特開 2024-49275 ゴム組成物の分析装置、分析方法及び分析プログラム

(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】P2024049275

(43)【公開日】2024-04-09

(54)【発明の名称】ゴム組成物の分析装置、分析方法及び分析プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 30/86 20060101AFI20240402BHJP

   G01N 33/44 20060101ALI20240402BHJP

   G01N 27/62 20210101ALI20240402BHJP

【ＦＩ】

G01N30/86 G

G01N33/44

G01N27/62 C

G01N27/62 V

G01N27/62 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022194087

(22)【出願日】2022-12-05

(31)【優先権主張番号】P 2022155012

(32)【優先日】2022-09-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124039

【弁理士】

【氏名又は名称】立花 顕治

(74)【代理人】

【識別番号】100210251

【弁理士】

【氏名又は名称】大古場 ゆう子

(72)【発明者】

【氏名】吉谷 美緒

(72)【発明者】

【氏名】海野 祐馬

(72)【発明者】

【氏名】山田 宏明

(72)【発明者】

【氏名】石澤 善雄

(72)【発明者】

【氏名】近藤 節

(72)【発明者】

【氏名】日下 潤一郎

【テーマコード（参考）】

2G041

【Ｆターム（参考）】

2G041CA01

2G041EA06

2G041FA09

2G041HA01

(57)【要約】

【課題】ゴム組成物の物性及び臭気度の少なくとも一方を精度よく推定するための分析装置等を提供する。
【解決手段】ゴム組成物の分析装置は、取得部と、ピーク特定部と、推定部とを備える。取得部は、ゴム組成物を成分分離及び質量分離することで得られるデータであって、時間軸と、信号強度軸と、質量成分軸とで規定される空間にプロットされるデータを取得する。ピーク特定部は、前記質量成分軸上の各位置に対応する各マスクロマトグラムについて、信号強度のピークを特定する。推定部は、前記各マスクロマトグラムについて特定されたピークに基づいて、前記ゴム組成物の物性及び臭気度の少なくとも一方を推定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ゴム組成物を成分分離及び質量分離することで得られるデータであって、時間軸と、信号強度軸と、質量成分軸とで規定される空間にプロットされるデータを取得する取得部と、
前記質量成分軸上の各位置に対応する各マスクロマトグラムについて、信号強度のピークを特定するピーク特定部と、
前記各マスクロマトグラムについて特定されたピークに基づいて、前記ゴム組成物の物性及び臭気度の少なくとも一方を推定する推定部と
を備える、
ゴム組成物の分析装置。

【請求項2】

前記ピーク特定部は、前記各マスクロマトグラムについて特定されるピークに対し、前記時間軸上で指定される範囲でグルーピングを行う、
請求項１に記載の分析装置。

【請求項3】

前記取得部は、前記時間軸上の同じ位置にある前記各マスクロマトグラムの信号強度が合算されたクロマトグラムをさらに取得し、
前記ピーク特定部は、前記クロマトグラムにおいて特定されるピークに基づいて、前記グルーピングを行う範囲を指定する、
請求項２に記載の分析装置。

【請求項4】

前記ピーク特定部は、前記グルーピングされたピークの任意のペアを抽出し、前記ペアとなるピークのずれを示す指標が所定の閾値以下であるか、前記閾値未満である場合に、前記ペアとなるピークを同一の成分由来のピークと判定し、前記指標が前記閾値を超えているか、前記閾値以上である場合に、前記ペアとなるピークを互いに異なる成分由来のピークと判定する、
請求項２または３に記載の分析装置。

【請求項5】

前記推定部は、前記ピーク特定部により特定された、同一の成分由来のピークの面積に基づいて、前記ゴム組成物の特定の物性及び臭気度の少なくとも一方を推定する、
請求項４に記載の分析装置。

【請求項6】

前記推定部は、前記ピークが由来する成分を同定することなく前記ゴム組成物の特定の物性及び臭気度の少なくとも一方を推定する、
請求項５に記載の分析装置。

【請求項7】

前記物性は、ガラス転移温度を含む、
請求項１または２に記載の分析装置。

【請求項8】

前記データは、ガスクロマトグラフ－質量分析計により取得される、
請求項１または２に記載の分析装置。

【請求項9】

前記データは、ヘッドスペースガスクロマトグラフ－質量分析計により取得される、
請求項８に記載の分析装置。

【請求項10】

１または複数のプロセッサにより実行される分析方法であって、
ゴム組成物を成分分離及び質量分離することで得られるデータであって、時間軸と、信号強度軸と、質量成分軸とで規定される空間にプロットされるデータを取得することと、
前記質量成分軸上の各位置に対応する各マスクロマトグラムについて、信号強度のピークを特定することと、
前記各マスクロマトグラムについて特定されたピークに基づいて、前記ゴム組成物の物性及び臭気度の少なくとも一方を推定することと
を含む、
ゴム組成物の分析方法。

【請求項11】

ゴム組成物を成分分離及び質量分離することで得られるデータであって、時間軸と、信号強度軸と、質量成分軸とで規定される空間にプロットされるデータを取得することと、
前記質量成分軸上の各位置に対応する各マスクロマトグラムについて、信号強度のピークを特定することと、
前記各マスクロマトグラムについて特定されたピークに基づいて、前記ゴム組成物の物性及び臭気度の少なくとも一方を推定することと
を１または複数のプロセッサに実行させる、
ゴム組成物の分析プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゴム組成物の分析装置、分析方法及び分析プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、熱分解ＧＣ－ＭＳ（ガスクロマトグラフィー／質量分析）法によるゴム組成物の分析方法を開示する。特許文献１によれば、ゴム材料を熱分解部で分解し、ガスクロマトグラフィー部で分解生成物を分離し、これをマススペクトル部で電子ビームによりイオン化し、検出器で検出するとトータルイオンクロマトグラムやマススペクトルが得られる。特許文献１によれば、得られたトータルイオンクロマトグラムやマススペクトルのピークを分析して定性・定量を行うことにより、ゴム組成物の組成を分析することができる。

