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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6700515
(24)【登録日】2020年5月8日
(45)【発行日】2020年5月27日
(54)【発明の名称】精製装置
(51)【国際特許分類】
B01D 7/02 20060101AFI20200518BHJP
B01D 3/00 20060101ALI20200518BHJP
【ＦＩ】
B01D7/02
B01D3/00 Z
【請求項の数】8
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2019-142890(P2019-142890)
(22)【出願日】2019年8月2日
【審査請求日】2019年8月5日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】716004877
【氏名又は名称】株式会社奥本研究所
(72)【発明者】
【氏名】奥本 健二
(72)【発明者】
【氏名】森下 亨
【審査官】
菊地 寛
(56)【参考文献】
【文献】
特許第６４３２８７４（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】
特開昭４６−００２７３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第０３／０５１７９６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２０１５−０６２８４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１９／１１６６５１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２００７−１６７６９７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ０１Ｄ ３／００−８／００
Ｃ０７Ｂ ６３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
物質を気化して精製する精製部と、
前記精製部に近接して設けられ、前記精製部に温度勾配を付ける温度調節部と、
前記精製部の片方の端部側に設けられた真空排気手段と、
を有し、
前記精製部は、横長あるいは縦長に連なって設けられた第１の精製管と、連結部材と、第２の精製管とをこの順番で含み、
前記連結部材の内壁には、連結用の形状１が設けられ、
前記第１の精製管は、第１の端部、第２の端部を有し、
前記第２の端部付近には、開口と連結用の形状２が設けられ、
前記第２の精製管は、第３の端部、第４の端部を有し、
前記第３の端部と前記第４の端部とには、それぞれに開口が設けられ、
前記第３の端部付近には、連結用の形状３が設けられ、
前記第２の端部と前記第３の端部は、前記連結部材によって覆われて連結されており、
前記連結の方式がねじ方式であり、
前記連結用の形状１乃至３がねじ形状であり、
前記連結部材が前記連結用の形状１を含む形で２つ以上の部品に分割できる構造を有してなることを特徴とする精製装置。
前記精製部に近接して設けられ、前記精製部に温度勾配を付ける温度調節部と、
前記精製部の片方の端部側に設けられた真空排気手段と、
を有し、
前記精製部は、横長あるいは縦長に連なって設けられた第１の精製管と、連結部材と、第２の精製管とをこの順番で含み、
前記連結部材の内壁には、連結用の形状１が設けられ、
前記第１の精製管は、第１の端部、第２の端部を有し、
前記第２の端部付近には、開口と連結用の形状２が設けられ、
前記第２の精製管は、第３の端部、第４の端部を有し、
前記第３の端部と前記第４の端部とには、それぞれに開口が設けられ、
前記第３の端部付近には、連結用の形状３が設けられ、
前記第２の端部と前記第３の端部は、前記連結部材によって覆われて連結されており、
前記連結の方式がねじ方式であり、
前記連結用の形状１乃至３がねじ形状であり、
前記連結部材が前記連結用の形状１を含む形で２つ以上の部品に分割できる構造を有してなることを特徴とする精製装置。
【請求項2】
請求項１において、前記連結部材が前記２つ以上の部品を組み合わせた位置を固定するための機構を有してなることを特徴とする精製装置。
【請求項3】
請求項１において、前記連結部材が、前記分割できる構造の分割面の一部に、分割を促進するための構造を有してなることを特徴とする精製装置。
【請求項4】
請求項１において、前記分割できる構造の分割面の近傍において、分割された部品を物理的につなぐ構造を有してなることを特徴とする精製装置。
【請求項5】
請求項１において、前記第２の端部および前記第３の端部がガスケットを介して接触していることを特徴とする精製装置。
【請求項6】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記真空排気手段によって、前記第１の精製管と前記第２の精製管の外側が常圧で内側が減圧にできる構造
であることを特徴とする精製装置。
前記真空排気手段によって、前記第１の精製管と前記第２の精製管の外側が常圧で内側が減圧にできる構造
であることを特徴とする精製装置。
【請求項7】
第１の精製管と第２の精製管の内部で物質を気化して精製する精製方法であって、
連結方式がねじ方式である連結部材を組み立てる工程と、
第１の精製管と第２の精製管とを、前記の組み立てられた連結部材によって連結させる工程と、
前記第１の精製管と第２の精製管に温度勾配を設ける工程と、
前記第１あるいは第２の精製管内で物質を気化させる工程と、
前記ねじ方式の連結部材を２つ以上の部品に分割する工程と、
第１の精製管と連結部材と第２の精製管とを分離する工程と、
精製された物質を回収する工程と
をこの順に含むことを特徴とする物質の精製方法。
連結方式がねじ方式である連結部材を組み立てる工程と、
第１の精製管と第２の精製管とを、前記の組み立てられた連結部材によって連結させる工程と、
前記第１の精製管と第２の精製管に温度勾配を設ける工程と、
前記第１あるいは第２の精製管内で物質を気化させる工程と、
前記ねじ方式の連結部材を２つ以上の部品に分割する工程と、
