JP5894424B2 - 成分濃度モニタ方法及びこの方法を使用する成分濃度モニタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、偏光子の製造段階において固定化工程で使用される処理液の成分濃度、具体的には、ホウ酸及びヨウ化カリウムを成分として含有する処理液の成分濃度をモニタするための成分濃度モニタ方法及びこの方法を使用する成分濃度モニタ装置に関するものである。

画像表示装置、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に用いられる偏光子としては、一般に、ヨウ素染色されたポリビニルアルコール系フィルムが用いられる。これらの偏光子の製造は、一般に、ポリビニルアルコール系フィルムを延伸製膜後、膨潤工程、染色工程、固定化工程、水洗工程及び乾燥工程を経て行われる。

上記各工程の中で、染色工程は、ヨウ素及びヨウ化カリウムを含有した水溶液を用いてポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色する。また、続く固定化工程は、ヨウ素で染色されたポリビニルアルコール系フィルムをホウ酸水溶液に浸漬してポリビニルアルコール分子間を架橋する。

しかし、この固定化工程において、単にホウ酸水溶液中でポリビニルアルコール分子間を架橋するだけでは、コントラスト斑が少なく、且つ、高コントラストの偏光子を得ることができない。

そこで、下記特許文献１及び下記特許文献２においては、ヨウ素で染色されたポリビニルアルコール系フィルムをホウ酸水溶液に浸漬しながらフィルムを縦方向に更に延伸することが提案されている。

この延伸操作においては、固定化工程の処理液であるホウ酸水溶液に少量のヨウ化カリウムを共存させることが好ましく、下記特許文献１及び下記特許文献２の各実施例においては、処理浴中のホウ酸濃度に対して一定の割合でヨウ化カリウムが混合されている。

特開平１０−２８８７０９号公報
特開平１１−０４９８７８号公報

ところで、上記偏光子製造の各工程は、工業的には連続して行われ、延伸操作を伴う固定化工程には、染色工程を経て染色液を含浸したポリビニルアルコール系フィルムが連続して導入される。一方、固定化工程からは、ホウ酸で架橋され、且つ、固定化工程の処理液が付着したポリビニルアルコール系フィルムが連続して導出される。

従って、固定化工程の処理液の成分濃度は、経時的に変化することとなり、処理液中のホウ酸及びヨウ化カリウムの濃度と比率が一定にならない。このことにより、ホウ酸水溶液によるポリビニルアルコール分子間の架橋が均一にならず、得られた偏光子の品質を不安定にして歩留りを低下させる。

従来は、処理液の成分濃度の変化を操業中に行う間欠的な手分析により把握していた。しかし、このような間欠的な測定では、連続工程において常時変化する成分濃度に十分に対応することができないという問題を有していた。また、これらの手分析は、主に滴定法などで行われており、滴定試薬が必要となるだけでなく、その滴定廃液の処理も必要となる。よって、従来の手分析では、ランニングコストが高くなるという問題も有していた。

そこで、本発明は、上記の諸問題に対処して、滴定試薬や滴定廃液の処分などに余分なコストをかけることなく、固定化工程で使用される処理液の成分濃度の変化を連続して常時把握できるようにして、操業中の処理液の濃度変化に素早く対応できる成分濃度モニタ方法及びこの方法を使用する成分濃度モニタ装置を提供することを目的とする。

上記課題の解決にあたり、本発明者らは、処理液の各成分濃度を求めるにあたり、滴定試薬や滴定廃液の処分などを必要とせず、連続して各成分濃度を測定できる導電率或いは屈折率を採用することを検討した。しかし、導電率或いは屈折率の測定値は、互いの成分濃度及び濃度比率に影響を受け、単に処理液の導電率或いは屈折率を求めるだけでは、正確な各成分濃度が得られないことが判明した。

そこで、本発明者らは、鋭意研究の結果、固定化工程の処理液の温度、導電率及び屈折率に関するデータベースを作成しておき、測定対象である処理液の温度、導電率及び屈折率を組み合わせることにより、ホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度をそれぞれ独立して測定できることを実験的に見出した。

すなわち、本発明に係る処理液の成分濃度モニタ方法は、請求項１の記載によると、ホウ酸及びヨウ化カリウムを成分として含有する処理液の成分濃度モニタ方法において、
一連の既知濃度のホウ酸と一連の既知濃度のヨウ化カリウムとの組合せからなる複数の水溶液を用いて、当該複数の水溶液に対して、それぞれ、一連の温度条件における導電率を測定して各水溶液の温度と導電率との相関関係１を定めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記一連の温度条件における屈折率を測定して各水溶液の温度と屈折率との相関関係２を定める第１ステップと、
モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を求めるにあたり、当該処理液の実測温度Ｔ、実測導電率σ及び実測屈折率ｎを測定する第２ステップと、
前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係１を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の導電率を求めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係２を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の屈折率を求める第３ステップと、
この第３ステップで求めた各水溶液の導電率及び屈折率、並びに、各水溶液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を用いて、前記実測温度Ｔにおける各ホウ酸濃度に対する導電率と屈折率との相関関係３を定めると共に、前記実測温度Ｔにおける各ホウ酸濃度に対する導電率とヨウ化カリウム濃度との相関関係４を定める第４ステップと、
各ホウ酸濃度に対する前記相関関係３の中から前記実測導電率σ及び前記実測屈折率ｎに共通の近似値を有する２つの相関関係３−１（ホウ酸濃度Ｘ１における相関関係）及び相関関係３−２（ホウ酸濃度Ｘ２における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測導電率σに対する屈折率ｎ１及び屈折率ｎ２を求める第５ステップと、
各ホウ酸濃度に対する前記相関関係４の中から前記ホウ酸濃度Ｘ１と前記ホウ酸濃度Ｘ２に対する２つの相関関係４−１（ホウ酸濃度Ｘ１における相関関係）及び相関関係４−２（ホウ酸濃度Ｘ２における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測導電率σに対するヨウ化カリウム濃度Ｙ１及びヨウ化カリウム濃度Ｙ２を求める第６ステップと、
前記ホウ酸濃度Ｘ１、ホウ酸濃度Ｘ２、ヨウ化カリウム濃度Ｙ１、ヨウ化カリウム濃度Ｙ２、屈折率ｎ１、屈折率ｎ２及び実測屈折率ｎを用いて、下記の式（１）及び式（２）から、
Ｘ＝Ｘ１＋（Ｘ２−Ｘ１）×（ｎ−ｎ１）／（ｎ２−ｎ１）‥‥‥（１）
Ｙ＝Ｙ１＋（Ｙ２−Ｙ１）×（ｎ−ｎ１）／（ｎ２−ｎ１）‥‥‥（２）
前記モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを求める第７ステップとを有することを特徴とする。

