知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024164532
(43)【公開日】2024-11-27
(54)【発明の名称】分子配向の解析方法
(51)【国際特許分類】
G01N 23/2055 20180101AFI20241120BHJP
G01N 23/205 20180101ALI20241120BHJP
【ＦＩ】
G01N23/2055 310
G01N23/205
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023080080
(22)【出願日】2023-05-15
(71)【出願人】
【識別番号】000001085
【氏名又は名称】株式会社クラレ
(74)【代理人】
【識別番号】100087941
【弁理士】
【氏名又は名称】杉本 修司
(74)【代理人】
【識別番号】100112829
【弁理士】
【氏名又は名称】堤 健郎
(74)【代理人】
【識別番号】100142608
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 由佳
(74)【代理人】
【識別番号】100213470
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 真二
(72)【発明者】
【氏名】井手 彩矢佳
(72)【発明者】
【氏名】鎌田 洋平
(72)【発明者】
【氏名】小野寺 稔
【テーマコード（参考）】
2G001
【Ｆターム（参考）】
2G001AA01
2G001BA22
2G001CA01
2G001DA09
2G001FA12
2G001FA18
2G001GA14
2G001HA03
2G001KA08
2G001LA05
2G001MA05
2G001NA19
(57)【要約】
【課題】分子配向の解析方法を提供する。
【解決手段】
少なくとも一部に結晶性を有するポリマー分子を含む物体を試料として準備する工程と、互いに異なる３方向を第１方向、第２方向、第３方向とした場合に、この物体に対して前記第１方向、前記第２方向、前記第３方向のそれぞれからＸ線を照射して前記第１、第２、第３方向のそれぞれに対応する第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルを得る工程と、前記第１、第２、第３方向のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対し所定のピークを選択してピークの積分強度を算出する工程と、前記所定のピークの積分強度に基づいて前記物体の３次元の分子配向を解析する工程と、を備える、分子配向の解析方法。
【選択図】図２
【解決手段】
少なくとも一部に結晶性を有するポリマー分子を含む物体を試料として準備する工程と、互いに異なる３方向を第１方向、第２方向、第３方向とした場合に、この物体に対して前記第１方向、前記第２方向、前記第３方向のそれぞれからＸ線を照射して前記第１、第２、第３方向のそれぞれに対応する第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルを得る工程と、前記第１、第２、第３方向のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対し所定のピークを選択してピークの積分強度を算出する工程と、前記所定のピークの積分強度に基づいて前記物体の３次元の分子配向を解析する工程と、を備える、分子配向の解析方法。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一部に結晶性を有するポリマー分子を含む物体を試料として準備する工程と、
互いに異なる３方向を第１方向、第２方向、第３方向とした場合に、
この物体に対して前記第１方向、前記第２方向、前記第３方向のそれぞれからＸ線を照射して前記第１、第２、第３方向のそれぞれに対応する第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルを得る工程と、
前記第１、第２、第３方向のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対し所定のピークを選択してピークの積分強度を算出する工程と、
前記所定のピークの積分強度に基づいて前記物体の３次元の分子配向を算出する工程と、を備える、
分子配向の解析方法。
互いに異なる３方向を第１方向、第２方向、第３方向とした場合に、
この物体に対して前記第１方向、前記第２方向、前記第３方向のそれぞれからＸ線を照射して前記第１、第２、第３方向のそれぞれに対応する第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルを得る工程と、
前記第１、第２、第３方向のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対し所定のピークを選択してピークの積分強度を算出する工程と、
前記所定のピークの積分強度に基づいて前記物体の３次元の分子配向を算出する工程と、を備える、
分子配向の解析方法。
【請求項2】
請求項１に記載の分子配向の解析方法において、前記第１方向、前記第２方向および前記第３方向の方向を表すそれぞれの方向ベクトルのすべてが同一平面上にはない、分子配向の解析方法。
【請求項3】
請求項１または２に記載の分子配向の解析方法において、前記第１方向、前記第２方向および前記第３方向は、互いに略直交する、分子配向の解析方法。
【請求項4】
請求項２または３に記載の分子配向の解析方法において、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルに対し所定のピークを選択してピークの積分強度を算出する工程が、
Ｘ線の照射方向に垂直な面内における周方向の角度を方位角とした場合に、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのそれぞれにおいて、複数の方位角のそれぞれに対応する１次元プロファイルを得る副工程と、
前記１次元プロファイルから前記所定のピークを分離し、当該分離した所定のピークの積分強度を算出する副工程と、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対して算出される規格化定数を用いて、前記所定のピークの積分強度を規格化する副工程を備える、分子配向の解析方法。
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルに対し所定のピークを選択してピークの積分強度を算出する工程が、
Ｘ線の照射方向に垂直な面内における周方向の角度を方位角とした場合に、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのそれぞれにおいて、複数の方位角のそれぞれに対応する１次元プロファイルを得る副工程と、
前記１次元プロファイルから前記所定のピークを分離し、当該分離した所定のピークの積分強度を算出する副工程と、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対して算出される規格化定数を用いて、前記所定のピークの積分強度を規格化する副工程を備える、分子配向の解析方法。
【請求項5】
請求項４に記載の分子配向の解析方法において、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのうちの少なくとも２つのＸ線回折プロファイルに対する前記規格化定数のそれぞれは、
前記少なくとも２つのＸ線回折プロファイルにおけるピークの積分強度の間の差が小さくなるように算出される、分子配向の解析方法。
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのうちの少なくとも２つのＸ線回折プロファイルに対する前記規格化定数のそれぞれは、
前記少なくとも２つのＸ線回折プロファイルにおけるピークの積分強度の間の差が小さくなるように算出される、分子配向の解析方法。
【請求項6】
請求項４に記載の分子配向の解析方法において、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのうちの任意の２つのＸ線回折プロファイルに対する前記規格化定数のそれぞれは、
分子配向に由来するピークであって、前記２つのＸ線回折プロファイルに対応する２つの方向の両方に垂直な軸方向と平行な方向に配向する分子に由来する前記２つのＸ線回折プロファイルにおけるピークの積分強度の間の差が小さくなるように算出される、分子配向の解析方法。
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのうちの任意の２つのＸ線回折プロファイルに対する前記規格化定数のそれぞれは、
分子配向に由来するピークであって、前記２つのＸ線回折プロファイルに対応する２つの方向の両方に垂直な軸方向と平行な方向に配向する分子に由来する前記２つのＸ線回折プロファイルにおけるピークの積分強度の間の差が小さくなるように算出される、分子配向の解析方法。
【請求項7】
請求項４ないし６のいずれか一項に記載の分子配向の解析方法において、
前記所定のピークの積分強度に基づいて前記物体の３次元の分子配向を算出する工程が、
前記第ｎのＸ線回折プロファイル（ここでｎ＝１，２，３）のそれぞれにおいて、Ｋｎ個の方位角φｎ，ｋのそれぞれに対応するＫｎ個の１次元プロファイルを得る場合、
（１） 前記第ｎのＸ線回折プロファイルに対応する方向と、前記方位角φｎ，ｋとから定まる基準ベクトルを算出する副工程であって、当該基準ベクトルはその成分がｎおよびφｎ，ｋの関数として（Ｘ０（ｎ,φｎ，ｋ），Ｙ０（ｎ,φｎ，ｋ），Ｚ０（ｎ,φｎ，ｋ））で表される３次元ベクトルである副工程と、
（２） 前記所定のピークの規格化された積分強度と、前記基準ベクトルとに基づいて、総和ベクトルを算出する副工程であって、当該総和ベクトルはその成分が（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）で表される３次元ベクトルであり、式（１）
（ここで、
Ｉｎ，ｋは第ｎのＸ線回折プロファイルから得られたＫｎ個の１次元プロファイルのうちの第ｋ番目の１次元プロファイルにおける所定のピークの規格化された積分強度であり、