第１の精製管と連結部材と第２の精製管とを分離する工程と、
精製された物質を回収する工程と
をこの順に含むことを特徴とする物質の精製方法。
【請求項8】
請求項７に記載の物質の精製方法のうち、
前記ねじ方式の連結部材を２つ以上の部品に分割する工程と、
第１の精製管と連結部材と第２の精製管とを分離する工程との間に、
分割した連結部材を再度結合する工程と、
結合した連結部材を第１の精製管と第２の精製管に再度連結する工程と
をこの順に含むことを特徴とする物質の精製方法。
前記ねじ方式の連結部材を２つ以上の部品に分割する工程と、
第１の精製管と連結部材と第２の精製管とを分離する工程との間に、
分割した連結部材を再度結合する工程と、
結合した連結部材を第１の精製管と第２の精製管に再度連結する工程と
をこの順に含むことを特徴とする物質の精製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物質を精製するための精製装置に関し、特に物質を気化して精製するための装置と精製の方法に関する。
【背景技術】
【0002】
有機材料の精製方法として、再結晶法やクロマトグラフ法とともに、昇華精製法が知られている。昇華精製法とは、一般に、精製対象である不純物を含有する試料を容器の中に設置し、設置した試料を加熱することで気化させて精製する手法である。除去したい不純物の揮発性が目的物よりも低い場合は、目的物を揮発・析出させて分離し、不純物は揮発させず残留させることで精製できる。除去したい不純物の揮発性が目的物よりも高い場合は、目的物が析出した位置の温度よりも低い温度の位置で析出させるか、容器外部に流出させることで精製する。
【0003】
昇華精製法は、有機EL、有機太陽電池、有機トランジスタなど有機物を用いる薄膜デバイスの製造やその性能に対して非常に重要な手法であり、例えば、特許文献１にその理由の記載がある。
【0004】
特許文献１には、連結部材を用いて２つの精製管を連結する昇華精製装置について開示されており、これによって、１．目的物質を高い純度で精製でき、２．高い収率で精製でき、３．再現性が高く精製でき、４．精製管の設置が容易であり、５．精製物の回収と保管が容易であり、６．装置の洗浄の手間が少ない精製装置を実現できるとの効果が開示されている。
【0005】
特許文献１の００４８段落目には、昇華精製に関わる課題と発明の内容および効果について記載がある。すなわち、昇華精製を行っているときに、２つの精製管の連結部に試料が析出して２つの精製管を接着してしまい、２つの精製管を取り外すのが困難となる課題に対して、ねじ方式の連結部材で２つの精製管を連結することによって、ねじを外す際に接着している試料に強い外力を加えて機械的に破壊できるので、容易に精製管を取り外すことができる、という内容を開示している。
【0006】
一方、前段落で述べた、ねじ方式の連結部材で２つの精製管を連結する精製装置と手法には次のような課題が残っている。すなわち、ねじ方式の連結部材で２つの精製管を連結し、加熱により昇華精製した後に精製管を連結部材から外そうとしたときに、連結部材と精製管の雄ねじと雌ねじが精製中にずれてしまい、ねじを外すことが困難になる課題である。
【0007】
前段落の課題は、特に３００℃や４００℃を超える高温で精製を行った場合や、精製管と連結管内部を高真空にして精製を行った場合に特に発生しやすい。この原因は、精製前に正常に噛み合わされていた雄ねじと雌ねじが、精製中に正常な位置からずれてしまうためである。高温で精製して常温に戻した場合は、精製管と連結管の熱膨張係数の違いや、熱源からの距離の差による温度勾配がずれの原因になっている。また、精製中に精製管と連結管内部を真空にする場合は、精製管の外の圧力と中の圧力の差に起因する応力がずれの原因になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特許第６４３２８７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、１．目的物質を高い純度で精製でき、２．高い収率で精製でき、３．再現性が高く精製でき、４．精製管の設置が容易であり、５．精製物の回収と保管が容易であり、６．装置の洗浄の手間が少ない精製装置と精製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】
【0010】
本発明の精製装置は、物質を気化して精製する精製部と、
前記精製部に近接して設けられ、前記精製部に温度勾配を付ける温度調節部と、
前記精製部の片方の端部側に設けられた真空排気手段と、
を有し、
前記精製部は、横長あるいは縦長に連なって設けられた第１の精製管と、連結部材と、第２の精製管とをこの順番で含み、
前記連結部材の内壁には、連結用の形状１が設けられ、
前記第１の精製管は、第１の端部、第２の端部を有し、
前記第２の端部付近には、開口と連結用の形状２が設けられ、
前記第２の精製管は、第３の端部、第４の端部を有し、
前記第３の端部と前記第４の端部とには、それぞれに開口が設けられ、
前記第３の端部付近には、連結用の形状３が設けられ、
前記第２の端部と前記第３の端部は、前記連結部材によって覆われて連結されており、
前記連結の方式がねじ方式であり、
前記連結用の形状１乃至３がねじ形状であり、
前記連結部材が前記連結用の形状１を含む形で２つ以上の部品に分割できる構造を有してなることを特徴とする精製装置である。
【0011】
本発明の別の形態としては、前記連結部材が前記２つ以上の部品を組み合わせた位置を固定するための機構を有してなることを特徴とする精製装置である。
【0012】
本発明の別の形態としては、前記連結部材が、前記分割できる構造の分割面の一部に、分割を促進するための構造を有してなることを特徴とする精製装置である。
【0013】
本発明の別の形態としては、前記分割できる構造の分割面の近傍において、分割された部品を物理的につなぐ構造を有してなることを特徴とする精製装置である。
【0014】
本発明の別の形態としては、前記第２の端部および前記第３の端部がガスケットを介して接触していることを特徴とする精製装置である。
【0015】
本発明の別の形態としては、前記真空排気手段によって、前記第１の精製管と前記第２の精製管の外側が常圧で内側が減圧にできる構造であることを特徴とする精製装置である。
【0016】