また、本発明に係る処理液の成分濃度モニタ方法は、請求項２の記載によると、ホウ酸及びヨウ化カリウムを成分として含有する処理液の成分濃度モニタ方法において、
一連の既知濃度のホウ酸と一連の既知濃度のヨウ化カリウムとの組合せからなる複数の水溶液を用いて、当該複数の水溶液に対して、それぞれ、一連の温度条件における導電率を測定して各水溶液の温度と導電率との相関関係１を定めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記一連の温度条件における屈折率を測定して各水溶液の温度と屈折率との相関関係２を定める第１ステップと、
モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を求めるにあたり、当該処理液の実測温度Ｔ、実測導電率σ及び実測屈折率ｎを測定する第２ステップと、
前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係１を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の導電率を求めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係２を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の屈折率を求める第３ステップと、
この第３ステップで求めた各水溶液の導電率及び屈折率、並びに、各水溶液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を用いて、前記実測温度Ｔにおける各ヨウ化カリウム濃度に対する導電率と屈折率との相関関係５を定めると共に、前記実測温度Ｔにおける各ヨウ化カリウム濃度に対する導電率とホウ酸濃度との相関関係６を定める第４ステップと、
各ヨウ化カリウム濃度に対する前記相関関係５の中から前記実測導電率σ及び前記実測屈折率ｎに共通の近似値を有する２つの相関関係５−１（ヨウ化カリウム濃度Ｙ３における相関関係）及び相関関係５−２（ヨウ化カリウム濃度Ｙ４における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測導電率σに対する屈折率ｎ３及び屈折率ｎ４を求める第５ステップと、
各ヨウ化カリウム濃度に対する前記相関関係６の中から前記ヨウ化カリウム濃度Ｙ３と前記ヨウ化カリウム濃度Ｙ４に対する２つの相関関係６−１（ヨウ化カリウム濃度Ｙ３における相関関係）及び相関関係６−２（ヨウ化カリウム濃度Ｙ４における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測導電率σに対するホウ酸濃度Ｘ３及びホウ酸濃度Ｘ４を求める第６ステップと、
前記ホウ酸濃度Ｘ３、ホウ酸濃度Ｘ４、ヨウ化カリウム濃度Ｙ３、ヨウ化カリウム濃度Ｙ４、屈折率ｎ３、屈折率ｎ４及び実測屈折率ｎを用いて、下記の式（３）及び式（４）から、
Ｘ＝Ｘ３＋（Ｘ４−Ｘ３）×（ｎ−ｎ３）／（ｎ４−ｎ３）‥‥‥（３）
Ｙ＝Ｙ３＋（Ｙ４−Ｙ３）×（ｎ−ｎ３）／（ｎ４−ｎ３）‥‥‥（４）
前記モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを求める第７ステップとを有することを特徴とする。

また、本発明に係る処理液の成分濃度モニタ方法は、請求項３の記載によると、ホウ酸及びヨウ化カリウムを成分として含有する処理液の成分濃度モニタ方法において、
一連の既知濃度のホウ酸と一連の既知濃度のヨウ化カリウムとの組合せからなる複数の水溶液を用いて、当該複数の水溶液に対して、それぞれ、一連の温度条件における導電率を測定して各水溶液の温度と導電率との相関関係１を定めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記一連の温度条件における屈折率を測定して各水溶液の温度と屈折率との相関関係２を定める第１ステップと、
モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を求めるにあたり、当該処理液の実測温度Ｔ、実測導電率σ及び実測屈折率ｎを測定する第２ステップと、
前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係１を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の導電率を求めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係２を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の屈折率を求める第３ステップと、
この第３ステップで求めた各水溶液の導電率及び屈折率、並びに、各水溶液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を用いて、前記実測温度Ｔにおける各ホウ酸濃度に対する導電率と屈折率との相関関係７を定めると共に、前記実測温度Ｔにおける各ホウ酸濃度に対するヨウ化カリウム濃度と屈折率との相関関係８を定める第４ステップと、
各ホウ酸濃度に対する前記相関関係７の中から前記実測導電率σ及び前記実測屈折率ｎに共通の近似値を有する２つの相関関係７−１（ホウ酸濃度Ｘ５における相関関係）及び相関関係７−２（ホウ酸濃度Ｘ６における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測屈折率ｎに対する導電率σ５及び導電率σ６を求める第５ステップと、
各ホウ酸濃度に対する前記相関関係８の中から前記ホウ酸濃度Ｘ５と前記ホウ酸濃度Ｘ６に対する２つの相関関係８−１（ホウ酸濃度Ｘ５における相関関係）及び相関関係８−２（ホウ酸濃度Ｘ６における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測屈折率ｎに対するヨウ化カリウム濃度Ｙ５及びヨウ化カリウム濃度Ｙ６を求める第６ステップと、
前記ホウ酸濃度Ｘ５、ホウ酸濃度Ｘ６、ヨウ化カリウム濃度Ｙ５、ヨウ化カリウム濃度Ｙ６、導電率σ５、導電率σ６及び実測導電率σを用いて、下記の式（５）及び式（６）から、
Ｘ＝Ｘ５＋（Ｘ６−Ｘ５）×（σ−σ５）／（σ６−σ５）‥‥‥（５）
Ｙ＝Ｙ５＋（Ｙ６−Ｙ５）×（σ−σ５）／（σ６−σ５）‥‥‥（６）
前記モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを求める第７ステップとを有することを特徴とする。

また、本発明に係る処理液の成分濃度モニタ方法は、請求項４の記載によると、ホウ酸及びヨウ化カリウムを成分として含有する処理液の成分濃度モニタ方法において、
一連の既知濃度のホウ酸と一連の既知濃度のヨウ化カリウムとの組合せからなる複数の水溶液を用いて、当該複数の水溶液に対して、それぞれ、一連の温度条件における導電率を測定して各水溶液の温度と導電率との相関関係１を定めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記一連の温度条件における屈折率を測定して各水溶液の温度と屈折率との相関関係２を定める第１ステップと、
モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を求めるにあたり、当該処理液の実測温度Ｔ、実測導電率σ及び実測屈折率ｎを測定する第２ステップと、
前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係１を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の導電率を求めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係２を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の屈折率を求める第３ステップと、
この第３ステップで求めた各水溶液の導電率及び屈折率、並びに、各水溶液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を用いて、前記実測温度Ｔにおける各ヨウ化カリウム濃度に対する導電率と屈折率との相関関係９を定めると共に、前記実測温度Ｔにおける各ヨウ化カリウム濃度に対するホウ酸濃度と屈折率との相関関係１０を定める第４ステップと、
各ヨウ化カリウム濃度に対する前記相関関係９の中から前記実測導電率σ及び前記実測屈折率ｎに共通の近似値を有する２つの相関関係９−１（ヨウ化カリウム濃度Ｙ７における相関関係）及び相関関係９−２（ヨウ化カリウム濃度Ｙ８における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測屈折率ｎに対する導電率σ７及び導電率σ８を求める第５ステップと、
各ヨウ化カリウム濃度に対する前記相関関係１０の中から前記ヨウ化カリウム濃度Ｙ７と前記ヨウ化カリウム濃度Ｙ８に対する２つの相関関係１０−１（ヨウ化カリウム濃度Ｙ７における相関関係）及び相関関係１０−２（ヨウ化カリウム濃度Ｙ８における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測屈折率ｎに対するホウ酸濃度Ｘ７及びホウ酸濃度Ｘ８を求める第６ステップと、
前記ホウ酸濃度Ｘ７、ホウ酸濃度Ｘ８、ヨウ化カリウム濃度Ｙ７、ヨウ化カリウム濃度Ｙ８、導電率σ７、導電率σ８及び実測導電率σを用いて、下記の式（７）及び式（８）から、
Ｘ＝Ｘ７＋（Ｘ８−Ｘ７）×（σ−σ７）／（σ８−σ７）‥‥‥（７）
Ｙ＝Ｙ７＋（Ｙ８−Ｙ７）×（σ−σ７）／（σ８−σ７）‥‥‥（８）
前記モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを求める第７ステップとを有することを特徴とする。

また、本発明は、請求項５の記載によると、請求項１から４のいずれか１つに記載の処理液の成分濃度モニタ方法であって、前記第７ステップで算出した前記モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙについて、各対応の所定の管理値からずれΔＸ及びΔＹを算出する第８ステップを有することを特徴とする。

また、本発明に係る処理液の成分濃度モニタ装置は、請求項６の記載によると、前記モニタ対象となる処理液の実測温度Ｔを検出する温度検出手段と、
前記処理液の実測導電率σを検出する導電率検出手段と、
前記処理液の実測屈折率ｎを検出する屈折率検出手段と、
前記実測温度Ｔ、前記実測導電率σ及び前記実測屈折率ｎを用いて前記処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを演算する濃度演算手段と、
前記ホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを表示する表示手段とを備え、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の成分濃度モニタ方法を用いて算出した前記処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを前記表示手段にモニタすることを特徴とする。