φｎ，ｋは第ｎのＸ線回折プロファイルから得られたＫｎ個の１次元プロファイルのうちの第ｋ番目の１次元プロファイルに対応する方位角である）
によって算出される副工程と、
を含み、前記総和ベクトルに基づいて前記物体の３次元の分子配向が決定される、分子配向の解析方法。
前記所定のピークの積分強度に基づいて前記物体の３次元の分子配向を算出する工程が、
前記第ｎのＸ線回折プロファイル（ここでｎ＝１，２，３）のそれぞれにおいて、Ｋｎ個の方位角φｎ，ｋのそれぞれに対応するＫｎ個の１次元プロファイルを得る場合、
（１） 前記第ｎのＸ線回折プロファイルに対応する方向と、前記方位角φｎ，ｋとから定まる基準ベクトルを算出する副工程であって、当該基準ベクトルはその成分がｎおよびφｎ，ｋの関数として（Ｘ０（ｎ,φｎ，ｋ），Ｙ０（ｎ,φｎ，ｋ），Ｚ０（ｎ,φｎ，ｋ））で表される３次元ベクトルである副工程と、
（２） 前記所定のピークの規格化された積分強度と、前記基準ベクトルとに基づいて、総和ベクトルを算出する副工程であって、当該総和ベクトルはその成分が（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）で表される３次元ベクトルであり、式（１）
【数1】
Ｉｎ，ｋは第ｎのＸ線回折プロファイルから得られたＫｎ個の１次元プロファイルのうちの第ｋ番目の１次元プロファイルにおける所定のピークの規格化された積分強度であり、
φｎ，ｋは第ｎのＸ線回折プロファイルから得られたＫｎ個の１次元プロファイルのうちの第ｋ番目の１次元プロファイルに対応する方位角である）
によって算出される副工程と、
を含み、前記総和ベクトルに基づいて前記物体の３次元の分子配向が決定される、分子配向の解析方法。
【請求項8】
請求項７に記載の分子配向の解析方法において、
前記物体の３次元の分子配向は、その各成分（ｘ，ｙ，ｚ）の和が１となるように前記総和ベクトルに基づいて定められる、分子配向の解析方法。
前記物体の３次元の分子配向は、その各成分（ｘ，ｙ，ｚ）の和が１となるように前記総和ベクトルに基づいて定められる、分子配向の解析方法。
【請求項9】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の分子配向の解析方法において、
前記所定のピークは分子鎖方向に平行な回折面に相当するピークである、分子配向の解析方法。
前記所定のピークは分子鎖方向に平行な回折面に相当するピークである、分子配向の解析方法。
【請求項10】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の分子配向の解析方法において、前記第１、第２、第３のＸ線プロファイルは、２次元回折像である、分子配向の解析方法。
【請求項11】
請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の分子配向の解析方法において、前記物体がフィルムである、分子配向の解析方法。
【請求項12】
請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の分子配向の解析方法において、前記物体が液晶ポリマー（ＬＣＰ）フィルムである、分子配向の解析方法。
【請求項13】
請求項１２に記載の分子配向の解析方法において、前記第１、第２、第３の方向は、ＬＣＰフィルムである前記物質の、機械軸方向、幅方向、および膜厚方向にそれぞれ対応する、分子配向の解析方法。
【請求項14】
請求項１２または１３に記載の分子配向の解析方法において、前記３次元の分子配向の各成分は、前記ＬＣＰフィルムの、機械軸方向、幅方向、および膜厚方向にそれぞれ対応する分子配向を表す、分子配向の解析方法。
【請求項15】
少なくとも一部に結晶性を有するポリマー分子を含む物体に対し、少なくとも２方向からＸ線回折測定をして前記物体の分子配向を解析する方法であって、
第１方向から照射した第１のＸ線回折プロファイルを取得し、前記第１方向とは異なる第２方向から照射した第２のＸ線回折プロファイルを取得する工程と、
前記第１および第２のＸ線回折プロファイルを規格化する工程であって、当該規格化のための規格化定数は、分子配向に由来するピークであって、前記第１方向と前記第２方向との両方に垂直な軸方向と平行に配向する分子に由来する前記第１および第２のＸ線回折プロファイルにおけるピークのそれぞれの積分強度の間の差が小さくなるように定められる、工程と、
を備える配向成分の解析方法。
第１方向から照射した第１のＸ線回折プロファイルを取得し、前記第１方向とは異なる第２方向から照射した第２のＸ線回折プロファイルを取得する工程と、
前記第１および第２のＸ線回折プロファイルを規格化する工程であって、当該規格化のための規格化定数は、分子配向に由来するピークであって、前記第１方向と前記第２方向との両方に垂直な軸方向と平行に配向する分子に由来する前記第１および第２のＸ線回折プロファイルにおけるピークのそれぞれの積分強度の間の差が小さくなるように定められる、工程と、
を備える配向成分の解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、分子配向の解析方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリマー分子などで構成される、フィルム、基板、筐体、容器、繊維集合体などの各種成形体では、ポリマーの分子配向によって、力学的、電気的、光学的性質などが変わることはよく知られており、これら成形体の製造においては、分子配向は製品の品質を左右する重要な項目の一つである。
【0003】
従来、分子配向の測定には、偏光の透過強度を測定し、複屈折率を算出する方法が用いられてきた。また、成形体などの、光に不透明な被測定物体に対しては、マイクロ波を用いて透過強度を測定し、分子配向を算出する方法が行われてきた。
【0004】
例えば、特許文献１（特許第３６９１６５８号公報）には、マイクロ波分子配向度測定装置において、マイクロ波共振導波管中のサンプルを、マイクロ波の進行方向に垂直な面内で回転させてマイクロ波透過強度を検出し、最大マイクロ波強度を与えるマイクロ波振動数に基づいて算出される物体の厚さを考慮した屈折率を用いて、物体の厚さを考慮した分子配向度を得る方法が知られている。
【0005】
また、特許文献２（特許第６６１９４８７号公報）では、液晶ポリエステルフィルムの分子配向を測定する方法として、マイクロ波分子配向計を用いる方法と、広角Ｘ線散乱法とを組み合わせて、それぞれ異なる方向に対応する第１～第３の配向度を測定する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第３６９１６５８号公報
【特許文献2】特許第６６１９４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献１では、厚さの影響をなくした分子配向の指標を得ることを目的としているため、積極的に３次元的な分子配向を算出する分子配向の解析方法として利用することはできない。
また、特許文献２において提案される、マイクロ波分子配向測定と広角Ｘ線回折の測定を組み合わせてＸＹＺ方向（平面方向および厚さ方向）の分子配向を評価する方法は、それぞれの測定における検出範囲と検出方法が異なるので、同一の方法と基準で物体の３次元的な分子配向を一元的に把握することができない。
また、特許文献２において提案される、マイクロ波分子配向測定と広角Ｘ線回折の測定を組み合わせてＸＹＺ方向（平面方向および厚さ方向）の分子配向を評価する方法は、それぞれの測定における検出範囲と検出方法が異なるので、同一の方法と基準で物体の３次元的な分子配向を一元的に把握することができない。
【0008】
したがって、本発明は、結晶性を有するポリマーを含む物体の平面方向だけでなく、厚さ方向も含めた物体の３次元的な分子配向を、同一の方法と基準で求める方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、結晶性を有するポリマーを含む物体に対し、Ｘ線回折測定装置を用いて任意の方向からＸ線を照射し、得られた結果から、物体を構成する分子の３次元的な分子配向を求める方法を見出した。
【0010】
すなわち、本発明は、以下の態様で構成されうる。
〔態様１〕
少なくとも一部に結晶性を有するポリマー分子を含む物体を試料として準備する工程と、
互いに異なる３方向を第１方向、第２方向、第３方向とした場合に、
この物体に対して前記第１方向、前記第２方向、前記第３方向のそれぞれからＸ線を照射して前記第１、第２、第３方向のそれぞれに対応する第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルを得る工程と、
前記第１、第２、第３方向のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対し所定のピークを選択してピークの積分強度を算出する工程と、
前記所定のピークの積分強度に基づいて前記物体の３次元の分子配向を算出する工程と、を備える、
分子配向の解析方法。
〔態様２〕
態様１に記載の分子配向の解析方法において、前記第１方向、前記第２方向および前記第３方向の方向を表すそれぞれの方向ベクトルのすべてが同一平面上にはない、分子配向の解析方法。
〔態様３〕
態様１ないし２に記載の分子配向の解析方法において、前記第１方向、前記第２方向および前記第３方向は、互いに略直交する、分子配向の解析方法。
〔態様４〕
態様２ないし３に記載の分子配向の解析方法において、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルに対し所定のピークを選択してピークの積分強度を算出する工程が、
Ｘ線の照射方向に垂直な面内における周方向の角度を方位角とした場合に、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのそれぞれにおいて、複数の方位角のそれぞれに対応する１次元プロファイルを得る副工程と、
前記１次元プロファイルから前記所定のピークを分離し、当該分離した所定のピークの積分強度を算出する副工程と、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対して算出される規格化定数を用いて、前記所定のピークの積分強度を規格化する副工程を備える、分子配向の解析方法。
〔態様５〕
