特許 5993218 ゴム材料の観察方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5993218

(24)【登録日】2016年8月26日

(45)【発行日】2016年9月14日

(54)【発明の名称】ゴム材料の観察方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/04 20060101AFI20160901BHJP

   G01N 33/44 20060101ALI20160901BHJP

   H01J 37/28 20060101ALI20160901BHJP

【ＦＩ】

   G01N23/04

   G01N33/44

   H01J37/28 C

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-127360(P2012-127360)

(22)【出願日】2012年6月4日

(65)【公開番号】特開2013-250245(P2013-250245A)

(43)【公開日】2013年12月12日

【審査請求日】2015年3月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 和加奈

【審査官】 比嘉 翔一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０９１３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２９９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２００９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１３３１６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０８４６４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２３／００−２３／２２７

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

充填剤を含有するゴム材料の観察方法であって、
走査型透過電子顕微鏡を用いて前記ゴム材料の電子線透過像を取得する撮像工程と、
前記電子線透過像又は該電子線透過像を加工した二次情報を観察する観察工程とを含み、
前記ゴム材料は、前記走査型透過電子顕微鏡の電子銃側を向く上面と、該上面と反対側の下面とを有し、
前記撮像工程は、前記走査型透過電子顕微鏡の焦点を前記ゴム材料の厚さの中央領域に合わせる工程と、
前記ゴム材料を、前記走査型透過電子顕微鏡の電子線の光軸と直交する直交軸回りに回転させて、前記ゴム材料の前記上面と前記光軸とのなす角度、又は前記ゴム材料の前記下面と前記光軸とのなす角度を異ならせた複数の角度状態で、前記ゴム材料を撮像する多角度撮像工程とを含み、
前記撮像工程は、前記ゴム材料の前記上面に少なくとも一つの位置決定用の目印となる第１粒子を付着する工程、
前記ゴム材料の前記下面に少なくとも一つの位置決定用の目印となる第２粒子を付着する工程、及び
前記第１粒子と前記第２粒子とを結ぶ線分の中点に基づいて、前記ゴム材料の前記中央領域を決定する工程を含み、
前記第１粒子及び前記第２粒子のうち、一方の粒子の直径Ｄａは、他方の粒子の直径Ｄｂよりも小に設定され、
前記多角度撮像工程は、前記走査型透過電子顕微鏡の焦点を、前記ゴム材料の前記中央領域内に位置させながら、前記ゴム材料を回転させることを特徴とするゴム材料の観察方法。

【請求項2】

前記観察工程は、前記電子線透過像からトモグラフィー法によりゴム材料の３次元構造を構築する工程を含む請求項１記載のゴム材料の観察方法。

【請求項3】

前記ゴム材料の厚さが２００〜１５００nmである請求項１又は２に記載のゴム材料の観察方法。

【請求項4】

前記ゴム材料と前記走査型透過電子顕微鏡の透過電子の検出器との距離が８〜１５０cmである請求項１乃至３のいずれかに記載のゴム材料の観察方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゴム材料中の充填剤の分散状態を鮮明に観察しうるゴム材料の観察方法に関する。

【背景技術】

【0002】

タイヤなどのゴム材料には、補強性の観点より、カーボンブラックやシリカなどの充填剤が配合されている。ゴム材料中の充填剤の分散性は、ゴム強度などに大きく影響することが判明している。このため、ゴム材料中の充填剤の分散状態を正確に観察できる方法の確立が望まれていた。

【0003】

従来、ゴム材料中の充填剤を観察する方法として、走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を用いた方法が知られている。この方法では、ゴム材料を、走査型透過電子顕微鏡の電子線の光軸と直交する直交軸回りに回転させて、光軸とゴム材料とのなす角度を異ならせた複数の角度状態で撮像し（多角度撮像工程）、撮像された画像を観察するものである。関連する技術としては、次のものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−６６０５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、従来の方法では、図１２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、電子線ｅの焦点ｆを、ゴム材料ａの上面ａ１の任意の位置に合わせて、この位置の回りでゴム材料ａを回転させていた。しかしながら、このような方法では、焦点ｆからゴム材料ａの下面ａ２までの距離ｔ’が増大し、該下面ａ２側の領域を鮮明に撮像できないという問題があった。このような問題は、ゴム材料ａの厚さｔが大きくなるほど生じやすい。