また、本発明に係る処理液の成分濃度モニタ装置は、請求項７の記載によると、前記モニタ対象となる処理液の実測温度Ｔを検出する温度検出手段と、
前記処理液の実測導電率σを検出する導電率検出手段と、
前記処理液の実測屈折率ｎを検出する屈折率検出手段と、
前記実測温度Ｔ、前記実測導電率σ及び前記実測屈折率ｎを用いて前記処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを演算する濃度演算手段と、
前記処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙについて各対応の所定の管理値からのずれΔＸ及びΔＹを演算するずれ演算手段と、
前記ホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを表示する表示手段とを備え、
請求項５に記載の成分濃度モニタ方法を用いて算出した前記処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙ、並びに、各対応の所定の管理値からのずれΔＸ及びΔＹを前記表示手段にモニタすることを特徴とする。

本発明に係る処理液の成分濃度モニタ方法によれば、これまで間欠的に滴定法で手分析されていた固定化工程で使用される処理液の成分濃度の変化を連続して常時把握することが可能になる。このことにより、操業中の処理液の濃度変化に素早く対応できる生産体制を確立することができる。

すなわち、本発明によって、ポリビニルアルコール系フィルムの固定化工程において、経時的に変化する処理液のホウ酸濃度とヨウ化カリウム濃度を常に求め、各対応の所定の管理値からのずれを把握することにより、素早く当該所定の管理値に調整することができる。

従って、固定化工程で使用される処理液の成分濃度を常に安定した状態に管理することができ、ポリビニルアルコール系フィルムに架橋するホウ酸の量が常に安定して得られた偏光子の品質の安定と歩留りの向上が可能となる。

更に、本発明において、固定化工程に使用される処理液のホウ酸濃度とヨウ化カリウム濃度を求める際、及び、各所定の管理値とのずれを算出する際には、いずれもコンピュータ等の演算手段を使用して高速に処理することで、処理液の成分濃度をリアルタイムでモニタすることが可能になる。

よって、本発明は、滴定試薬や滴定廃液の処分などに余分なコストをかけることなく、固定化工程で使用される処理液の成分濃度の変化を連続して常時把握できるようにして、操業中の処理液の濃度変化に素早く対応できる成分濃度モニタ方法及びこの方法を使用する成分濃度モニタ装置を提供することができる。

本発明に係る処理液の成分濃度モニタ装置の一実施形態を示す構成図である。 本発明に係る処理液の成分濃度モニタ方法の実施例１を示す工程図である。 実施例１において各ホウ酸濃度に対する導電率と屈折率との相関関係３を示すグラフである。 実施例１において各ホウ酸濃度に対する導電率とヨウ化カリウム濃度との相関関係４を示すグラフである。 実施例１において相関関係３−１及び相関関係３−２を用いて処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを算出する方法の説明図である。 本発明に係る処理液の成分濃度モニタ方法の実施例２を示す工程図である。 本発明に係る処理液の成分濃度モニタ方法の実施例３を示す工程図である。 本発明に係る処理液の成分濃度モニタ方法の実施例４を示す工程図である。

本発明は、偏光子の連続的な製造において、ポリビニルアルコール系フィルムの固定化工程に用いられる処理液の成分濃度モニタ方法及びこの方法を使用する成分濃度モニタ装置に関するものである。以下、本発明に係る処理液の成分濃度モニタ装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、ポリビニルアルコール系フィルムの固定化工程を行う処理装置１００を示している。当該処理装置１００は、固定化ユニット１０と、モニタユニット２０とにより構成されている。固定化ユニット１０は、処理槽１１と、２組のマングル１２、１３と、循環ポンプ１４とを備えている。

処理槽１１は、ポリビニルアルコール系フィルムＦを固定化処理するための処理液Ｌを貯えており、この処理液Ｌは、循環ポンプ１４の駆動により循環配管１５ａ及び１５ｂによって、それぞれ別経路で液循環を行っている。なお、処理槽１１の内部に設置された複数本のロール１６は、被処理物であるポリビニルアルコール系フィルムＦを導入するためのガイドロールである。

２組のマングル１２、１３のうちマングル１２は、２本のロール間にポリビニルアルコール系フィルムＦをニップして処理槽１１に導入する。一方、マングル１３は、２本のロール間にポリビニルアルコール系フィルムＦをニップして処理槽１１から導出する。ここで、マングル１２の送出速度を遅く、マングル１３の送出速度を早くしてその比率を制御する。このことにより、処理槽１１中のポリビニルアルコール系フィルムＦは、処理槽１１内の複数本のロール１６間を通過しながら所定の倍率に延伸されると共に架橋される。

モニタユニット２０は、導電率センサ２１と、屈折率センサ２２と、マイクロコンピュータ２３と、モニタ２４とを備えている。なお、本実施形態においては、屈折率センサ２２の内部に温度センサ２２ａが内蔵されているが、これらを別個の装置としても差し支えない。導電率センサ２１及び温度センサ２２ａを内蔵した屈折率センサ２２は、循環配管１５ａから分岐して処理液Ｌを循環する検出配管２５に設置されている。

導電率センサ２１は、処理液Ｌの導電率を検出しマイクロコンピュータ２３に出力する。なお、本実施形態では、導電率センサ３１として、株式会社堀場アドバンスドテクノ製導電率計ＨＥ−４８０Ｈが採用されている。

屈折率センサ２２は、処理液Ｌの屈折率を検出しマイクロコンピュータ２３に出力する。なお、本実施形態では、屈折率センサ２２として温度センサを内蔵したＳｃｈｍｉｄｔ＋Ｈａｅｎｓｃｈ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．製屈折率計ｉＰＲ−ＦＲ２が採用されており、検出した屈折率と共に処理液温度を検出しマイクロコンピュータ２３に出力する。

また、検出配管２５には、導電率センサ２１、屈折率センサ２２及び検出配管２５の内部を洗浄するための洗浄水を供給する洗浄水導入口２５ａと洗浄水排出口２５ｂが設けられている。更に、検出配管２５には、導電率センサ２１及び屈折率センサ２２を校正するための校正液を供給する校正液導入口２５ｃと校正液排出口２５ｄが設けられ、各校正液は、校正用ポンプ２６で各センサに供給される。

マイクロコンピュータ２３は、後述の成分濃度モニタ方法の工程図（図２〜図８参照）に従い、コンピュータプログラムを実行する。当該コンピュータプログラムは、マイクロコンピュータ２３のＲＯＭに当該マイクロコンピュータにより読み出し可能に記憶されている。

モニタ２４は、マイクロコンピュータ２３により演算された所定のデータ（後述する）をモニタ画面に表示する。

このように構成した処理装置１００において、固定化ユニット１０では、長尺のポリビニルアルコール系フィルムＦが、前工程である染色工程を経て染色液を含浸した状態で、連続して処理槽１１に導入される。或いは、染色工程後に水洗工程を有する場合であっても、ポリビニルアルコール系フィルムＦが、水洗工程を経て含水した状態で、連続して処理槽１１に導入される。

ここで、処理槽１１中の処理液Ｌは、上述のように、ホウ酸及びヨウ化カリウムを成分として含有する水溶液であり、その成分濃度は、要求される固定化（架橋）の程度により適宜決定される。従って、特に限定するものではないが、一般に、処理液の重量に対して、ホウ酸濃度は１〜１０重量％程度、ヨウ化カリウム濃度は１〜１５重量％程度である。また、処理液の温度は、通常３０〜９０℃程度であり、浸漬時間は、通常１００〜１２００秒程度である。

本実施形態においては、処理液Ｌの温度及び各成分濃度は、設定された処理温度Ｔｔ、設定されたホウ酸濃度の管理値Ｘｔ及び設定されたヨウ化カリウム濃度の管理値Ｙｔ に各々正確に管理されなければならない。

しかし、上述のように、処理液Ｌには、連続して染色液を含浸したポリビニルアルコール系フィルムＦが導入されるため、染色液中のヨウ化カリウムが混入する。或いは、染色工程後に水洗工程を行う場合であっても、含水したポリビニルアルコール系フィルムＦが導入されるため、処理液Ｌの成分濃度が低下する。また、染色工程と固定化工程との処理温度が異なる場合もあり、処理液Ｌの温度が変化しやすくなる。