態様４に記載の分子配向の解析方法において、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのうちの少なくとも２つのＸ線回折プロファイルに対する前記規格化定数のそれぞれは、
前記少なくとも２つのＸ線回折プロファイルにおけるピークの積分強度の間の差が小さくなるように算出される、分子配向の解析方法。
〔態様６〕
態様４に記載の分子配向の解析方法において、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのうちの任意の２つのＸ線回折プロファイルに対する前記規格化定数のそれぞれは、
分子配向に由来するピークであって、前記２つのＸ線回折プロファイルに対応する２つの方向の両方に垂直な軸方向と平行な方向に配向する分子に由来する前記２つのＸ線回折プロファイルにおけるピークの積分強度の間の差が小さくなるように算出される、分子配向の解析方法。
〔態様７〕
請求項４ないし６のいずれか一項に記載の分子配向の解析方法において、
前記所定のピークの積分強度に基づいて前記物体の３次元の分子配向を算出する工程が、
前記第ｎのＸ線回折プロファイル（ここでｎ＝１，２，３）のそれぞれにおいて、Ｋｎ個の方位角のそれぞれに対応するＫｎ個の１次元プロファイルを得る場合、
（１） 前記第ｎのＸ線回折プロファイルに対応する方向と、前記方位角φｎ，ｋとから定まる基準ベクトルを算出する副工程であって、当該基準ベクトルはその成分がｎおよびφｎ，ｋの関数として（Ｘ０（ｎ,φｎ，ｋ），Ｙ０（ｎ,φｎ，ｋ），Ｚ０（ｎ,φｎ，ｋ））で表される３次元ベクトルである副工程と、
（２） 前記所定のピークの規格化された積分強度と、前記基準ベクトルとに基づいて、総和ベクトルを算出する副工程であって、当該総和ベクトルはその成分が（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）で表される３次元ベクトルであり、式（１）
（ここで、
Ｉｎ，ｋは第ｎのＸ線回折プロファイルから得られたＫｎ個の１次元プロファイルのうちの第ｋ番目の１次元プロファイルにおける所定のピークの規格化された積分強度であり、
φｎ，ｋは第ｎのＸ線回折プロファイルから得られたＫｎ個の１次元プロファイルのうちの第ｋ番目の１次元プロファイルに対応する方位角である）
によって算出される副工程と、
を含み、前記総和ベクトルに基づいて前記物体の３次元の分子配向が決定される、分子配向の解析方法。
〔態様８〕
態様７に記載の分子配向の解析方法において、
前記物体の３次元の分子配向は、その各成分（ｘ，ｙ，ｚ）の和が１となるように前記総和ベクトルに基づいて定められる、分子配向の解析方法。
〔態様９〕
態様１ないし８のいずれか一態様に記載の分子配向の解析方法において、
前記所定のピークは分子鎖方向に平行な回折面に相当するピークである、分子配向の解析方法。
〔態様１０〕
態様１ないし８のいずれか一態様に記載の分子配向の解析方法において、前記第１、第２、第３のＸ線プロファイルは、２次元回折像である、分子配向の解析方法。
〔態様１１〕
態様１ないし１０のいずれか一態様に記載の分子配向の解析方法において、前記物体がフィルムである、分子配向の解析方法。
〔態様１２〕
態様１ないし１１のいずれか一態様に記載の分子配向の解析方法において、前記物体が液晶ポリマー（ＬＣＰ）フィルムである、分子配向の解析方法。
〔態様１３〕
態様１２に記載の分子配向の解析方法において、前記第１、第２、第３の方向は、ＬＣＰフィルムである前記物質の、機械軸方向、幅方向、および膜厚方向にそれぞれ対応する、分子配向の解析方法。
〔態様１４〕
態様１２ないし１３に記載の分子配向の解析方法において、前記３次元の分子配向成分の各成分は、前記ＬＣＰフィルムの、機械軸方向、幅方向、および膜厚方向にそれぞれ対応する分子配向を表す、分子配向の解析方法。
〔態様１５〕
少なくとも一部に結晶性を有するポリマー分子を含む物体に対し、少なくとも２方向からＸ線回折測定をして前記物体の分子配向を解析する方法であって、
第１方向から照射した第１のＸ線回折プロファイルを取得し、前記第１方向とは異なる第２方向から照射した第２のＸ線回折プロファイルを取得する工程と、
前記第１および第２のＸ線回折プロファイルを規格化する工程であって、当該規格化のための規格化定数は、分子配向に由来するピークであって、前記第１方向と前記第２方向との両方に垂直な軸方向と平行に配向する分子に由来する前記第１および第２のＸ線回折プロファイルにおけるピークのそれぞれの積分強度の間の差が小さくなるように定められる、工程と、
を備える配向成分の解析方法。
〔態様１〕
少なくとも一部に結晶性を有するポリマー分子を含む物体を試料として準備する工程と、
互いに異なる３方向を第１方向、第２方向、第３方向とした場合に、
この物体に対して前記第１方向、前記第２方向、前記第３方向のそれぞれからＸ線を照射して前記第１、第２、第３方向のそれぞれに対応する第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルを得る工程と、
前記第１、第２、第３方向のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対し所定のピークを選択してピークの積分強度を算出する工程と、
前記所定のピークの積分強度に基づいて前記物体の３次元の分子配向を算出する工程と、を備える、
分子配向の解析方法。
〔態様２〕
態様１に記載の分子配向の解析方法において、前記第１方向、前記第２方向および前記第３方向の方向を表すそれぞれの方向ベクトルのすべてが同一平面上にはない、分子配向の解析方法。
〔態様３〕
態様１ないし２に記載の分子配向の解析方法において、前記第１方向、前記第２方向および前記第３方向は、互いに略直交する、分子配向の解析方法。
〔態様４〕
態様２ないし３に記載の分子配向の解析方法において、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルに対し所定のピークを選択してピークの積分強度を算出する工程が、
Ｘ線の照射方向に垂直な面内における周方向の角度を方位角とした場合に、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのそれぞれにおいて、複数の方位角のそれぞれに対応する１次元プロファイルを得る副工程と、
前記１次元プロファイルから前記所定のピークを分離し、当該分離した所定のピークの積分強度を算出する副工程と、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対して算出される規格化定数を用いて、前記所定のピークの積分強度を規格化する副工程を備える、分子配向の解析方法。
〔態様５〕
態様４に記載の分子配向の解析方法において、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのうちの少なくとも２つのＸ線回折プロファイルに対する前記規格化定数のそれぞれは、
前記少なくとも２つのＸ線回折プロファイルにおけるピークの積分強度の間の差が小さくなるように算出される、分子配向の解析方法。
〔態様６〕
態様４に記載の分子配向の解析方法において、
前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのうちの任意の２つのＸ線回折プロファイルに対する前記規格化定数のそれぞれは、
分子配向に由来するピークであって、前記２つのＸ線回折プロファイルに対応する２つの方向の両方に垂直な軸方向と平行な方向に配向する分子に由来する前記２つのＸ線回折プロファイルにおけるピークの積分強度の間の差が小さくなるように算出される、分子配向の解析方法。
〔態様７〕
請求項４ないし６のいずれか一項に記載の分子配向の解析方法において、
前記所定のピークの積分強度に基づいて前記物体の３次元の分子配向を算出する工程が、
前記第ｎのＸ線回折プロファイル（ここでｎ＝１，２，３）のそれぞれにおいて、Ｋｎ個の方位角のそれぞれに対応するＫｎ個の１次元プロファイルを得る場合、
（１） 前記第ｎのＸ線回折プロファイルに対応する方向と、前記方位角φｎ，ｋとから定まる基準ベクトルを算出する副工程であって、当該基準ベクトルはその成分がｎおよびφｎ，ｋの関数として（Ｘ０（ｎ,φｎ，ｋ），Ｙ０（ｎ,φｎ，ｋ），Ｚ０（ｎ,φｎ，ｋ））で表される３次元ベクトルである副工程と、
（２） 前記所定のピークの規格化された積分強度と、前記基準ベクトルとに基づいて、総和ベクトルを算出する副工程であって、当該総和ベクトルはその成分が（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）で表される３次元ベクトルであり、式（１）
【数1】
（ここで、
Ｉｎ，ｋは第ｎのＸ線回折プロファイルから得られたＫｎ個の１次元プロファイルのうちの第ｋ番目の１次元プロファイルにおける所定のピークの規格化された積分強度であり、
φｎ，ｋは第ｎのＸ線回折プロファイルから得られたＫｎ個の１次元プロファイルのうちの第ｋ番目の１次元プロファイルに対応する方位角である）
によって算出される副工程と、
を含み、前記総和ベクトルに基づいて前記物体の３次元の分子配向が決定される、分子配向の解析方法。
〔態様８〕
態様７に記載の分子配向の解析方法において、
前記物体の３次元の分子配向は、その各成分（ｘ，ｙ，ｚ）の和が１となるように前記総和ベクトルに基づいて定められる、分子配向の解析方法。
〔態様９〕
態様１ないし８のいずれか一態様に記載の分子配向の解析方法において、
前記所定のピークは分子鎖方向に平行な回折面に相当するピークである、分子配向の解析方法。
〔態様１０〕
態様１ないし８のいずれか一態様に記載の分子配向の解析方法において、前記第１、第２、第３のＸ線プロファイルは、２次元回折像である、分子配向の解析方法。
〔態様１１〕
態様１ないし１０のいずれか一態様に記載の分子配向の解析方法において、前記物体がフィルムである、分子配向の解析方法。
〔態様１２〕
態様１ないし１１のいずれか一態様に記載の分子配向の解析方法において、前記物体が液晶ポリマー（ＬＣＰ）フィルムである、分子配向の解析方法。
〔態様１３〕
態様１２に記載の分子配向の解析方法において、前記第１、第２、第３の方向は、ＬＣＰフィルムである前記物質の、機械軸方向、幅方向、および膜厚方向にそれぞれ対応する、分子配向の解析方法。
〔態様１４〕
態様１２ないし１３に記載の分子配向の解析方法において、前記３次元の分子配向成分の各成分は、前記ＬＣＰフィルムの、機械軸方向、幅方向、および膜厚方向にそれぞれ対応する分子配向を表す、分子配向の解析方法。
