TW542909B - The method for controlling production process - Google Patents

Description

542909 五、發明説明（1 ) 技術領域 本發明係關於以近紅外線吸收分析方法（近紅外線分光 分析方法）來分析試樣，並進行製造步驟之操作控制之控 制製造方法。 背景技術 化學品、食品、農產物等之分析方法方面有近紅外線吸 收分析’以該方法來分析成分、特性等，並進行製造步驟 之操作控制。在化學工業之領域中，係提案於控制化學品 之製造時，以近紅外線分析來分析原料、溶劑、水分、中 間物、製品、副產物等，並根據該測定値來進行工廠控 制。習知之近紅外線吸收分析方法係測定特定區域之近紅 外線吸收光譜（以下，稱爲近紅外線光譜），由包含於該光 譜之特定波長之吸光度組合，根據預先製成之校正曲線來 算出作爲目的之成分、特性，並求出測定値（預測値）。 一般近紅外線吸收法之使用範例，係使用將使用依習知 分析法之分析結果與依近紅外線吸收法之相關的某波長區 域光譜製成關係式（校正曲線），進行定量値之預測的方 法。該定量値係始終由校正曲線所求得之預測値。然而近 紅外線之特徵（弱點）方面，係因水分、溫度（物品溫度）等 之影響引起光譜位移。其中，即使不變動測定對象之成 分、物性等，會顯示宛如成分濃度、物性有增減之舉動。 因該等之誤差，進行工廠之操作則會製造出規格外之製 品。 即近紅外線光譜之特徵爲雖然以針對特定成分之特定性 542909 五、發明説明（2 ) 質、特定測定條件而得到特定之吸收光譜，但是濃度、粒 徑、溫度等之特性乃至條件會變化，則會改變吸收峰之高 度或位置’又因共存成分吸收峰之干擾而得到不同之光譜 。於該等近紅外線光譜中包含複數個成分之訊息，以從該 等光譜之統計方法來製作校正曲線（關係式），根據該校正 曲線來進行分析。 校正曲線製作係採樣複數個具有既定組成、特性之標準 試樣來進行一般分析與近紅外線分析，以線性回歸分析 (MLR )、部分最小二次方法（PLS )等之統計方法求得關係式 。雖然近紅外線光譜顯現多數個吸收峰，但是由於使用過 多之說明變數（使用波長）則校正曲線變成過剩適合 (〇 v e r f 1 t t i n g )而使信賴度下降，故說明變數通常以MLR爲 2〜5個、以PLS爲10個左右。 使用近紅外線區域之800〜250〇nm的波長區域來求得成 分濃度、物性値之方法方面，一般有選擇與現今所使用之 分析裝置、物性測定裝置所得之結果相關之某個近紅外 線光譜波長來求得關係式，並求得近紅外線法之預測値 的方法。但是近紅外線區域雖然爲800〜2500nm，然而要 從如此廣泛範圍之波長區域選擇2〜5或1 0個左右之波長 ，即使製成校正曲線並得到預測値，始終只不過是在有 限波長之資訊而已。因此要把握試樣（產物）之全面或細微 之變化上則有困難。特別地，於不能製成校正曲線之情 形則不能說是有效的方法。 1 ·試樣之濃度、物性變化少之情形 -4 - 542909 五、發明説明（3 ) 2 .試樣進行長時間變化之情形 針對上述，則難以製成校正曲線。 本發明之目的係提案不使用校正曲線，而以簡單方法 以精確度佳地進行近紅外線吸收分析，據此所得之分析 結果，可由簡單操作來精確度佳地進行製造步驟之控制的 控制製造方法。 發明之說明 本發明係以下之製造控制方法。 (1 )針對由製造步驟所得之複數個標準試樣，其得到包 含近紅外線區域之分析區域的吸收光譜； 針對選自包含於上述分析區域之光譜的選擇波長，算出 標準試樣之平均強度（標準平均強度）及標準偏差並資料庫 化； 針對由製造步驟所得之分析試樣得到上述分析區域之吸 收光譜； 將所得之吸收光譜來與資料庫比較； 求出相對於上述選擇波長中分析試樣的吸收光譜強度 (分析強度）之標準平均強度偏差（分析偏差）； 於包含分析試樣之吸收光譜的分析偏差顯示容許値範圍 外之分析強度之波長的情況下，預先將顯示範圍外之分析 偏差之波長與已資料庫化之製造資訊對比而得到控制資 訊； 輸入所得之控制資訊於製造步驟並控制得到容許値範圍 內之製品的控制製造方法。 542909 五、發明説明（4 ) (2 )如記載於上述（1 )之方法，其中已資料庫化之製造 資5只爲封應於選擇波長之成分資訊。 (3 )如記載於上述（1 )或（2 )之方法，其中相對於分析強 度之標準平均強度的偏差（分析偏差），判斷是否在根據已 資料庫化之標準試樣的標準偏差所決定之容許値範圍內。 (4 )如記載於上述（1 )至（3 )任一項之方法，其中分析區 域爲 400nm〜2500nm。 (5)如記載於上述（4)之方法，其中分析區域爲8〇〇nm〜 2500nm 〇 (6 )如記載於上述（1 )至（5 )任一項之方法，其中選擇波 長之間隔爲1 0 n m以下。 (7 )如記載於上述（6 )之方法，其中選擇波長之間隔爲 2nm以下。 (8 )如記載於上述（1 )至（7 )任一項之方法，其中吸收光 譜爲經微分處理者。 (9 )如記載於上述（8 )之方法，其中吸收光譜爲經2次微 分處理者。 (1 〇 )如記載於上述（1)至（9 )任一項之方法，其中個別 使用複數個複數種之標準試樣，計算出每種標準平均強 度及標準偏差並資料庫化。 Π 1)如記載於上述（1)至（10)任一項之方法，其中針對 複數個分析試樣得到吸收光譜，並求得相對於選擇波長及 分析試樣之平均強度（分析平均強度）之偏差。 於本發明中作爲控制對象之製造步驟係製造化學品、食 -6- 542909 五、發明説明（5 ) 品及其他製品之步驟。特別是以化學品，例如聚烯烴、聚 酯、酚等之製造步驟爲佳。於本發明中，近紅外線吸收分 析由原料、溶劑、水分、中間物、製品、副產物所得之分 析試樣並得到該成分、特性等之測定値，根據該測定値控 制製造步驟之原料、溶劑、水分等之供給量或溫度、壓力 及其他製造條件，以進行控制而獲得既定品質之製品。 於本發明之近紅外線吸收分析方法中，首先由從製造步 驟所得之複數個標準試樣來得到包含近紅外線區域之分析 區域的吸收光譜，其中種類係以每個製造品牌所決定之成 分、物性等之差異來分類者，而對應於該等差異之製造條 件亦不同。於本發明中係以個別使用複數個之複數種標準 試樣，並得到個別相關之吸收光譜爲佳。標準試樣之數目 多雖然能進行正確之分析，但是一般來說，關於1種類可 爲20〜30個左右。 分析區域雖然在近紅外線區域之情況爲800〜2500nra， 但亦可爲其中一部份，又亦可包含有別於近紅外線區域之 可見光區域及/或紅外線區域。在包含可見光區域及紅外 線區域之情況下可爲400〜2500nm。近紅外線區域雖然包 含試樣之成分、物性等之資訊，但可見光區域包含關於 顏色之資訊，故於進行關於製品顏色之分析及控制的情況 下係以包含可見區域者爲佳。吸收光譜雖然以連續地測定 關於該等分析區域之吸收強度所形成者爲佳，但亦可測定 以下所述之選擇波長之吸收強度並形成吸收光譜。 於本發明中針對由此得到之吸收光譜所選擇之選擇波長 542909 五、發明説明（6 ) 來算出平均強度（標準平均強度）及標準偏差並加以資料庫 化。選擇波長係選擇具間隔之複數個波長者爲佳’特別以 選擇具有一定間隔之複數個波長者爲佳。