本発明の精製方法は、第１の精製管と第２の精製管の内部で物質を気化して精製する精製方法であって、
連結方法がねじ方式である連結部材を組み立てる工程と、
第１の精製管と第２の精製管とを、前記の組み立てられた連結部材によって連結させる工程と、
前記第１の精製管と第２の精製管に温度勾配を設ける工程と、
前記第１あるいは第２の精製管内で物質を気化させる工程と、
前記ねじ方式の連結部材を２つ以上の部品に分割する工程と、
第１の精製管と連結部材と第２の精製管とを分離する工程と、
精製された物質を回収する工程と
をこの順に含むことを特徴とする物質の精製方法である。
【0017】
本発明の精製方法は、前記ねじ方式の連結部材を２つ以上の部品に分割する工程と、
第１の精製管と連結部材と第２の精製管とを分離する工程との間に、
分割した連結部材を再度結合する工程と、
結合した連結部材を第１の精製管と第２の精製管に再度連結する工程と
をこの順に含むことを特徴とする物質の精製方法である。
【0018】
なお、本発明で精製する物質は有機材料に限らず、気化して精製できるあらゆる物質を範疇に含むものとする。また、本明細書中において精製とは、物質の三態の変化を利用するものとし、昇華精製のほか、蒸留も範疇に含むものとする。すなわち、常温、常圧で固体が液体を経ずに直接その気体になる現象、および逆に気体が液体を経ずに直接その固体になる現象を利用する精製のほか、常温、常圧で固体が液体を経て気体になる現象、および逆に気体が液体を経て固体になる現象を利用する精製も含むものとする。したがって、目的物質は固体として昇華または凝固するものだけでなく、液体として凝縮するものも含むものとする。また、本明細書では、固体として昇華または凝固することを析出ということとする。
【発明の効果】
【0019】
本発明の構成あるいは精製方法とすることで、１．目的物質を高い純度で精製でき、２．高い収率で精製でき、３．再現性が高く精製でき、４．精製管の設置が容易であり、５．精製物の回収と保管が容易であり、６．装置の洗浄の手間が少ない精製装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の精製装置の一例を示す図。
【図2】本発明の精製装置の一例を示す図。
【図3】本発明の精製装置の一例を示す図。
【図4】本発明の精製部および精製管連結部の一例を示す図。
【図5】本発明の精製部および精製管連結部の一例を示す図。
【図6】本発明の精製管連結部の断面を説明する図。
【図7】本発明の連結部材の分割の一例を説明する図。
【図8】本発明の連結部材の分割による応力の緩和を説明する図。
【図9】本発明の精製部の一例を示す図。
【図10】本発明の精製部および精製管連結部の一例を示す図。
【図11】本発明の精製部および精製管連結部の一例を示す図。
【図12】本発明の精製装置の一例を示す図。
【図13】本発明の精製管連結部の断面の一例を説明する図。
【図14】本発明の連結部材の分割の一例を説明する図。
【図15】本発明の精製管連結部の断面の一例を説明する図。
【図16】本発明の連結部材の分割の一例を説明する図。
【図17】本発明の連結部材の固定の一例を説明する図。
【図18】実施例１の精製装置の図。
【図19】実施例１の分割式の連結部材の写真。
【図20】実施例１の連結部の写真。
【図21】実施例１の精製工程後の写真。
【図22】実施例２の精製工程中の写真。
【図23】実施例２の精製工程後の写真。
【図24】実施例２の精製工程後の連結部材の取り外し中の写真。
【図25】実施例２の精製工程後の連結部材の取り外し後の写真。
【図26】実施例２で精製される前の物質の１Ｈ−ＮＭＲチャート。
【図27】実施例２で精製された精製物の１Ｈ−ＮＭＲチャート。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施の形態について、図面などを用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記述内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
【0023】
図１、２、３は、本発明の精製装置を模式的に示した断面図である。
【0024】
本発明の精製装置１００は、試料を気化し、目的物質を精製、回収するための精製部１１０と、試料を気化し、精製するための温度調節手段１２０と、真空排気手段１３０と、を有する。なお、本明細書で試料とは、目的物質、不純物、及び溶媒等が混在している物質のことを示す。
【0025】
図１に示すように、温度調節手段１２０は、精製部１１０に近接して設けられており、精製部１１０は温度調節手段１２０により温度勾配を付けられる。具体的には、試料が全て気化する温度領域、目的物質が析出又は凝縮する温度領域など、目的物質を精製できるように、精製部１１０は温度勾配を付けられる。温度勾配は、一方向に温度が低くなるようにしてもよいし、精製部１１０の中央を高温領域となるようにし、両方向に温度が低くなるようにしてもよい。
【0026】
精製部１１０で気化した試料は、蒸気圧の低い方へ拡散していく。蒸気圧は一般に温度の上昇とともに増大する。したがって、気化した試料は温度勾配に従い温度の低い方へ拡散していく。すなわち、気化した試料は精製管内の圧力及び温度勾配に従い、液体または固体に状態変化する温度で液体として凝縮するかまたは固体として析出する。なお、試料が気化する温度領域は、精製部１１０の最も高温の領域となる。
【0027】
温度調節手段１２０としては、ヒーター、ホットプレート等を用いればよく、精製部１１０に近接して（例えば、試料を気化する精製管の近傍等）設ければよい。なお、図１では温度調節手段１２０を精製部１１０に近接して１つのみ設けた場合を示したが、本発明はこれに限らず、複数個設けても構わない。温度調節手段１２０の設置場所や個数は、適宜変更可能である。また、精製部１１０にかけた温度勾配の状態を維持できるように、保温手段や、精製部１１０を囲う保護カバー等を設けるのが好ましい。
【0028】
精製部１１０の温度調節をする際に、試料が気化する温度、目的物質が析出又は凝縮する温度等の温度領域を最適な温度に設定する必要がある。これは、目的物質の分解点、昇華点、又は沸点等を調べ、設定すればよい。
【0029】