一方、処理液Ｌの成分であるホウ酸がポリビニルアルコール系フィルムＦに選択的に吸着され当該フィルムを架橋する。また、処理液Ｌの一部がポリビニルアルコール系フィルムＦに付着して次工程の水洗工程に向けて導出される。従って、処理液Ｌの成分濃度は経時的に変化しており、このことが処理液の成分濃度の管理を困難にしている。

本発明においては、処理液Ｌの導電率及び屈折率が、それぞれ、処理液Ｌ中のホウ酸濃度或いはヨウ化カリウム濃度によって変化することを利用して、処理液Ｌの各成分濃度をモニタするものである。しかし、上述のように、処理液Ｌの導電率及び屈折率は、いずれも、処理液Ｌの温度、並びに、ホウ酸及びヨウ化カリウムの濃度比率によって互いに影響を受ける。

例えば、処理液Ｌのホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度が一定であっても、処理液Ｌの温度が変化すると処理液Ｌの導電率及び屈折率は、いずれも変化する。また、一定の処理温度においても、ホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度の比率が変化すると処理液Ｌの導電率及び屈折率は、いずれも変化する。

そこで、本発明においては、ホウ酸及びヨウ化カリウムをそれぞれ既知濃度で含有した複数の水溶液に対して、温度を変化させた際の導電率及び屈折率を測定し、これらの測定データを基にしてモニタ対象である処理液Ｌに含まれるホウ酸及びヨウ化カリウムの濃度をそれぞれ正確にモニタするものである。

以下、本発明に係る処理液の成分濃度モニタ方法を各実施例において説明する。

図２は、本実施例１に係る処理液の成分濃度モニタ方法を示す工程図である。図２の各工程に従って本実施例１を説明する。上述のように、この処理液Ｌのホウ酸濃度の管理値はＸｔであり、ヨウ化カリウム濃度の管理値はＹｔとする。また、処理液Ｌの温度の管理値はＴｔとして制御されている。

ステップＳ１：
まず、処理液Ｌの温度、導電率及び屈折率に関するデータベースを作成する。具体的には、一連の既知濃度のホウ酸と一連の既知濃度のヨウ化カリウムとの組合せからなる複数の水溶液を準備する。例えば、ホウ酸濃度は、上述のように、通常使用される１〜１０重量％の全範囲として、１〜１０重量％の間で１重量％間隔の１０水準とする。一方、ヨウ化カリウム濃度は、上述のように、通常使用される１〜１５重量％の全範囲のうち、特に使用される３〜１２重量％の間で１重量％間隔の１０水準とする。このようにホウ酸濃度１０水準とヨウ化カリウム濃度１０水準との組み合わせからなる１００種類の水溶液を準備する。

次に、これら１００種類の水溶液に対して、それぞれ、温度を３０〜９０℃の間で５℃間隔の１３水準に変化させて、各水溶液の導電率及び屈折率を正確に測定する。導電率の測定には、通常の液体試料の測定方法を使用すればよく、一般に、導電率計を使用する。例えば、上記実施形態の導電率センサ２１に使用した株式会社堀場アドバンスドテクノ製導電率計ＨＥ−４８０Ｈを使用してもよい。但し、導電率の測定値には、処理液Ｌの温度の影響を考慮して適宜補正を行う。

一方、屈折率の測定には、通常の液体試料の測定方法を使用すればよく、一般に、屈折率計を使用する。例えば、上記実施形態の屈折率センサ２２に使用した温度センサを内蔵したＳｃｈｍｉｄｔ＋Ｈａｅｎｓｃｈ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．製屈折率計ｉＰＲ−ＦＲ２を使用してもよい。但し、屈折率の測定値には、処理液Ｌの温度の影響を考慮して適宜補正を行う。

このようにして測定したデータは、１００種類の水溶液に対する温度と導電率との相関関係１、及び、１００種類の水溶液に対する温度と屈折率との相関関係２として後述のステップＳ３において使用する。

ステップＳ２：
次に、モニタ対象となる処理液Ｌの実測温度Ｔ、実測導電率σ及び実測屈折率ｎをそれぞれ測定する。処理液Ｌの実測温度Ｔの測定には、どのような温度計を使用してもよいが、本実施例１においては、上述のように、屈折率センサ２２に内蔵した温度センサ２２ａを使用した。測定は、実測導電率σ及び実測屈折率ｎの測定と連動して固定化処理の進行に伴い、一定時間間隔、或いは連続して行う。

処理液Ｌの実測導電率σ及び実測屈折率ｎの測定は、本実施例１においては、上述の導電率センサ２１及び屈折率センサ２２を使用する。また、実測導電率σ及び実測屈折率ｎの測定値は、処理液Ｌの温度の影響を考慮して適宜補正する。測定は、実測温度Ｔの測定と連動して固定化処理の進行に伴い、一定時間間隔、或いは連続して行う。

ステップＳ３：
次に、上記ステップＳ２で測定した処理液Ｌの実測温度Ｔを用いて、上記１００種類の水溶液に対する実測温度Ｔにおける導電率と屈折率を求める。各水溶液の実測温度Ｔにおける導電率は、上記ステップＳ１で求めた温度と導電率との相関関係１から比例計算等により求める。また、各水溶液の実測温度Ｔにおける屈折率は、上記ステップＳ１で求めた温度と屈折率との相関関係２から比例計算等により求める。

ステップＳ４：
次に、上記ステップＳ３で求めた上記１００種類の水溶液の実測温度Ｔにおける導電率及び屈折率、並びに、上記１００種類の水溶液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を用いて、実測温度Ｔにおける１０水準のホウ酸濃度それぞれに対する導電率と屈折率との相関関係３を求める。得られた１０本の相関曲線の一部を図３に示す。また、同様にして実測温度Ｔにおける１０水準のホウ酸濃度それぞれに対する導電率とヨウ化カリウム濃度（各図においてはＫＩ濃度という。以下同じ）との相関関係４を求める。得られた１０本の相関曲線の一部を図４に示す。

ステップＳ５：
次に、上記ステップＳ４で求めた導電率と屈折率との相関関係３（本実施例１においては、１０水準のホウ酸濃度に対応する１０本の相関曲線）の中から、処理液Ｌの実測導電率σ及び実測屈折率ｎに共通の近似値を有する２本の相関曲線を選択する。

図３において、処理液Ｌの実測導電率σ及び実測屈折率ｎを示す位置を点Ａとする。この点Ａの両側にある２本の相関曲線３−１及び相関曲線３−２は、点Ａの実測導電率σ及び実測屈折率ｎに共通の近似値を有している。ここで、相関曲線３−１は、ホウ酸濃度Ｘ１に対する導電率と屈折率との相関関係を示しており、相関曲線３−２は、ホウ酸濃度Ｘ２に対する導電率と屈折率との相関関係を示している。

次に、選択した２本の相関曲線３−１及び相関曲線３−２を用いて、それぞれ、処理液Ｌの実測導電率σに対応する屈折率を求める。まず、相関曲線３−１からホウ酸濃度Ｘ１における実測導電率σに対応する屈折率ｎ１を求め、同様に、相関曲線３−２からホウ酸濃度Ｘ２における実測導電率σに対応する屈折率ｎ２を求める（図３参照）。

ステップＳ６：
次に、上記ステップＳ４で求めた導電率とヨウ化カリウム濃度との相関関係４（本実施例１においては、１０水準のホウ酸濃度に対応する１０本の相関曲線）の中から、上記ステップＳ５で選定したホウ酸濃度Ｘ１及びホウ酸濃度Ｘ２に対応する２本の相関曲線４−１及び相関曲線４−２を選択する。ここで、相関曲線４−１は、ホウ酸濃度Ｘ１に対する導電率とヨウ化カリウム濃度との相関関係を示しており、相関曲線４−２は、ホウ酸濃度Ｘ２に対する導電率とヨウ化カリウム濃度との相関関係を示している。