【0006】

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、多角度撮像工程において、走査型透過電子顕微鏡の焦点を、ゴム材料の厚さの中央領域内に位置させて、ゴム材料を回転させることを基本として、ゴム材料中の充填剤の分散状態を鮮明に観察しうるゴム材料の観察方法を提供することを主たる目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のうち請求項１記載の発明は、充填剤を含有するゴム材料の観察方法であって、走査型透過電子顕微鏡を用いて前記ゴム材料の電子線透過像を取得する撮像工程と、前記電子線透過像又は該電子線透過像を加工した二次情報を観察する観察工程とを含み、前記ゴム材料は、前記走査型透過電子顕微鏡の電子銃側を向く上面と、該上面と反対側の下面とを有し、前記撮像工程は、前記走査型透過電子顕微鏡の焦点を前記ゴム材料の厚さの中央領域に合わせる工程と、前記ゴム材料を、前記走査型透過電子顕微鏡の電子線の光軸と直交する直交軸回りに回転させて、前記ゴム材料の前記上面と前記光軸とのなす角度、又は前記ゴム材料の前記下面と前記光軸とのなす角度を異ならせた複数の角度状態で、前記ゴム材料を撮像する多角度撮像工程とを含み、前記撮像工程は、前記ゴム材料の前記上面に少なくとも一つの位置決定用の目印となる第１粒子を付着する工程、前記ゴム材料の前記下面に少なくとも一つの位置決定用の目印となる第２粒子を付着する工程、及び前記第１粒子と前記第２粒子とを結ぶ線分の中点に基づいて、前記ゴム材料の前記中央領域を決定する工程を含み、前記第１粒子及び前記第２粒子のうち、一方の粒子の直径Ｄａは、他方の粒子の直径Ｄｂよりも小に設定され、前記多角度撮像工程は、前記走査型透過電子顕微鏡の焦点を、前記ゴム材料の前記中央領域内に位置させながら、前記ゴム材料を回転させることを特徴とする。

【0009】

また、請求項２記載の発明は、前記観察工程は、前記電子線透過像からトモグラフィー法によりゴム材料の３次元構造を構築する工程を含む請求項１記載のゴム材料の観察方法である。

【0010】

また、請求項３記載の発明は、前記ゴム材料の厚さが２００〜１５００nmである請求項１又は２に記載のゴム材料の観察方法である。

【0011】

また、請求項４記載の発明は、前記ゴム材料と前記走査型透過電子顕微鏡の透過電子の検出器との距離が８〜１５０cmである請求項１乃至３のいずれかに記載のゴム材料の観察方法である。

【発明の効果】

【0012】

本発明のゴム材料の観察方法では、ゴム材料の上面と光軸とのなす角度、又はゴム材料の下面と光軸とのなす角度を異ならせた複数の角度状態でゴム材料を撮像する多角度撮像工程において、走査型透過電子顕微鏡の焦点を、ゴム材料の中央領域内に位置させて、ゴム材料を回転させる。このような方法により、複数の角度状態において、鮮明な像が得られる焦点深度の領域を、ゴム材料の内部に広く確保することができる。これにより、従来に比して鮮明な像を得ることができ、ひいてはゴム材料の充填剤の分散状態をより正確に観察することができる。

【0013】

しかも、本発明では、ゴム材料を回転させる度に、走査型透過電子顕微鏡の焦点を、中央領域に合わせる必要がないため、観察効率を向上しうる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明で用いられる走査型透過電子顕微鏡装置の一例を示する概略図である。

