特許 6346098 気相分解方法、分析方法、品質管理方法、製造方法、及び、容器

(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】6346098

(24)【登録日】2018年6月1日

(45)【発行日】2018年6月20日

(54)【発明の名称】気相分解方法、分析方法、品質管理方法、製造方法、及び、容器

(51)【国際特許分類】

   B01J 3/00 20060101AFI20180611BHJP

   B01J 3/04 20060101ALI20180611BHJP

   G01N 1/22 20060101ALI20180611BHJP

【ＦＩ】

   B01J3/00 A

   B01J3/04 Z

   G01N1/22 T

【請求項の数】6

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-554536(P2014-554536)

(86)(22)【出願日】2013年12月26日

(86)【国際出願番号】JP2013084840

(87)【国際公開番号】WO2014104176

(87)【国際公開日】20140703

【審査請求日】2016年11月14日

(31)【優先権主張番号】特願2012-285777(P2012-285777)

(32)【優先日】2012年12月27日

(33)【優先権主張国】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】390000686

【氏名又は名称】株式会社住化分析センター

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】末包 高史

(72)【発明者】

【氏名】今西 克也

【審査官】 菊地 寛

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２８４９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１４０１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０４０００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１８１１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３０９４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２２８８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−００４０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２４５６２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ３／００

Ｂ０１Ｊ ３／０４

Ｇ０１Ｎ １／２２

Ｂ０９Ｂ ３／００

Ｃ０８Ｊ １１／００

Ｇ０１Ｎ ３１／００

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機物材料と、当該有機物材料を分解する分解液とが接触しないように、当該有機物材料と当該分解液とを密閉容器内に収容する準備工程と、
上記密閉容器内を加熱することによって加圧し、上記有機物材料を、上記分解液が気化した分解液ガスによって、気相分解により昇華させる分解工程と
を包含することを特徴とする気相分解方法。

【請求項2】

上記密閉容器内に収容する上記有機物材料は、０．００１ｍｇ以上、５００ｍｇ以下であることを特徴とする請求項１に記載の気相分解方法。

【請求項3】

上記分解工程において分解した上記有機物材料から、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタノイド、アクチノイド、遷移金属、ほう素族、炭素族、ニクトゲン、又は、カルコゲンに属する少なくとも１つの元素が含まれる測定試料を回収する回収工程をさらに包含することを特徴とする請求項１又は２に記載の気相分解方法。

【請求項4】

有機物材料と、当該有機物材料を分解する分解液とが接触しないように、当該有機物材料と当該分解液とを密閉容器内に収容する準備工程と、
上記密閉容器内を加熱することによって加圧し、上記有機物材料を、上記分解液が気化した分解液ガスにより分解する分解工程と
を包含する気相分解方法により、有機物材料を分解して得られた測定試料中の不純物を検出する分析工程
を包含することを特徴とする有機物材料の分析方法。

【請求項5】

有機物材料と、当該有機物材料を分解する分解液とが接触しないように、当該有機物材料と当該分解液とを密閉容器内に収容する準備工程と、
上記密閉容器内を加熱することによって加圧し、上記有機物材料を、上記分解液が気化した分解液ガスにより分解する分解工程と
を包含する気相分解方法により、有機物材料を分解して得られた測定試料中の不純物を検出する分析工程と、
上記分析工程において検出された不純物の量が、予め定められた基準量以下である有機物材料を抽出する抽出工程と
を包含することを特徴とする有機物材料の品質管理方法。

【請求項6】

有機物材料と、当該有機物材料を分解する分解液とが接触しないように、当該有機物材料と当該分解液とを密閉容器内に収容する準備工程と、
上記密閉容器内を加熱することによって加圧し、上記有機物材料を、上記分解液が気化した分解液ガスにより分解する分解工程と
を包含する気相分解方法により、有機物材料を分解して得られた測定試料中の不純物を検出する分析工程と、
上記分析工程において検出された不純物の量が、予め定められた基準量以下である有機物材料を抽出する抽出工程と、
上記抽出工程において抽出された有機物材料を用いて有機電子機器を製造する製造工程と
を包含することを特徴とする有機電子機器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機物材料を分解するための気相分解方法、分解された有機物材料の分析方法、分析された有機物材料の品質管理方法、分析された有機物材料を用いた製造方法、及び、有機物材料を分解するための容器に関する。

【背景技術】

【0002】

有機物中に含まれる不純物を分析する方法として、非特許文献１に記載の加圧分解法が知られている。非特許文献１に記載の方法によれば、硝酸等の酸溶液中に高分子材料を浸漬して加熱及び加圧し、酸溶液中に有機物を溶解させて測定試料液を得る。そして、この測定試料中に含まれる、金属元素を含む不純物（以下、金属不純物とする）及び／又は非金属元素を含む不純物（以下、非金属不純物とする）を検出する。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】フジクラ技報、第１０１号、ｐｐ５７−６０、２００１、「加圧分解法による複合材料中の微量元素分析」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、非特許文献１に記載の方法によれば、高分子材料と酸溶液とが直接接触するため、酸溶液に含まれる不純物が測定試料液に含まれ、測定試料液のコンタミネーションが発生する。また、酸溶液を収容する容器の内壁に付着した不純物、及び、内壁に不純物として含まれる金属及び／又は非金属が、酸溶液に接触することによって酸溶液中に溶け出し、測定試料液に含まれてしまう。