次に、選択した２本の相関曲線４−１及び相関曲線４−２を用いて、それぞれ、処理液Ｌの実測導電率σに対応するヨウ化カリウム濃度を求める。まず、相関曲線４−１からホウ酸濃度Ｘ１における実測導電率σに対応するヨウ化カリウム濃度Ｙ１を求め、同様に、相関曲線４−２からホウ酸濃度Ｘ２における実測導電率σに対応するヨウ化カリウム濃度Ｙ２を求める（図４参照）。

ステップＳ７：
次に、上記ステップＳ５で求めたホウ酸濃度Ｘ１、ホウ酸濃度Ｘ２、屈折率ｎ１、屈折率ｎ２、上記ステップＳ６で求めたヨウ化カリウム濃度Ｙ１、ヨウ化カリウム濃度Ｙ２、及び、処理液Ｌの実測屈折率ｎを用いて、処理液Ｌのホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを求める。具体的には、これまでに求めたＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、ｎ１、ｎ２及び実測屈折率ｎの関係を図５に示す。この図５の関係から下記の式（１）及び式（２）が導かれる。よって、処理液Ｌのホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙは、これらの式の比例計算により求めることができる。

Ｘ＝Ｘ１＋（Ｘ２−Ｘ１）×（ｎ−ｎ１）／（ｎ２−ｎ１）‥‥‥（１）
Ｙ＝Ｙ１＋（Ｙ２−Ｙ１）×（ｎ−ｎ１）／（ｎ２−ｎ１）‥‥‥（２）
ステップＳ８：
次に、上記ステップＳ７で求めた処理液Ｌのホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙの値について、ホウ酸濃度の管理値Ｘｔ 及びヨウ化カリウム濃度の管理値ＹｔからのずれΔＸ及びΔＹを算出する。

このようにして求めた、処理液Ｌの成分濃度Ｘ及びＹ、並びに、各管理値からのずれΔＸ及びΔＹにより固定化工程の進行中に処理液濃度をモニタし、適正な管理値に修正することができる。なお、上記各ステップのうち、ステップＳ２〜ステップＳ７、或いは、ステップＳ２〜ステップＳ８を順次繰り返すことにより、連続して固定化工程の処理液Ｌの各成分濃度を常にモニタすることができる。

図６は、本実施例２に係る処理液の成分濃度モニタ方法を示す工程図である。本実施例２においても上記実施例１と同様に、処理液Ｌのホウ酸濃度の管理値はＸｔであり、ヨウ化カリウム濃度の管理値はＹｔとする。また、処理液Ｌの温度の管理値はＴｔとして制御されている。

本実施例２においては、ステップＳ１１〜ステップＳ１３を上記実施例１のステップＳ１〜ステップＳ３と同様にして行った。

ステップＳ１４：
ステップＳ１３で求めた上記１００種類の水溶液の実測温度Ｔにおける導電率及び屈折率、並びに、上記１００種類の水溶液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を用いて、実測温度Ｔにおける１０水準のヨウ化カリウム濃度それぞれに対する導電率と屈折率との相関関係５を求める。また、同様にして実測温度Ｔにおける１０水準のヨウ化カリウム濃度それぞれに対する導電率とホウ酸濃度との相関関係６を求める。

ステップＳ１５：
次に、上記ステップＳ１４で求めた導電率と屈折率との相関関係５の中から、処理液Ｌの実測導電率σ及び実測屈折率ｎに共通の近似値を有する２本の相関曲線を選択する。上記実施例１と同様にして２本の相関曲線５−１及び相関曲線５−２を選択する。ここで、相関曲線５−１は、ヨウ化カリウム濃度Ｙ３に対する導電率と屈折率との相関関係を示しており、相関曲線５−２は、ヨウ化カリウム濃度Ｙ４に対する導電率と屈折率との相関関係を示している。

次に、選択した２本の相関曲線５−１及び相関曲線５−２を用いて、それぞれ、処理液Ｌの実測導電率σに対応する屈折率を求める。まず、相関曲線５−１からヨウ化カリウム濃度Ｙ３における実測導電率σに対応する屈折率ｎ３を求め、同様に、相関曲線５−２からヨウ化カリウム濃度Ｙ４における実測導電率σに対応する屈折率ｎ４を求める。

ステップＳ１６：
次に、上記ステップＳ１４で求めた導電率とホウ酸濃度との相関関係６の中から、上記ステップＳ１５で選定したヨウ化カリウム濃度Ｙ３及びヨウ化カリウム濃度Ｙ４に対応する２本の相関曲線６−１及び相関曲線６−２を選択する。ここで、相関曲線６−１は、ヨウ化カリウム濃度Ｙ３に対する導電率とホウ酸濃度との相関関係を示しており、相関曲線６−２は、ヨウ化カリウム濃度Ｙ４に対する導電率とホウ酸濃度との相関関係を示している。

次に、選択した２本の相関曲線６−１及び相関曲線６−２を用いて、それぞれ、処理液Ｌの実測導電率σに対応するホウ酸濃度を求める。まず、相関曲線６−１からヨウ化カリウム濃度Ｙ３における実測導電率σに対応するホウ酸濃度Ｘ３を求め、同様に、相関曲線６−２からヨウ化カリウム濃度Ｙ４における実測導電率σに対応するホウ酸濃度Ｘ４を求める。

ステップＳ１７：
次に、上記ステップＳ１５で求めたヨウ化カリウム濃度Ｙ３、ヨウ化カリウム濃度Ｙ４、屈折率ｎ３、屈折率ｎ４、上記ステップＳ１６で求めたホウ酸濃度Ｘ３、ホウ酸濃度Ｘ４、及び、処理液Ｌの実測屈折率ｎを用いて、処理液Ｌのホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを求める。具体的には、上記実施例１と同様にしてＸ３、Ｘ４、Ｙ３、Ｙ４、ｎ３、ｎ４及び実測屈折率ｎの関係から下記の式（３）及び式（４）が導かれる。よって、処理液Ｌのホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙは、これらの式の比例計算により求めることができる。

Ｘ＝Ｘ３＋（Ｘ４−Ｘ３）×（ｎ−ｎ３）／（ｎ４−ｎ３）‥‥‥（３）
Ｙ＝Ｙ３＋（Ｙ４−Ｙ３）×（ｎ−ｎ３）／（ｎ４−ｎ３）‥‥‥（４）
次に、ステップＳ１８は、上記実施例１のステップＳ８と同様にして行った。

このようにして求めた、処理液Ｌの成分濃度Ｘ及びＹ、並びに、各管理値からのずれΔＸ及びΔＹにより固定化工程の進行中に処理液濃度をモニタし、適正な管理値に修正することができる。なお、上記各ステップのうち、ステップＳ１２〜ステップＳ１７、或いは、ステップＳ１２〜ステップＳ１８を順次繰り返すことにより、連続して固定化工程の処理液Ｌの各成分濃度を常にモニタすることができる。

図７は、本実施例３に係る処理液の成分濃度モニタ方法を示す工程図である。本実施例３においても上記実施例１と同様に、処理液Ｌのホウ酸濃度の管理値はＸｔであり、ヨウ化カリウム濃度の管理値はＹｔとする。また、処理液Ｌの温度の管理値はＴｔとして制御されている。

本実施例３においては、ステップＳ２１〜ステップＳ２３を上記実施例１のステップＳ１〜ステップＳ３と同様にして行った。

ステップＳ２４：
ステップＳ２３で求めた上記１００種類の水溶液の実測温度Ｔにおける導電率及び屈折率、並びに、上記１００種類の水溶液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を用いて、実測温度Ｔにおける１０水準のホウ酸濃度それぞれに対する導電率と屈折率との相関関係７を求める。また、同様にして実測温度Ｔにおける１０水準のホウ酸濃度それぞれに対するヨウ化カリウム濃度と屈折率との相関関係８を求める。

ステップＳ２５：
次に、上記ステップＳ２４で求めた導電率と屈折率との相関関係７の中から、処理液Ｌの実測導電率σ及び実測屈折率ｎに共通の近似値を有する２本の相関曲線を選択する。上記実施例１と同様にして２本の相関曲線７−１及び相関曲線７−２を選択する。ここで、相関曲線７−１は、ホウ酸濃度Ｘ５に対する導電率と屈折率との相関関係を示しており、相関曲線７−２は、ホウ酸濃度Ｘ６に対する導電率と屈折率との相関関係を示している。