【図2】試料を傾斜させる試料傾斜部の説明図である。

【図3】暗視野制限用の散乱角制限絞りの一例を示す概略図である。

【図4】ゴム材料の観察方法を示すフローチャートである。

【図5】撮像工程を示すフローチャートである。

【図6】撮像工程での焦点とゴム材料との位置関係を示す側面図である。

【図7】多角度撮像工程での焦点とゴム材料との位置関係を示す側面図である。

【図8】実施例のゴム材料の３次元像のスライス像である。

【図9】（ａ）は図８のゴム材料の上面のスライス像、（ｂ）は図８のゴム材料の下面のスライス像である。

【図10】比較例のゴム材料の３次元像のスライス像である。

【図11】（ａ）は図１０のゴム材料の上面のスライス像、（ｂ）は図１０のゴム材料の下面のスライス像である。

【図12】（ａ）〜（ｃ）は、従来のゴム材料中の充填剤を観察する方法を説明する側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本発明は、走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を用いて、充填剤を含有するゴム材料を観察する方法（以下、単に「観察方法」ということがある。）である。

【0016】

図１に示されるように、本実施形態の走査型透過電子顕微鏡（以下、単に「電子顕微鏡」ということがある。）１は、電子線３を放出する電子銃４、ゴム材料（試料）２を固定する試料ホルダー５、電子銃４から水平面と直角かつ下方に放出された電子線３を、ゴム材料２上に集束させるための集束レンズ６、電子線３をＸ方向に走査させるためのＸ方向走査コイル７Ｘ及び電子線３をＹ方向に走査させるためのＹ方向走査コイル７Ｙを含んで構成される。

【0017】

前記試料ホルダー５は、その中央部に、ゴム材料２を透過した透過電子８を、下流側に通過させる電子線通過孔９が設けられている。また、試料ホルダー５の下流側には、該試料ホルダー５が着脱可能に装着される試料ステージ１０が配置される。

【0018】

前記試料ステージ１０には、その中央部に、試料ホルダー５の電子線通過孔９と連通する電子線通過孔１２が設けられている。また、試料ステージ１０の下流側には、透過電子８の通過を制限する散乱角制限絞り１４が設けられる。

【0019】

さらに、散乱角制限絞り１４の下流側には、透過電子８を光に変換するシンチレーター１５と、該変換された光を電子信号に変換する光電子増倍管１６とから構成される透過電子の検出器１７が設けられる。

【0020】

また、本実施形態では、図２に示されるように、ゴム材料２を、電子線３の光軸３ｏと直交する直交軸回りに回転（傾斜）させて保持する試料傾斜部（図示省略）が設けられている。この試料傾斜部は、例えば、オペレータの操作により、ゴム材料２を、水平面Ｈに対して所定角度θで傾斜させることができる。

【0021】

図１に示した試料ステージ１０、散乱角制限絞り１４、シンチレーター１５、光電子増倍管１６及び試料傾斜部は、電子顕微鏡１の試料室（図示省略）内に配置される。

【0022】

上記のように構成された電子顕微鏡１の動作について説明する。
本実施形態では、先ず、オペレーターによって、ゴム材料２が試料ホルダー５に固定される。次に、試料ホルダー５が試料ステージ１０の上に装着される。そして、試料傾斜部の操作により、ゴム材料２が所定角度θ（図２に示す）で傾けられる。

【0023】

そして、電子銃４からゴム材料２に向かって電子線３が放出される。この電子線３は、加速手段（図示せず）で加速されるとともに、集束レンズ６によって集束される。そして、Ｘ方向、Ｙ方向走査コイル７Ｘ、７Ｙによって、電子線３をゴム材料２上で走査させる。これにより、ゴム材料２中で散乱して透過した透過電子８、又はゴム材料２中で散乱することなく透過した透過電子８が、ゴム材料２の下面２ｂから出射される。

【0024】

なお、電子線３の加速電圧は、好ましくは１００〜３０００ｋＶであるのが望ましい。前記加速電圧が１００ｋＶ未満であると、電子線３を十分に透過させることができず、正確に観察できないおそれがある。逆に、前記加速電圧が３０００ｋＶを超えると、ゴム材料２へのダメージが過度に大きくなるおそれがある。