真空排気手段１３０としては、真空ポンプを用いることができ、その中でもロータリーポンプ、油拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプなどを用いることができる。
【0030】
本発明の精製装置１００の別の形態としては、図２に示すように、試料を気化し、目的物質を精製、回収するための精製部１１０と、試料を気化し、精製するための温度調節手段１２０と、真空排気手段１３０と、精製部１１０を格納した真空容器１４０とを有する。
【0031】
精製部１１０を格納した真空容器１４０は、真空排気手段によってその内部を減圧させた時に形を変えないことと、精製時の高温に耐えられる耐熱性が求められる。その素材としては、耐熱性の樹脂や、ガラス、金属や合金などを用いることができる。
【0032】
本発明の精製装置１００の別の形態としては、図３に示すように、試料を気化し、目的物質を精製、回収するための精製部１１０と、試料を気化し、精製するための温度調節手段１２０と、真空排気手段１３０と、精製部１１０を格納した真空容器１４０と、気体供給手段１５０とを有する。気体供給手段１５０から供給する気体としては、アルゴン、窒素等の不活性ガスを用いればよい。これによって、試料の気化による内圧だけに頼ることなく、精製部１１０内部に物質の流れを作ることができる。
【0033】
次に、本発明の精製部１１０について、図４と図５を用いて詳しく説明する。図４は精製部１１０が有する２つの精製管２１０と２２０と、これら２つの精製管を連結する連結部材３１０の斜視図を示したものである。図４における連結部材３１０内部における、２つの精製管の連結状態を示すため、図５においては、連結部材３１０内部の模式図を示している。
【0034】
精製部１１０には、図４に示す実線の両方向矢印のような温度勾配が付けられる。図４に示す実線は、紙面に対して右から左へと一方向に温度が低下していることを示している。第１の精製管２１０内の試料を配置する場所には、精製部１１０において最も高い温度がかけられる。
【0035】
本実施の形態では第１の精製管２１０に隣接して、目的物質を回収するための第２の精製管２２０を配置する。なお、本発明はこの限りでなく、第１の精製管２１０と第２の精製管２２０以外に、例えば、第３の精製管を第２の精製管に連結されるように配置しても構わない。目的物質を回収するための精製管を配置した領域が、予め調べた目的物質が析出又は凝縮する温度になればよい。
【0036】
第１の精製管２１０、及び第２の精製管２２０の基本構造は、円筒形の中空管である。さらに、第１の精製管２１０、及び第２の精製管２２０は、気化した試料（目的物質及び不純物を含む）が通過できるように、少なくとも隣接する精製管と連結部材によって連結される端部には開口が設けられている。精製管としては、樹脂、ガラス、石英、金属、合金等からなる中空管を用いるのが好ましい。また、本発明の精製管はこれに限らず、試料や目的物質及び不純物と反応しない材料で、且つ目的物質の回収時に目的物質中に混入せず、実施温度に耐えうる材質であればよい。
【0037】
図４および図５では、第１の精製管２１０の右側は開口されておらず、精製管２１０の左側及び第２の精製管２２０の両端部に開口が設けられている。そして、２つの精製管２１０と２２０とが、これら２つの精製管を連結する連結部材３１０によってねじ方式によって連結されている。
【0038】
本明細書において、ねじ方式は次のように定義する。すなわち、雄ねじと雌ねじを組み合わせて固定する連結の方式であり、雄ねじは円筒や円錐の面に沿って螺旋状の突起が設けられており、雌ねじは雄ねじに対応するように円筒や円錐の面に沿って螺旋状の溝が設けられたものであり、雄ねじを雌ねじに挿入することで固定される。
【0039】
図５に示すように、第１の精製管２１０は、第１の端部２１１、中央部、第２の端部２１２の領域を有しており、第２の端部２１２の付近には、開口と雄ねじの突起形状２１５が設けられている。第２の精製管２２０は、第３の端部２２３、中央部、及び第４の端部２２４の領域を有しており、第３と第４の端部とには、それぞれ開口が設けられ、前記第３の端部付近には雄ねじ形状２２５が設けられている。また、連結部材３１０は、ねじ形状２１５および２２５に適合する雌ねじの溝３１５を有しており、端部２１２は端部２２３とねじ形状２１５、２２５、３１５によって、連結部材３１０に覆われながら連結されている。なお、図５では、精製管側が雄ねじ、連結部材側が雌ねじとなる組み合わせの例が記載されているが、精製管側が雌ねじ、連結部材側が雄ねじとなる組み合わせでもよい。
【0040】
図６は、図４の連結部の断面図を示している。図６（A）は、連結部材３１０を中央部で紙面に垂直に切断したときの断面図である。図６（B）は、連結部材３１０を中央部で紙面と平行に切断した時の断面図である。また図６（C）は、連結部材３１０に精製管２１０および２２０を挿入した状態で、連結部材３１０を中央部で紙面と平行に切断した時の断面図である。
【0041】
本発明の効果を得るためには、本発明の連結部材３１０は、ねじの部位を含む形で２つ以上の部品に分割できる構造を有していることが必要である。例えば、図７に示されるように、連結部材３１０のほぼ中央において２つの部品に分割できる方式でもよい。これによって、精製後に連結部材と連結された精製管を容易に取り外すことができる。
【0042】
連結部材を分割することによって取り外しを容易にできる原理は、次のように説明できる。図８に示すように、精製中の熱勾配や圧力差によって、精製中に第２の精製管２２０が斜めにずれ、雄ねじと雌ねじが正常位置から斜めにずれてしまった場合、６００で示される位置において雄ねじと雌ねじが接触し強い応力が発生する。この場合、ねじの螺旋方向に回転させて取り外そうとしても、この強い応力のために、雄ねじを雌ねじの溝に沿って進ませることができず、したがって取り外すことができない。ところが、連結部材３１０を分割できれば、６００で示される位置の応力は簡単に開放でき、容易に取り外すことができるのである。また、連結部材を分割できる構造にしておけば、発生する応力は連結部材の分割面をずらす力として開放されるので、そもそもねじを回す力を妨げる応力が蓄積されにくい、という効果があることが見出された。
【0043】