次に、選択した２本の相関曲線７−１及び相関曲線７−２を用いて、それぞれ、処理液Ｌの実測屈折率ｎに対応する導電率を求める。まず、相関曲線７−１からホウ酸濃度Ｘ５における実測屈折率ｎに対応する導電率σ５を求め、同様に、相関曲線７−２からホウ酸濃度Ｘ６における実測屈折率ｎに対応する導電率σ６を求める。

ステップＳ２６：
次に、上記ステップＳ２４で求めたヨウ化カリウム濃度と屈折率との相関関係８の中から、上記ステップＳ２５で選定したホウ酸濃度Ｘ５及びホウ酸濃度Ｘ６に対応する２本の相関曲線８−１及び相関曲線８−２を選択する。ここで、相関曲線８−１は、ホウ酸濃度Ｘ５に対するヨウ化カリウム濃度と屈折率との相関関係を示しており、相関曲線８−２は、ホウ酸濃度Ｘ６に対するヨウ化カリウム濃度と屈折率との相関関係を示している。

次に、選択した２本の相関曲線８−１及び相関曲線８−２を用いて、それぞれ、処理液Ｌの実測屈折率ｎに対応するヨウ化カリウム濃度を求める。まず、相関曲線８−１からホウ酸濃度Ｘ５における実測屈折率ｎに対応するヨウ化カリウム濃度Ｙ５を求め、同様に、相関曲線８−２からホウ酸濃度Ｘ６における実測屈折率ｎに対応するヨウ化カリウム濃度Ｙ６を求める。

ステップＳ２７：
次に、上記ステップＳ２５で求めたホウ酸濃度Ｘ５、ホウ酸濃度Ｘ６、導電率σ５、導電率σ６、上記ステップＳ２６で求めたヨウ化カリウム濃度Ｙ５、ヨウ化カリウム濃度Ｙ６、及び、処理液Ｌの実測導電率σを用いて、処理液Ｌのホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを求める。具体的には、上記実施例１と同様にしてＸ５、Ｘ６、Ｙ５、Ｙ６、ｎ５、ｎ６及び実測導電率σの関係から下記の式（５）及び式（６）が導かれる。よって、処理液Ｌのホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙは、これらの式の比例計算により求めることができる。

Ｘ＝Ｘ５＋（Ｘ６−Ｘ５）×（σ−σ５）／（σ６−σ５）‥‥‥（５）
Ｙ＝Ｙ５＋（Ｙ６−Ｙ５）×（σ−σ５）／（σ６−σ５）‥‥‥（６）
次に、ステップＳ２８は、上記実施例１のステップＳ８と同様にして行った。

このようにして求めた、処理液Ｌの成分濃度Ｘ及びＹ、並びに、各管理値からのずれΔＸ及びΔＹにより固定化工程の進行中に処理液濃度をモニタし、適正な管理値に修正することができる。なお、上記各ステップのうち、ステップＳ２２〜ステップＳ２７、或いは、ステップＳ２２〜ステップＳ２８を順次繰り返すことにより、連続して固定化工程の処理液Ｌの各成分濃度を常にモニタすることができる。

図８は、本実施例４に係る処理液の成分濃度モニタ方法を示す工程図である。本実施例４においても上記実施例１と同様に、処理液Ｌのホウ酸濃度の管理値はＸｔであり、ヨウ化カリウム濃度の管理値はＹｔとする。また、処理液Ｌの温度の管理値はＴｔとして制御されている。

本実施例４においては、ステップＳ３１〜ステップＳ３３を上記実施例１のステップＳ１〜ステップＳ３と同様にして行った。

ステップＳ３４：
ステップＳ３３で求めた上記１００種類の水溶液の実測温度Ｔにおける導電率及び屈折率、並びに、上記１００種類の水溶液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を用いて、実測温度Ｔにおける１０水準のヨウ化カリウム濃度それぞれに対する導電率と屈折率との相関関係９を求める。また、同様にして実測温度Ｔにおける１０水準のヨウ化カリウム濃度それぞれに対するホウ酸濃度と屈折率との相関関係１０を求める。

ステップＳ３５：
次に、上記ステップＳ３４で求めた導電率と屈折率との相関関係９の中から、処理液Ｌの実測導電率σ及び実測屈折率ｎに共通の近似値を有する２本の相関曲線を選択する。上記実施例１と同様にして２本の相関曲線９−１及び相関曲線９−２を選択する。ここで、相関曲線９−１は、ヨウ化カリウム濃度Ｙ７に対する導電率と屈折率との相関関係を示しており、相関曲線９−２は、ヨウ化カリウム濃度Ｙ８に対する導電率と屈折率との相関関係を示している。

次に、選択した２本の相関曲線９−１及び相関曲線９−２を用いて、それぞれ、処理液Ｌの実測屈折率ｎに対応する導電率を求める。まず、相関曲線９−１からヨウ化カリウム濃度Ｙ７における実測屈折率ｎに対応する導電率σ７を求め、同様に、相関曲線９−２からヨウ化カリウム濃度Ｙ８における実測屈折率ｎに対応する導電率σ８を求める。

ステップＳ３６：
次に、上記ステップＳ３４で求めたホウ酸濃度と屈折率との相関関係１０の中から、上記ステップＳ３５で選定したヨウ化カリウム濃度Ｙ７及びヨウ化カリウム濃度Ｙ８に対応する２本の相関曲線１０−１及び相関曲線１０−２を選択する。ここで、相関曲線１０−１は、ヨウ化カリウム濃度Ｙ７に対するホウ酸濃度と屈折率との相関関係を示しており、相関曲線１０−２は、ヨウ化カリウム濃度Ｙ８に対するホウ酸濃度と屈折率との相関関係を示している。

次に、選択した２本の相関曲線１０−１及び相関曲線１０−２を用いて、それぞれ、処理液Ｌの実測屈折率ｎに対応するホウ酸濃度を求める。まず、相関曲線１０−１からヨウ化カリウム濃度Ｙ７における実測屈折率ｎに対応するホウ酸濃度Ｘ７を求め、同様に、相関曲線１０−２からヨウ化カリウム濃度Ｙ８における実測屈折率ｎに対応するホウ酸濃度Ｘ８を求める。

ステップＳ３７：
次に、上記ステップＳ３５で求めたヨウ化カリウム濃度Ｙ７、ヨウ化カリウム濃度Ｙ８、導電率σ７、導電率σ８、上記ステップＳ３６で求めたホウ酸濃度Ｘ７、ホウ酸濃度Ｘ８、及び、処理液Ｌの実測導電率σを用いて、処理液Ｌのホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを求める。具体的には、上記実施例１と同様にしてＸ７、Ｘ８、Ｙ７、Ｙ８、ｎ７、ｎ８及び実測導電率σの関係から下記の式（７）及び式（８）が導かれる。よって、処理液Ｌのホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙは、これらの式の比例計算により求めることができる。

Ｘ＝Ｘ７＋（Ｘ８−Ｘ７）×（σ−σ７）／（σ８−σ７）‥‥‥（７）
Ｙ＝Ｙ７＋（Ｙ８−Ｙ７）×（σ−σ７）／（σ８−σ７）‥‥‥（８）
次に、ステップＳ３８は、上記実施例１のステップＳ８と同様にして行った。

このようにして求めた、処理液Ｌの成分濃度Ｘ及びＹ、並びに、各管理値からのずれΔＸ及びΔＹにより固定化工程の進行中に処理液濃度をモニタし、適正な管理値に修正することができる。なお、上記各ステップのうち、ステップＳ３２〜ステップＳ３７、或いは、ステップＳ３２〜ステップＳ３８を順次繰り返すことにより、連続して固定化工程の処理液Ｌの各成分濃度を常にモニタすることができる。