【0025】

前記透過電子８は、ゴム材料２の内部状態、厚さ、又は原子種により、強度及び散乱角度が異なる。また、透過電子８の散乱角度は、電子線３の加速電圧によっても変化する。例えば、電子線３の加速電圧が低くなると、透過電子８がゴム材料２で散乱する割合が多くなり、透過電子８の電子線３の光軸３ｏからの出射角度（散乱角度）が大きくなる。

【0026】

また、前記透過電子８は、試料ホルダー５の電子線通過孔９及び試料ステージ１０の電子線通過孔１２をそれぞれ通過した後、散乱角制限絞り１４に達する。この散乱角制限絞り１４は、特定の散乱角を有する透過電子８ａのみが通過できるように、その中心部に開けられた孔の口径が制限される。

【0027】

このような散乱角制限絞り１４としては、上記のような態様の他、図３に示されるように、孔の中心部に遮蔽板２０を配置して、透過電子８の通過を制限する遮蔽板付き散乱角制限絞り１９が採用されても良い。図１に示した散乱角制限絞り１４を使用した場合には、明視野像が形成される。一方、図３に示した遮蔽板付き散乱角制限絞り１９を使用した場合には、暗視野像が形成される。

【0028】

図１に示したように、散乱角制限絞り１４を通過した透過電子８ａは、シンチレーター１５に衝突して光に変換された後、光電子増倍管１６によって電気信号に変換される。この電気信号は、図示しない増幅手段で増幅され、Ａ/Ｄ変換器を介して表示手段（ともに図示省略）に送られる。表示手段は、送られてきた信号を輝度変調し、ゴム材料２の内部構造を反映した電子線透過像が表示される。

【0029】

なお、ゴム材料２とシンチレーター１５との距離Ｌ１（カメラ長）は、好ましくは８〜１５０cmに設定されるのが望ましい。なお、前記距離Ｌ１が８cm未満又は１５０cm超に設定されると、電子線透過像が不鮮明になるおそれがある。

【0030】

本実施形態のゴム材料２は、電子顕微鏡１の電子銃４側を向く上面２ａ、該上面２ａと反対側の前記下面２ｂ及び該上面２ａと該下面２ｂとの間を継ぐ側面２ｃを有する。

【0031】

また、このゴム材料２は、上面２ａ及び下面２ｂにそれぞれ直交する向きの厚さＴ１が２００〜１５００nmに設定されるのが望ましい。なお、前記厚さＴ１が１５００nmを超えると、ゴム材料２が厚くなり、鮮明な電子線透過像を得ることができないおそれがある。逆に、前記厚さＴ１が２００nm未満であると、ゴム材料２が薄くなり、充填剤の凝集構造の観察精度が低下するおそれがある。このような観点より、前記厚さＴ１は、より好ましくは１０００nm以下が望ましく、また、より好ましくは５００nm以上が望ましい。

【0032】

前記ゴム材料２に含まれるゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）又はアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などが挙げられる。充填剤としては、例えば、カーボンブラック、シリカ、クレー、タルク、炭酸マグネシウム又は水酸化マグネシウム等が挙げられる。また、上記ゴム材料２には、硫黄、加硫促進剤などゴム工業において一般的に用いられている各種材料が適宜配合されてもよい。

【0033】

図４には、本実施形態の観察方法のフローチャートが示される。
本実施形態のゴム材料２の観察方法では、先ず、電子顕微鏡１を用いてゴム材料２の電子線透過像を取得する撮像工程Ｓ１が行われる。

【0034】

図５には、本実施形態の撮像工程Ｓ１のフローチャートが示される。
図６に示されるように、この撮像工程Ｓ１では、先ず、ゴム材料２の上面２ａに、少なくとも一つの位置決定用の目印となる第１粒子２５が付着される（工程Ｓ１１）。同様に、ゴム材料２の下面２ｂに、少なくとも一つの位置決定用の目印となる第２粒子２６が付着される（工程Ｓ１２）。