選擇波長之間隔 可爲10nm以下，而以2nm以下爲佳。該等之選擇波長雖然 在分析區域之全部區域範圍中來選擇爲佳，但在有不需要 之部分的情況下亦可省略該部分。標準平均強度係以在每 種種類之各選擇波長中代數平均複數個標準試樣之吸收光 譜強度來求得爲佳，標準偏差係以由相對於標準平均強度 各強度之偏差的計算來求得。 該等標準平均強度與標準偏差之計算，亦可由從標準辦 法所得之原光譜來直接進行，或由經微分處理、特別是以 由經2次微分處理之光譜來算出爲佳。近紅外線吸收光譜 係因水分等之影響使基線於長波長側上升，又雖然重複顯 示複數個光譜，但是經微分處理之光譜則基線爲扁平化之 水平方向。特別地經2次微分處理之光譜會使波峰反轉， 由於強調小波峰，並分離表示重複之複數個波峰爲佳。 使用該等經微分處理之光譜來求得平均強度及標準偏差， 將其輸入電腦並資料庫化。該等資料庫係針對每種標準試 樣來製成。 使用如此所得之資料庫來進行分析試樣之分析。分析試 樣係由製造步驟所得之試樣’爲了分析該分析試樣，特別 是針對分析區域得到吸收光譜並比較該吸收光譜與資料庫 ，而判斷分析試樣是否爲合格品。該情況下，在前述選擇 波長中求得相對於分析試樣之吸收光譜強度（分析強度）之 542909 五、發明説明（7 ) 標準平均強度之偏差（分析偏差）。該情況下，分析偏差判 斷是否在根據經資料庫化之標準偏差所決定之容許値（例 如σ、2σ或3σ)之範圍內，如果在範圍內爲合格，如果在範 圍外則不合格。 分析試樣係可僅採樣1個來進行分析，亦可採樣複數個 來進行分析。在後者之情況下，雖然可個別地與資料庫比 較，但可針對選擇波長求得平均強度，將其與標準平均強 度比較。又於根據針對標準試樣之經微分處理之吸收光譜 來求得標準平均強度及標準偏差並資料庫化的情況，亦根 據針對分析試樣之吸收光譜之經微分處理（包含2次微分處 理）之吸收光譜來比較強度。 比較如上述之分析試樣之吸收光譜強度與資料庫，於包 含於分析區域之評估區域中，吸收光譜如在吸收光譜之分 析偏差在容許値例如3σ之範圍內可判斷爲合格品，如果 在範圍外爲不合格品。雖然評估區域可與分析區域相同， 亦可爲一部分。例如即使在得到由可見光區域至近紅外線 區域之範圍的吸收光譜作爲分析區域的惰況下，可見光區 域可以不是評估對象，而僅近紅外線區域爲評估對象。於 g平估區域中之評估方法係可任意決定。例如針對特定之波 長即使發生1次範圍外則可爲不合格，又針對複數個分析 試樣來測定，範圍外之發生率爲既定％以上時爲不合格等 ，可針對分析目的來決定。雖然範圍內或範圍外之判斷可 僅單獨地比較吸收光譜強度與容許値，亦可求得偏差値等 之相當數値來將其與資料庫比較。 542909 五、發明説明（8 ) 由於吸收光譜之吸收峰係表示分析試樣之組成、物性 等之資訊，在包含表示容許値範圍外強度之波長的情況下 ，得到與預先使表示範圍外強度（分析偏差）之波長資料庫 化之製造資訊對比之控制資料，輸入所得之控制資料於製 造步驟中而可進行得到容許範圍內之製品的製造步驟控制 。例如容許値範圍外之波長爲關於特定成分者的情況下， 所謂該波長強度爲容許値範圍外係該成份顯示較標準値多 或少。因此於該情況下，輸入如減少或增加該成分之控制 資料於製造步驟中，可以得到容許値範圍內之吸收光譜來 控制製造步驟。又於生成不必要之副產物的情況下，亦於 該副產物量超過容許値的情況下，可得到用於作爲不生成 該副產物之條件的控制資料，並可將其輸入製造步驟中。 在製品之物性、其他條件的情況下亦相同。 如上述之製造資訊係預先輸入電腦作爲資料庫。