【0003】

また、特許文献２は、天然ゴムの臭気を定量的に評価する方法を開示する。この方法では、ガスクロマトグラフ等によって天然ゴム中の特定成分の含有量を定量し、得られた各特定成分の含有量に基づいて各特定成分のにおい指数を導出する。導出された各におい指数を合計することにより、対象となる天然ゴムの臭気を客観的に評価することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－１６０５９９号公報

【特許文献2】特許第６５９２９８５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１で提案されている分析は、ガスクロマトグラフ－質量分析計が出力するトータルイオンクロマトグラムやマススペクトルのチャートに基づき、既存の解析ソフトや目視による観察により行われる。しかし、このような方法は、由来成分が既知であるピークや、相対的に大きなピークを対象としており、由来成分が未知であるピークや、相対的に微小なピークが有する情報を活用しきれていない。このため、上記チャートに基づいてゴム組成物の物性を精度よく推定することは困難であった。一方、特許文献２で提案されている方法では、分析対象物中に、予め定められている特定成分以外に、臭気に寄与する臭気成分が存在したとしても、この臭気成分に由来するピークを考慮することができない。このため、臭気度の推定精度には未だ改善の余地が残されていた。

【0006】

本開示は、ゴム組成物を成分分離及び質量分離することで得られるデータに基づき、当該ゴム組成物の物性及び臭気度の少なくとも一方を精度よく推定するための分析装置、分析方法及び分析プログラム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】

【0007】

第１観点に係るゴム組成物の分析装置は、取得部と、ピーク特定部と、推定部とを備える。取得部は、ゴム組成物を成分分離及び質量分離することで得られるデータであって、時間軸と、信号強度軸と、質量成分軸とで規定される空間にプロットされるデータを取得する。ピーク特定部は、前記質量成分軸上の各位置に対応する各マスクロマトグラムについて、信号強度のピークを特定する。推定部は、前記各マスクロマトグラムについて特定されたピークに基づいて、前記ゴム組成物の物性及び臭気度の少なくとも一方を推定する。

【0008】

第２観点に係るゴム組成物の分析装置は、第１観点に係るゴム組成物の分析装置であって、前記ピーク特定部は、前記各マスクロマトグラムについて特定されるピークに対し、前記時間軸上で指定される範囲でグルーピングを行う。

【0009】

第３観点に係るゴム組成物の分析装置は、第２観点に係るゴム組成物の分析装置であって、前記取得部は、前記時間軸上の同じ位置にある前記各マスクロマトグラムの信号強度が合算されたクロマトグラムをさらに取得する。前記ピーク特定部は、前記クロマトグラムにおいて特定されるピークに基づいて、前記グルーピングを行う範囲を指定する。

【0010】

第４観点に係るゴム組成物の分析装置は、第２観点または第３観点に係るゴム組成物の分析装置であって、前記ピーク特定部は、前記グルーピングされたピークの任意のペアを抽出し、前記ペアとなるピークのずれを示す指標が所定の閾値以下であるか、前記閾値未満である場合に、前記ペアとなるピークを同一の成分由来のピークと判定し、前記指標が前記閾値を超えているか、前記閾値以上である場合に、前記ペアとなるピークを互いに異なる成分由来のピークと判定する。

【0011】

第５観点に係るゴム組成物の分析装置は、第４観点に係るゴム組成物の分析装置であって、前記推定部は、前記ピーク特定部により特定された、同一の成分由来のピークの面積に基づいて、前記ゴム組成物の特定の物性及び臭気度の少なくとも一方を推定する。

【0012】

第６観点に係るゴム組成物の分析装置は、第５観点に係るゴム組成物の分析装置であって、前記推定部は、前記ピークが由来する成分を同定することなく前記ゴム組成物の特定の物性及び臭気度の少なくとも一方を推定する。

【0013】

第７観点に係るゴム組成物の分析装置は、第１観点から第６観点のいずれかに係るゴム組成物の分析装置であって、前記物性は、ガラス転移温度を含む。

【0014】

第８観点に係るゴム組成物の分析装置は、第１観点から第７観点のいずれかに係るゴム組成物の分析装置であって、前記データは、ガスクロマトグラフ－質量分析計により取得される。

【0015】

第９観点に係るゴム組成物の分析装置は、第８観点に係るゴム組成物の分析装置であって、前記データは、ヘッドスペースガスクロマトグラフ－質量分析計により取得される。

【0016】

第１０観点に係るゴム組成物の分析方法は、１または複数のプロセッサにより実行される分析方法であって、以下のことを含む。
（１）ゴム組成物を成分分離及び質量分離することで得られるデータであって、時間軸と、信号強度軸と、質量成分軸とで規定される空間にプロットされるデータを取得すること。
（２）前記質量成分軸上の各位置に対応する各マスクロマトグラムについて、信号強度のピークを特定すること。
（３）前記各マスクロマトグラムについて特定されたピークに基づいて、前記ゴム組成物の物性及び臭気度の少なくとも一方を推定すること。