〔態様１５〕
少なくとも一部に結晶性を有するポリマー分子を含む物体に対し、少なくとも２方向からＸ線回折測定をして前記物体の分子配向を解析する方法であって、
第１方向から照射した第１のＸ線回折プロファイルを取得し、前記第１方向とは異なる第２方向から照射した第２のＸ線回折プロファイルを取得する工程と、
前記第１および第２のＸ線回折プロファイルを規格化する工程であって、当該規格化のための規格化定数は、分子配向に由来するピークであって、前記第１方向と前記第２方向との両方に垂直な軸方向と平行に配向する分子に由来する前記第１および第２のＸ線回折プロファイルにおけるピークのそれぞれの積分強度の間の差が小さくなるように定められる、工程と、
を備える配向成分の解析方法。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、物体の平面方向および厚み方向の分子配向を同一の基準で定量的に測定することにより、物体の３次元的な分子配向を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。図面は必ずしも一定の縮尺で示されておらず、本発明の原理を示す上で誇張したものになっている。
【図1】本発明の一実施形態に係るＸ線の照射方向と物体の測定対象面との関係を示す模式斜視図である。
【図2】Ｘ線回折測定におけるＸ線照射方向と、方位角φおよび回折角２θの方向との関係を説明するための模式斜視図である。
【図3】２次元回折像におけるＸ線照射方向と、方位角φおよび回折角２θの方向との関係を説明するための写真である。
【図4A】横軸に回折角２θ、縦軸に回折Ｘ線強度をとった１次元プロファイルのスペクトルの一例を示すグラフである。
【図4B】横軸に回折角２θ、縦軸に回折Ｘ線強度をとった１次元プロファイルのスペクトルの一例を示すグラフである。
【図4C】横軸に回折角２θ、縦軸に回折Ｘ線強度をとった１次元プロファイルのスペクトルの一例を示すグラフである。
【図5A】横軸に回折角２θ、縦軸に回折Ｘ線強度をとった１次元プロファイルのスペクトルを波形分離した一例を示すグラフである。
【図5B】横軸に回折角２θ、縦軸に回折Ｘ線強度をとった１次元プロファイルのスペクトルを波形分離した一例を示すグラフである。
【図5C】横軸に回折角２θ、縦軸に回折Ｘ線強度をとった１次元プロファイルのスペクトルを波形分離した一例を示すグラフである。
【図6】３方向からのＸ線回折測定における各方位角の所定のピークの積分強度を表すグラフである。
【図7】３方向からのＸ線回折測定における各方位角の所定のピークの規格化された積分強度を表すグラフである。
【図8】基準ベクトルの各成分の算出方法を説明するための図である。
【図9】本発明の一実施形態に係る物体の３次元的な分子配向を求める手順を示すフローチャートである。
【図10A】ＬＣＰフィルムにおけるＭＤおよびＴＤと、Ｘ線照射方向および方位角方向との関係を表す模式斜視図である。
【図10B】ＬＣＰフィルムにおけるＭＤおよびＴＤと、Ｘ線照射方向および方位角方向との関係を表す模式斜視図である。
【図10C】ＬＣＰフィルムにおけるＭＤおよびＴＤと、Ｘ線照射方向および方位角方向との関係を表す模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の一実施態様を説明する。実施態様は、解析対象である物体の３次元の分子配向を３次元ベクトルの形で算出することを目的とする。なお、特に該３次元ベクトルの各成分の合計値が一定の値（例えば１）になるようベクトルを正規化して得られた値を「配向成分量」と称する。
【0014】
（準備工程）
本発明の分子配向の解析方法では、少なくとも一部に結晶性を有するポリマー分子を含む物体が試料として準備される。結晶性を有するポリマー分子を含む物体としては、特に限定されず、公知の物体を利用することができるが、結晶性を有するポリマーとしては、例えば、ポリエステル系ポリマー（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸、全芳香族ポリエステルなど）、ポリオレフィン系ポリマー（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンなど）、ポリアリーレンスルフィド系ポリマー（例えば、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンスルフィドなど）、ポリアミド系ポリマー（例えば、ポリアミド６、ポリアミド６，６などの脂肪族ポリアミド、半芳香族ポリアミド、芳香族ポリアミド、全芳香族ポリアミドなど）、ポリケトン系ポリマー（例えば、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトンなど）、ポリエーテルニトリル、フッ素含有ポリマー（ポリテトラフルオロエチレンなど）が挙げられる。なお、全芳香族ポリエステルや全芳香族ポリアミドを、以下、単に液晶ポリマーと称する場合がある。
本発明の分子配向の解析方法では、少なくとも一部に結晶性を有するポリマー分子を含む物体が試料として準備される。結晶性を有するポリマー分子を含む物体としては、特に限定されず、公知の物体を利用することができるが、結晶性を有するポリマーとしては、例えば、ポリエステル系ポリマー（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸、全芳香族ポリエステルなど）、ポリオレフィン系ポリマー（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンなど）、ポリアリーレンスルフィド系ポリマー（例えば、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンスルフィドなど）、ポリアミド系ポリマー（例えば、ポリアミド６、ポリアミド６，６などの脂肪族ポリアミド、半芳香族ポリアミド、芳香族ポリアミド、全芳香族ポリアミドなど）、ポリケトン系ポリマー（例えば、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトンなど）、ポリエーテルニトリル、フッ素含有ポリマー（ポリテトラフルオロエチレンなど）が挙げられる。なお、全芳香族ポリエステルや全芳香族ポリアミドを、以下、単に液晶ポリマーと称する場合がある。
【0015】
物体の形状は、フィルム、シート、繊維、粒体、筐体などの各種成形体を用いることができるが、測定を行う観点からは、Ｘ線回折測定装置のサンプルステージおよびサンプルホルダーに固定できる大きさおよび形状であることが好ましく、Ｘ線回折測定が透過型か反射型かに応じてサンプルの厚みを決定することが好ましい。
また、照射を行う際に、対象とする物体がサンプルホルダーに固定するのに必要な厚みより薄い場合、物体から同一平面において一方向を共通とする切片を得て、当該一方向が共通するように重ね合わせて接着などにより一体化したサンプルを対象としてもよい。
また、対象とする物体がサンプルホルダーに固定するのに必要な厚みより厚い場合、必要に応じて、所定の大きさに切り出した試料を用いてもよい。
また、照射を行う際に、対象とする物体がサンプルホルダーに固定するのに必要な厚みより薄い場合、物体から同一平面において一方向を共通とする切片を得て、当該一方向が共通するように重ね合わせて接着などにより一体化したサンプルを対象としてもよい。
また、対象とする物体がサンプルホルダーに固定するのに必要な厚みより厚い場合、必要に応じて、所定の大きさに切り出した試料を用いてもよい。
【0016】
（Ｘ線照射工程）
Ｘ線照射工程では、前記準備された物体に対し、Ｘ線を照射してＸ線回折法により回折Ｘ線強度を表すＸ線回折プロファイルを取得する。Ｘ線は、互いに異なる３方向である第１方向、第２方向および第３方向から照射され、それぞれの方向に対応するＸ線回折プロファイル、好ましくは２次元回折像であるＸ線回折プロファイルを取得する。
Ｘ線照射工程では、前記準備された物体に対し、Ｘ線を照射してＸ線回折法により回折Ｘ線強度を表すＸ線回折プロファイルを取得する。Ｘ線は、互いに異なる３方向である第１方向、第２方向および第３方向から照射され、それぞれの方向に対応するＸ線回折プロファイル、好ましくは２次元回折像であるＸ線回折プロファイルを取得する。
【0017】
物体全体の３次元的な分子配向を、同一の方法および基準を用いて測定することができる限り、Ｘ線の照射量は互いに異なっていてもよいが、第１～第３方向から照射されるＸ線は、互いに異なる３方向において、物体に対して同一の照射量で照射されるのが好ましい。
【0018】
前記第１方向、前記第２方向および前記第３方向の方向を表すそれぞれの方向ベクトルのすべてが同一平面上にはない、すなわち、それぞれの方向ベクトルが一次独立であって、それぞれの方向ベクトルの一次結合により３次元空間を張るものであってもよい。
【0019】
また、前記第１方向、前記第２方向および前記第３方向は、互いに略直交してもよい。これによれば、物体の３次元の分子配向を、より簡便な計算方法により算出することができる。図１に、互いに直交する第１～第３方向と、物体との関係を表す模式斜視図を示す。図１に示すように、物体に対して照射されるＸ線は、例えばそれぞれ第１方向（Ｔｈｒｏｕｇｈ）、第２方向（Ｅｄｇｅ）、および第３方向（Ｅｎｄ）から照射される。ここで、互いに略直交するとは、３方向のうち、対象とする１方向が、残りの２方向で形成された面に対して、８５°～９５°の範囲の角度で交わることをいう。
【0020】
Ｘ線の照射工程の一例として、図２を用いて説明する。図２は、物体に対するＸ線の照射方向と、得られるＸ線回折プロファイルとの関係を示す模式斜視図である。図２では、物体に対してＺ方向からＸ線が照射されている。そして、物体に対して照射されたＸ線により、Ｘ線の照射方向に垂直な面（ＸＹ平面）において２次元のＸ線回折像が得られる。
図２においては、サンプルを透過したＸ線を検出する、透過型Ｘ線回折測定の模式図を示したが、測定するサンプルに応じて、サンプルのＸ線照射面から反射したＸ線を検出する反射型Ｘ線回折測定であってもよい。
また、本発明の目的を損なわない範囲であれば、解析に必要となる回折角範囲を確保する等の観点から、Ｘ線照射方向に対する回折Ｘ線の検出器の角度を適宜設定してもよい。
図２においては、サンプルを透過したＸ線を検出する、透過型Ｘ線回折測定の模式図を示したが、測定するサンプルに応じて、サンプルのＸ線照射面から反射したＸ線を検出する反射型Ｘ線回折測定であってもよい。