上記実施形態及び上記各実施例においては、これまで間欠的に滴定法で手分析されていた固定化工程で使用される処理液の成分濃度の変化を連続して常時把握することが可能になる。このことにより、操業中の処理液の濃度変化に素早く対応できる生産体制を確立することができる。

従って、固定化工程で使用される処理液の成分濃度を常に安定した状態に管理することができ、ポリビニルアルコール系フィルムに架橋するホウ酸の量が常に安定して得られた偏光子の品質の安定と歩留りの向上が可能となる。

よって、本発明は、滴定試薬や滴定廃液の処分などに余分なコストをかけることなく、固定化工程で使用される処理液の成分濃度の変化を連続して常時把握できるようにして、操業中の処理液の濃度変化に素早く対応できる成分濃度モニタ方法及びこの方法を使用する成分濃度モニタ装置を提供することができる。

なお、本発明の実施にあたり、上記各実施例に限らず、次のような変形例が挙げられる。例えば、上記各実施例においては、ホウ酸濃度１０水準、ヨウ化カリウム濃度１０水準とした１００種類の水溶液に対して、温度を１３水準とした導電率及び屈折率のデータベースを作成した。しかし、データベースは、これらの数に限定されるものではなく、データ数は任意に選定して差し支えない。

例えば、処理液Ｌの各管理値Ｘｔ、Ｙｔ及びＴｔを中心として、これらの変化が生じうる範囲を認識し、これらの範囲においてのみデータベースを作成するようにしてもよい。また、変化が微妙な領域においては、データの間隔を更に細かくすることにより、より正確なモニタが可能となる。

本発明は、ホウ酸及びヨウ化カリウムを成分として含有する処理液の成分濃度をモニタする成分濃度モニタ方法及び成分濃度モニタ装置に関するものであり、当該処理液の各成分濃度及び各管理値からのずれを連続して正確にモニタすることができる。このことにより、これらの情報を基にして、連続処理で行われ常時変化する処理液の各成分濃度を適正な管理値に修正することが容易となる。

よって、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの画像表示装置に用いられる偏光子の製造において、生産性と歩留まりが高まると共に、より性能の良い偏光子を製造することができ、偏光子を利用する産業全般に寄与することができる。

また、本発明に係る成分濃度モニタ方法は、導電率及び屈折率を利用して成分濃度を検知する方法において、各成分濃度が互いに影響を及ぼし合う場合であっても、他の成分の影響を排除して正確な成分濃度を求める方法に関するものである。よって、本発明の方法は、ホウ酸及びヨウ化カリウムを成分として含有する処理液に限らず、各成分濃度が導電率及び屈折率を利用して測定できる場合であって、各成分濃度が互いに影響を及ぼし合う２種類の成分を含有する他の処理液に関しても利用することができる。

これらのことにより、本発明に係る成分濃度モニタ方法は、広範囲の産業で使用される各種処理液の成分濃度のモニタにも応用することができる。

１０…固定化ユニット、１１…処理槽、１２、１３…マングル、１４…循環ポンプ、
１５ａ、１５ｂ…循環配管、１６…ロール、
２０…モニタユニット、２１…導電率センサ、２２…屈折率センサ、２２ａ…温度センサ、２３…マイクロコンピュータ、２４…モニタ、２５…検出配管、２６…校正用ポンプ、
１００…処理装置。

Claims (7)