【0005】

近年、有機物は、エレクトロニクス材料としての応用が視野に入れられており、より高純度の有機物が求められている。したがって、有機物中に含まれる金属不純物及び／又は非金属不純物を、より精確に分析する必要があり、従来は問題にならなかった、分析時の微量の不純物の混入が問題になる。

【0006】

本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、分解液に由来する不純物の混入を防ぎ、より精確に有機物材料中の金属不純物及び／又は非金属不純物を分析することが可能な、気相分解方法、分解された有機物材料の分析方法、分析された有機物材料の品質管理方法、分析された有機物材料を用いた製造方法、及び、有機物材料を分解するための容器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る気相分解方法は、有機物材料と、当該有機物材料を分解する分解液とが接触しないように、当該有機物材料と当該分解液とを密閉容器内に収容する準備工程と、上記密閉容器内を加熱することによって加圧し、上記有機物材料を、上記分解液が気化した分解液ガスにより分解する分解工程とを包含することを特徴としている。

【0008】

さらに、本発明に係る気相分解方法において、上記密閉容器内に収容する上記有機物材料は、０．００１ｍｇ以上、５００ｍｇ以下であることが好ましい。

【0009】

また、本発明に係る気相分解方法は、上記分解工程において分解した上記有機物材料から、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタノイド、アクチノイド、遷移金属、ほう素族、炭素族、ニクトゲン、又は、カルコゲンに属する少なくとも１つの元素が含まれる測定試料を回収する回収工程をさらに包含することが好ましい。

【0010】

本発明に係る分析方法は、上記いずれかの気相分解方法により、有機物材料を分解して得られた測定試料中の不純物を検出する分析工程を包含することを特徴としている。

【0011】

本発明に係る品質管理方法は、上記いずれかの気相分解方法により、有機物材料を分解して得られた測定試料中の不純物を検出する分析工程と、上記分析工程において検出された不純物の量が、予め定められた基準量以下である有機物材料を抽出する抽出工程とを包含することを特徴としている。

【0012】

本発明に係る製造方法は、上記いずれかの気相分解方法により、有機物材料を分解して得られた測定試料中の不純物を検出する分析工程と、上記分析工程において検出された不純物の量が、予め定められた基準量以下である有機物材料を抽出する抽出工程と、上記抽出工程において抽出された有機物材料を用いて有機電子機器を製造する製造工程とを包含することを特徴としている。

【0013】

本発明に係る容器は、有機物材料を分解するための容器であって、内部に上記有機物材料を分解する分解液を収容する密閉空間を有し、上記有機物材料を分解するための圧力に対して耐圧性である外容器部と、上記外容器部内に設けられ、上記分解液に対して耐溶性である材料により形成されており、開放された上部から上記有機物材料が収容される内容器とを備え、上記内容器は、上記分解液が上記外容器部に収容されたときに、その内壁に上記分解液が接触しないように設けられていることを特徴としている。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る気相分解方法は、有機物材料と、当該有機物材料を分解する分解液とが接触しないように、当該有機物材料と当該分解液とを密閉容器内に収容する準備工程と、上記密閉容器内を加熱することによって加圧し、上記有機物材料を、上記分解液が気化した分解液ガスにより分解する分解工程とを包含しているので、分解した有機物材料中に分解液に由来する不純物が混入するのを防ぐことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る、有機物材料を分解するための容器を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

〔気相分解方法〕
本発明に係る有機物材料の気相分解方法は、有機物材料と、当該有機物材料を分解する分解液とが接触しないように、当該有機物材料と当該分解液とを密閉容器内に収容する準備工程と、上記密閉容器内を加熱することによって加圧し、上記有機物材料を、上記分解液が気化した分解液ガスにより分解する分解工程とを包含している。

【0017】

本発明によれば、有機物材料を分解液が気化した分解液ガスにより分解する。したがって、分解液中に含まれる不純物が、有機物材料を分解して得られた測定試料中に混入するのを防ぐことができる。

【0018】

有機物材料は、有機物を含む材料であり、有機エレクトロニクス材料が含まれる。有機エレクトロニクス材料は、電子機器を構成する材料として用いられる有機物であり、例えば、有機薄膜太陽電池材料、有機ＥＬ材料、及び、有機トランジスタ（半導体）材料等が含まれる。本発明に係る気相分解方法によれば、分解液中に含まれる不純物によるコンタミネーションの発生が抑制されるため、分解する有機物材料が少量であっても、分解後の測定試料を精確な分析に供することが可能である。したがって、本発明に係る気相分解方法は、高額な有機エレクトロニクス材料の分解にも適している。

【0019】

また、有機物材料には、有機金属錯体も含まれる。さらに、有機物材料には、有機物を例えば蒸着または塗布した薄膜、及び、当該薄膜を溶解した有機物溶液も含まれる。ここで、薄膜とは、例えば、蒸着によって形成された薄膜や、塗布によって形成された薄膜を指すものの、その形成方法は特に限定されない。