ねじ方式の連結部材を分割する別の利点として、連結作業が容易になることが挙げられる。連結部材が分割できない場合、２つの精製管を連結させるためには、精製管のねじ部を一つずつ、連結部材の端からねじ回ししながら送りこまなければならない。これに対して、連結部材が分割できる場合、例えば図８のような分割ができる雌ねじの連結部材と雄ねじの精製管の場合で説明すると、分割された部品を設置し、精製管をその上から分割された部品の雌ねじに合うように置いて仮設置ができ、さらにその上からもう片方の分割された連結部材をねじが合致するように組み合わせることで連結が完成できる。したがって、連結部材の端から精製管をねじ回しして送り込む必要と手間がない。この利点は、特に量産装置などで巨大な精製管が必要となるときに大きな利点となる。大型装置では、連結部材を温度調節手段（ヒーターや炉）側に固定してもよい。
【0044】
本発明によれば、精製工程の前に２つの精製管を連結部材によって簡便に連結でき、また、真空引きなどの気流によって精製管同士の位置関係がずれることがなく、設置が容易である。さらに、精製後に簡便に取り外すことができる。
【0045】
また、本発明によれば、精製工程の前に２つの精製管をお互いの相対的な位置が変わらないように固定した後に、精製装置内に設置でき、常に一定の位置関係を保つことができる。このため、繰り返し、同じ精製を実施した際にも、再現性よく精製ができる。
【0046】
また、本発明によれば、精製管同士を位置的に固定できるため、複数の管を連結したものをあたかも一つの管として扱えるようになるため、原料の配置や精製管同士の相対的な位置を確定したのちに、所望の位置に精製部を配置できる。
【0047】
また、本発明によれば、第１の精製管２１０の第２の端部２１２と、第２の精製管２２０の第３の端部２２３との間の空間は、連結部材によって覆われているので、内部で気化した材料が精製管の外に漏れだす量を大幅に低減できる。これにより、材料ロスが少ないので高い収率で精製できる。
【0048】
また、本発明によれば、内部で気化した材料が精製管の外部に漏れだす量を低減でき、真空容器（外管）１４０の汚染が低減できるので、精製装置を何度も使う場合に、装置の洗浄などの手間を低減できる。
【0049】
また、本発明によれば、精製管の外部に漏れだす量を低減できるので、高い収率で精製物を得ることができる。さらに、精製後に精製管を切り離すことができるので、精製物を回収しやすい。加えて、ねじ部を活用して適合するねじキャップなどで蓋をすれば、精製管を試料瓶として使うこともでき、保管が容易である。
【0050】
また、本発明によれば、汚染が低減でき、洗浄がより確実に行えるので、材料のコンタミネーションを防ぐことができるために高純度の精製が可能となる。
【0051】
本発明の精製装置は、図９に示すように、本発明の精製管の端部２１２、２２３、２２４は精製管の中央部分の端部よりも細くしてあってもよい。このような構造にすることで、精製管から試料や目的物質の漏れを防ぐことができる。特に、精製中の加熱によって液体状態になる試料は、精製中に流動性を持ち、精製管の下側を自由に濡れ広がるが、図９のように端部を中央部分よりも細くしてあれば、精製管中央部の下側の空間が液貯めとなるために、端部をオーバーフローして隣の精製管の析出物と混合しにくい。なお、図９の構造でこの効果を得るためには第１の精製管２１０の第１の端部２１１は、試料の漏出を防ぐために塞いでおく（開口していない）必要がある。
【0053】
また、本発明において、第１の精製管の第２の端部２１２と第２の精製管の第３の端部２２３は、図５のように接していなくてもよいし、図１０（A）のように接していてもよい。接触させる場合は、図１０(B)のように端部２１２と２２３の両方とも曲率を持たせて、ポイント２９０で互いに接触させてもよい。析出した材料による接着が強い箇所は、微小な空間に析出した箇所である。例えば、図１０（C）の黒点部分に析出した場合は接触部付近の接着力が強いが、その面積が小さいため、ねじによる外力によって砕きやすく、２つの精製管を取り外しやすい効果が得られる。
【0054】
また、本発明において、第１の精製管の第２の端部２１２と第２の精製管の第３の端部２２３は、ガスケットなどのシールを介して接していてもよい。本発明書において、シールとは精製部外部への液体や気体の漏れや精製部内部への液体や気体の侵入を防ぐ部材と定義し、ガスケットはボルトや外圧によって固定されるシールの一種、と定義する。ガスケットの形状としては、外観および断面が円形のOリングなどを好ましく用いることができる。また、ガスケットの断面が四角形でもよく、外管の形状に合わせて四角形など円形以外の外観のガスケットでもよい。ガスケットの材質としては、精製時の温度に耐えられればゴムや樹脂材料であってもよいが、精製温度が高温であれば、金属や膨張黒鉛、あるいはこれらの積層構造からなるガスケットを好ましく用いることができる。
【0055】
例えば、図１１（A)に示すように、第１の精製管の第２の端部２１２と第２の精製管の第３の端部２２３のシールとして、Oリング４１０を好ましく用いることができる。その接し方としては、図１１（B)に示すように２つの平坦な端部がOリングと接するように接触させてもよい。図１１（C)に示すように、２つの端部にOリングが入る溝を形成しておいて、そこにOリングが嵌め込まれるようにOリングと接触させてもよい。図１１（B)の方式であると、Oリングと端部との接触面積が小さいため外しやすい利点がある。図１１（ｃ）の方式であると、Oリングが端からずれにくいのでOリングの設置が容易である利点がある。また、図１１（D)のように片側にOリングが入る溝を形成しておいて、そこにOリングをはめこみ、もう一方は平坦な端部としてもよい。この場合は、設置性と精製後の外しやすさを両立できる利点がある。Oリングによって、密閉性が十分に保たれた場合は、図１１（E)に示すように、気化した試料は精製管の外に出ることができないので、材料が付着するのは黒点で示した内側のみである。したがって、ねじ方式によって２つの精製管を容易に取り外しできるとともに、外管の汚れを完全に防ぐことができるために、洗浄の手間がなく、作業性が大幅に向上する。
【0056】
第１の精製管２１０の中央部、及び第２の精製管２２０の中央部については、一様の管内径、及び管外径を持つ円柱状の中空管とすればよい。なお、本発明はこれに限定されず、中央部が多様な管内径の領域を有してもよい。
【0057】
