と嵌合する発生ガス捕集管（
５）よりなると共に、前記密封容器（１）は該密封容器
（１）を所定の温度に保温する温度制御部（６）内に収
納されており、また、前記雰囲気ガス導入管（４）は前
記密封容器（１）に供給する雰囲気ガス（１０）から不
純物を除去するコールドトラップ（９）と該ガスを所定
の温度に加熱する加熱部（１１）を備えており、また前
記発生ガス成分捕集管（５）にはガスを捕集するコール
ドトラップ（１２）を備えていることを特徴としてガス
分析装置を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は実際に使用されている状態に近い条件でガスを
発生させ、成分を分析する分析装置に関する。

回路部品の絶縁材料や機構部品の構成材料として有機高
分子化合物は広く使用されているが、これ以外に電子回
路を形成する印刷配線基板を始めとして電子回路を格納
する筐体に到るまで、あらゆる部門に亙って有機高分子
材料が使用されるようになった。

そして、用途に応し各種の樹脂が使われており、例えば
温度上昇を伴うような用途にはエポキシ樹脂やポリイミ
ド樹脂のように耐熱性の優れた高分子化合物を主構成材
とする樹脂組放物が使われている。

またこれらの部品材料を構成する樹脂には最高使用温度
が規定されており、この温度範囲内の環境条件で使用さ
れるために、使用中に低分子量成分が分離蒸発したり分
解するようなことはない。

然し、電気通信機器に使用される総ての高分子材料が耐
熱性に優れているわけではなく、環境温度が高まればガ
スを発生するものもある。

例えば、気密性を確保するために使用されるバッキング
や接着剤などがこれにあたり、比較的高温に保持されて
いると、高分子材料自体から溶剤。

未反応原料１重合度の少ない材料などの蒸発が生し、こ
れらが、電気的接点などに付着して障害の原因となる。

そのため、密封構造をとり、高信頼性を必要とする電子
機器にあっては、信頼性を確保するためにもこれら高分
子有機化合物から発生するガスの成分を精度よく分析す
る技術を確立しておくことが必要である。

〔従来の技術〕

従来のガス分析法としては有機化合物を含む試料を細か
く切断して密封容器に入れ、これを一定の時間に亙って
加熱し、密封容器の空間にガス成分を充満させた後、こ
のガスをガスクロマトグラフや質量分析器に導いて分析
するヘッドスペース分析が行われている。

また、試料を入れた容器を加熱し、発生したガスを活性
炭のような吸着剤を用いて吸着させた後、この吸着ガス
を再発生させてガスクロマトグラフや質量分析器に導い
て分析する方法もある。

然し、か＼る分析法で検出されるガス成分は実際に試料
が使用される環境条件とは異なるために、目安にはなる
もの家、全く同一であると言うことはできず、また実際
の使用環境において単位時間当たりの発生量を知ること
はできなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

先に記したように従来のガス分析法には吸着剤を用いる
方法やヘッドスペース分析が使用されているが、ガスの
発生条件が実際にガス発生が生ずる環境条件とは異なる
ために、対応が不正確であり、また単位時間当たりの発
生量を知ることばできないために、この材料を使用する
上で支障があるか否かの判断を下せないことが問題であ
った。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は有機材料から遊離して発生するガスを分析
する装置が、試料を内部に設置でき、雰囲気ガスの流入
口と流出口とを備えた密封容器と、該密封容器の流入口
と嵌合する雰囲気ガス導入管と該密封容器の流出口と嵌
合する発生ガス捕集管よりなると共に、前記密封容器は
該密封容器を所定の温度に保温する温度制御部内に収納
されており、また、前記ガス導入管は前記密封容器に供
給する雰囲気ガスから予め不純物を除去するコールドト
ラップと該ガスを所定の温度に加熱する加熱部を備えて
おり、また前記成分捕集管にはガスを捕集するコールド
トラップを備えていることを特徴としてガス分析装置を
構威し、これを用いて分析することにより解決すること
ができる。

（作用〕本発明は従来のヘッドスペース法を改良し、有機材料の
使用条件に合わせて発生するガスを完全に捕集し、ガス
クロマトグラフ（略称ＧＣ）分析と質量分析（略称ＭＳ
）分析を行うものである。