【0017】

第１１観点に係るゴム組成物の分析プログラムは、１または複数のプロセッサに、以下のことを実行させる。
（１）ゴム組成物を成分分離及び質量分離することで得られるデータであって、時間軸と、信号強度軸と、質量成分軸とで規定される空間にプロットされるデータを取得すること。
（２）前記質量成分軸上の各位置に対応する各マスクロマトグラムについて、信号強度のピークを特定すること。
（３）前記各マスクロマトグラムについて特定されたピークに基づいて、前記ゴム組成物の物性及び臭気度の少なくとも一方を推定すること。

【発明の効果】

【0018】

以上の観点によれば、ゴム組成物を成分分離及び質量分離することで得られるデータに基づき、ゴム組成物の物性及び臭気度の少なくとも一方を精度よく推定するための分析装置、分析方法及び分析プログラムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】分析装置の電気的構成を示すブロック図。

【図2】ゴム組成物のデータを説明する図。

【図3】一実施形態に係る分析処理の流れを示すフローチャート。

【図4】グルーピング範囲の指定処理を説明する図。

【図5】ピークの特定処理を説明する図。

【図6】ピークの合算処理を説明する図。

【図7】一実施形態に係る推定指標を説明する図。

【図8】ピークリストの例。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本開示の一実施形態に係るゴム組成物の分析装置、分析方法及び分析プログラムについて説明する。

【0021】

＜１．分析装置＞
図１は、分析装置１の電気的構成を示すブロック図である。分析装置１は、ゴム組成物を成分分離及び質量分離することで得られるデータを、分析プログラム１３０によって規定されるアルゴリズムに従って分析し、当該ゴム組成物の物性及び臭気度の少なくとも一方を推定するための装置である。

【0022】

［データ］
上記データは、本実施形態では、分析対象となるゴム組成物の試料をガスクロマトグラフ（ＧＣ）に供し、成分分離された化合物を、質量分析計（ＭＳ）で質量分離及び検出することにより得られたデータである。より具体的には、上記データは、図２に示すように、時間軸と、信号強度軸と、質量成分軸とで規定される空間にプロットされる３次元データである。時間軸は、試料がガスクロマトグラフに導入されてから経過した保持時間（リテンションタイム）を表す。信号強度軸は、質量分析計の検出器で出力された信号強度を表し、信号強度のピークは、何らかの成分の検出を意味する。また、質量分析計では、通常、試料から生じた化合物がイオン化されて検出されるため、本実施形態の質量成分軸は、イオンの質量／電荷比（ｍ／ｚ）を表す。なお、質量分析計によりスキャンするｍ／ｚの範囲及び軸方向の刻みは、適宜設定することができる。

【0023】

上記３次元データは、公知のガスクロマトグラフ－質量分析計により取得され、さらにこれが備える解析プログラムにより、質量成分軸における各ｍ／ｚの位置に対応する、時間に対する信号強度を表す各チャートの形式で出力される。このチャートは、「マスクロマトグラム」または「抽出イオンクロマトグラム（ＥＩＣ）」とも称され、本実施形態では、ｍ／ｚの１刻みごとに生成される。

【0024】

上記マスクロマトグラムを、設定されたｍ／ｚの全範囲で合計したものが、トータルイオンクロマトグラム（ＴＩＣ）である。すなわち、ＴＩＣは、時間軸上の同じ位置にある、各マスクロマトグラムの信号強度を合算したクロマトグラムである。ＴＩＣは、通常は公知の解析プログラムにより生成され、出力される。なお、ＴＩＣに現れる信号強度のピークには、由来する成分が既知のものも未知のものも含まれる。

【0025】

ガスクロマトグラフは、分析対象となるガスをキャリアガスとともにカラムに送り込み、カラム通過時間で生成したガスの成分を分離するものであれば特に限定されず、公知の装置を用いることができる。カラムに分析対象となるガスを送り込む前の前処理も、特に限定されない。例えば、熱分解装置により試料の熱分解生成物を成分分離された化合物として生成する方法、ヘッドスペースサンプラ中で試料を一定時間加温し、気相と試料とを平衡状態にする方法、及びサンプルチューブ内で試料を加熱して発生した成分をコールドトラップに捕集し、再加熱して脱着を行う方法のいずれも採用することができる。従って、ガスクロマトグラフは、例えば熱分解ガスクロマトグラフ、ヘッドスペース－ガスクロマトグラフ（ＨＳ－ＧＣ）、及びサーマルディソープション－ガスクロマトグラフ（ＴＤＵ－ＧＣ）のいずれであってもよい。なお、ゴム組成物の臭気度を推定する場合は、化合物の熱分解が少ないＨＳ－ＧＣ及びＴＤＵ－ＧＣを用いるのが好ましく、ＨＳ－ＧＣを用いるのがより好ましい。また、質量分析計は、ガスクロマトグラフを通過してきたガスをイオン化することにより生じた分子イオンやフラグメントイオンをｍ／ｚの違いによって分離し、検出するものであれば特に限定されず、公知の装置を用いることができる。

【0026】

［分析装置］
分析装置１は、ハードウェアとしては汎用のコンピュータであり、例えば、デスクトップパソコン、ラップトップパソコン、タブレット、スマートフォンとして実現される。分析装置１は、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体１６から、或いはネットワークを介して、分析プログラム１３０を汎用のコンピュータにインストールすることにより製造される。

【0027】

分析装置１は、制御部１０、表示部１１、入力部１２、記憶部１３、及び通信部１４を備える。これらの部１０～１４は、互いにバス線１５を介して接続されており、相互に通信可能である。また、表示部１１、入力部１２及び記憶部１３の少なくとも一部は、分析装置１の本体（制御部１０等を収容する筐体）に一体的に組み込まれていてもよく、外付けであってもよい。