また、本発明の目的を損なわない範囲であれば、解析に必要となる回折角範囲を確保する等の観点から、Ｘ線照射方向に対する回折Ｘ線の検出器の角度を適宜設定してもよい。
【0021】
図３は、実際に得られたＸ線回折プロファイルの例を示す。このＸ線回折プロファイルは、デバイ環とも呼ばれる２次元のＸ線回折像を表し、照射方向を軸として回転する方位角φおよび回折角２θにおける回折Ｘ線の強度を表している。Ｘ線回折測定の結果を２次元回折像の形式で取得することにより、同時に多角度の回折Ｘ線強度を検出して、より簡便に物体の３次元的な分子配向を測定できる。
【0022】
（積分強度の算出工程）
積分強度の算出工程では、第１、第２、第３方向のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対し所定のピークを選択してピークの積分強度を算出する。
積分強度の算出工程は、前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのそれぞれにおいて、複数の方位角のそれぞれに対応する１次元プロファイルを得る副工程と、前記１次元プロファイルから前記所定のピークを分離し、当該分離した所定のピークの積分強度を算出する副工程と、前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対して算出される規格化定数を用いて、前記所定のピークの積分強度を規格化する副工程とを備えてもよい。
積分強度の算出工程では、第１、第２、第３方向のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対し所定のピークを選択してピークの積分強度を算出する。
積分強度の算出工程は、前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのそれぞれにおいて、複数の方位角のそれぞれに対応する１次元プロファイルを得る副工程と、前記１次元プロファイルから前記所定のピークを分離し、当該分離した所定のピークの積分強度を算出する副工程と、前記第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対して算出される規格化定数を用いて、前記所定のピークの積分強度を規格化する副工程とを備えてもよい。
【0023】
（１次元プロファイルを得る副工程）
Ｘ線照射工程で得たＸ線回折プロファイルに基づき、Ｘ線の照射方向に垂直な面内における周方向の角度である方位角φにおける、回折Ｘ線強度を表す１次元のＸ線回折プロファイルが得られる。好ましくは、方位角φの近傍Δφにおけるデータをも用いて、方位角φ±Δφの範囲の回折Ｘ線強度データを平滑化することにより、方位角φにおける１次元プロファイルを得る。ここで近傍角度Δφは、好ましくは５°である。
Ｘ線照射工程で得たＸ線回折プロファイルに基づき、Ｘ線の照射方向に垂直な面内における周方向の角度である方位角φにおける、回折Ｘ線強度を表す１次元のＸ線回折プロファイルが得られる。好ましくは、方位角φの近傍Δφにおけるデータをも用いて、方位角φ±Δφの範囲の回折Ｘ線強度データを平滑化することにより、方位角φにおける１次元プロファイルを得る。ここで近傍角度Δφは、好ましくは５°である。
【0024】
（ピークを分離し積分強度を算出する副工程）
図４Ａに、実施例１で測定した熱可塑性液晶ポリマーフィルムに関する横軸に回折角２θ、縦軸に回折Ｘ線強度をとった１次元プロファイルのスペクトルの一例を示す。図５Ａは、図４Ａに示した１次元スペクトルに対し、上段に１次元スペクトルおよびこのスペクトルに対する波形分離して得られたピークを足し合わせたピークフィッティング結果を示し、下段には１次元スペクトルおよび波形分離したピークごとの曲線を示す。図５Ａの下段の図に示すとおり、通常、スペクトルは回折面に対応する１つまたは複数のピークを有する。スペクトルの形状に基づき、ピークおよびベースラインを表す関数を仮定してデータとフィッティングすることにより、それぞれのピークに対し、ピーク形状を表す関数のパラメータを求めることができる。ピーク形状を表す関数は、好ましくは、ガウス関数とローレンツ関数を組み合わせた疑似フォークト関数であり、パラメータはピーク高さ、ピーク位置、半値半幅およびローレンツ関数成分とガウス関数成分との混合比である。
図４Ａに、実施例１で測定した熱可塑性液晶ポリマーフィルムに関する横軸に回折角２θ、縦軸に回折Ｘ線強度をとった１次元プロファイルのスペクトルの一例を示す。図５Ａは、図４Ａに示した１次元スペクトルに対し、上段に１次元スペクトルおよびこのスペクトルに対する波形分離して得られたピークを足し合わせたピークフィッティング結果を示し、下段には１次元スペクトルおよび波形分離したピークごとの曲線を示す。図５Ａの下段の図に示すとおり、通常、スペクトルは回折面に対応する１つまたは複数のピークを有する。スペクトルの形状に基づき、ピークおよびベースラインを表す関数を仮定してデータとフィッティングすることにより、それぞれのピークに対し、ピーク形状を表す関数のパラメータを求めることができる。ピーク形状を表す関数は、好ましくは、ガウス関数とローレンツ関数を組み合わせた疑似フォークト関数であり、パラメータはピーク高さ、ピーク位置、半値半幅およびローレンツ関数成分とガウス関数成分との混合比である。
【0025】
ピーク形状を表す関数のパラメータに基づき、スペクトルにおけるピークを同定し、第１、第２、第３方向のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対して所定のピークを選択する。ピーク形状を表す関数のパラメータによって定まるピーク面積に基づき、選択したピークの積分強度を求めることができる。これにより、第１、第２、第３方向のＸ線回折プロファイルのそれぞれに対し、複数の方位角におけるピークの積分強度のデータセットが得られる。各方向において選択する所定のピークは、最も高いピーク強度を有するピークであるのが好ましく、分子鎖方向に平行な回折面に相当するピークであってもよい。この場合、スペクトルにおいて明確なピークとして表れ得るので、より精度よく物体の３次元的な分子配向を算出することができる。
【0026】
図４Ｂおよび図４Ｃに、図４Ａとは異なる熱可塑性液晶ポリマーフィルムに対する測定における１次元スペクトルの例を示す。図５Ｂおよび図５Ｃは、図４Ｂおよび図４Ｃに示した１次元スペクトルにそれぞれ対応し、上段に１次元スペクトルおよびこのスペクトルに対する波形分離して得られたピークを足し合わせたピークフィッティング結果を示し、下段には１次元スペクトルおよび波形分離したピークごとの曲線を示す。なお、熱可塑性液晶ポリマーフィルムに無機粒子などの添加材が添加されている場合、波形分離によって得られたデータには添加材由来の回折ピークも含まれ得る。図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃの各図の下段に示すピークＰＶ１およびＰＶ４は、熱可塑性液晶ポリマーに由来するピークであって、分子鎖方向に対応する六方晶由来の（１００）面および斜方晶由来の（１１０）面に対応するピークである。
【0027】
選択されるピークは、結晶ピークに属するものであってもよく、非晶ピークに属するものであってもよい。例えば、図５Ａ～５Ｃに示す波形分離の結果において、ピークトップが２θ＝１９～２２度付近にピーク半値幅が３．８以上の非晶ピークが存在している。分子配向の算出に用いるためにいずれのピークの積分強度を用いるかは、積分強度の値に応じて選択されてもよい。
【0028】
また、好ましいピークの選択方法として、以下の方法によりピークを選択することができる。方位角が－５～９５度のいずれの方位角範囲においても結晶量が多く、結晶ピークの積分強度が非晶ピークの５％以上であった場合は、１または複数の結晶ピークを選択してもよい。一方、方位角が－５～９５度のいずれの方位角範囲においても、結晶量が少なく、結晶ピークの積分強度が非晶ピークの結晶強度の５％未満であった場合には、結晶ピークを用いると分子配向の算出が正しく行えないので、１または複数の非晶ピークを選択してもよい。
【0029】
（ピークの積分強度を規格化する副工程）
図６に、図５Ａで選択されたピークについて、第１方向（Ｔｈｒｏｕｇｈ）、第２方向（Ｅｄｇｅ）、および第３方向（Ｅｎｄ）におけるＸ線回折プロファイルに対応する第１～第３のデータセットについて、横軸に方位角φ、縦軸にピーク強度Ｉをとったグラフを示す。これら第１～第３のデータセットの積分強度を、それぞれのデータセットを規格化する規格化定数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３によって規格化する。これら規格化定数の算出にあたって、第１～３のＸ線回折プロファイルのうちの少なくとも２つのＸ線回折プロファイルに対する前記規格化定数のそれぞれが、前記少なくとも２つのＸ線回折プロファイルにおけるピークの積分強度の間の差が小さくなるように算出されてもよい。ピークの積分強度の間の差が小さくように規格化定数を算出することは、当該ピーク間の積分強度を適合（フィッティング）するように規格化定数を算出することで実現されてもよい。
図６に、図５Ａで選択されたピークについて、第１方向（Ｔｈｒｏｕｇｈ）、第２方向（Ｅｄｇｅ）、および第３方向（Ｅｎｄ）におけるＸ線回折プロファイルに対応する第１～第３のデータセットについて、横軸に方位角φ、縦軸にピーク強度Ｉをとったグラフを示す。これら第１～第３のデータセットの積分強度を、それぞれのデータセットを規格化する規格化定数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３によって規格化する。これら規格化定数の算出にあたって、第１～３のＸ線回折プロファイルのうちの少なくとも２つのＸ線回折プロファイルに対する前記規格化定数のそれぞれが、前記少なくとも２つのＸ線回折プロファイルにおけるピークの積分強度の間の差が小さくなるように算出されてもよい。ピークの積分強度の間の差が小さくように規格化定数を算出することは、当該ピーク間の積分強度を適合（フィッティング）するように規格化定数を算出することで実現されてもよい。
【0030】