近紅外 線吸收光譜之吸收峰雖然複合地表示各種條件，但特定條 件，例如特定之成分資訊亦表示成複數個吸收峰之組合。 關於該等吸收峰之波長，在使控制資料資料庫化及得到針 對分析試樣之容許値範圍外之異常波峰的情況下，該異常 波峰之波長與資料庫比較，可判斷關於何種製造條件爲異 常。該情況下同時輸入任何條件與用於回歸正常之控制資 料，則依照控制資料輸入於製造步驟中並使製造步驟回復 正常。 於上述近紅外線吸收分析方法及控制製造方法中，不必 針對分析試樣之構成成分、物性等之個別分析或控制要素 -10- 542909 五、發明説明（9 ) 來製成校正曲線並使個別定量，僅以針對分析區域之選擇 波長比較該吸光度與資料庫來進行容許値之範圍內或範圍 外之判斷，可進行合格或不合格之判斷，又以根據該結果 來進行控制，可使製造步驟回復正常。該情況下，由於不 必進行各個成分、物性等定量來簡單化用於分析或控制之 操作，同時由於不使用精確度有問題之校正曲線，分析精 確度變高，亦不必做校正曲線之修正。標準試樣方面係由 於使用以習知之一般分析法所測定之合格品，可使分析精 確度變高，雖然亦可不補充資料庫，但進一步以針對多個 標準試樣來資料庫化可使分析精確度變高。 根據上述近紅外線吸收分析方法，使標準試樣之近紅外 線吸收光譜之選擇波長強度平均値及標準偏差資料庫化， 以比較分析試樣之吸收光譜與資料庫，可由不用校正曲線 、簡單之方法來精確度佳地進行分析。 根據本發明之控制製造方法，根據由上述所得之分析結 果，可由簡單之操作來精確度佳地進行製造步驟之控制。 [圖式之簡單說明] 第1圖係表示實例之近紅外線吸收分析方法及控制方法 之流程圖。 第2圖係於實例1中之標準試樣之近紅外線吸收光譜。 第3圖係於實例1中之標準試樣之2次微分光譜。 第4圖係於實例1之正常狀態下分析試樣之2次微分光 譜。 第5圖係實例1之異常發生狀態下分析試樣之2次微分 -11- 542909 五、發明説明（1G ) 光譜。， 第6圖係原料A之2次微分光譜。 第7圖係原料b之2次微分光譜。 第8圖係原料c之2次微分光譜。 第9圖係於實例2之正常狀態下分析試樣之2次微分光 譜。 第1 0圖係實例2之異常發生狀態下分析試樣之2次微分 光譜。 第11圖係於實例3之正常狀態下分析試樣之2次微分光 譜。 第1 2圖係實例3之異常發生狀態下分析試樣之2次微分 光譜。 [用於實施發明之最佳實例] 以下，以圖式來說明本發明之實例。 第1圖係表示實例之控制製造方法之流程圖，（A)係表 示資料庫化步驟，（B)係表示控制步驟。 於第1圖（A )之資料庫化步驟中，係首先於步驟1中進行 近紅外線吸收分析裝置之檢查。於步驟2中進行複數個標 準試樣之測定，並得到個別試樣之由可見光至近紅外線 區域之分析區域的吸收光譜；於步驟3中將個別之光譜輸 入電腦。以電腦進行於步驟4中每個選擇波長之資料處理 並求得平均強度及標準偏差，將其記憶並資料庫化。該 資料庫化係針對每種製品之品牌等種類之個別複數個標準 -12- 542909 五、發明説明（11 ) 試樣來進行測定，保存作爲每種個別種類之資料庫。接著 於步驟5中使相對於選擇波長之製造資訊資料庫化。製造 資訊方面，係可由成分或副產物之近紅外線吸收光譜特性 來輸入光譜變化資訊和控制資料等。 於第1圖（B)之控制步驟中，係首先於步驟11中進行近 紅外線吸收分析裝置之檢查。然後於步驟1 2中，在由製造 步驟所採樣之分析試樣的分析區域中測定吸收光譜，並於 步驟1 3中與資料庫比較’求得於標準平均強度之偏差（分 析偏差）。