【0028】

表示部１１は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、液晶素子等で構成することができ、各種情報をユーザに向けて表示する。入力部１２は、マウス、キーボード、タッチパネル等で構成することができ、分析装置１に対するユーザの操作を受け付ける。通信部１４は、様々な形式の通信接続を確立する通信インターフェースとして機能する。

【0029】

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等で構成することができる。制御部１０は、記憶部１３内の分析プログラム１３０を読み出して実行することにより、仮想的に取得部１０Ａ、ピーク特定部１０Ｂ、推定部１０Ｃ及び画面生成部１０Ｄとして動作する。取得部１０Ａは、通信部１４を介したデータ通信、または記録媒体１６を介して、上記３次元データを外部から読み込み、これを「データ１３１」として記憶部１３またはＲＡＭに保存する。ピーク特定部１０Ｂは、後述する方法により、データ１３１に含まれるピークを特定し、これをリスト化したデータ（以下、「ピークリスト１３２」とも称する）を記憶部１３またはＲＡＭに保存する。推定部１０Ｃは、ピークリスト１３２に基づいて、対象となるゴム組成物の物性及び臭気度の少なくとも一方を推定する。画面生成部１０Ｄは、推定部１０Ｃによる推定結果を表示する画面を生成する。これらの部１０Ａ～１０Ｄの機能は、１または複数のプロセッサによって実現される。

【0030】

記憶部１３は、ハードディスクやフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶装置で構成することができる。記憶部１３内には、分析プログラム１３０が格納されている他、取得部１０Ａにより取得されたデータ１３１や、ピーク特定部１０Ｂにより作成されたピークリスト１３２も格納される。

【0031】

＜２．分析装置の動作＞
図３は、分析装置１によって実行されるデータ１３１の分析方法の流れを示すフローチャートである。図３の処理は、例えば分析装置１に対して、分析処理を開始するための指示がユーザから入力部１２を介して入力され、制御部１０に受け付けられたときに開始する。

【0032】

まず、取得部１０Ａが、分析対象となるゴム組成物を成分分離及び質量分離することで得られるデータを取得し、これをデータ１３１として記憶部１３またはＲＡＭに保存する（ステップＳ１）。データは、上述したように、ガスクロマトグラフ－質量分析計から出力される３次元データであり、トータルイオンクロマトグラム及び各質量成分のマスクロマトグラムのデータを含む。データの取得方法は特に限定されず、例えば有線または無線データ通信によりガスクロマトグラフ質量分析計から読み出してもよいし、当該データが保存された記録媒体から取得してもよい。

【0033】

続いて、ピーク特定部１０Ｂが、データ１３１からＴＩＣを読み出し、このチャート上で特定されるピークに基づいて、グルーピング範囲Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，…を指定する（ステップＳ２）。グルーピング範囲とは、後述するステップＳ５で行われる、マスクロマトグラムのピークのグルーピングの際に指定する時間軸上の範囲である。ピーク特定部１０Ｂは、図４に示すように、ＴＩＣにおいて、最初のピークが立ち上がる時間、及び隣り合うピークとピークとの間で、信号強度が最小となる時間を特定する。特定された時間の間隔が、グルーピング範囲Ｔ１，Ｔ２，…となる。最初のピークが立ち上がる時間、及び隣接するピークの間で信号強度が最小となる時間の特定は、公知の解析手法によって行うことができる。なお、ここで指定されるグルーピング範囲Ｔ１，Ｔ２，…の各々には、１つのピークの頂点（トップ）が含まれることが好ましいが、２つ以上のピークの頂点が含まれていてもよい。つまり、ＴＩＣ上で分離できていない２つ以上のピークに基づいて、グルーピング範囲Ｔ１，Ｔ２，…が指定されてもよい。

【0034】

続いて、ピーク特定部１０Ｂが、データ１３１から各質量成分に対するマスクロマトグラムを読み出し、全てのマスクロマトグラムにノイズ除去処理を施す（ステップＳ３）。ノイズ除去処理は、マスクロマトグラムの各々について、負の信号強度のうち、最も大きな絶対値を当該マスクロマトグラムのノイズ幅と定義し、頂点の信号強度が当該ノイズ幅未満またはノイズ幅以下であるピークを、以降の処理で対象とするピークとみなさずノイズとして除去する処理である。言い換えると、ノイズ除去処理は、頂点の信号強度がノイズ幅以上である、またはノイズ幅を超えるピークを、以降の処理で対象とするピークとして選定する処理である。なお、ノイズ幅の定義方法はこれに限られず、適宜変更することができる。例えば、マスクロマトグラムの各々について、ピークがない時間範囲を指定して信号強度のヒストグラムを作成し、これに対して仮定されるガウス分布の幅に対し、所定の係数を乗じた値を当該マスクロマトグラムのノイズ幅と定義してもよい。

【0035】

続いて、ピーク特定部１０Ｂが、ステップＳ３でノイズ除去処理を行ったマスクロマトグラムの各々について、信号強度のピークを特定する（ステップＳ４）。より具体的には、質量成分軸上の各位置に対応する各マスクロマトグラムについて、ステップＳ２と同様に、最初のピークが立ち上がる時間、及び隣り合うピークとピークとの間で、信号強度が最小となる時間を特定し、これに基づいて各ピークの時間範囲を特定する（図５参照）。このピークの特定は、公知の解析手法によって行うことができる。また、このピークの特定は、ステップＳ２で指定されたグルーピング範囲Ｔ１，Ｔ２，…に拘束されず、マスクロマトグラムの各々について行われる。