第１、第２、第３のＸ線回折プロファイルのうちの任意の２つのＸ線回折プロファイルに対する前記規格化定数のそれぞれは、分子配向に由来するピークであって、前記２つのＸ線回折プロファイルに対応する２つの方向の両方に垂直な軸方向と平行な方向に配向する分子に由来する前記２つのＸ線回折プロファイルにおけるピークの積分強度の間の差が小さくなるように算出されてもよい。
【0031】
後述のように、最終的に得られる分子配向ベクトルは大きさが正規化されてもよい。この場合、これら規格化定数は、その規格化定数同士の間の比が意味を有する。よって、例えば、第１のデータセットに対する規格化定数Ｎ１を１として、第２および第３のデータセットの規格化定数Ｎ２、Ｎ３を定めてもよい。フィッティングは、最小二乗法を用いて、ピークの積分強度の差に基づく関数を最小化するように実施されるが、最小二乗法以外の方法であってもよい。また、データセットにおいてフィッティングの対象とするピークの組は、当該組のピーク同士の回折面に対するＸ線放射方向と方位角との関係が、実質的に同一の幾何学的配置にある関係であるピークを選択してもよい。図７には、図６に示した第１～第３のデータセットを、これらデータセットについて算出した規格化定数によって規格化した積分強度の例が示されている。
【0032】
（３次元の分子配向の算出工程）
物体の３次元の分子配向を算出する工程では、前記所定のピークの積分強度に基づいて算出が行われる。物体の３次元の分子配向を算出する工程は、（１）基準ベクトルを算出する副工程と、（２）前記所定のピークの規格化された積分強度と、前記基準ベクトルとに基づいて、総和ベクトルを算出する副工程と、を備えてもよく、物体の３次元の分子配向は、前記総和ベクトルに基づいて決定されてもよい。
物体の３次元の分子配向を算出する工程では、前記所定のピークの積分強度に基づいて算出が行われる。物体の３次元の分子配向を算出する工程は、（１）基準ベクトルを算出する副工程と、（２）前記所定のピークの規格化された積分強度と、前記基準ベクトルとに基づいて、総和ベクトルを算出する副工程と、を備えてもよく、物体の３次元の分子配向は、前記総和ベクトルに基づいて決定されてもよい。
【0033】
（基準ベクトルを算出する副工程）
前記基準ベクトルは３次元ベクトルであり、その各成分はｎおよびφｎ，ｋの関数として、（Ｘ０（ｎ,φｎ，ｋ），Ｙ０（ｎ,φｎ，ｋ），Ｚ０（ｎ,φｎ，ｋ））で表される。ここで、ｎ（ｎ＝１，２，３）は第ｎの方向を表すための変数であり、φｎ，ｋは第ｎのＸ線回折プロファイルから得られたＫｎ個の１次元プロファイルのうちの第ｋ番目の１次元プロファイルに対応する方位角である。
基準ベクトルは、Ｘ線照射方向および方位角φの組合せのそれぞれについて定められる。それぞれの方向および方位角における規格化された積分強度Ｉは、Ｘ線照射方向を法線として定められる平面における分子配向の情報を含有し、基準ベクトルを用いることで、この積分強度Ｉの情報から分子配向に関する前記平面内の２次元座標系の各成分を得ることができる。
前記基準ベクトルは３次元ベクトルであり、その各成分はｎおよびφｎ，ｋの関数として、（Ｘ０（ｎ,φｎ，ｋ），Ｙ０（ｎ,φｎ，ｋ），Ｚ０（ｎ,φｎ，ｋ））で表される。ここで、ｎ（ｎ＝１，２，３）は第ｎの方向を表すための変数であり、φｎ，ｋは第ｎのＸ線回折プロファイルから得られたＫｎ個の１次元プロファイルのうちの第ｋ番目の１次元プロファイルに対応する方位角である。
基準ベクトルは、Ｘ線照射方向および方位角φの組合せのそれぞれについて定められる。それぞれの方向および方位角における規格化された積分強度Ｉは、Ｘ線照射方向を法線として定められる平面における分子配向の情報を含有し、基準ベクトルを用いることで、この積分強度Ｉの情報から分子配向に関する前記平面内の２次元座標系の各成分を得ることができる。
【0034】
基準ベクトルの成分を決定する方法の一例を、図８を用いて説明する。この例においては、直交座標系の３次元空間において、Ｘ線照射方向をＺ軸方向とし、物体のＸＹ平面にＸ線を照射した場合を考える。方位角φは、Ｘ軸方向を基準すなわち０°として、図のように正の向きをとった場合の角度とする。
図８は、Ｘ－Ｙ平面図であり、求めた積分強度Ｉに対応する方位角φ方向のベクトルを太い矢印で示す。基準ベクトルは大きさ１に正規化されてもよく、この場合、図に示されたベクトルの大きさは１である。ある方位角方向に分子が配向する場合において、該分子が配向する方位角と、分子鎖方向に平行な回折面に由来する最大ピークが現れる角度とは、９０度異なる関係にある。よって、図８の方位角φにおける積分強度Ｉは、方位角φから９０度異なる、図８において点線矢印で示されるベクトルの方向に配向した分子の結晶面に由来している。よって、実際の分子配向のＸ方向およびＹ方向への傾きの度合いは、方位角φ方向と９０度異なる方向の点線矢印のベクトルのＸ成分およびＹ成分の大きさから求められる。このベクトルのＸ成分およびＹ成分の大きさはそれぞれ、ｓｉｎφおよびｃｏｓφである。またこのベクトルのＺ成分はゼロであることから、Ｚ方向のＸ線回折測定における方位角φに対応する基準ベクトルは（ｓｉｎφ,ｃｏｓφ,０）と表すことができる。
なお、分子鎖方向に平行でない回折面に由来するピークを用いた場合でも同様に、分子鎖方向と２次元回折像における最大ピークが現れる方位角方向との関係に基づいて、基準ベクトルの各成分を決定し得る。
図８は、Ｘ－Ｙ平面図であり、求めた積分強度Ｉに対応する方位角φ方向のベクトルを太い矢印で示す。基準ベクトルは大きさ１に正規化されてもよく、この場合、図に示されたベクトルの大きさは１である。ある方位角方向に分子が配向する場合において、該分子が配向する方位角と、分子鎖方向に平行な回折面に由来する最大ピークが現れる角度とは、９０度異なる関係にある。よって、図８の方位角φにおける積分強度Ｉは、方位角φから９０度異なる、図８において点線矢印で示されるベクトルの方向に配向した分子の結晶面に由来している。よって、実際の分子配向のＸ方向およびＹ方向への傾きの度合いは、方位角φ方向と９０度異なる方向の点線矢印のベクトルのＸ成分およびＹ成分の大きさから求められる。このベクトルのＸ成分およびＹ成分の大きさはそれぞれ、ｓｉｎφおよびｃｏｓφである。またこのベクトルのＺ成分はゼロであることから、Ｚ方向のＸ線回折測定における方位角φに対応する基準ベクトルは（ｓｉｎφ,ｃｏｓφ,０）と表すことができる。
なお、分子鎖方向に平行でない回折面に由来するピークを用いた場合でも同様に、分子鎖方向と２次元回折像における最大ピークが現れる方位角方向との関係に基づいて、基準ベクトルの各成分を決定し得る。
【0035】
（総和ベクトルを算出する副工程）
前記総和ベクトルは、３次元ベクトルであって、その各成分（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）は、所定のピークの規格化された積分強度および基準ベクトルを用いて、以下の式（１）
によって算出される。
ここで、Ｉｎ，ｋは第ｎのＸ線回折プロファイルから得られたＫｎ個の１次元プロファイルのうちの第ｋ番目の１次元プロファイルにおける所定のピークの規格化された積分強度である。φｎ，ｋは、上述の通り、第ｎのＸ線回折プロファイルから得られたＫｎ個の１次元プロファイルのうちの第ｋ番目の１次元プロファイルに対応する方位角である。
前記総和ベクトルは、３次元ベクトルであって、その各成分（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）は、所定のピークの規格化された積分強度および基準ベクトルを用いて、以下の式（１）
【数2】
によって算出される。
ここで、Ｉｎ，ｋは第ｎのＸ線回折プロファイルから得られたＫｎ個の１次元プロファイルのうちの第ｋ番目の１次元プロファイルにおける所定のピークの規格化された積分強度である。φｎ，ｋは、上述の通り、第ｎのＸ線回折プロファイルから得られたＫｎ個の１次元プロファイルのうちの第ｋ番目の１次元プロファイルに対応する方位角である。
【0036】
（配向成分量の算出）
上記式（１）で表される総和ベクトルの各成分は、規格化された積分強度のそれぞれについて、対応する基準ベクトルの各成分との積をとって足し合わせたものである。このように、総和ベクトルは、規格化された積分強度で表される物体の３次元の各方向における分子配向の寄与を、基準ベクトルによってＸＹＺ軸の各成分に分解し、それぞれの成分を足し合わせて得られるベクトルであるため、該総和ベクトルは物体の分子配向の３次元的傾向を反映するものである。ここで、総和ベクトルのＸＹＺ各成分の合計値が一定の値（例えば１）になるように調整することで、ＸＹＺ各成分の寄与の割合を配向成分量として表すことが可能である。好ましくは、総和ベクトルの３成分の和を１となるように分子配向ベクトルを定める。これによれば、全体に対する各方向への分子配向の度合いを簡明に表すことができる。
また各成分の和を１となるように配向成分量を定める代わりに、総和ベクトルの大きさすなわち各成分の二乗和の平方根が１となるように正規化したベクトルを用いてもよいし、３次元空間における極座標表示を用いて（φ，θ）の２成分で方向を表してもよい。
上記式（１）で表される総和ベクトルの各成分は、規格化された積分強度のそれぞれについて、対応する基準ベクトルの各成分との積をとって足し合わせたものである。このように、総和ベクトルは、規格化された積分強度で表される物体の３次元の各方向における分子配向の寄与を、基準ベクトルによってＸＹＺ軸の各成分に分解し、それぞれの成分を足し合わせて得られるベクトルであるため、該総和ベクトルは物体の分子配向の３次元的傾向を反映するものである。ここで、総和ベクトルのＸＹＺ各成分の合計値が一定の値（例えば１）になるように調整することで、ＸＹＺ各成分の寄与の割合を配向成分量として表すことが可能である。好ましくは、総和ベクトルの３成分の和を１となるように分子配向ベクトルを定める。これによれば、全体に対する各方向への分子配向の度合いを簡明に表すことができる。
また各成分の和を１となるように配向成分量を定める代わりに、総和ベクトルの大きさすなわち各成分の二乗和の平方根が１となるように正規化したベクトルを用いてもよいし、３次元空間における極座標表示を用いて（φ，θ）の２成分で方向を表してもよい。
【0037】
以下、本解析の手順の一例を、図９のフローチャートに基づいて説明する。
【0038】
まず、測定対象に対し第１の方向からＸ線を照射するＸ線回折測定を実施し、２次元回折像を求める（ステップＳ１）。
【0039】