本発明は、隣接する精製管同士は同一形状でなくともよい。また、本発明は、一つの精製管が隣接する他の精製管に連結部材とねじ方式で連結されればよく、第１の端部、中央部、及び第２の端部の気化した試料の流路と垂直方向の断面は、同心円でなくともよい。なお、第１の端部、中央部、及び第２の端部の気化した試料の流路と垂直方向の断面が同心円である方が、配置する際に簡便になる。
【0058】
以上に述べたように、本発明の構成にすることで、１．目的物質を高い純度で精製でき、２．高い収率で精製でき、３．再現性が高く精製でき、４．精製管の設置が容易であり、５．精製物の回収と保管が容易であり、６．装置の洗浄の手間が少ない精製装置を提供できる。
【0060】
本実施の形態の精製装置６０００は、精製部６０１０と、温度調節手段６０２０と、真空排気手段６０３０を有する。
【0061】
精製部６０１０は、試料を配置するための第１の精製管６０１１、及び目的物質を回収するための第２の精製管６０１２と第３の精製管６０１３を有する。本実施の形態では、実施の形態１のように精製部６０１０を格納し真空を維持する外管がないため、精製管６０１１〜６０１３はそれ自体が、真空を維持できなければならない。精製管の材料は、ガラス、石英などのほか、試料や目的物質及び不純物と反応しない材料で、且つ目的物質の回収時に目的物質中に混入せず、実施温度に耐えうる材料であり、また、減圧しても強度を保てる材料であればよい。真空に耐えやすいよう、図１２では、精製管の形状に丸みを帯びさせていているが、真空に対する強度があれば、角ばった形状でもよい。
【0062】
精製部６０１０は、第１の精製管６０１１が隣接する第２の精製管６０１２に連結部材６０３１によってねじ方式によって連結されており、第２の精製管６０１２が隣接する第３の精製管６０１３に連結部材６０３２によってねじ方式によって連結されている。真空を保つために、精製管同士のつなぎ目には、外気との通気を遮断するためのシールが必要であり、Oリングなどの形状のガスケットを好適に用いることができる。図１２の中には、６０５１、６０５２で示してある。また、図１２の例では、精製管同士のみでなく、精製管６０１３と連結管６０６０も、連結部材６０３３とOリングなどのガスケット６０５３を用い、ねじ方式により連結されている。
【0063】
図１３は、図１２の精製管の連結部の断面図を示している。図１３（A）は、連結部材６０３１を中央部で紙面に垂直に切断したときの断面図である。図１３（B）は、連結部材６０３１を中央部で紙面と平行に切断した時の断面図である。また図１３（C）は、連結部材６０３１に精製管を挿入した状態で、連結部材を中央部で紙面と平行に切断した時の断面図である。
【0064】
Oリングなどのガスケットの材質としては、精製温度において真空が保てるものであればよい。精製温度が１００℃以下であれば、ゴムを用いることができる。この場合は、精製中や洗浄時の腐食に強いPTFEゴムなどの材質を好ましく用いることができる。精製温度が１００℃〜３５０℃の場合は、この温度領域に耐えられる耐熱性の樹脂材料を用いればよい。精製温度が３５０℃以上の高温であれば、金属Oリングや膨張黒鉛などを好適に用いることができる。金属Oリングの例としては金属製の中空Oリングなどがあり、外圧によってその形状をかえることで気密性を保つことができる。
【0065】
本実施の形態では、精製部６０１０は３つの精製管で構成したが、本発明はこれに限らず、４つ以上の精製管で構成されていてもよい。
【0066】
温度調節手段６０２０は、精製部６０１０に近接して設ける。温度調節手段６０２０としては、少なくとも試料を気化する温度に加熱できるよう、ヒーター、ホットプレート等の加熱器を設ければよい。また、試料が配置される第１の精製管６０１１に、精製部６０１０のうち、最も高い温度がかけられる。
【0067】
また、精製部６０１０に温度勾配をかけた後、温度勾配の状態を保つため、精製部６０１０全体に保温機能のついた温度調節手段６０２０を設けてもよい。また、精製部６０１０を囲むように金属カバー、ガラスウール、セラミック等の保護カバーを設け、温度勾配の状態を保ってもよい。
【0068】
また、本実施の形態では、真空排気手段６０３０と精製部６０１０は配管６０６０によって連結されている。真空経路の途中に低温に保持できる排気トラップを設けておけば、気化した試料の一部が精製部６０１０で冷やしきれずに排出されてきた場合に捕捉できるため、真空排気手段６０３０へ吸い込まれて、設備が腐食などのダメージを受けるのを防止できる。
【0069】
また、本実施の形態では、真空排気手段６０３０側と逆側の精製管６０１１の右側の端部は塞がれており、内部の真空を保持できる構成としている。このような構成の場合、温度勾配による圧力分布と、試料の気化時に生成する局所的な圧力によって、気化した材料は真空排気手段６０３０側に運ばれていく。
【0070】
真空排気手段６０３０によって精製部６０１０内を真空状態とし、減圧することが可能となる。その結果、試料が気化する温度を下げることができる。すなわち、真空排気手段６０３０を用いて精製部６０１０を減圧すると、試料の昇華又は蒸発温度が低下し、大気圧下では気化しない試料も気化させることが可能となる。
【0071】
本発明の効果を得るためには、連結部材６０３１がねじ部位を含む形で２つ以上の部品に分割できる必要がある。図１４に示すように、連結部材が円筒形の円の中心付近で分割面６０７０によって２つの部品に分割できるようになっていてもよい。ねじが斜めにずれて雄ねじと雌ねじとの間で応力が発生して取り外しが困難となってしまった場合にも、図１４（C)に示すように、１つの部品を取り外すことによって、応力を容易に開放することができる。 図１４（D)は、円筒系の連結部材を斜視したものであるが、２つの部品の取り外しをより容易にするために、連結部材の分割面において外壁から内部のねじ部に貫通する溝６０８０を設けてもよい。この溝６０８０に例えばマイナスドライバーのようなものを差し込み、てこの原理で２つの部品を容易に取り外すことができる。すなわち、雄ねじと雌ねじがずれて応力が発生した場合などにおいて、２つの連結部材の分割が困難となってしまった場合においても、このような機構を設けておくことで容易な取り外しが可能となる。なお、溝６０８０は外壁から差し込むことができれば、ねじ部まで貫通していなくてもその役割を果たしうるし、溝以外の形状であってもよい。 図１４（E)は、図１４（D）の裏側の連結部材の分割面６０７０の近傍にちょうつがいを付けたものの図である。この例のように、組み合わせた位置を固定するための機構を連結部材に備え付けることにより、分割後に部品が散逸・紛失することが防ぐことができるとともに、分割後の部品の前方、後方の位置関係を固定できるために、組み合わせ時に前方と後方を逆に組み合わせてしまうことを防ぐことができる。組み合わせた位置を固定するための機構としては、ちょうつがい以外でもよく、たとえばワイヤ、ツメなどでもよい。