【0036】

次に、ピーク特定部１０Ｂが、各マスクロマトグラムで特定されたピークを、これらが属するグルーピング範囲Ｔ１，Ｔ２，…でグルーピングする（ステップＳ５）。ピーク特定部１０Ｂは、これに加えて、各グルーピング範囲に属する全マスクロマトグラムのピークについて、頂点の信号強度によるスクリーニングを行い、以降のステップで対象とするピークの数を削減してもよい。スクリーニングは、例えば、同一のグルーピング範囲に属するピークのうち、頂点の信号強度が大きい順に、所定の数のピークを採用し、それ以外のピークを除去する処理とすることができる。また、例えば、同一のグルーピング範囲に属するピークのうち、頂点の信号強度の最大値に対し、頂点の信号強度が所定の割合以上であるピークを採用し、頂点の信号強度が所定の割合未満であるピークを除去する処理とすることができる。

【0037】

続いて、ピーク特定部１０Ｂが、ステップＳ５で同じグルーピング範囲に振り分けられた各マスクロマトグラムのピークについて、これらが同一の成分由来のピークであるか否かの判定を行う（ステップＳ６）。この判定は、本実施形態では、同じグルーピング範囲に属する任意のピークのペアのずれを示す指標に基づいて行われる。例えば、同じグルーピング範囲に属するピーク（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）がある場合、ピーク特定部１０Ｂは、これらの全てのペア（ＡとＢ、ＡとＣ、ＡとＤ、ＢとＣ、ＢとＤ、ＣとＤの６ペア）を抽出する。そして、これらのペアの全てまたは一部について、ピークのずれを表す指標ΔＶを算出し、指標ΔＶを、予め定められた閾値Ｖ１とそれぞれ比較する。ピーク特定部１０Ｂは、指標ΔＶが閾値Ｖ１以下または閾値Ｖ１未満である場合、ペアとなるピークを同一の成分由来のピークと判定し、指標ΔＶが閾値Ｖ１を超えているまたは閾値Ｖ１以上である場合、ペアとなるピークを互いに異なる成分由来のピークと判定する。この判定を特定のグルーピング範囲に属する全てのペアについて行うことにより、当該グルーピング範囲に属するピークを、より詳細に分離することができる。

【0038】

いま、上記例の全てのペアについて指標ΔＶが算出され、それぞれを閾値Ｖ１と比較した結果、ＡとＢ、ＡとＣ及びＢとＣのペアが同一の成分由来と判定され、ＡとＤ、ＢとＤ及びＣとＤのペアが異なる成分由来と判定されたとする。この判定を総合すると、ピーク（Ａ，Ｂ，Ｃ）が同一の成分由来であり、ピーク（Ｄ）がこれらとは異なる成分由来であると判定することができる。なお、同じグルーピング範囲に属する３つ以上のピークでは、各ペアについて算出された指標ΔＶに基づく判定が、ペア間で一致しない結果を示す場合がある。例えば、ＡとＢのペア及びＡとＣのペアについてそれぞれ算出された指標ΔＶが、ともに閾値Ｖ１以下（または閾値Ｖ１未満）である一方、ＢとＣのペアについて算出された指標ΔＶが、閾値Ｖ１を超える（または閾値Ｖ１以上である）ような場合である。このような場合、ＡとＢのペア及びＡとＣのペアついての判定を優先し、ピーク（Ａ，Ｂ，Ｃ）が同一の成分由来であると最終的に判定してもよい。つまり、ペアとなるピークが同一の成分由来のピークであるか否かの判定は、同じグルーピング範囲に属する他のペアについての判定も考慮して、総合的に行われてもよい。あるいは、同じグルーピング範囲に属する３つ以上のピークについて、まず同一のピークを含む異なるペア（上記例では、ＡとＢのペア及びＡとＣのペア）について指標ΔＶをそれぞれ算出し、各指標ΔＶに基づいてこれらのペアを構成するピークが同一の成分由来であると判定されるような場合、残りのペア（上記例では、ＢとＣのペア）についての指標ΔＶの算出を省略することとしてもよい。

【0039】

指標ΔＶは、例えば、各ピークに含まれる同じ時間のデータの平均絶対誤差（ＭＡＥ）である。ペアとなるピークに含まれる時系列のデータが、それぞれｙ１ｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）及びｙ２ｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）であるとき、ＭＡＥは以下の式で表される。Ｎは、ステップＳ２で指定したグルーピング範囲により規定されるデータの数である。

【数1】

指標ΔＶとしてのＭＡＥは、これが大きければ大きいほどペアとなるピークの形状のずれが大きいことを示し、これが小さければ小さいほどペアとなるピークの形状のずれが小さく、形状が類似しているということを示す。ピーク特定部１０Ｂは、指標ΔＶに加えてまたはこれに代えて、ピークの時間軸上の位置のずれを表す指標として、指標ΔＲＴを算出することもできる。指標ΔＲＴは、各ピークの頂点の時間の差の絶対値を表し、指標ΔＲＴの絶対値が大きければ大きいほどペアとなるピークの位置のずれが大きく、互いに離れており、指標ΔＲＴの絶対値が小さければ小さいほどペアとなるピークの位置のずれが小さく、互いに近いということを示す。指標ΔＲＴについても、指標ΔＶと同様に、これが予め定められた閾値ＲＴ１以下または閾値ＲＴ１未満である場合、ペアとなるピークを同一の成分由来のピークと判定し、指標ΔＲＴが閾値ＲＴ１を超えているまたは閾値ＲＴ１以上である場合、ペアとなるピークを互いに異なる成分由来のピークと判定することができる。なお、複数の指標を併用すると、各指標に基づく判定結果が一致しない場合が生じると考えられる。このため、例えば複数の指標については予め優先順位（重み）を定め、指標ごとの重みに従って、ペアとなるピークが同一の成分に由来するか否かの判定を行ってもよい。