【0035】

この第１粒子２５及び第２粒子２６は、前記電子線透過像において鮮明に識別でき、かつ電子線３に対して化学的安定性の高い粒子が採用される。このような観点より、第１粒子２５及び第２粒子２６には、例えば、金粒子が望ましい。なお、これら第１粒子２５及び第２粒子２６は、例えば、試料ホルダー５（図１に示す）に固定されたゴム材料２の上面２ａ及び下面２ｂに、金粒子を分散させた水溶液を、スポイト等を用いて１滴程度垂らし、かつ乾燥させることによって容易に付着させることができる。

【0036】

また、第１粒子２５及び第２粒子２６の直径Ｄは、例えば、１〜１０nmが望ましい。なお、前記直径Ｄが１nm未満であると、第１粒子２５及び第２粒子２６の識別性が低下するおそれがある。逆に、前記直径Ｄが１０nmを超えると、第１粒子２５及び第２粒子２６が過度に大きくなり、ゴム材料２の上面２ａ及び下面２ｂに安定して付着させることができないおそれがある。

【0037】

さらに、第１粒子２５及び第２粒子２６のうち、一方の粒子の直径Ｄａは、他方の粒子の直径Ｄｂよりも小に設定されるのが望ましい。本実施形態では、一方の粒子が第１粒子２５として設定され、かつ他方の粒子が第２粒子２６として設定される。

【0038】

これにより、第１粒子２５及び第２粒子２６の大きさを互いに異ならせることができる。これは、オペレータに対して、前記電子線透過像において、ゴム材料２の上面２ａ及び下面２ｂを容易に判別させるのに役立つ。

【0039】

次に、第１粒子２５及び第２粒子２６が付着されたゴム材料２が、電子顕微鏡１に装着される（工程Ｓ１３）。この工程Ｓ１３では、上述した電子顕微鏡１の動作に基づいて、ゴム材料２が装着され、該ゴム材料２の電子線透過像がモニタ等の表示画面に表示される。

【0040】

次に、第１粒子２５と第２粒子２６とを結ぶ線分２８の中点２７に基づいて、ゴム材料２の厚さの中央領域Ｃが決定される（工程Ｓ１４）。本実施形態では、ゴム材料２の厚さの中央領域Ｃは、中点２７を中心とする光軸方向に厚さＴ２を有する領域として定められる。なお、これらの中点２７及び中央領域Ｃは、例えば、表示手段に表示される目盛等に基づいて決定されるのが望ましい。

【0041】

次に、前記中央領域Ｃに電子顕微鏡１の焦点Ｆが合わせられる（工程Ｓ１５）。この工程Ｓ１５では、例えば、オペレータが、表示手段に映し出される電子線透過像を確認しながら、電子顕微鏡１の焦点Ｆが中央領域Ｃに合わせられる。この焦点Ｆの調節には、電子顕微鏡１の焦点調節機構を利用する方法、又は集束レンズ６や試料ステージ１０の位置を変更する方法が採用できる。

【0042】

このように、本実施形態では、中央領域Ｃに焦点Ｆを位置させることにより、鮮明な像が得られる範囲、即ち、焦点深度の領域をゴム材料２の内部により広く確保することができる。従って、本実施形態の撮像工程Ｓ１では、より鮮明な電子透過像を得ることができる。これにより、ゴム材料２の充填剤の分散状態をより正確に観察することができる。

【0043】

なお、前記中央領域Ｃの厚さＴ２が大きいと、焦点Ｆが、ゴム材料２の上面２ａ側又は下面２ｂ側に偏って配置されるおそれがあり、鮮明な電子透過像を得ることができない。このような観点より、中央領域Ｃの厚さＴ２は、好ましくは、ゴム材料２の厚さＴ１の３０％以下、より好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１０％以下の範囲で定められる。

