FTIRに専用の防湿ボックスを選ぶべき理由

11月 27, 2025

FTIRは、赤外光に対する物質の吸収・透過特性を検出することにより、分子構造や化学組成を分析する装置である。

中核的な目的：

1.定性分析：物質の官能基や化学結合（C-H、O-Hなど）を特定し、物質の種類（有機物、無機物、高分子など）を判断する。

2.定量分析：混合物中の各成分の含有量（不純物含有量、成分比率など）を測定する。

3.アプリケーション・シナリオ：化学、材料、医療、環境保護などの分野をカバー。例えば、プラスチック成分、医薬品の純度、食品添加物の検出、汚染物質の種類の分析など。

簡単な例えだ：分子の「赤外線指紋」検査を行うようなものだ。各物質には固有の赤外線吸収スペクトルがあり、そのスペクトルを素早く「照合」して成分を特定することができる。

I.各分野における具体的な適用事例（実践シナリオ＋検出目的）

1.化学／化学工学の分野において：有機合成生成物の官能基の同定（エステルのC=O結合の確認など）、反応が完結しているかどうかの判定、溶媒の純度の分析（エタノールの含水率など）。

2.材料分野ではプラスチックやゴムの種類（PEとPVCの区別など）を識別し、繊維の組成（綿、合成繊維の混紡比率）を検出する。

3.製薬分野では医薬品の有効成分の確認（アスピリンの特徴的なスペクトルなど）、医薬品の不純物の検出（純度管理）、薬草の真偽の確認（甘草の赤外線指紋など）。

4.食品分野食品添加物（保存料、色素など）の検出、油の腐敗度合いの分析、蜂蜜や粉ミルクなどの製品の真贋判定（不純物の混入を避けるため）。

5.環境保護分野では廃水/ガス中の汚染物質の定性分析（揮発性有機化合物VOCなど）、土壌中の重金属錯体の検出。

6.電子・半導体分野：チップ包装材料の組成分析、回路基板上の残留汚染物質の検出（はんだフラックスなど）。

II.主要テクニカル指標（コア指標＋一般的解釈）

1.波数範囲：一般的に4000～400cm¹（中赤外域）で、大半の有機・無機物質の特徴的な吸収ピークをカバーする。波数域が広いほど、検出できる物質の種類が増える。

2.解像度：通常0.5～4cm¹。分解能が高いほどピーク形状が明瞭になり、類似した構造の物質（異性体など）を区別できる。

3.信号対雑音比（S/N）：数値が高いほどスペクトルがきれい（ノイズが少ない）で、低濃度の不純物（微量汚染物質など）の検出に適している。

4.スキャン速度：単位時間当たりのスキャン回数。速度が速いほど検出効率が高くなる（バッチサンプルの迅速スクリーニングなど）。

5.試料セル/アタッチメント：透過セル（液体/気体）、減衰全反射（ATR、固体/粘性試料は前処理不要）、拡散反射（粉末試料）。アタッチメントが多いほど、適用可能なシナリオが広がる。

防湿専用ボックスを選ぶ理由

フーリエ赤外分光計の基幹部品であるビームスプリッタ、検出器、試料室の窓がすべて臭化カリウム材料でできている関係上、よく知られているように、臭化カリウムは赤外域で最も透過率の高い材料である。しかし、非常に吸湿しやすいという致命的な欠点がある。吸湿すると部品表面が曇って潮解してしまう。赤外線分光器メーカーは、設計段階で内部に二重のシールを設ける。しかし、時間の経過や四季折々の温度・湿度の変化により、シール・ストリップは老朽化し、肉眼では見えないひび割れが生じます。その結果、部品が湿気を吸収して損傷し、分光器が正常に機能しなくなるのです。図1参照（干渉計、検出器、ビームスプリッター。部品が濡れてしまうと、部品の表面が潮解してしまいます。この部品は特殊な加工が施されているため修理ができず、新しい部品と交換するしかないが、その費用は最大で4,000～12,000米ドルかかる）。

赤外線分光計を保護するためには、環境の湿度をコントロールする必要があることに誰もが気づいた。最初に思いついたのは除湿機の設置だった。除湿機はすぐに効果を発揮し、湿度90%の環境で起動後1時間以内に集水ボックスを満水にすることができた。さまざまな研究室の規模に応じて、異なるパワーの除湿機モデルが設定された。その後、除湿機は各赤外分光計メーカーの標準付属品となりました。しかし、時が経つにつれ、除湿機の使用中にいくつかの致命的な問題が発生した。

まず、ほとんどの研究所では、湿度の高い季節の勤務時間中に除湿機のスイッチを入れ、除湿機の集水ボックスから水を流し、勤務終了後も起動を続けていた。しかし、除湿機の水位が満水になると運転が停止し、基本的には午後10時頃には運転が停止していた。このため、除湿機を使用していても赤外分光計が破損することがあった。99%湿って破損した赤外分光計は、当直者がおらず除湿装置が作動していない夜間に発生した。大学の休暇中やCOVID-19の大流行時には、当直者がいなかったため、保証修理が必要な赤外分光計が大量に発生した。継続的に湿度を下げるために、除湿機の排水管を窓に接続しているお客様もいらっしゃいました（満水による除湿機の停止を避けるため）。しかし、除湿機の原理はコンプレッサーが起動することであり、この長期運転は多くの電力を消費するだけでなく、配線の老朽化による火災の危険性もある。

この苦境に対して、弊社は赤外線分光計電子防湿庫を開発しました。この製品は専用の除湿装置を備えており、干渉計と検出器を吸湿による損傷から効果的に保護することができます。その防湿ボックス PC/JEDECJ-STD-033Bの動作基準（湿度が50RH%を超えないこと）に準拠しています。湿度をリアルタイムに監視し、設定湿度を超えると自動的に除湿機能を作動させることができる。消耗品が不要で、消費電力が少なく、現在、全国で販売され、海外の国や地域にも輸出されており、全世界のフーリエ赤外分光計ユーザーを保護しています。

製品原理：

防湿ボックス内の防湿モジュールは、分子層膜の固体電解技術を採用している。空間範囲内の水分子をモジュール内に吸着させる。内部の化学分子層膜は電解マイクロ加熱によりボックス内の水蒸気を除去し、波状水を発生させず、定期的な排水や清掃が不要である。モジュールにはインテリジェント感知装置が搭載されている。設定湿度を超えると、防湿ボックスは自動的に除湿を開始します。本製品は除湿機能のみで、加湿機能はありません。分子層フィルムはモレキュラーシーブとシリカゲルを組み合わせた特殊素材です。コンポーネントで構成されています。この電子防湿ボックスは消費電力が極めて低い。日常使用において、消耗品の交換は不要です。除湿モジュールの有効期限は5～8年です（お客様の実験環境から算出）。