然後，該分析偏差屬於經資料庫化之標準偏差 所決定之容許値範圍內時判定爲正常，在範圍外時爲異常 。該情況下，雖然亦可測定每個分析試樣並與資料庫比較 ，但亦可在製造步驟的同時或具有間隔地採樣複數個分析 試樣來測定，平均化測定値並與資料庫比較。於步驟1 4中 判斷爲非正常的情況下，即於吸收光譜之特定選擇波長中 強度判斷爲經資料庫化之容許値、例如在3 σ之範圍外的 情況下，於步驟1 6中測出表示異常之波長。然後於步驟1 7 中對比該波長與製造資訊，判斷該波長所歸屬之成分、 物性等之控制要素爲何。進一步判斷該異常強度較容許値 範圍大或小，於步驟1 8中得到用於回歸正常之控制資料， 並產生控制訊號。該控制訊號係輸入作爲步驟丨9之製造步 驟，進行作爲控制操作之工廠動作，進行得到容許値內之 製品的控制。該情況下，控制操作係可一段時間地進行， 亦可小段時間地幾段地進行，又亦可持續地進行。然後 回復於正常値後可以依照此條件繼續製造，又亦可回復原 -13- 542909 五、發明説明（^) 來條件’依個別之控制資料來決定。 於上述之步驟中，選擇波長之間隔可爲10nm以下，而以 2nm以下爲佳。近紅外線波長區域爲800nm〜2 5nm，以lnm 之刻度，存在1 700個說明變數、以2nm爲刻度則存在850 個說明變數、以1 〇nm爲刻度則存在1 70個說明變數。例如 以2nm來分割8〇〇nm〜2599nm之波長區域，係存在850個 選繹波長即說明變數。於本發明中係於該等選擇波長中平 均化複數個標準試料之吸收光譜，求得標準偏差並資料庫 化。 標準試樣之資料庫化係如以下來進行。 (各波長區域之標準偏差的資料庫化） 標準偏差：σ1 = {(1/Ν-1)Σ (Xi-// i)2}1/2 N :測定次數

Xi :各波長之強度 μ i :各波長之N次平均強度（標準平均強度） σ i :各波長之標準偏差 (相對於波長使σ!、// i資料庫化） σ 1 σ2 σ3 σ4 · · · β 1 β 2 β 3 β A · · * // η 於由製造步驟中所得之分析試樣的各波長中對比測定 値之平均値與資料庫的情況係如下來進行。 分析偏差·· i(i : 1、2、3、· . · η) Ν次測定之各波長的平均強度（分析平均強度）：χ 1 XI 、 Χ2 、 Χ3 、 · · . Χη -14- 542909 五、發明説明（13 ) 資料庫上之標準平均強度：// i 分析平均強度與標準平均強度之比較（分析偏差）：X i - // i xl - μ l ^ x2 - β 2 ^ x3 - β 3 ^ · · χ η - // η 除以 cri (xi-/zi)/ σί 分析偏差與容許値之比較 容許値爲σ之情況：1 ^ ( X i - # i ) / σ i 容許値爲2σ之惰況：2 - ( χ i - // ) / σ i 容許値爲3σ之情況：3 g (xi - l ) / σί 容許値爲4σ之情況：4 - ( x i - i ) / σ i 構成分子之原子係進行對稱伸縮振動、非對稱伸縮振動 、偏角振動。與該振動之振動數相同的光線照射於分子， 則光線之一部份係吸收於分子中，並由基態變成激發態。 被激發之原子則於近紅外線區域來觀察紅外線區域之吸收 諧音。因此於近紅線吸收波長中係有化學歸屬性，並可對 應目的成分來選擇波長。然而，2成分系之試樣很少，幾 乎爲多成分混合，或者一般爲反應、聚合並變化成其他 型態。 關於吸收波長之化學屬性力面，由於歸屬於官能基之波 長區域係爲已知，據以將原料、反應生成物之特徵官能基 的波長區域資料庫化。於以下表示官能基波長區域之一範 例。 