【0072】
図１５に示すように、連結部材６０３１は、その中央部にねじ部をもたない平坦部６０９０があってもよい。このような構造とすることで、ガスケット６０５１がねじ溝に入りこむことを防ぎ、２つの精製管の端部と接触しやすくなり、また真空引きした時に平坦部６０９０から抑えられることによってガスケットが変形・接触して真空を作りやすい状況を作ることができる。この場合にも、本発明の効果を得るためには、連結部材６０３１がねじ部位を含む形で２つ以上の部品に分割できる必要がある。図１６に示すように、連結部材が円筒形の円の中心付近で２つの部品に分割できるようになっていてもよい。ねじが斜めにずれて雄ねじと雌ねじとの間で応力が発生して取り外しが困難となってしまった場合にも、図１６（C)に示すように、１つの部品を取り外すことによって、応力を容易に開放することができる。図１６（D)は、円筒系の連結部材を斜視したものであるが、２つの部品の取り外しを容易にするために、連結部材の結合断面において外壁から内部のねじ部に貫通する溝６０８０を設けてもよい。この場合において、溝６０８０に例えばマイナスドライバーのようなものを差し込み、てこの原理で２つの部品を容易に取り外すことができる。雄ねじと雌ねじがずれて応力が発生した場合などにおいて、連結部材の分割が困難となってしまった場合においても、このような機構を設けておくことで容易な取り外しが可能となる。なお、溝６０８０は外壁から差し込むことができれば、ねじ部まで貫通していなくてもその役割を果たしうるし、溝以外の形状であってもよい。図１６（E)は、図１６（D）の裏側の連結部材の分割面６０７０の近傍にちょうつがい６０８１を付けたものの図である。この例のように、組み合わせ位置を固定するための機構を連結部材に備え付けることにより、分割後に部品が散逸・紛失することが防ぐことができるとともに、分割後の部品の前方、後方の位置関係を固定できるために、組み合わせ時に前方と後方を逆に組み合わせてしまうことを防ぐことができる。組み合わせた位置を固定するための機構としては、ちょうつがい以外でもよく、たとえばワイヤ、ツメなどでもよい。
【0073】
本発明の２つ以上の部品に分割できる連結部材は、分割された２つ以上の部品を組み合わせる際に各部品を固定するための別の部品を用いてもよい。例えば、図１７に示されるように、中空の円筒形で２つの部品に分けられる連結部材の場合、その外周をベルト６１００によって締めることで固定してもよい。また、ベルト６１００の締めの度合いを調整するために、留め具６１１０を備えていてもよい。締め付けの強さは、２つの部品が互いに完全に動かなくなるように強く締めてもよいし、２つの部品が互いに少し位置を変えることができるように遊びを設けて緩めに締めてもよい。
【0074】
ベルト６１００や留め具６１１０の材質としては、精製時の温度に耐えられることが好ましい。例えば、高温耐性があるゴム製のOリングや、アルミやステンレスなどの金属を好適に用いることができる。（実施の形態３）
【0075】
本発明の精製方法と工程順について図１２の精製装置を用いて説明する。まず、２つ以上の部品から成る連結部材を組み立てる。図１６のような２つの部品に分かれた円筒形の連結部材であれば、２つの部品を組み合わせればよい。また、図１７のように、２つの部品を固定する部品もある場合は、固定する工程が含まれてもよい。
【0076】
連結部材を組み立てる別の手法としては、例えば、図１６の方式の連結部材の場合、分割された連結部材６０３１の片方の部品を使って、その内部の雌ねじ形状に嵌め込む形で、精製管６０１１と６０１２の雄ねじを固定し、その次に分割された連結部材のもう片方の部品を精製管６０１１と６０１２の雄ねじに覆いかぶせて、精製管６０１１と６０１２と連結部材６０３１を連結しながら連結部材を組み立てる。この方法にすることで、精製管を回して連結部材内部に送り込む工程を省略できるとともに、試料を先に精製管内部に設置していた場合は、ねじ回転が不要であるために、試料の位置が変わることを防ぐことができる。なお、本段落の方法であっても、設置後の増し締めのために精製管６０１１あるいは６０１２を多少ねじ回しすることは一般に必要である。したがって、連結方式がねじ方式である連結部材を組み立てる工程と、第１の精製管と第２の精製管とを、前記の組み立てられた連結部材によって連結させる工程とをこの順で行ったものとする。
【0077】
精製対象である試料は、配置可能であれば、真空引きと加熱を開始する前のどのタイミングで設置してもよいが、例えば、精製管同士の連結を行う前に第１の精製管６０１１の中に設置する。
【0078】
次に、図１２に記載の配置を行う。すなわち、第１の精製管６０１１と第２の精製管６０１２を連結部材６０３１によって、Oリング６０５１を介して、ねじ方式によって連結・固定する。
【0079】
次に、第２の精製管６０１２と第３の精製管６０１３を連結部材６０３２によって、Oリング６０５２を介して、ねじ方式によって連結・固定する。
【0080】
次に、横長の連結された６０１１、６０１２、６０１３は、所定の位置にて温度調節手段６０２０の上に配置される。
【0081】
次に、第３の精製管６０１３と配管６０６０を連結部材６０３３によって、Oリング６０５３を介して連結・固定する。この連結は、図１２では他の精製管と同じくねじ方式となっているが、そのほかの方式でもよい。
【0082】
次に、配管６０６０は真空排気手段６０３０と連結する。
【0083】
次に、真空排気手段によって、精製管１、２、３の中を真空にする。
【0084】
次に、温度調節手段６０２０によって、温度勾配を形成する。例えば、試料を設置した精製管６０１１に最も高い温度をかけて、試料から遠ざかるにしたがって温度を低くしていってもよい。高温をかけることによって、試料は気化して真空排気手段６０３０の方に移動していき、温度勾配によって、精製管６０１２や精製管６０１３の内部で冷やされて析出する。 所望量の試料の気化、あるいは析出物の析出ができれば、加熱をやめる。