【0020】

有機物材料としては、例えば、芳香族炭化水素、多環芳香族炭化水素、骨格にヘテロ原子を含むヘテロ芳香族炭化水素もしくは多環ヘテロ芳香環炭化水素から誘導される化合物、環同士が共有結合を介して連結された化合物、フラーレンを骨格に含む化合物、ポルフィリン及びフタロシアニンを骨格に含む化合物、これらの構造を含む金属錯体化合物、並びに、これらの構造を含むオリゴマー及びポリマー等が挙げられる。

【0021】

本発明に係る気相分解方法によれば、ベンゼン環を有する難分解性の有機物材料であってもよく効率よく気相分解することが可能であり、このようなベンゼン環を有する有機物材料も気相分解の対象とすることができる。

【0022】

分解液は、有機物材料を分解する溶液であり、加熱されて加圧されることにより気化して分解液ガスを生じさせる溶液であればよく、フッ化水素酸、硝酸、塩酸、硫酸、リン酸、過酸化水素水、及び、過塩素酸からなる群より選択される少なくとも１つの酸を含む酸溶液を用いることができる。また、分解液は、上述した少なくともいずれか１つの酸と水との酸水溶液であってもよい。

【0023】

（準備工程）
準備工程において、有機物材料と、有機物材料を分解する分解液とが直接接触しないように、有機物材料と分解液とを密閉容器内に収容する。例えば、密閉容器内に分解液を直接収容し、開口部を有する内容器内に収容した有機物材料を密閉容器内に収容する。このとき、有機物材料を収容した内容器の開口部が分解液の液面よりも上側に位置するように収容することによって、有機物材料と分解液とが接触しないように収容すればよい。

【0024】

また、有機物材料を収容した内容器と分解液を収容した内容器とをそれぞれ密閉容器内に収容してもよい。さらに、密閉容器内に設けられたテーブル上に有機物材料を収容した内容器を載置し、テーブルの下側に分解液を収容してもよいし、有機物材料を収容した内容器と分解液を収容した内容器とをテーブル上に隣接して載置してもよい。また、分解液を収容した内容器をテーブル上に載置し、有機物材料を収容した内容器をテーブルの下側に載置してもよい。すなわち、有機物材料と分解液とは、密閉容器内において直接接触せず、分解液が気化した分解液ガスに有機物材料が曝されるように収容されるように、密閉容器内に収容されればよい。

【0025】

密閉容器内に収容する有機物材料は、０．００１ｍｇ以上、５００ｍｇ以下であることが好ましく、０．１ｍｇ以上、５００ｍｇ以下であることがより好ましく、１ｍｇ以上、５０ｍｇ以下であることが最も好ましい。本発明に係る気相分解方法によれば、有機物材料と分解液とが直接接触しないため、有機物材料を分解して得られる測定試料中に、分解液中に含まれる不純物によるコンタミネーションが発生することが抑制される。したがって、少量の有機物材料を用いて得られた測定試料を、精確な分析に供することが可能である。

【0026】

密閉容器内に収容する分解液の量は特に限定されないが、例えば、密閉容器の容積を１００％としたとき、分解液を、密閉容器の容積の１％以上、４０％以下の量になるように収容すれば、効率よく有機物材料を分解することができるので、好ましい。また、密閉容器内に収容される分解液の量は、有機物材料を十分に分解することが可能な量であり得る。したがって、例えば、分解する有機物材料５００ｍｇ当たり５ｍＬ以上、２０ｍＬ以下の分解液を収容してもよい。

【0027】

密閉容器内に収容する有機物材料は、バルクであってもよく、蒸着によって形成された薄膜や、塗布によって形成された薄膜であってもよい。有機物材料と分解液とを密閉容器内に収容した後、密閉容器を密閉する。

【0028】

（分解工程）
分解工程において、密閉容器内を加熱することによって加圧し、有機物材料を、分解液が気化した分解液ガスにより分解する。すなわち、有機物材料と分解液とが収容されて密閉された密閉容器内を加熱することによって加圧する。密閉容器内の加圧及び加熱は、従来公知の方法により好適に行うことができる。

【0029】

密閉容器の加熱温度は、後述する所望の加圧が可能であり、分解液を気化させる温度であればよく、１００℃以上、２４０℃以下であることが好ましく、１５０℃以上、２４０℃以下であることがより好ましく、２００℃以上、２４０℃以下であることが最も好ましい。また、密閉容器の加熱時間は、有機物材料５００ｍｇ当たり１時間以上、７２時間以下であることが好ましく、１時間以上、４８時間以下であることがより好ましく、１時間以上、２４時間以下であることが最も好ましい。

【0030】

上述した温度で加熱することによって密閉容器内に加わる圧力は、気化した分解液により有機物材料が分解可能な圧力であり、１ＭＰａ以上、１５ＭＰａ以下であることが好ましく、５ＭＰａ以上、１５ＭＰａ以下であることがより好ましく、７ＭＰａ以上、１５ＭＰａ以下であることが最も好ましい。

【0031】

密閉容器の加熱時には、密閉容器全体を加熱することが好ましい。また、特に密閉容器の上部に熱を加えれば、密閉容器内の上壁に凝集した液滴が有機物材料上に落下して、コンタミネーションが発生するのを防ぐことができる。