【0040】

ピーク特定部１０Ｂは、ステップＳ６で同一の成分に由来する（つまり、時間軸上の同じ位置に現れる）と判定されたピーク群をそれぞれ合算し、同一の成分に由来すると考えられるピークＰ１，Ｐ２，…を生成する（ステップＳ７）。より具体的には、ピーク特定部１０Ｂは、時間軸上の位置が同一とみなすことができ、質量成分軸上で異なる位置にあるピークを全て特定し、これらを合成して同じ時間の１つのピークを生成する。例えば、図６のように、同一の成分に由来すると判定される２つのピークｐ１０及びｐ１１が特定された場合、ピーク特定部１０Ｂは、これらを合算することにより、ピークＰ１を生成する。以下、ピークＰ２以降も同様の手順で生成される。ピーク特定部１０Ｂは、生成したピークＰ１，Ｐ２，…、これらピークの時間軸上の位置、及びこれらピークＰ１，Ｐ２，…の元となるピークのｍ／ｚを対応付け、時間軸上における順にソートして、記憶部１３またはＲＡＭに、ピークリスト１３２を保存するためのピークリスト保存領域を作成する。

【0041】

続いて、推定部１０Ｃが、ピークＰ１，Ｐ２，…の各々について、ゴム組成物の物性あるいは臭気度を推定するための推定指標を算出し、ピークリスト１３２を作成する（ステップＳ８）。推定指標は、本実施形態では、ピークＰ１，Ｐ２，…の半値幅Ｗ１，Ｗ２，…及び半値幅の面積Ａ１，Ａ２，…である。図７に示すように、半値幅は、各ピークにおいて、頂点の信号強度の０．５倍の信号強度となる２点間の幅であり、半値幅の面積は、半値幅を規定する２点間の信号強度を積算した値となる。推定部１０Ｃは、算出した半値幅Ｗ１，Ｗ２，…及び半値幅の面積Ａ１，Ａ２，…を、ピークＰ１，Ｐ２，…に対応付け、ステップＳ７で生成されたピークリスト保存領域に保存する。これにより、同一の成分に由来すると判定されたピークとその推定指標、及びピークを構成するｍ／ｚとが対応付けられたピークリスト１３２が、記憶部１３またはＲＡＭに保存される。

【0042】

ピークリスト１３２は、これに限定されないが、図８に示すような表形式のデータとすることができる。表中の「ピークＮｏ」は、例えば時間軸上でソートされたピークＰ１，Ｐ２，…を識別する番号であり、ゴム組成物から成分分離された化合物としての各熱分解生成物や、ゴム組成物から成分分離された各揮発成分に対応する。また、「時間（分）」は、ピークＰ１，Ｐ２，…の保持時間である。「ｍ／ｚ」は、ピークＰ１，Ｐ２，…を構成するマスクロマトグラムを特定する。「半値幅」及び「半値幅の面積」は、それぞれ半値幅Ｗ１，Ｗ２，…及び半値幅の面積Ａ１，Ａ２，…であり、各ピークＰ１，Ｐ２，…を構成するマスクロマトグラムについて特定されたピークに基づくデータであるといえる。「半値幅の面積」は、ゴム組成物における、各熱分解生成物や各揮発成分の相対的な含有量に対応する。

【0043】

続いて、推定部１０Ｃが、ピークリスト１３２中のデータに基づいてゴム組成物の物性及び臭気度の少なくとも一方を推定する（ステップＳ９）。推定の対象となる物性は特に限定されないが、例えば、ガラス転移温度Ｔｇ、粘性率、貯蔵弾性率、損失弾性率及び損失正接（ｔａｎδ）等である。また、臭気度は、ゴム組成物から人間が感じる臭気の強さを表す指標である。臭気度は、ゴム組成物の中でも、非ゴム成分を多く含む天然ゴムを扱う際に特に重要な指標となる。なお、ピークリスト１３２中のピークＰ１，Ｐ２，…の少なくとも一部は、既知のＴＩＣのピークデータと照合されることにより、その由来成分が同定されてもよい。そして、ピークの由来成分のゴム組成物中における含有割合と、ゴム組成物の特定の物性との相関が既に判明している場合は、推定部１０Ｃは、ピークリスト１３２中から、この由来成分に対応するピークＮｏのデータを抽出し、半値幅の面積に基づいてゴム組成物の特定の物性を推定する。あるいは、推定部１０Ｃは、ピークリスト１３２中から、特定の臭気成分に対応するピークＮｏのデータを抽出し、半値幅の面積に基づいてゴム組成物の臭気度を推定する。この推定は、例えば特許文献２に記載の方法を用いて行うことができるが、上記ステップＳ１～Ｓ８で従来よりも細かいスケールでピークの分離が行われていることにより、従来と比較して高い精度の推定を行うことができる。なお、半値幅の面積は、ガスクロマトグラフ－質量分析計に供されたゴム組成物の重量により除算され、規格化される。

【0044】

また、ピークリスト１３２中のピークＰ１，Ｐ２，…が由来する成分が同定されていない場合であっても、多数のゴム組成物についてのピークリスト１３２と物性とのデータとを収集し、検討することにより、１または複数の特定のピークの半値幅の面積と、特定の物性との相関を表すモデルを作成することができる。モデルは、例えば回帰分析によるモデルや、機械学習により構築される機械学習モデルであってよい。推定部１０Ｃは、このモデルを適用し、未知のゴム組成物のピークリスト１３２に基づき、当該ゴム組成物の物性を推定することができる。推定の対象となる物性は特に限定されないが、例えば、上述したガラス転移温度Ｔｇ、粘性率、貯蔵弾性率、損失弾性率及び損失正接（ｔａｎδ）等である。