1. ホウ酸及びヨウ化カリウムを成分として含有する処理液の成分濃度モニタ方法において、
   一連の既知濃度のホウ酸と一連の既知濃度のヨウ化カリウムとの組合せからなる複数の水溶液を用いて、当該複数の水溶液に対して、それぞれ、一連の温度条件における導電率を測定して各水溶液の温度と導電率との相関関係１を定めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記一連の温度条件における屈折率を測定して各水溶液の温度と屈折率との相関関係２を定める第１ステップと、
   モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を求めるにあたり、当該処理液の実測温度Ｔ、実測導電率σ及び実測屈折率ｎを測定する第２ステップと、
   前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係１を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の導電率を求めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係２を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の屈折率を求める第３ステップと、
   この第３ステップで求めた各水溶液の導電率及び屈折率、並びに、各水溶液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を用いて、前記実測温度Ｔにおける各ホウ酸濃度に対する導電率と屈折率との相関関係３を定めると共に、前記実測温度Ｔにおける各ホウ酸濃度に対する導電率とヨウ化カリウム濃度との相関関係４を定める第４ステップと、
   各ホウ酸濃度に対する前記相関関係３の中から前記実測導電率σ及び前記実測屈折率ｎに共通の近似値を有する２つの相関関係３−１（ホウ酸濃度Ｘ１における相関関係）及び相関関係３−２（ホウ酸濃度Ｘ２における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測導電率σに対する屈折率ｎ１及び屈折率ｎ２を求める第５ステップと、
   各ホウ酸濃度に対する前記相関関係４の中から前記ホウ酸濃度Ｘ１と前記ホウ酸濃度Ｘ２に対する２つの相関関係４−１（ホウ酸濃度Ｘ１における相関関係）及び相関関係４−２（ホウ酸濃度Ｘ２における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測導電率σに対するヨウ化カリウム濃度Ｙ１及びヨウ化カリウム濃度Ｙ２を求める第６ステップと、
   前記ホウ酸濃度Ｘ１、ホウ酸濃度Ｘ２、ヨウ化カリウム濃度Ｙ１、ヨウ化カリウム濃度Ｙ２、屈折率ｎ１、屈折率ｎ２及び実測屈折率ｎを用いて、下記の式（１）及び式（２）から、
   Ｘ＝Ｘ１＋（Ｘ２−Ｘ１）×（ｎ−ｎ１）／（ｎ２−ｎ１）‥‥‥（１）
   Ｙ＝Ｙ１＋（Ｙ２−Ｙ１）×（ｎ−ｎ１）／（ｎ２−ｎ１）‥‥‥（２）
   前記モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを求める第７ステップとを有することを特徴とする処理液の成分濃度モニタ方法。
2. ホウ酸及びヨウ化カリウムを成分として含有する処理液の成分濃度モニタ方法において、
   一連の既知濃度のホウ酸と一連の既知濃度のヨウ化カリウムとの組合せからなる複数の水溶液を用いて、当該複数の水溶液に対して、それぞれ、一連の温度条件における導電率を測定して各水溶液の温度と導電率との相関関係１を定めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記一連の温度条件における屈折率を測定して各水溶液の温度と屈折率との相関関係２を定める第１ステップと、
   モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を求めるにあたり、当該処理液の実測温度Ｔ、実測導電率σ及び実測屈折率ｎを測定する第２ステップと、
   前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係１を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の導電率を求めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係２を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の屈折率を求める第３ステップと、
   この第３ステップで求めた各水溶液の導電率及び屈折率、並びに、各水溶液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を用いて、前記実測温度Ｔにおける各ヨウ化カリウム濃度に対する導電率と屈折率との相関関係５を定めると共に、前記実測温度Ｔにおける各ヨウ化カリウム濃度に対する導電率とホウ酸濃度との相関関係６を定める第４ステップと、
   各ヨウ化カリウム濃度に対する前記相関関係５の中から前記実測導電率σ及び前記実測屈折率ｎに共通の近似値を有する２つの相関関係５−１（ヨウ化カリウム濃度Ｙ３における相関関係）及び相関関係５−２（ヨウ化カリウム濃度Ｙ４における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測導電率σに対する屈折率ｎ３及び屈折率ｎ４を求める第５ステップと、
   各ヨウ化カリウム濃度に対する前記相関関係６の中から前記ヨウ化カリウム濃度Ｙ３と前記ヨウ化カリウム濃度Ｙ４に対する２つの相関関係６−１（ヨウ化カリウム濃度Ｙ３における相関関係）及び相関関係６−２（ヨウ化カリウム濃度Ｙ４における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測導電率σに対するホウ酸濃度Ｘ３及びホウ酸濃度Ｘ４を求める第６ステップと、
   前記ホウ酸濃度Ｘ３、ホウ酸濃度Ｘ４、ヨウ化カリウム濃度Ｙ３、ヨウ化カリウム濃度Ｙ４、屈折率ｎ３、屈折率ｎ４及び実測屈折率ｎを用いて、下記の式（３）及び式（４）から、
   Ｘ＝Ｘ３＋（Ｘ４−Ｘ３）×（ｎ−ｎ３）／（ｎ４−ｎ３）‥‥‥（３）
   Ｙ＝Ｙ３＋（Ｙ４−Ｙ３）×（ｎ−ｎ３）／（ｎ４−ｎ３）‥‥‥（４）
   前記モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを求める第７ステップとを有することを特徴とする処理液の成分濃度モニタ方法。
3. ホウ酸及びヨウ化カリウムを成分として含有する処理液の成分濃度モニタ方法において、
   一連の既知濃度のホウ酸と一連の既知濃度のヨウ化カリウムとの組合せからなる複数の水溶液を用いて、当該複数の水溶液に対して、それぞれ、一連の温度条件における導電率を測定して各水溶液の温度と導電率との相関関係１を定めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記一連の温度条件における屈折率を測定して各水溶液の温度と屈折率との相関関係２を定める第１ステップと、
   モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を求めるにあたり、当該処理液の実測温度Ｔ、実測導電率σ及び実測屈折率ｎを測定する第２ステップと、
   前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係１を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の導電率を求めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係２を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の屈折率を求める第３ステップと、
   この第３ステップで求めた各水溶液の導電率及び屈折率、並びに、各水溶液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を用いて、前記実測温度Ｔにおける各ホウ酸濃度に対する導電率と屈折率との相関関係７を定めると共に、前記実測温度Ｔにおける各ホウ酸濃度に対するヨウ化カリウム濃度と屈折率との相関関係８を定める第４ステップと、
   各ホウ酸濃度に対する前記相関関係７の中から前記実測導電率σ及び前記実測屈折率ｎに共通の近似値を有する２つの相関関係７−１（ホウ酸濃度Ｘ５における相関関係）及び相関関係７−２（ホウ酸濃度Ｘ６における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測屈折率ｎに対する導電率σ５及び導電率σ６を求める第５ステップと、
   各ホウ酸濃度に対する前記相関関係８の中から前記ホウ酸濃度Ｘ５と前記ホウ酸濃度Ｘ６に対する２つの相関関係８−１（ホウ酸濃度Ｘ５における相関関係）及び相関関係８−２（ホウ酸濃度Ｘ６における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測屈折率ｎに対するヨウ化カリウム濃度Ｙ５及びヨウ化カリウム濃度Ｙ６を求める第６ステップと、
   前記ホウ酸濃度Ｘ５、ホウ酸濃度Ｘ６、ヨウ化カリウム濃度Ｙ５、ヨウ化カリウム濃度Ｙ６、導電率σ５、導電率σ６及び実測導電率σを用いて、下記の式（５）及び式（６）から、
   Ｘ＝Ｘ５＋（Ｘ６−Ｘ５）×（σ−σ５）／（σ６−σ５）‥‥‥（５）
   Ｙ＝Ｙ５＋（Ｙ６−Ｙ５）×（σ−σ５）／（σ６−σ５）‥‥‥（６）
   前記モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを求める第７ステップとを有することを特徴とする処理液の成分濃度モニタ方法。
4. ホウ酸及びヨウ化カリウムを成分として含有する処理液の成分濃度モニタ方法において、
   一連の既知濃度のホウ酸と一連の既知濃度のヨウ化カリウムとの組合せからなる複数の水溶液を用いて、当該複数の水溶液に対して、それぞれ、一連の温度条件における導電率を測定して各水溶液の温度と導電率との相関関係１を定めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記一連の温度条件における屈折率を測定して各水溶液の温度と屈折率との相関関係２を定める第１ステップと、
   モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を求めるにあたり、当該処理液の実測温度Ｔ、実測導電率σ及び実測屈折率ｎを測定する第２ステップと、
   前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係１を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の導電率を求めると共に、前記複数の水溶液に対して、それぞれ、前記相関関係２を用いて、前記実測温度Ｔにおける各水溶液の屈折率を求める第３ステップと、
   この第３ステップで求めた各水溶液の導電率及び屈折率、並びに、各水溶液のホウ酸濃度及びヨウ化カリウム濃度を用いて、前記実測温度Ｔにおける各ヨウ化カリウム濃度に対する導電率と屈折率との相関関係９を定めると共に、前記実測温度Ｔにおける各ヨウ化カリウム濃度に対するホウ酸濃度と屈折率との相関関係１０を定める第４ステップと、
   各ヨウ化カリウム濃度に対する前記相関関係９の中から前記実測導電率σ及び前記実測屈折率ｎに共通の近似値を有する２つの相関関係９−１（ヨウ化カリウム濃度Ｙ７における相関関係）及び相関関係９−２（ヨウ化カリウム濃度Ｙ８における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測屈折率ｎに対する導電率σ７及び導電率σ８を求める第５ステップと、
   各ヨウ化カリウム濃度に対する前記相関関係１０の中から前記ヨウ化カリウム濃度Ｙ７と前記ヨウ化カリウム濃度Ｙ８に対する２つの相関関係１０−１（ヨウ化カリウム濃度Ｙ７における相関関係）及び相関関係１０−２（ヨウ化カリウム濃度Ｙ８における相関関係）を選択し、これらの相関関係から、それぞれ、前記実測屈折率ｎに対するホウ酸濃度Ｘ７及びホウ酸濃度Ｘ８を求める第６ステップと、
   前記ホウ酸濃度Ｘ７、ホウ酸濃度Ｘ８、ヨウ化カリウム濃度Ｙ７、ヨウ化カリウム濃度Ｙ８、導電率σ７、導電率σ８及び実測導電率σを用いて、下記の式（７）及び式（８）から、
   Ｘ＝Ｘ７＋（Ｘ８−Ｘ７）×（σ−σ７）／（σ８−σ７）‥‥‥（７）
   Ｙ＝Ｙ７＋（Ｙ８−Ｙ７）×（σ−σ７）／（σ８−σ７）‥‥‥（８）
   前記モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを求める第７ステップとを有することを特徴とする処理液の成分濃度モニタ方法。
5. 前記第７ステップで算出した前記モニタ対象となる処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙについて、各対応の所定の管理値からずれΔＸ及びΔＹを算出する第８ステップを有することを特徴とする前記請求項１〜４のいずれか１つに記載の処理液の成分濃度モニタ方法。
6. 前記モニタ対象となる処理液の実測温度Ｔを検出する温度検出手段と、
   前記処理液の実測導電率σを検出する導電率検出手段と、
   前記処理液の実測屈折率ｎを検出する屈折率検出手段と、
   前記実測温度Ｔ、前記実測導電率σ及び前記実測屈折率ｎを用いて前記処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを演算する濃度演算手段と、
   前記ホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを表示する表示手段とを備え、
   請求項１〜４のいずれか１つに記載の成分濃度モニタ方法を用いて算出した前記処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを前記表示手段にモニタすることを特徴とする処理液の成分濃度モニタ装置。
7. 前記モニタ対象となる処理液の実測温度Ｔを検出する温度検出手段と、
   前記処理液の実測導電率σを検出する導電率検出手段と、
   前記処理液の実測屈折率ｎを検出する屈折率検出手段と、
   前記実測温度Ｔ、前記実測導電率σ及び前記実測屈折率ｎを用いて前記処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを演算する濃度演算手段と、
   前記処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙについて各対応の所定の管理値からのずれΔＸ及びΔＹを演算するずれ演算手段と、
   前記ホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙを表示する表示手段とを備え、
   請求項５に記載の成分濃度モニタ方法を用いて算出した前記処理液のホウ酸濃度Ｘ及びヨウ化カリウム濃度Ｙ、並びに、各対応の所定の管理値からのずれΔＸ及びΔＹを前記表示手段にモニタすることを特徴とする処理液の成分濃度モニタ装置。

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