次に、得られた２次元回折像に基づき、方位角φにおける１次元プロファイルを求める（ステップＳ２）。この１次元プロファイルのスペクトルに対し、バックグラウンドに起因するカウントを減算したのち（ステップＳ３）、ピーク形状のフィッティングを実施してピークを同定し、所定のピークを選択して、得られたパラメータからピークの積分強度を求める（ステップＳ４）。ステップＳ２～Ｓ４を、１次元プロファイルを求める対象とする方位角ごとに繰り返し（ループＬ２）、第１の方向からの測定結果として、第１の積分強度データセットを得る（ステップＳ５）。
【0040】
第２の方向および第３の方向におけるＸ線回折測定において、前記ステップＳ１～Ｓ５を繰り返し、第２および第３の積分強度データセットを得る（ループＬ１）。このようにして得られた第１、第２および第３の積分強度データセットを、それぞれの積分強度データセットにおいて、異なる２つのデータセットにおけるピークであってそれぞれのデータセットに対応する２つの方向の両方に垂直な軸方向と平行な方向に配向する分子に由来するピーク同士の積分強度の差が小さくなるように定めた規格化定数によって規格化する（ステップＳ６）。基準ベクトルを算出し（ステップＳ７）、規格化した積分強度に基づき、算出した基準ベクトルを用いて、総和ベクトルを算出する（ステップＳ８）。求めた総和ベクトルを適宜正規化することにより、分子配向ベクトルが得られる（ステップＳ９）。
【0041】
このように、求められた分子配向ベクトルは、Ｘ線の照射方向に対応する方向における分子配向の度合いを成分に持つ３次元ベクトルである。したがって、３方向からのＸ線回折測定を実施して分子配向ベクトルを求めることにより、物体の３次元的な分子配向を測定できる。
【0042】
なお、この実施形態では、ピークの積分強度に基準ベクトルを掛け合わせたものの和をとったのちに、ベクトルの各成分の和が１となるような手順により、分子配向ベクトルの正規化をしたが、あらかじめ正規化を考慮して算出した基準ベクトルを用いることにより、ピークの積分強度に基準ベクトルを掛け合わせたものの和をとった結果が既に正規化されているようにしてもよい。
【0043】
分子配向の解析において、前記所定のピークは分子鎖方向に平行な回折面に相当するピークであってもよい。これによれば、分子鎖方向に平行な回折面に相当するピークに対する積分強度を用いることで、精度よく分子配向を算出することができる。
【0044】
分子配向の解析において、測定対象となる物体がフィルムであってもよい。これによれば、フィルムのような薄い面上の物体に対しても、面を定義するＸＹ方向と同様の方法および基準を用いてフィルムの膜厚方向（Ｚ方向）の分子配向を測定できるので、物体すなわちこの場合フィルム全体の３次元の分子配向を測定できる。
【0045】
分子配向の解析において、測定対象となる物体が液晶ポリマー（ＬＣＰ）フィルムであってもよい。これによれば、剛直で棒状の分子構造を持ち、特定の方向への分子配向が支配的であり得る液晶ポリマーに対しても、当該特定の方向以外の方向についての情報を含む３次元の分子配向を測定することができる。
【0046】
分子配向の解析において、前記第１～３の方向は、ＬＣＰフィルムである前記物質の、機械軸方向、幅方向、および膜厚方向にそれぞれ対応してもよく、測定する前記３次元の分子配向成分の各成分は、前記ＬＣＰフィルムの、機械軸方向、幅方向、および膜厚方向にそれぞれ対応してもよい。これによれば、ＬＣＰフィルムを特徴づける機械軸方向、幅方向、および膜厚方向の分子配向を測定することができる。
【0047】
上述のピークの積分強度を規格化する副工程に記載したとおり、互いに異なる２つの方向を第１方向、第２方向としたとき、それぞれの方向に対応する第１および第２のＸ線回折プロファイルに対する規格化定数のそれぞれが、２つのＸ線回折プロファイルにおけるピークの積分強度の間の差が小さくなるように算出されてもよく、前記ピークが分子配向に由来するピークであって、前記第１方向と前記第２方向との両方に垂直な軸方向と平行に配向する分子に由来する前記第１および第２のＸ線回折プロファイルにおけるピークであってもよい。
【0048】
したがって、本発明には、少なくとも一部に結晶性を有するポリマー分子を含む物体に対し、少なくとも２方向からＸ線回折測定をして前記物体の分子配向を解析する方法であって、第１方向から照射した第１のＸ線回折プロファイルを取得し、前記第１方向とは異なる第２方向から照射した第２のＸ線回折プロファイルを取得する工程と、前記第１および第２のＸ線回折プロファイルを規格化する工程であって、当該規格化のための規格化定数は、分子配向に由来するピークであって、前記第１方向と前記第２方向との両方に垂直な軸方向と平行に配向する分子に由来する前記第１および第２のＸ線回折プロファイルにおけるピークのそれぞれの積分強度の間の差が小さくなるように定められる、工程と、を備える分子配向の解析方法が包含されてもよい。
【実施例0049】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は本実施例により何ら限定されるものではない。
【0050】
[面および方向の定義]
本発明における熱可塑性液晶ポリマーフィルムでは、図１に示すようにフィルム切断面を側面とし、切断面で囲まれた上下の面を主面とする。熱可塑性液晶ポリマーフィルムの主面に対して垂直にＸ線照射した場合に、分子配向が最も強い主面と平行な方向をフィルムのＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ、機械軸方向）とし、主面と平行な方向でＭＤと垂直な方向をＴＤ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ、幅方向）、主面と垂直な方向を膜厚方向と定義する。
Ｘ線を照射する方向について、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの主面を透過する方向を第１方向としてＴｈｒｏｕｇｈと称する。ＴＤと平行な方向からフィルム側面にＸ線を照射する方向を第２方向としてＥｄｇｅ、ＭＤと平行な方向からフィルム側面にＸ線を照射する方向を第３方向としてＥｎｄとそれぞれ称する。
本発明における熱可塑性液晶ポリマーフィルムでは、図１に示すようにフィルム切断面を側面とし、切断面で囲まれた上下の面を主面とする。熱可塑性液晶ポリマーフィルムの主面に対して垂直にＸ線照射した場合に、分子配向が最も強い主面と平行な方向をフィルムのＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ、機械軸方向）とし、主面と平行な方向でＭＤと垂直な方向をＴＤ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ、幅方向）、主面と垂直な方向を膜厚方向と定義する。
Ｘ線を照射する方向について、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの主面を透過する方向を第１方向としてＴｈｒｏｕｇｈと称する。ＴＤと平行な方向からフィルム側面にＸ線を照射する方向を第２方向としてＥｄｇｅ、ＭＤと平行な方向からフィルム側面にＸ線を照射する方向を第３方向としてＥｎｄとそれぞれ称する。
【0051】
本実施例では、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを測定対象とし、以下の手順により測定を実施した。
【0052】
広角Ｘ線回折測定には、Ｂｒｕｋｅｒ社製、Ｄ８ ＤＩＳＣＯＶＥＲ IμＳ装置を使用した。熱可塑性液晶ポリマーフィルムを、主面測定用はＭＤが長辺となるよう１０ｍｍｘ３０ｍｍの矩形状に切り取り、側面測定用はＭＤが長辺となるよう１ｍｍｘ５ｍｍの矩形状に切り取り、それぞれ試料ホルダに貼り付けた。データのＳ／Ｎ比を高めるため、熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、ＭＤ、もしくはＴＤが一致するように複数枚重ね、厚みが０．５ｍｍ程度になるように調整したものを試料として用いた。Ｘ線線源にはＣｕＫαを用いた。フィラメント電圧は５０ｋｖとし、電流は１ｍＡとした。コリメーターは開口径φ０．３ｍｍのものを使用した。
【0053】
なお、測定する熱可塑性液晶ポリマーフィルムのＭＤは、予備測定によって事前に決定した。一般にＭＤが不明な熱可塑性液晶ポリマーフィルムに対し、主面に対するＸ線回折測定を実施することにより、分子配向が最も強い方向を確認することで、ＭＤを定めることができる。本実施例においては、フィルムにおいて最も分子配向している方向であるＭＤは、分子鎖と平行な回折面に由来する回折Ｘ線のピークに基づき決定した。この場合、フィルムの主面に対するＸ線回折測定により得られた２次元回折像において、最も回折強度の強い方位角に対し９０度ずれた方向がＭＤとなる。予備測定における熱可塑性液晶ポリマーフィルムのサイズ、Ｘ線回折測定装置の設定、２次元回折像から最も回折強度の強い方位角を得る方法等は、本実施例に記載する熱可塑性液晶ポリマーフィルムの３次元的な分子配向の測定における方法と基本的に同じである。
【0054】
以下、２次元回折像の分析を実施した。回折強度は、分子鎖方向に対応する回折角２θが１９～２１度の位置に現れるピークの回折強度を用いた。
【0055】
試料ホルダを装置に取り付け、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの主面もしくは側面方向からＸ線が照射されるように試料の位置を調整した。すなわち、熱可塑性液晶ポリマーフィルムに対し、図１０Ａ～Ｃにそれぞれ示すように、Ｔｈｒｏｕｇｈ、Ｅｄｇｅ、およびＥｎｄ方向からＸ線を照射して、それぞれの方向に対応する２次元回折像を取得した。熱可塑性液晶ポリマーフィルムと検出器の距離（カメラ距離）は１００ｍｍとした。検出器にはＶＡＮＴＥＣ－５００を使用し、露光時間は１８０～６００秒とした。
【0056】