0H 第 一諧波 1345〜1550nm 第 二諧波 910〜1033nm NH 第 一諧波 1 41 5 〜1 5 1 6ηπι -15- 542909 五、發明説明（14) 943〜1010nm 1680〜1760nm 1 120〜1 173nm 1615〜1665nm 1 077 〜1 11 lnm 第二諧波 CH(脂肪族）第一諧波 第二諧波 CH(芳香族）第一諧波 第二諧波 於上述實例中係微分處理以近紅外線計來測定反應系生 成物之光譜，並進行8 0 0 n ni〜2 5 0 0 n m之波長區域的2次微 分處理。將平均光譜與資料庫之平均光譜比較，針對在既 定之標準偏差正負外之波長、波長區域，來與官能基之資 料庫比較。特別指定原料、反應生成物等，並經由電腦， 控制工廠在既定之標準偏差的範圍內。 以近紅外線計之測定所得之光譜吸光度，係以溫度、水 分流速等之狀況來判斷光譜之基線變動。其中，依照所得 之光譜來使用係以基線變動（吸光度變化）來使吸光度値變 化，對測定結果造成大的影響。爲了減小該基線變動之影 響，而微分處理該光譜，可達成得到穩定之吸收光譜強 度。 微分處理光譜係增幅（強調）其爲高頻率之干擾，恰如誤 被利用作爲近紅線之資訊。因而，干擾範圍在50χ 1(Γ6 光學單位以下爲作爲近紅外線計性能之必要條件。 Σ (Sigma)判別法係判斷生產中之產物是否爲過去、與作 爲正規品所製造之品牌同一製品之方法’如果是同一製品 則以99. 7%之準確率收斂於3σ之統計解析法。將正規品與 經確認之各品牌的近紅外線光譜之微分後的試樣20或30 -16- 542909

五、發明説明（]5) 點作爲資料庫，來比較生產品中之產物。於800〜2500nm 之波長區域中’在成爲基線之標準光譜之標準偏差（σ)的3 倍、在3σ範圍外的情況係判斷爲異常。 上述控制係以包含近紅外線計、用於控制近紅外線計 之電腦與用於解析資料之電腦的近紅外線系統，經由用 於控制於既定間隔所測定之近紅外線光譜的電腦，或輸 入用於直接解析資料之電腦來進行微分處理，於CRT同時 或任何一個地顯示定量値、3 σ。 以下，說明關於本發明之實例。 [實例1] 實例1係聚烯烴樹脂之製造控制範例。該製造步驟係於 觸媒存在下聚合包含4 -甲基-1 -戊烯之烯烴單體來製造聚 烯烴樹脂之步驟。 第2圖係包含以一般分析法判斷爲合格品之製品的標準 試樣之近紅外線吸收光譜，（Α)係吸光度之原來光譜， (Β)係將其2次微分之2次微分光譜。原光譜（Α)係基線於 長波長側上升而變成右側上升，相對於重複複數個光譜 所顯示者，2次微分光譜（Β)係基線扁平化而爲水平方向 ’可顯著地顯示吸收光譜。第3圖係顯示測定複數個（實 例中爲20個）標準試樣之2次微分光譜的變動幅度。第4 圖係資料處理於第1圖及第2圖中所得之2次微分光譜來 求得2nm間隔之選擇波長強度之平均値及標準偏差並資料 庫化，將平均値作成橫向0 . 〇〇〇的線，將標準偏差σ之3倍 的3σ作成± 3 . 000的線，顯示由製造步驟採樣複數個（3 -17- 542909 五、發明説明（16 ) 個）之分析試樣的2次微分光譜。第4圖係顯示正常地操作 製造步驟的範例，850nm〜2500nm之光譜係包含著分析試樣 之組成、物性等的製品資訊。各分析試樣之850nm〜2500 nm光譜之波峰係在3σ之範圍內，並顯示在容許値範圍內。 未滿850nm之光譜係關於可見光區域之分析試樣的顏色資 訊者，其亦容許於3^之範圍外。 第5圖係顯示異常値之操作範例，與第4圖相同顯示針 對由製造步驟採樣之分析試樣的2次微分光譜。