【0032】

このように、有機物材料及び分解液が収容された密閉容器内を加熱して加圧することによって、分解液が気化した分解液ガスにより有機物材料が気相分解される。したがって、分解液中に含まれる不純物や、密閉容器の内壁に付着した不純物が、有機物材料を分解して得られた測定試料中に混入するのを防ぐことができる。その結果、有機物材料中に含まれる微量な金属不純物及び／又は非金属不純物をより精確に検出するような分析に供することができる。

【0033】

（回収工程）
本発明に係る気相分解方法は、分解工程において分解した有機物材料から、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタノイド、アクチノイド、遷移金属、ほう素族、炭素族、ニクトゲンあるいはカルコゲンに属する少なくとも１つの元素が含まれる測定試料を回収する回収工程をさらに包含してもよい。

【0034】

分解工程において、有機物材料は分解液ガスにより気相分解されて昇華し、有機物材料中に含まれていた金属元素及び／又は非金属元素が残存する。回収工程においては、有機物材料を分解した後に残存する金属元素及び／又は非金属元素を、測定試料として回収する。有機物材料の分解後に残存する金属元素及び／又は非金属元素は、有機物材料中に含まれる不純物、つまり、金属不純物及び／又は非金属不純物である。

【0035】

ここで、金属不純物とは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタノイド、アクチノイド、あるいは遷移金属に属する少なくとも１つの金属元素が含まれる不純物を指し、非金属不純物とは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタノイド、アクチノイド、あるいは遷移金属に属する少なくとも１つの金属元素を含まず、ほう素族、炭素族、ニクトゲンあるいはカルコゲンに属する少なくとも１つの非金属元素が含まれる不純物を指す。

【0036】

金属元素及び／又は非金属元素の回収は、従来公知の回収液を用いればよく、回収液としては、例えば、硝酸、塩酸、フッ化水素酸、硫酸、リン酸、過酸化水素水、及び、過塩素酸からなる群より選択される少なくとも１つの酸を含む酸溶液を用いることができる。

【0037】

回収工程においては、例えば、有機物材料を収容して分解した内容器内に回収液を滴下し、内容器の内壁に付着した金属元素及び／又は非金属元素を溶解させる。このとき、回収液を滴下した内容器をさらに加熱することによって、金属元素及び／又は非金属元素を回収してもよい。

【0038】

本発明に係る気相分解方法によれば、有機物材料に含まれる金属不純物及び／又は非金属不純物が揮発するような高温による分解は行わないので、有機物材料に含まれるアルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタノイド、アクチノイド、遷移金属、ほう素族、炭素族、ニクトゲン、又は、カルコゲンに属する少なくとも１つの元素を金属不純物及び／又は非金属不純物として回収することができる。すなわち、これらの元素が有機物材料中に含まれているか否かの分析に供することができる。特に、回収工程においては、Ｎａ、Ｋ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、及び、Ｐｂ等の元素を金属不純物及び／又は非金属不純物として好適に回収することができる。

【0039】

回収工程において回収可能なアルカリ金属として、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｒｂが挙げられる。また、回収工程において回収可能なアルカリ土類金属として、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａが挙げられる。さらに、回収工程において回収可能なランタノイドとして、Ｌａ、Ｃｅ、Ｌｕ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、及び、Ｙｂが挙げられる。また、回収工程において回収可能なアクチノイドとして、Ｔｈ及びＵが挙げられる。さらに、回収工程において回収可能な遷移金属として、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｚｎ及びＣｄが挙げられる。また、回収工程において回収可能なほう素族として、例えば、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｂ、及び、Ａｌが挙げられる。さらに、回収工程において回収可能な炭素族として、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、及び、Ｐｂが挙げられる。また、回収工程において回収可能なニクトゲンとして、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、及び、Ｂｉが挙げられる。さらに、回収工程において回収可能なカルコゲンとして、Ｓ、Ｓｅ、及び、Ｔｅが挙げられる。

【0040】

また、本発明に係る気相分解方法によれば、ベンゼン環を有するような、難分解性の有機物材料であってもよく効率よく気相分解することが可能であるため、分解工程を繰り返し行うことなく有機物材料を分解し、分析に供する金属不純物又は非金属不純物を回収することができる。

【0041】

有機物材料を分解する従来の乾式灰化法によれば、高温で灰化することにより有機物材料を分解するため、高温で揮発する元素は回収できず、分析に供することができなかった（例えば、参考文献１（衛生試験法 注解２００５、日本薬学会編、Ｐ３９１）を参照のこと）。また、有機物材料を分解する従来のマイクロウェーブ法では、ベンゼン環を有するような、難分解性の有機物材料を分解するのが困難であり、材料によっては使用する酸の組み合わせを変更することや、分解工程を繰り返し行うことが必要であった（例えば、参考文献２（新潟県工業技術総合研究所 工業技術研究報告書、“マイクロウェーブ試料分解装置による試料分解方法の確立”、Ｐ８６−８８）を参照のこと）。また、マイクロウェーブ法においては、試料が硫酸に接触するため、分解後に回収した測定試料中に、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｇ、及びＰｂ等と硫酸との難溶解性の硫酸塩が生じるという問題があった（例えば、参考文献３（東京都立産業技術研究センター研究報告、第４号、“マイクロ波加熱分解処理による化学分析前処理の効率化”、Ｐ９２−９３）を参照のこと）。