【0044】

次に、ゴム材料２を直交軸回りに回転させて撮像する多角度撮像工程Ｓ１６が行われる。この工程Ｓ１６では、図７に示されるように、ゴム材料２の上面２ａと光軸３ｏとのなす角度α１、又はゴム材料２の下面２ｂと光軸３ｏとのなす角度α２を異ならせた複数の角度状態で、ゴム材料２を撮像する。これにより、ゴム材料２の回転シリーズ像（複数の画像）を取得することができる。

【0045】

ここで、ゴム材料２を傾斜させる角度α１、α２の単位（試料傾斜部の傾斜ステップ毎に傾ける角度）は、好ましくは０．５〜４．０度が望ましい。なお、前記角度α１、α２の単位が０．５度未満であると、撮影時間が長くなり、ゴム材料２がダメージを受けるおそれがある。逆に、前記角度α１、α２の単位が４．０度を超えると、再構成後のスライス像が不鮮明になるおそれがある。

【0046】

また、ゴム材料２の前記角度α１、α２は、−１８０度〜＋１８０度の全範囲で測定されるのが好ましい。但し、電子顕微鏡１に制限がある場合は、その制限の範囲内で測定されればよい。

【0047】

さらに、本実施形態では、電子顕微鏡１の前記焦点Ｆを、ゴム材料２の中央領域Ｃ内に位置させながら、ゴム材料２が回転される。これにより、複数の角度状態において、焦点深度の領域を、ゴム材料２の内部に広く確保することができる。しかも、本実施形態では、複数の角度状態において、焦点Ｆが中央領域Ｃ内に常に位置されるため、各角度状態毎に、焦点Ｆを中央領域Ｃに合わせる必要がなく、撮像効率を向上しうる。

【0048】

また、ゴム材料２の上、下面２ａ、２ｂと電子線３の光軸３ｏとが直交しない角度状態（傾斜状態）おいて、中点２７は、前記線分２８が光軸３ｏと交差する第１粒子２５及び第２粒子２６を基準に定められるのが望ましい。これにより、中点２７及び中央領域Ｃを、焦点Ｆの近傍に確実に位置させることができるため、複数の角度状態において、焦点Ｆを中央領域Ｃに確実に位置させることができる。

【0049】

さらに、前記傾斜状態においては、中央領域Ｃの厚さＴ２が、ゴム材料２を横切る電子線３の光軸方向に沿った見かけ厚さＴ３を基準に定められるのが望ましい。これにより、前記傾斜状態においても、鮮明な電子透過像を確実に得ることができる。なお、中央領域Ｃの厚さＴ２は、好ましくは、ゴム材料２の見かけ厚さＴ３の３０％以下、より好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１０％以下である。

【0050】

次に、電子線透過像又はこの電子線透過像を加工した二次情報を観察する観察工程Ｓ２が行われる。この工程Ｓ２では、ゴム材料２の前記回転シリーズ像から、トモグラフィー法により三次元構造を構築し、ゴム材料２中の充填剤の分散状態を観察できる立体画像が生成される。

【0051】

本実施形態では、多角度撮像工程Ｓ１６において得られた鮮明な電子透過像をもとに、ゴム材料２の三次元構造が構築されるため、従来に比して、鮮明な三次元構造を得ることができる。

【0052】

図８には、トモグラフィー法により再構成されたゴム材料２の３次元像のスライス像の一例が示される。さらに、図９（ａ）には、ゴム材料２の上面２ａのスライス像、図９（ｂ）には、ゴム材料２の下面２ｂのスライス像の一例が示される。
本実施形態では、多角度撮像工程Ｓ１６において、電子顕微鏡１の前記焦点Ｆを、ゴム材料２の中央領域Ｃ内に位置させながら、ゴム材料２が回転されるため、複数の角度状態で、焦点深度の領域を、ゴム材料２の内部により広く確保することができる。これにより、図８に示されるように、３次元像のスライス像において、ゴム材料２を画像の中央に位置させることができるため、図９（ａ）、（ｂ）に示されるように、ゴム材料２の上面２ａ及び下面２ｂの撮像領域を広く確保することができる。従って、ゴム材料２の充填剤の分散状態を正確に観察することができる。