すなわち、ヘッドスペース法の問題点は、■　密封容器
内で加熱を行うために、容器内の空間には蒸気圧の低い
材料成分は僅かしか存在せず、そのため高分子量成分の
検出が難しい。

すなわち、密封容器内には蒸気圧の高い低分子量成分か
ら蒸気圧の低い高分子量成分まで複数種の成分が存在し
、それぞれ平衡蒸気圧を保っているが、高分子量成分は
ど平衡蒸気圧が低いために存在量が少なく、従って検出
が難しい。

■　従来は加熱により試料容器内の空間部に充満してい
るガスをガスタイトシリンジなどを用いてサンプリング
し、ガスのま＼で分析器に供給してＧＣ−１１５分析を
行っているが、高分子成分はど器壁に吸着し易いので検
出が困難となる。

■　従来は試料を小さく刻んで小容量の密封容器に入れ
加熱を行ってガス出しを行っているために実情とは異な
っている。

などである。

そこで、本発明は第１図に示すような構成のガス分析装
置を使用することによって、 ■　雰囲気ガスを流すことにより発生ガスが平衡蒸気圧
に達しないようにする。

■　ガスの形でＧＣ−ＭＳ分析を行うのではなく有機溶
剤に吸収させた後、この吸収液をＧＣ−ＭＳ分析にかけ
る。

すなわち、コールドトラップに溜まったガス成分に有機
溶剤を加えて吸収させると共に試料容器や配管内部を有
ａ溶媒で洗浄することにより吸着ガスを溶解させ、この
吸収液を分析にかける。

■　試料を刻むことなく、そのま覧の形で試料容器に入
れ、分析を行う。

以上のようにして従来の問題を解決するもので、本発明
番こ係るガス分析器Ｗは次のような構成をとる。

すなわち、分割可能な構造をとる密封容器１にはガスの
流入口２と流出口３とがあり、流入口２には雰囲気ガス
導入管４が嵌合し、また流出口３には発生ガス捕集管５
が嵌合するよう設けられている。

そして、密封容器ｌは恒温槽からなる温度制御部６の中
に収納されていて設定温度に加熱され、この密封容器１
の中には架台７があって試料８を載置する。

また、雰囲気ガス導入管４の先端にはコールドトラップ
９があって、雰囲気ガス１０に含まれる不純物を除去し
た後、加熱部１１があって、雰囲気ガス１０を設定温度
に加熱する。

また発生ガス成分捕集管５にはコールドトラップ１２を
設けて分離してきた高分子成分を液化して捕集する。

このような装置構成をとることにより試料より発生する
ガスを捕集することができ、密封容器１と発生ガス成分
捕集管５の内部に吸着している高分子成分を溶剤で吸収
し、またコールドトラップ１２に溜まった溜液を溶剤で
吸収してＧＣ−ＭＳ分析にかけることにより高精度のガ
ス分析が可能となる。

〔実施例〕

実施例１：　（装置構成例）密封容器１は内容積が１ｉで擦り合わせにより分離可能
な二ロフラスコで構成されており、雰囲気ガス（この例
の場合は窒素（ＮＺ）　ｌが流れる流入口２と流出口３
を備えている。

密封容器１の中にはステンレス製の網とフレームとから
なる架台７があり、試料８を密封容器ｌの内壁に触れる
ことなく保持している。

次に、雰囲気ガス導入管４は内径が１．６ｍｍのステン
レス管からなり、この先端には液体Ｎ２の入ったデユワ
瓶からなるコールドトラップ９とウォータバスからなる
加熱部ＩＩがあり、Ｎ２ガス中に含まれる不純物（例え
ば水）を除去した後、設定温度に加熱して密封容器１に
供給される。

次に、発生ガス捕集管５はガラス管からなり、ガラス製
のＵ字管からなるコールドトラップ１２に接続されてい
おり、これによりガス分析装置が構威されている。

実施例２：　（シリコーンゴム製バッキングの分析例）第２図はシリコーンゴム製バッキングの２ｇを試料とし
、本発明に係るガス分析装置を使用した場合のＧＣ−Ｍ
Ｓ測定結果と従来のヘッドスペース法による測定結果と
を対比したもので、次の構造式で示されるポリジメチル
シロキサンオリゴマの検出感度を示している。