【0042】

本発明に係る気相分解方法によれば、従来の分解方法によっては回収が困難であった金属不純物及び／又は非金属不純物を回収することが可能であり、また、従来の分解方法によっては分解が困難であった難分解性の有機物材料を分解することも可能である。さらに、本発明に係る気相分解方法によれば、分解した有機物材料中に分解液に由来する不純物が混入するのを防ぎ、より精確に有機物材料中の金属不純物及び／又は非金属不純物を分析することが可能である。

【0043】

〔分析方法〕
本発明に係る有機物材料の分析方法は、上述した本発明に係る気相分解方法により、有機物材料を分解して得られた測定試料中の金属不純物及び／又は非金属不純物を検出する分析工程を包含している。

【0044】

分析工程においては、本発明に係る気相分解方法により、有機物材料を分解して残存した金属元素及び／又は非金属元素を金属不純物及び／又は非金属不純物として回収し、測定試料として従来公知の測定方法により元素分析する。測定試料を元素分析する方法として、例えば、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ）、原子吸光分析法（ＡＡＳ）等が挙げられる。

【0045】

このように、本発明に係る分析方法によれば、有機物材料を気相分解して得られた測定試料を分析することによって、有機物材料中に含まれる金属不純物及び／又は非金属不純物をより精確に検出することができる。

【0046】

〔品質管理方法〕
本発明に係る品質管理方法は、上述した本発明に係る気相分解方法により、有機物材料を分解して得られた測定試料中の金属不純物及び／又は非金属不純物を検出する分析工程と、上記分析工程において検出された金属不純物及び／又は非金属不純物の量が、予め定められた基準量以下である有機物材料を抽出する抽出工程とを包含している。

【0047】

分析工程においては、本発明に係る気相分解方法により、有機物材料を分解して残存した金属元素及び／又は非金属元素を金属不純物及び／又は非金属不純物として回収し、測定試料として従来公知の測定方法により元素分析する。測定試料を元素分析する方法として、例えば、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ）、原子吸光分析法（ＡＡＳ）等が挙げられる。

【0048】

そして、抽出工程において、分析工程において検出された金属不純物及び／又は非金属不純物の量が、予め定められた基準量以下である有機物材料を抽出する。すなわち、分析工程において検出された金属不純物及び／又は非金属不純物の量に基づいて有機物材料を選別する。なお、抽出工程においては、分析工程において検出された金属不純物に含まれる金属元素の種類又は非金属不純物に含まれる非金属元素の種類に基づいて有機物材料を選別してもよい。

【0049】

このように、本発明に係る品質管理方法によれば、有機物材料中に含まれる金属不純物及び／又は非金属不純物を精確に検出することができるため、検出結果に基づいて有機物材料を選別することにより、有機物材料の品質を一定に保つことができる。したがって、本発明に係る品質管理方法は、より精確な品質管理が求められる、有機エレクトロニクス製品の製造に用いられる有機物材料の品質管理にも適している。

【0050】

〔製造方法〕
本発明に係る製造方法は、上述した本発明に係る気相分解方法により、有機物材料を分解して得られた測定試料中の金属不純物及び／又は非金属不純物を検出する分析工程と、上記分析工程において検出された金属不純物及び／又は非金属不純物の量が、予め定められた基準量以下である有機物材料を抽出する抽出工程と、上記抽出工程において抽出された有機物材料を用いて有機電子機器を製造する製造工程とを包含している。

【0051】

分析工程においては、本発明に係る気相分解方法により、有機物材料を分解して残存した金属元素及び／又は非金属元素を金属不純物及び／又は非金属不純物として回収し、測定試料として従来公知の測定方法により元素分析する。測定試料を元素分析する方法として、例えば、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ）、原子吸光分析法（ＡＡＳ）等が挙げられる。

【0052】

次に、抽出工程において、分析工程において検出された金属不純物及び／又は非金属不純物の量が、予め定められた基準量以下である有機物材料を抽出する。すなわち、分析工程において検出された金属不純物及び／又は非金属不純物の量に基づいて有機物材料を選別する。なお、抽出工程においては、分析工程において検出された金属不純物に含まれる金属元素の種類又は非金属不純物に含まれる非金属元素の種類に基づいて有機物材料を選別してもよい。

【0053】

そして、製造工程において、抽出工程において抽出された有機物材料を用いて有機エレクトロニクス製品（有機電子機器）を製造する。有機エレクトロニクス製品としては、例えば、有機薄膜太陽電池、有機ＥＬ、及び、有機トランジスタ（半導体）等が挙げられる。

【0054】

本発明に係る製造方法は、抽出工程において抽出された有機物材料に含まれる金属不純物及び／又は非金属不純物の量が基準量以下であるため、高品質な有機エレクトロニクス製品を製造することが可能であり、製品の歩留まりを向上させることができる。