【0045】

同様に、ピークリスト１３２中のピークＰ１，Ｐ２，…が由来する成分が同定されていない場合であっても、多数のゴム組成物についてのピークリスト１３２と臭気度とのデータとを収集し、検討することにより、ピークリスト１３２に含まれる一部または全てのピークの半値幅の面積と、臭気度との相関を表すモデルを作成することができる。モデルは、例えば回帰分析によるモデルや、機械学習により構築される機械学習モデルであってよい。臭気度のデータは、官能評価等により作成することができる。推定部１０Ｃは、このモデルを適用し、ゴム組成物のピークリスト１３２に基づき、当該ゴム組成物の臭気度を推定することができる。

【0046】

画面生成部１０Ｄは、ステップＳ９の推定結果を表す画面を生成し、これを表示部１１に表示させる（ステップＳ１０）。推定結果を表す画面は、推定された物性の種類及び推定値ならびに臭気度の少なくとも一方を表示する画面であれば、特に限定されない。これに加えて、推定結果を表す画面は、ピークリスト１３２や、ピークリスト１３２のうち、推定に使用したデータを示すグラフィック等を含む態様とすることができる。

【0047】

＜３．特徴＞
上記実施形態において作成されたピークリスト１３２では、通常は対象とならないマスクロマトグラムの微小なピークも抽出されているため、ゴム組成物のより多くの種類の成分に由来するピークの情報が得られる。これにより、ゴム組成物に由来する成分についてのデータをより広く網羅することができる。また、ピークリスト１３２では、従来のＴＩＣよりも細かいスケールでマスクロマトグラムのピークが分離されている。このため、ゴム組成物に由来する成分がより正確に反映されており、ピークリスト１３２に基づくゴム組成物の配合、物性及び臭気度の推定の精度向上を図ることができる。なお、仮に人が上記の作業を行うとすれば、データ数が膨大となり多大な労力を要する上に、微小なピークを抽出及び分離することが極めて困難であり、ゴム組成物の配合、物性及び臭気度の推定に活用できる精度のピークリストが作成できない可能性がある。

【0048】

上記実施形態によれば、ピークリスト１３２のピークＰ１，Ｐ２，…が由来する成分が同定されていない場合であっても、成分分離及び質量分離の条件が同じであれば、同じ時間に現れるピークの半値幅の面積に基づいてゴム組成物の物性を推定できる場合がある。従って、標準試料を用いたピークのデータが入手できない場合でも、ピークＰ１，Ｐ２，…が由来する成分を同定することなく、ゴム組成物の物性を推定することができる。

【0049】

上記実施形態によれば、ピークリスト１３２に含まれる一部または全てのピークの半値幅の面積と、臭気度との相関を表すモデルを作成することができる。つまり、ピークリスト１３２中のピークと臭気成分との対応が予め特定されていない場合であっても、ゴム組成物中の微量な臭気成分まで考慮された上記モデルを作成し、このモデルに従って臭気度を推定することが可能となる。また、従来のように、予め特定されている臭気成分の含有量と臭気度との相関を表すモデルに従ってゴム組成物の臭気度を推定する場合でも、上記実施形態では、臭気成分の含有量が（ピークの面積として）より高精度に算出される。これにより、従来の推定モデルのさらなる精度向上も期待される。

【0050】

＜４．変形例＞
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。以下に示す変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。

【0051】

（１）上記実施形態では、ゴム組成物を成分分離及び質量分離することにより得られるデータとして、公知のガスクロマトグラフ－質量分析計により出力されるデータを対象としたが、データは、時間軸と、信号強度軸と、質量成分軸とで規定される空間にプロットされるデータであれば特に限定されない。例えば、ガスクロマトグラフ－質量分析計に代えて、液体クロマトグラフ－質量分析計により出力されるデータであってもよい。なお、質量分析計の検出方式は特に限定されず、いずれの検出方式であってもよい。また、試料の前処理方法も、上記実施形態で例示した方法に限られず、適宜変更することができる。

【0052】

（２）ステップＳ２は、ステップＳ３及びＳ４の後に行われてもよい。すなわち、ステップＳ２は、ステップＳ５の前に行われればよい。

【0053】

（３）ピークリスト１３２は、ピークＰ１，Ｐ２，…を構成するピークが属するクロマトグラムの質量成分を特定する情報の他、当該クロマトグラムに属する各ピークの頂点の信号強度の値、半値幅及び半値幅の面積の少なくとも一部を含んでいてもよい。すなわち、ピーク特定部１０Ｂは、ステップＳ４で特定された各ピークについて、頂点の信号強度、半値幅及び半値幅の面積を算出し、これをピークリスト１３２に含めてもよい。推定部１０Ｃは、ゴム組成物の物性を推定する場合に、あるいはゴム組成物の臭気度を推定する場合に、必要に応じてこれらの値を参照することができる。なお、ピークリスト１３２に含まれる情報は、上記実施形態のものに限られず、適宜変更することができる。例えば、ピークＰ１，Ｐ２，…を構成するマスクロマトグラムを特定するｍ／ｚの情報は、ピークリスト１３２から省かれてもよい。各ピークについてのｍ／ｚの組み合わせは、化合物としてのより詳細な情報を導出するのには役立つものの、ゴム組成物の物性や臭気度を推定するのに必須ではないからである。さらに、ゴム組成物の物性あるいは臭気度を推定するための推定指標としては、半値幅や半値幅の面積以外にも、別の方法で算出されるピークの幅や面積が使用されてもよい。