8 5 0 n m〜 2 5 OOnm之光譜的許多波峰顯示在3σ之範圍外的異常値。 第6圖係顯不原料Α之2次微分光譜、第7圖係顯示原料Β 之2次微分光譜、第8圖係顯示原料（C)之2次微分光譜， 該等光譜係被資料庫化作爲製造資訊。於第5圖中著眼於 不合3σ之波峰的1 726nm及2303nm波長並與製造資訊之資 料庫比較，與第7圖之成分（B)—致，判斷成分（B)過剩。 其中以發出如減少成分（B)之控制訊號，回復成正常狀態。 不合3σ之波峰肇因於不純物時可由發出如減少該不純物之 控制訊號來控制。 [實例2] 實例2係聚酯樹脂之製造控制範例。該製造步驟係經由 以對苯二甲酸爲主體之二價碳酸，與以乙二醇爲主體之二 級醇反應之酯化步驟及縮合步驟來製造聚對苯二甲酸乙二 酯等之聚酯的步驟。第9圖係將包含以一般分析法判定爲 合格品之複數個製品之近紅外線光譜二次微分之光譜作爲 資料庫，以3σ作爲界限値來判斷聚酯樹脂之範例，並顯示 -18 - 542909 五、發明説明（17) 爲使製造步驟正常地操作之範例。於近紅外線區域中無不 合3 σ區域之波長區域，判斷爲與合格品相同之製品。 第1 0圖係將包含以一般分析法判定爲合格品之複數個製 品之近紅外線光譜二次微分之光譜作爲資料庫，以3σ作 爲界限値來判斷聚酯樹脂之範例，並顯示異常値之操作範 例。可確認爲不合近紅外線區域中3σ區域之波長（ 2034nm) 。2034ηπι之吸收係對於色相造成影響之特性吸收波長。不 合± 3σ之界限値則進行變更安定劑之供給量之操作。同樣 地，聚酯中之二甘醇成分爲1224nm附近之特性吸收波長， 不合± 3σ之界限値則以增減變更縮合聚合條件所生成之二 甘醇（自生）之操作，來恢復正常。該情況下，超過-3σ則必 須變更縮合聚合條件，或進行添加二甘醇單體之操作。 同樣地，IV値（I n h e 1· e n t V 1 s c 〇 s i t y，固有黏度）係於 ]710iim〜1 538nm之特性吸收波長，超過+3σ (IV値）則必 須進行降低聚合器內之液面高度、進行降低加熱氣體（非 活性）流量之操作、或進行降低固相聚合之預熱相溫度之 操作，相反地，超過-3σ則必須進行上述之相反操作。 [實例3] 實例3係酚類製造步驟之控制範例。於酚類製造步驟中 係分裂步驟，該分裂步驟係以於有機溶劑中使用低濃度之 酸類來分裂反應氫過氧化物以製造酚類之步驟。其中之管 制項目爲殘留氫過氧化物、硫酸、水分、酚、對苯二酚等 之濃度，其具有以下特性之相關性。 殘留氫過氧化物：反應效率、安全 -19- 542909 五、發明説明（18 ) 水分：產率、反應速度 硫酸：產率、安全 酚：產率、反應效率 第1 1圖係將包含以一般分析法判定爲操作管制範圍外 之複數個分裂步驟的近紅外線光譜二次微分光譜作爲資料 庫，以3 σ作爲界線値來判斷分裂步驟產物之範例，並顯 示正常之操作範例。於近紅外線區域中無不合3 σ區域之 波長區域，可判斷爲正常之操作狀態。 第1 2圖係將包含以一般分析法判定爲操作管制範圍外之 複數個分裂步驟之近紅外線光譜二次微分之光譜作爲資料 庫，以3σ作爲界限値來判斷分裂步驟產物之範例，並顯 示產生異常之範例。可確認於近紅線中不合3ci區域之波 長（1 978nm )。1 978nm之吸收係氫過氧化物之特性吸收波長 。不合± 3σ之限制値則可由進行變更硫酸供給量之操作 來恢復正常。同樣地，硫酸爲2036nm、水分爲1 900nm、 1 400nm、酚爲1 930nm，於該等之値不合上述限制値的情 況下，以改變各個供給量，可恢復正常。 [產業上之利用可能性] 於製造化學品、食品、其他製品之步驟中，近紅外線吸 收分析由原料、溶劑、水分、中間物、製品、副產物等所 得之分析試樣，來得到該等之成分、特性等之測定値’由 於以該測定値維持既定値來進行控制，控制製造步驟於正 常狀態下操作。 -20- 542909 五、發明説明（19 ) 符號之說明 1 ....裝置之檢查 2 ....標準試樣測定 3 ....輸入光譜 4 ....光譜之資料庫化 5 ....製造資訊之資料庫化 11 ...裝置之檢查 1 2 ...分析試樣測定 1 3 ...與資料庫比較 14...正常否？ 1 5 ...工廠無動作 1 6 ...查出波長 1 7 ...查出波長歸屬 1 8 ...產生控制訊號 1 9 ...工廠動作 -21-

Claims (1)

1. Φ £ 六、申請專利範圍 第9 0 1 1 9 1 24號「控制製造方法」專利案 (92年1月7日修正） 申請專利範圍： 1 . 一種控制製造方法，其中針對由製造步驟所得之複 數個標準試樣得到包含近紅外線區域之分析區域的 吸收光譜； 針對選自包含於上述分析區域光譜、隔一定間隔 從複數種波長選擇之波長，算出標準試樣之平均強 度（標準平均強度）及標準偏差並資料庫化； 針對由製造步驟所得之分析試樣得到上述分析區 域之吸收光譜； 將所得之吸收光譜來與資料庫比較； 求出相對於上述選擇波長中之分析試樣之吸收光譜 強度（分析強度）之標準平均強度之偏差（分析偏差）； 分析強度之波長在包含分析試樣之吸收光譜的分 析偏差顯示容許値範圍外的情況下，預先將顯示範 圍外之分析偏差之波長與已資料庫化之製造資訊對 比而得到控制資訊； 輸入所得之控制資訊於製造步驟並控制得到容許 値範圍內之製品。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中已資料庫化之 製造資訊爲對應於選擇波長之成分資訊。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其中以相對於分析 542909

   六、申請專利範圍 強度之標準平均強度的偏差（分析偏差）來判斷是否 在根據已資料庫化之標準試樣的標準偏差所決定之 容許値範圍內。 4 .如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 分析區域爲400nm至2500nm。 5 .如申請專利範圍第4項中之方法，其中分析區域爲 800nm 至 2500nm 〇

   6 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 選擇波長之間隔爲10nm以下。 7 ·如申請專利範圍第6項之方法，其中選擇波長之間 隔爲2nm以下。 8 .如中請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 吸收光譜爲經微分處理者。 t 9 .如申請專利範圍第8項之方法，其中吸收光譜爲經2 次微分處理者。

   1 0 .如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 個別使用複數個複數種之標準試樣，算出每種之標 準平均強度及標準偏差並予以資料庫化。 1 1 .如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 針對複數個分析試樣得到吸收光譜，並求得相對於 選擇波長及分析試樣之平均強度（分析平均強度）之 偏差。