【0055】

〔容器１０〕
本発明に係る容器は、有機物材料を分解するための容器であって、内部に上記有機物材料を分解する分解液を収容する密閉空間を有し、上記有機物材料を分解するための圧力に対して耐圧性である外容器部と、上記外容器部内に設けられ、上記分解液に対して耐溶性である材料により形成されており、開放された上部から上記有機物材料が収容される内容器とを備え、上記内容器は、上記分解液が上記外容器部に収容されたときに、その内壁に上記分解液が接触しないように設けられている。

【0056】

以下、本発明に係る容器の一実施形態について、図１を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る、有機物材料を分解するための容器を示す断面図である。図１に示すように、容器１０は、外容器部１と内容器４とを備えている。容器１０は、有機物材料５を分解するために用いられる。容器１０は、内容器４を載置するテーブルを備えた支持部（図示せず）をさらに備えていてもよい。本実施形態においては、図１に示すように、外容器部１内に収容された分解液６中に、有機物材料５を収容した内容器４を浸漬している。

【0057】

（外容器部１）
外容器部１は、内部に有機物材料５と、有機物材料５を分解する分解液６とを収容する密閉空間を有している。外容器部１は、内部に収容した有機物材料５を分解するために加えられる圧力に対して耐圧性である。また、外容器部１は、内部に収容した有機物材料５を分解するために加えられる熱に対して耐熱性であることが好ましい。

【0058】

ここで、有機物材料５を分解するために加えられる圧力に対して耐圧性であるとは、有機物材料５を分解するために圧力が加えられたときに、膨張又は軟化しにくく、形状を一定に保ち変形しないことを意図している。また、有機物材料５を分解するために加えられる熱に対して耐熱性であるとは、有機物材料５を分解するために加熱したとき、溶出又は軟化しにくく、形状を一定に保ち変形しないことを意図している。

【0059】

＜内筒部３＞
外容器部１は、内筒部３と、その外側の外筒部２との２重壁構造である。内筒部３は、密閉空間に面し、分解液６に対して耐溶性である材料により形成されている。内筒部３は、密閉空間に分解液６が収容されたとき、分解液６に直接接触するため、分解液６に対して耐溶性である材料により形成される。分解液６に対して耐溶性である材料とは、分解液６に対して金属成分及び／又は非金属成分の溶出が少ない材料を意図しており、分解液６に対して金属成分及び／又は非金属成分が溶出しない材料であることがより好ましい。

【0060】

分解液６に対して耐溶性である材料として、例えば、フッ素樹脂、白金、又はセラミックス材料が挙げられる。フッ素樹脂として、例えば、ＰＴＦＥ＝ポリテトラフルオロエチレン（４フッ化）、ＰＦＡ＝テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ＰＶＤＦ＝ポリビニリデンフルオライド（２フッ化）、ＰＣＴＦＥ＝ポリクロロトリフルオロエチレン（３フッ化）等が挙げられる。セラミックス材料として、例えば、アルミナ、ジルコニア、カルシア、マグネシア、イットリア等が挙げられる。

【0061】

内筒部３の形状は特に限定されず、内側に密閉空間が存在し、有機物材料５及び分解液６が収容可能であればよい。内筒部３は、下部と蓋部との２つの部材に分割されており、下部に分解液６を収容し、これを上から塞ぐように蓋部を載せて密閉してもよい。内筒部３の下壁、側壁、及び上壁の厚さは、収容される分解液６の流出を防ぎ、内側の空間を密閉することが可能な厚さであれば特に限定されない。

【0062】

＜外筒部２＞
外筒部２は、内筒部３の外側に位置し、内筒部３を包みこむように設けられている。そして、外筒部２は、有機物材料５を溶解させるための圧力に対して耐圧性である。したがって、内部に収容した有機物材料５を分解するために、加熱して圧力が加えられ、内筒部３が変形したとしても、外筒部２が耐圧性を有しているため、外容器部１全体の変形を防ぐことができる。また、外筒部２は、有機物材料５を溶解させるために加えられる熱に対して耐熱性であることが好ましい。これにより、外容器部１の熱による変形を防ぐことができる。

【0063】

外筒部２は、有機物材料５を溶解させるための圧力及び熱に対して耐圧性及び耐熱性であればよく、例えば、ステンレススチールにより形成される。外筒部２は、少なくとも加圧及び加熱時に内筒部３を包み込むように設けられていればよい。すなわち、外筒部２は、下部と蓋部との２つの部材に分割されており、下部に内筒部３を収容し、これを上から塞ぐように蓋部を載せて密閉し、加圧及び加熱に供してもよい。外筒部２の下壁、側壁、及び上壁の厚さは、所望の耐圧性及び耐熱性が得られる厚さであれば特に限定されない。

【0064】

外容器部１においては、内筒部３が、分解液６が収容される密閉空間に面し、外筒部２と分解液６とが接触しないようになっているので、外筒部２に由来する金属不純物及び／又は非金属不純物が分解液６に溶け出してコンタミネーションが発生するのを防ぎ、分解液６への金属不純物及び／又は非金属不純物の溶出を抑えることができる。なお、内筒部３をさらに２層構造にし、より確実に外筒部２に由来する金属不純物及び／又は非金属不純物が分解液６に溶け出すのを防いでもよい。