【0054】

（４）ステップＳ２におけるグルーピング範囲の指定、ステップＳ３におけるノイズ除去、及びステップＳ４における信号強度のピーク特定を行う方法は、上記実施形態の方法に限られず、公知の方法を採用することができる。

【0055】

（５）ステップＳ６で、同一の成分由来のピークであるか否かの判定を行うための指標は、上記実施形態のものに限られず、適宜変更または追加されてもよい。

【実施例0056】

以下、本開示の実施例について詳細に説明する。ただし、本開示は、これらの実施例に限定されない。

【0057】

＜実験１＞
材料の種類及び配合が異なる１００種類のゴム組成物を作製した。より具体的には、ゴム組成物の原料となるポリマー、フィラー、レジン及びオイルをミキサーで混練した後、これに加硫促進剤及び硫黄を加え、さらにロールで混練した後、１７０℃で１２分加硫した。各ゴム組成物から試料を０．２ｍｇ程度採取し、それぞれをガスクロマトグラフ－質量分析計に供し、ＴＩＣとマスクロマトグラムとが含まれた３次元データを取得した。質量成分の範囲は４５－３００とし、マスクロマトグラムはこの範囲内の１刻みごとに得られた。取得したデータに基づいて、所定の時間Ｓにおけるピークの半値幅の面積からゴム組成物のガラス転移温度Ｔｇを推定する予測式を、以下の２通りの方法で作成した。なお、いずれの方法も、試料数が８０と１００との２通りの場合について行った。

【0058】

［１］ＴＩＣとマスクロマトグラムとが含まれた３次元データに基づき、上記実施形態の方法を適用してピークリストを作成した。ピークリストの中から、所定の時間Ｓにおけるピークを特定し、特定されたピークの半値幅の面積と、そのゴム組成物のガラス転移温度Ｔｇとのデータセットを回帰分析することにより、ピークの半値幅の面積からガラス転移温度Ｔｇを推定する予測式を作成した。半値幅の面積は、試料重量により規格化した。
［２］ＴＩＣに基づき、人がピークを抽出し、ピークリストを作成した。ピークリストの中から、所定の時間Ｓにおけるピークを特定し、特定されたピークの半値幅の面積と、そのゴム組成物のガラス転移温度Ｔｇとのデータセットを回帰分析することにより、ピークの半値幅の面積からガラス転移温度Ｔｇを推定する予測式を作成した。半値幅の面積は、試料重量により規格化した。

【0059】

＜評価１＞
上記［１］及び［２］の方法に従って作成されたピークリストについて、抽出されたピークの数を比較した。ピークの数は、各試料の平均とした。また、上記［１］及び［２］に従って作成されたガラス転移温度Ｔｇの予測式を評価した。具体的には、所定の時間Ｓにおけるピークの半値幅の面積から予測されるガラス転移温度Ｔｇを横軸とし、実測されたガラス転移温度Ｔｇを縦軸とする平面に、Ｔｇの（予測値、実測値）のデータセットをプロットし、このデータセットの回帰直線の傾きを比較した。回帰直線の傾きは、１に近いほど予測式の精度が高く、１から離れるほど予測式の精度が低いことを示す。結果を以下の表１に示す。

【表1】

【0060】

以上の結果から分かるように、［１］の方法に従った場合、［２］の方法に従った場合と比較して、はるかに多くのピークを抽出できていることが分かった。また、［１］の方法では、［２］の方法と比較して、ガラス転移温度Ｔｇが精度よく予測できることが確認された。

【0061】

＜実験２＞
生産地及び製造方法の組み合わせが互いに異なる３０種類の天然ゴムのサンプルを準備した。各サンプルから、試料を２００ｍｇ程度採取し、それぞれをヘッドスペースガスクロマトグラフ－質量分析計に供し、実験１と同様に、ＴＩＣとマスクロマトグラムとが含まれた３次元データを取得した。質量成分の範囲は４５－３００とし、マスクロマトグラムはこの範囲内の１刻みごとに得られた。ＴＩＣとマスクロマトグラムとが含まれた３次元データに基づき、上記実施形態の方法を適用してピークリストを作成した。３０種類のサンプルについて、この方法で得られたピークの数の平均は、４４８９１２であった。

【0062】

各サンプルについて、特許文献２に開示の方法で臭気官能評価を行い、臭気度を１点～６点までの間で評価した。この臭気度と、各サンプルについて得られた全ピークの半値幅の面積とに基づいて回帰分析を行い、臭気度を目的変数とし、各ピークの半値幅の面積を説明変数として、臭気度を推定する予測式を作成した。なお、半値幅の面積は、試料重量により規格化されたものを使用した。

【0063】

＜評価２＞
上記予測式に従い、ピークの半値幅の面積から予測される臭気度を横軸とし、臭気官能評価により得られた臭気度を縦軸とする平面に、臭気度の（予測値、実測値）のデータセットをプロットし、このデータセットの回帰直線の傾きを算出すると、０．８以上となった。これに対し、特許文献２に開示の方法で臭気度を推定する予測式を作成し、同様に算出した（予測値、実測値）のデータセットの回帰直線の傾きは、０．７７８であった。この結果により、上記実施形態の方法により臭気度の推定精度が向上することが確認された。

【符号の説明】

【0064】

１ 分析装置
１０Ａ 取得部
１０Ｂ ピーク特定部
１０Ｃ 推定部
１０Ｄ 画面生成部
１３ 記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】