円環平均処理により、得られた２次元回折像を、方位角－５（３５５）～９５度の範囲における所定の方位角範囲のデータに対応する１次元プロファイルへ変換した。所定の方位角φとして、図１０Ａ～Ｃにおける０、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０度の方位角φを選択し、それぞれのφの近傍におけるデータとして、方位角φ±５度の範囲のデータを平滑化することにより、それぞれの方位角φにおける１次元プロファイルを得た。円環平均処理において、回折角（２θ）範囲は５～４２度とし、２θのステップは０．０５度とした。得られた１次元プロファイルをデータ１とする。データ１は、１次元データＴｈｒｏ－１～１０、Ｅｄｇｅ－１～１０およびＥｎｄ－１～１０を含む。Ｔｈｒｏ－１は、Ｔｈｒｏｕｇｈ方向からの測定における２次元回折像の、（－５～５度の方位角範囲のデータを平滑化して得られる）０度の方位角に対応する１次元プロファイルである。同様に、Ｔｈｒｏ－２は１０度（５～１５度の方位角範囲のデータを平滑化）、Ｔｈｒｏ－３は２０度（１５～２５度の方位角範囲のデータを平滑化）、Ｔｈｒｏ－４は３０度（２５～３５度の方位角範囲のデータを平滑化）、Ｔｈｒｏ－５は４０度（３５～４５度の方位角範囲のデータを平滑化）、Ｔｈｒｏ－６は５０度（４５～５５度の方位角範囲のデータを平滑化）、Ｔｈｒｏ－７は６０度（５５～６５度の方位角範囲のデータを平滑化）、Ｔｈｒｏ－８は７０度（６５～７５度の方位角範囲のデータを平滑化）、Ｔｈｒｏ－９は８０度（７５～８５度の方位角範囲のデータを平滑化）、Ｔｈｒｏ－１０は９０度（８５～９５度の方位角範囲のデータを平滑化）にそれぞれ対応する１次元プロファイルである。Ｅｄｇｅ－１～１０、およびＥｎｄ－１～１０も同様に、Ｅｄｇｅ方向およびＥｎｄ方向からの測定における、低角度側から１０度ごとの方位角範囲に対応する１次元プロファイルである。
【0057】
変換した１次元プロファイル（データ１）に対し、同じ条件で測定を行うことによりバックグラウンドテータ（試料を取り付けないときの測定データ）を取得し、このバックグラウンドデータに基づいて寄生散乱等の影響を取り除く処理をした。すなわち、取得したバックグラウンドデータを１次元プロファイル化したのち、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを試料として取り付けたときのデータからバックグラウンド分を差し引いた。この演算により得られたデータをデータ２とする。
【0058】
さらに、データ２のスペクトルからピークを分離して積分強度を算出するにあたり、ピークのネット面積を用いることができるように、スペクトルのベースラインを仮定して、ベースライン分をスペクトルから差し引いた。この演算により得られたデータをデータ３とする。ここで、ベースラインは、バックグラウンド処理後のデータ２において、２θが５．５度と４０度における強度値を結ぶ一次関数とした。
【0059】
データ３のスペクトルに含まれるピーク形状の波形分離をするために、データ３に対して波形分離解析を実施した。この波形分離解析では、スペクトルに対し一意にピークセットが定まるように、六方晶や斜方晶由来の結晶および非晶のピークを含めて解析対象とした。それぞれのピークに対し、ピーク強度、ピーク位置、半値幅、疑似フォークト関数のガウス関数とローレンツ関数（Ｌｏｒ／Ｇａｕ）の比率をパラメータとしてピークの関数型を決定し、各ピークの積分強度を算出した。この演算により得られたデータをデータ４とする。
【0060】
データ４において同定されたピーク群のうち、回折角２θ＝１９～２０度にピークトップを有するピークを所定のピークとして、当該ピークの積分強度から熱可塑性液晶ポリマーの配向成分量を算出した。当該ピークについて、Ｔｈｒｏｕｇｈ方向の測定におけるＴｈｒｏ－１～１０の積分強度、Ｅｄｇｅ方向の測定におけるＥｄｇｅ－１～１０の積分強度、およびＥｎｄ方向の測定におけるＥｎｄ－１～１０の積分強度のそれぞれのデータセットに対し、ピークの積分強度を規格化する規格化定数を定めた。積分強度のデータセットＴｈｒｏ－１～１０、Ｅｄｇｅ－１～１０、Ｅｎｄ－１～１０に対する規格化定数を、それぞれ、１、ａ１、ａ２ととり、Ｔｈｒｏ－１０とＥｄｇｅ－１、Ｔｈｒｏ－１とＥｎｄ－１、Ｅｎｄ－１０とＥｄｇｅ－１０のそれぞれの組合せにおける、規格化後のピーク積分強度の差に基づいて定められる関数を最小化するようにａ１およびａ２の値を定めた。当該関数は、好ましくは、Ｔｈｒｏ－１０とＥｄｇｅ－１、Ｔｈｒｏ－１とＥｎｄ－１、Ｅｎｄ－１０とＥｄｇｅ－１０のそれぞれの組合せにおける規格化後のピーク積分強度の差の二乗和で表される関数であり、規格化定数ａ１およびａ２は、当該関数をａ１およびａ２で偏微分したそれぞれの関数の値が共にゼロになるように決定される。なおこの演算は、Ｔｈｒｏ－１０とＥｄｇｅ－１、Ｔｈｒｏ－１とＥｎｄ－１、Ｅｎｄ－１０とＥｄｇｅ－１０のそれぞれのピークの由来となる分子鎖と平行な結晶面が一致するという仮定に基づく。例えば、図１０Ａで示す方位角９０度に現れるピーク（Ｔｈｒｏ－１０に対応）は、試料である熱可塑性液晶ポリマーフィルムのＭＤに配向する分子の結晶面に由来するピークであり、一方図１０Ｂで示す方位角０度に現れるピーク（Ｅｄｇｅ－１に対応）も、同じく熱可塑性液晶ポリマーフィルムのＭＤに配向する分子の結晶面に由来するピークである。つまり、Ｔｈｒｏ－１０とＥｄｇｅ－１は同じ分子の結晶面に由来するピークに対応するため、Ｔｈｒｏ－１０とＥｄｇｅ－１の積分強度の差が小さくなるように規格化することで、Ｔｈｒｏｕｇｈ、Ｅｄｇｅ異なる２方向から測定されて得られるデータを、合わせて解析することができる。同様に、図１０Ａで示す方位角０度に現れるピーク（Ｔｈｒｏ－１に対応）と、図１０Ｃで示す方位角０度に現れるピーク（Ｅｎｄ－１に対応）は、試料である熱可塑性液晶ポリマーフィルムのＴＤに配向する分子の結晶面に由来するピークであり、また図１０Ｂで示す方位角９０度に現れるピーク（Ｅｄｇｅ－１０に対応）と、図１０Ｃで示す方位角９０度に現れるピーク（Ｅｎｄ－１０に対応）は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの膜厚方向に配向する分子の結晶面に由来するピークである。従って、Ｔｈｒｏ－１０とＥｄｇｅ－１、Ｔｈｒｏ－１とＥｎｄ－１、Ｅｎｄ－１０とＥｄｇｅ－１０の積分強度の差が最小となるように規格化することで、３方向からの測定結果を合わせて評価することができ、分子配向の３次元解析が可能となる。
【0061】
算出した規格化定数により、Ｔｈｒｏ－１～１０、Ｅｄｇｅ－１～１０、Ｅｎｄ－１～１０の積分強度を規格化した。規格化された積分強度と、基準ベクトルとを用いて、総和ベクトル（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）＝（１０４４，９９０，４５５）を算出した。基準ベクトルおよび総和ベクトルは、いずれも３つの成分を有する３次元ベクトルである。計算に用いられた基準ベクトル（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を表１に示す。ここで、表１の基準ベクトルの各成分の値は、測定した１次元プロファイルの方位角から、図８に示される関係に基づき算出された値である。
【0062】
【表1】
【0063】
規格化されたピーク積分強度の総和を算出するにあたり、一致するようにフィッティングしたＴｈｒｏ－１０とＥｄｇｅ－１、Ｔｈｒｏ－１とＥｎｄ－１、Ｅｎｄ－１０とＥｄｇｅ－１０の積分強度がそれぞれ重複して和がとられる。表１ではこれを相殺するために、基準ベクトルの１．００００となるべき成分を、その１／２の０．５０００に変更している。
【0064】
得られた総和ベクトル（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの分子配向を表す３次元ベクトルであり、Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１はそれぞれ熱可塑性液晶ポリマーフィルムのＭＤ、ＴＤ、膜厚方向の分子配向に対応する。
総和ベクトル（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）のベクトルの長さや、Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１の合計値が一定となるように正規化することで、３次元ベクトルによる分子配向の評価がより容易となる。総和ベクトル（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）から、下記の式（２）により指標ベクトル（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）＝（０．６９２，０．６５６，０．３０１）を算出した。指標ベクトルは総和ベクトル（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）の長さが１になるように正規化したベクトルである。
総和ベクトル（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）のベクトルの長さや、Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１の合計値が一定となるように正規化することで、３次元ベクトルによる分子配向の評価がより容易となる。総和ベクトル（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）から、下記の式（２）により指標ベクトル（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）＝（０．６９２，０．６５６，０．３０１）を算出した。指標ベクトルは総和ベクトル（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）の長さが１になるように正規化したベクトルである。
【数3】
【0065】
また、総和ベクトル（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）の各成分Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１の和が１となるように正規化することにより、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの配向成分量として、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．４１９，０．３９８，０．１８３）を算出した。配向成分量を算出することで、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの分子配向におけるＸ、Ｙ、Ｚ方向への寄与がより明確となり、物体の分子配向の評価が容易となる。
【0066】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