【0065】

（内容器４）
内容器４は、分解液６に対して耐溶性である材料により形成されており、上部が開放された柱状の容器である。有機物材料５は上部の開放部分から内容器４内に収容される。内容器４は、その内壁に分解液６が接触しないように、外容器部１内に設けられている。内容器４は、分解液６が気化した分解液ガス中に曝されるので、分解液６に対して金属成分及び／又は非金属成分の溶出が少ない、又は、分解液６に対して金属成分及び／又は非金属成分が溶出しない材料により形成されている必要がある。

【0066】

内容器４を構成する、分解液６に対して耐溶性である材料として、例えば、フッ素樹脂、白金、又はセラミックス材料が挙げられる。フッ素樹脂として、例えば、ＰＴＦＥ＝ポリテトラフルオロエチレン（４フッ化）、ＰＦＡ＝テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ＰＶＤＦ＝ポリビニリデンフルオライド（２フッ化）、ＰＣＴＦＥ＝ポリクロロトリフルオロエチレン（３フッ化）等が挙げられる。セラミックス材料として、例えば、アルミナ、ジルコニア、カルシア、マグネシア、イットリア等が挙げられる。

【0067】

内容器４は、例えば、内容器４を外容器部１に設けられたテーブル（図示せず）上に載置して、分解液６の液面よりも上側に位置するテーブルの下側に分解液６が収容されてもよい。このとき、テーブルには、分解液ガスが通過するための孔が設けられているか、テーブルの内径を内筒部３の内径よりも小さくし、テーブルと内筒部３の内壁との間に隙間ができるようにすることによって、分解液ガスの流路を設けることが好ましい。また、外容器部１内部の底面から突出するように設けられたスタンド（図示せず）の上部にテーブルを設けてもよく、内筒部３の側壁の少なくとも２箇所から突出するように設けられた支持ピン（図示せず）によりテーブルを下から支えるように設けてもよい。スタンドの高さ又は支持ピンの位置は変更可能に構成されていてもよい。

【0068】

また、内容器４と、分解液６が収容された分解液容器（図示せず）とを、テーブル上に隣接して載置してもよい。さらに、内容器４をテーブルの下側に載置し、分解液が収容された分解液容器をテーブルの上側に載置してもよい。つまり、内容器４は、その内壁に分解液６が接触せず、分解液６が気化した分解液ガスに内容器４内の有機物材料５が曝されるようになっていればよい。なお、分解液容器としては、分解液６に対して耐溶性である材料により形成されており、開放された上部から分解液が収容されるものを用いることができる。

【0069】

内容器４は、外容器部１内に複数設けられてもよく、これにより、複数の有機物材料５を同時に分解することが可能である。内容器４の大きさは、収容された有機物材料５が、分解液６が気化した分解液ガスに十分に曝されるような大きさであれば特に限定されない。また、内容器４内に、内容器４よりも容量の小さい小容器を収容し、当該小容器内に有機物材料５を収容して分解に供してもよい。

【0070】

以上のように、容器１０を用いれば、分解液６を収容する耐圧性の外容器部１内に設けられた内容器４内に有機物材料５を収容し、外容器部１内を加熱して加圧することによって、分解液６が気化した分解液ガスにより有機物材料５が気相分解される。したがって、分解液６中に含まれる金属不純物及び／又は非金属不純物や、外容器部１の内壁（内筒部３の内壁）及び内容器４の内壁に付着した金属不純物及び／又は非金属不純物が、有機物材料５を分解して得られた測定試料中に混入するのを防ぐことができる。その結果、容器１０を用いて有機物材料５を分解すれば、有機物材料５中に含まれる微量な金属不純物及び／又は非金属不純物をより精確に検出するような分析に供することができる。

【実施例】

【0071】

〔実施例１：ブランク試験〕
本発明に係る気相分解方法のブランク試験を行った。ブランク試験では、有機物材料を用いずに、実施形態に記載した容器を用いて気相分解と同様の処理を行うことによって、分解液に含まれる金属不純物及び／又は非金属不純物、及び外容器部の内壁に付着した金属不純物及び／又は非金属不純物が、測定試料にどれくらい混入するかを調べた。

【0072】

分解液として４０％フッ化水素酸と６８％硝酸（１：１）との混酸溶液を用いた。内容器内を空の状態にし、分解液が気化した分解液ガスに曝される状態にして、外容器部内を、２００℃で５時間加熱することで、高温加圧条件とした。外筒部としてＳＵＳ容器を用い、内筒部としてＰＴＦＥ容器を用いた。ＰＴＦＥ製の内容器を２つ（ＶＰＤ−１及びＶＰＤ−２）、外容器部内に載置した。内容器を取り出し、硝酸を滴下してそれぞれの内容器内の金属不純物及び／又は非金属不純物を回収し、測定試料とした。

【0073】

上記測定試料をＩＣＰ−ＭＳ（パーキンエルマー社製）により測定した。その結果、測定試料中に含まれる金属不純物量及び非金属不純物量は、表１に示すとおりであった。なお、表１に記載した値は、ＩＣＰ−ＭＳにより測定した濃度（ｎｇ／ｇ）に、液調整した液量（ｇ）を乗じて算出した。以下に記載の他の実施例においても同様に記載した。