【0053】

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

【実施例】

【0054】

本発明の効果を確認するために、以下の実験が行われた。ただし、本発明はこれらの例に限定されるものではない。

【0055】

実施例及び比較例で使用された各種薬品及び装置は、次の通りである。即ち、下記に示す配合に従い、硫黄及び加硫促進剤以外の材料が、バンバリーミキサーによって排出温度１６０℃の条件下で４分間混練りされ、混練り物が得られた。次に、この混練り物に、硫黄及び加硫促進剤が添加された後に、オープンロールによって１００℃の条件下で２分間練り込まれ、未加硫ゴム組成物が得られた。更に、この未加硫ゴム組成物が、１７５℃で３０分間加硫されることにより、ゴム材料（加硫ゴム組成物）が得られた。
［ゴム配合］（単位は質量部）
ＳＢＲ １００
シリカ ５３．２
シランカップリング剤 ４．４
硫黄 ０．５
加硫促進剤Ａ １
加硫促進剤Ｂ １
［薬品］
ＳＢＲ：住友化学（株）製のＳＢＲ１５０２
シリカ：ローディアジャパン（株）製の１１５Ｇｒ
シランカップリング剤：デグッサ社製のＳｉ６９
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤Ａ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
加硫促進剤Ｂ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ
［装置］
ミクロトーム：ＬＥＩＣＡ社製のウルトラミクロトームＥＭ ＶＣ６
電子顕微鏡：日本電子（株）製の透過型電子顕微鏡ＪＥＭ２１００Ｆ

【0056】

次に、前記ゴム材料をミクロトームを用いて、厚さＴ１が５００nmのサンプル（切片）が作成された。

【0057】

次に、前記サンプルが電子顕微鏡の試料室内にセットされ、カメラ長が１５０cm、電子線照射の加速電圧が２００ｋＶに設定された。そして、ＳＴＥＭモードにて、様々な回転角度（−６０度〜＋６０度）で電子線が走査され、各ＳＴＥＭ像が取得された。

【0058】

実施例では、多角度撮像工程において、電子顕微鏡の焦点が、サンプルの中央領域（光軸方向の厚さＴ２：厚さＴ１の２０％）内に合わせられた。そして、電子顕微鏡の焦点を中央領域に位置させながら、サンプルが回転された。

【0059】

一方、比較例では、電子顕微鏡の焦点が、サンプルの上面の任意の位置に合わせられた。そして、電子顕微鏡の焦点を、該上面に位置させながら、サンプルが回転された。

【0060】

そして、各々、サンプルが１度ずつの単位で傾けられ、上記回転角度範囲におけるＳＴＥＭ像が取得された。また、得られたすべてのＳＴＥＭ像が、トモグラフィー法により再構成されて各断面のスライス像が取得され、サンプルの３次元像が取得された。

【0061】

図８には、実施例で得られた３次元像のスライス像、図９（ａ）には、実施例のゴム材料２の上面２ａのスライス像、図９（ｂ）には、実施例のゴム材料２の下面２ｂのスライス像が示される。また、図１０には、比較例で得られた３次元像のスライス像、図１１（ａ）には、比較例のゴム材料２の上面２ａのスライス像、図１１（ｂ）には、実施例のゴム材料２の下面２ｂのスライス像が示される。これらの図から明らかなように、比較例は、サンプル２の下面２ｂの撮像領域が狭く、かつ不鮮明に描写されるのに対して、実施例は、サンプル２の上面２ａ及び下面２ｂの双方において、撮像領域を広く、かつ鮮明に描写されるのが確認できた。

【符号の説明】

【0062】

１ 走査型透過電子顕微鏡
２ ゴム材料
３ 電子線
Ｃ 中央領域
Ｆ 焦点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図12】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】