こＸで、従来法はガラス製で容量が２０ｍｊ２のバイア
ル壜に２ｇの試料を刻んで入れ、Ｎ２ガスで置換した状
態で密封して６０°Ｃに１（１０時間おき、スペース部
のガスをガスタイトシリンジでサンプリングし、ＧＣ−
ＭＳ分析を行ったもので、同図（Ｂ）に示すようにｎが
３以下のオリゴマの検出強度は大きいが、重合度の大き
なものは検出強度が低い。

一方、本発明に係る装置は試料容器として内容積が１１
のものを用い、重量２ｇのバッキングをそのま＼入れ、
６０°Ｃに加熱したＮ２ガスを１（１０ｍ　Ｉ！、／分
の流速で１（１０時間流し、遊離してトラップに溜まっ
たオリゴマを０°Ｃのクロロホルムに溶解吸収した後、
これを濃縮してＧＣ−ＭＳ分析を行ったものである。

その結果、同図（Ａ）に示すように重合度の大きなオリ
ゴマについても検出強度は高く現れている。

実施例３：　（スチロール樹脂の分析例）第３図は５ｇ
のスチロール樹脂についての測定結果であり、従来法は
ガラス製で容量が２（１ｍｆｆｉのバイアル壜に２ｇの
試料を刻んで入れ、Ｎ２ガスで置換した状態で密封して
６０゛Ｃに２（１０時間おき、スペース部のガスをガス
タイトシリンジでサンプリングし、ＧＣ−ＭＳ分析を行
ったもので、同図（Ｂ）１に示すようにジブチルフタレートだけが検出されている
。

一方、本発明に係る装置は試料容器として内容積が１１
のものを用い、重量５ｇのスチロール樹脂をそのま＼入
れ、６０°Ｃに加熱したＮ２ガスを１（１０ｍ１／分の
流速で２（１０時間流し、遊離してトラップに溜まった
有機物を０°Ｃのクロロホルムに溶解吸収した後、これ
を濃縮してＧＣ−ＭＳ分析を行ったもので、同図（Ａ）
に示すようにジブチルフタレート以外にｎ−ブチルパル
ミテートやｎ−ブチルステアレイトなども検出されてい
る。

（発明の効果）以上記したように本発明に係るガス分析装置を使用して
分析を行うことにより実際の使用環境で発生するガスを
分析することができ、また従来法では検出しにくかった
高沸点成分を効率よく検出することが可能となる。

２

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るガス分析装置の構成図、第２図は
シリコーンゴム製バッキング（２ｇ）のＧＣ，−ＭＳ分
析図、第３図はスチロール樹脂（５ｇ）のＧＣ−ＭＳ分析図、である。図において、１は密封容器、　　　　　　４は雰囲気ガス導入管、５
は発生ガス成分捕集管、６は温度制御部、８は試料、９．１２はコールドトラップ、１０は雰囲気ガス、　　　　１１は加熱部、である。

Claims

【特許請求の範囲】　有機材料から遊離して発生するガスを分析する装置が
、試料（８）を内部に設置でき、雰囲気ガス（１０）の流
入口（２）と流出口（３）とを備えた密封容器（１）と
、該密封容器（１）の流入口（２）と嵌合する雰囲気ガ
ス導入管（４）と該密封容器（１）の流出口（３）と嵌
合する発生ガス捕集管（５）よりなると共に、前記密封容器（１）は該密封容器（１）を所定の温度に
保温する温度制御部（６）内に収納されており、また、
前記雰囲気ガス導入管（４）は前記密封容器（１）に供
給する雰囲気ガス（１０）から不純物を除去するコール
ドトラップ（９）と該ガスを所定の温度に加熱する加熱
部（１１）を備えており、また前記発生ガス成分捕集管（５）にはガスを捕集する
コールドトラップ（１２）を備えていることを特徴とす
るガス分析装置。