【0074】

【表1】

【0075】

〔実施例２：フラーレン〕
有機物材料としてフラーレンを用いて、気相分解を行った。実施形態に記載した容器内にフラーレン ７ｍｇを収容し、気相分解した。分解液としては、６８％硝酸と９６％硫酸との混酸溶液を用いた。２３０℃で加熱することで高温加圧条件とした。分解処理後内容器を取り出し、硝酸を滴下して加熱溶解し、内容器内の金属不純物及び／又は非金属不純物を回収して、測定試料とした。

【0076】

上記測定試料をＩＣＰ−ＭＳ（パーキンエルマー社製）により測定した。その結果、試料の測定値は、表２に示すとおりであった。表中「＜」の記号は、この記号の右側に記載されている数値よりも測定値が小さいことを表している。以下、他の表においても同様に表す。

【0077】

【表2】

【0078】

〔実施例３：５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン〕
有機物材料として５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン（ルブレン）を用いて、本発明に係る気相分解方法と、比較例としてマイクロウェーブ法とのそれぞれにより分解した。

【0079】

まず、実施形態に記載した容器内にルブレン １０ｍｇを収容し、実施例２と同様に気相分解した。分解処理後、内容器を取り出し、硝酸を滴下して加熱溶解し、内容器内の金属不純物及び／又は非金属不純物を回収して、実施例の測定試料とした。

【0080】

次に、ルブレン １０ｍｇに９６％硫酸を添加してマイクロウェーブ加熱を行った。マイクロウェーブ加熱はマイクロ波試料前処理装置（マイルストーンゼネラル社製）を用いて行った。分解処理の後、さらに６８％硝酸を添加してマイクロウェーブ加熱を繰り返した。分解後の試料溶液を加熱処理した後に硝酸を添加して加熱溶解し、比較例の測定試料とした。

【0081】

上記測定試料をそれぞれ、ＩＣＰ−ＭＳ（パーキンエルマー社製）により測定した。その結果、試料の測定値は、表３に示すとおりであった。

【0082】

【表3】

【0083】

〔実施例４：Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｍ−トリル）ベンジジン〕
有機物材料としてＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｍ−トリル）ベンジジン（ＴＰＤ）を用いて、気相分解を行った。実施形態に記載した容器内にＴＰＤ ９ｍｇを収容し、実施例２と同様に気相分解した。分解処理後、内容器を取り出し、硝酸を滴下して加熱溶解し、内容器内の金属不純物及び／又は非金属不純物を回収して、測定試料とした。

【0084】

上記測定試料をＩＣＰ−ＭＳ（パーキンエルマー社製）により測定した。その結果、試料の測定値は、表４に示すとおりであった。

【0085】

【表4】

【0086】

〔実施例５：トリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム（ＩＩＩ）〕
有機物材料としてトリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ３）を用いて、気相分解を行った。実施形態に記載した容器内にＡｌｑ３ １０ｍｇを収容し、実施例２と同様に気相分解した。分解処理後、内容器を取り出し、硝酸を滴下して加熱溶解し、内容器内の金属不純物及び／又は非金属不純物を回収して、測定試料とした。

【0087】

上記測定試料をＩＣＰ−ＭＳ（パーキンエルマー社製）により測定した。その結果、試料の測定値は、表５に示すとおりであった。

【0088】

【表5】

【0089】

〔実施例６：試料分解の比較〕
本発明に係る気相分解方法と、比較例としてマイクロウェーブ法とのそれぞれによる有機物材料の分解性を比較した。分解後に沈殿物が生じた場合、有機物材料の分解が不十分であったと判断できるため、各分解方法による分解後に、有機物材料に由来する沈殿物が生じるか否かを評価した。

【0090】

まず、実施形態に示す容器内に、表６に示す各有機物材料 １０ｍｇを収容し、気相分解した。分解液としては、６８％硝酸、又は、６８％硝酸と９６％硫酸との混酸溶液を用いた。２３０℃で加熱することで高温加圧条件とした。分解処理後、内容器を取り出し、硝酸を滴下して内容器内の沈殿物の有無を目視により確認した。

【0091】

次に、表６に示す有機物材料 １０ｍｇに６８％硝酸、又は、６８％硝酸と９６％硫酸との混酸溶液を添加してマイクロウェーブ加熱を行った。マイクロウェーブ加熱はマイクロ波試料前処理装置（マイルストーンゼネラル社製）を用いて行った。分解後の試料溶液を加熱処理した後に硝酸を添加して加熱溶解し、水で定容とし、沈殿物の有無を目視により確認した。

【0092】

結果を表６に示す。表６においては、沈殿物が生じなかった場合を「○」、沈殿物が生じた場合を「×」で示した。

【0093】

【表6】

【0094】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0095】

本発明は、種々の分野に用いられる有機物材料の金属不純物及び／又は非金属不純物の分析に利用することができる。

【符号の説明】

【0096】

１ 外容器部（密閉容器）
２ 外筒部
３ 内筒部
４ 内容器
５ 有機物材料
６ 分解液

【図1】