【0085】
次に、連結部材を２つ以上の部品に分割する。図１６のような２つの部品に分かれた円筒形の連結部材であれば、２つの部品に分ければよい。この工程によって、精製管と連結部材の雄ねじと雌ねじがずれて、強い応力が発生している場合でも、応力を開放できるので、ねじが回らなくなることを防ぐことができる。このとき、図１６（D）の溝６０８０にマイナスドライバーなどを差し込んで、てこの原理で２つの部品に分割してもよい。また、図１７のように、２つの部品を固定する部品がある場合は、分割の前に固定する部品を外す。
【0086】
次に、精製管を互いに取り外す。第１の精製管６０１１と第２の精製管６０１２とOリング６０５１の接触部分に試料が析出してこれらを接着して取り外しが困難なときは、この連結部において、連結部材の部品を再度組み合わせて連結状態にして、ねじを使って容易に取り外すことができる。これは、ねじを使うことによって接着している試料に強い外力を加えて機械的に破壊でき、接着力を失わせることができるためである。
【0087】
次に、連結管内部の精製された試料を取り出す。 以上の方法および工程順によって、物質を精製することができる。
【実施例1】
【0088】
本発明の精製装置を用いた精製方法及び精製物について、図１８を用いて説明する。
【0089】
図１８に示すように、本発明の精製装置９０００は、精製部９０１０、温度調節手段９０２０、真空排気手段９０３０を有する。真空排気手段９０３０は、配管９０６０と配管連結部９０７０と第３の精製管の真空ジョイント９０８０を介して精製部９０１０と連結されている。
【0090】
精製部９０１０は、第１の精製管９０１１と、第２の精製管９０１２と、第３の精製管９０１３とを有する。第１の精製管９０１１の真空排気手段９０３０側の端部は、中央部よりも細口であり、雄ねじ形状を有する端部となっている。また、第１の精製管９０１１の真空排気手段９０３０と逆側の端部は閉じられた構造である。第２の精製管９０１２は、両側の端部が中央部よりも細口であり、第３の精製管９０１３は、第２の精製管９０１２側の端部が中央部よりも細口であり、雄ねじ形状を有する端部となっているものを用いた。
【0091】
第１の精製管９０１１と第２の精製管９０１２とは、２つに分割できる連結部材９０３１によって連結される。第２の精製管９０１２と第３の精製管９０１３とは、分割できない連結部材９０３２によって連結される。
【0092】
真空排気手段９０３０は、真空計と、コールドトラップ部と、真空ポンプとを有する構成とした。真空ポンプは油拡散ポンプをメインポンプとし、補助ポンプとしてロータリーポンプを有する構成を用いた。
【0093】
まず、第１の精製管９０１１に試料９１１１（３．４ｇ）を入れた。試料９１１１は、構造式（１）で表されるAlqと、不純物と、溶媒との混合物であった。
【0094】
【化1】
【0095】
分割できる連結部材９０３１として、ねじの深さとピッチが精製管１〜３と適合する雌ねじを有しているナット形状のものを作製し、それを中央付近でレーザーカットすることで作製した。組み合わせた連結部材９０３１の外径は４０ｍｍ、長さは４４ｍｍである。連結部材９０３１の材質としては成型加工性と軽量性、熱伝導性に優れるアルミを用いた。熱伝導性が高いことによって、断面積が小さく、析出しやすくなっている連結部内部での材料の析出を抑制し、接続部が材料の析出によって閉塞されることを防ぐことができる。
【0096】
次に、２つの部品からなる連結部材９０３１を組み立てて、連結部材の外周をステンレス製のホースバンドで固定した。図１９（A)の分割した写真に示されるように連結部材９０３１の内側は雌ねじとなっており、図１９（B)の結合した写真に示されるように前述の雌ねじの溝が一致するようにナット状に結合できる。組み立てられた連結部材９０３１は、精製管９０１１と９０１２の端部の雄ねじと適合して、精製管９０１１と９０１２を連結することができる。
【0097】
次いで、連結部材９０３１の雌ねじに対して、第１の精製管９０１１の雄ねじをねじこみ、次いで、第１の精製管９０１１と逆側から、連結部材９０３１の雌ねじに対して第２の精製管９０１２の雄ねじを第１の精製管９０１１の端部に接触する箇所までねじこむことによって、連結部材９０３１と第１の精製管９０１１と第２の精製管９０１２とを連結した。同様に、連結部材９０３２の雌ねじに対して、第２の精製管９０１２の雄ねじをねじこみ、次いで、第２の精製管９０１２と逆側から、連結部材９０３２の雌ねじに対して第３の精製管９０１３の雄ねじを第２の精製管９０１２の端部に接触する箇所までねじこむことによって、連結部材９０３２と第２の精製管９０１２と第３の精製管９０１３とを連結した。
【0098】
第１の精製管９０１１として、肉厚３．５ｍｍ、全長８９ｍｍ、中央部外径４７ｍｍ、端部外径２５ｍｍ、端部内径１８ｍｍの強化ガラスからなる管を用いた。なお、精製管９０１１の真空ポンプと逆側端は閉じられている。第２の精製管９０１２として、肉厚３．５ｍｍ、全長１４５ｍｍ、中央部外径４７ｍｍ、端部外径２５ｍｍ、端部内径１８ｍｍの強化ガラスからなる管を用いた。第３の精製管９０１３として、肉厚３．５ｍｍ、全長７５ｍｍ、中央部外径４７ｍｍ、端部外径２５ｍｍ、端部内径１８ｍｍの強化ガラスからなる管を用いた。第１〜３の精製管の雄ねじは、高さ１．３ｍｍ、ピッチ４．０ｍｍのものを用いた。
【0099】
図２０は精製管９０１１、９０１２、９０１３と連結部材９０３１、９０３２の連結後の写真の写真を示している。
【0100】
精製管９０１３と真空接続管９０６０との連結部は次の様式とした。ゴム製のOリングを備えた金属フランジ部９０７０を有する金属管をシリコーン栓に通し、このシリコーン栓を精製管９０１３の左側端部に挿入し、フランジ部が真空ポンプ側になるように設置した。次に、前記ゴム製のOリングを備えた金属フランジと真空接続管とを連結することで、密閉性が高い接続を得た。
【0101】
次いで、真空ポンプ９０３０にて精製管９０１１、９０１２、９０１３を真空排気し、１ｘ１０−２Ｐａまで真空排気した。
【0102】
続けて、温度調節手段９０２０にて室温から３２０℃まで３０分かけて昇温し、その後３時間加熱を続けた。温度勾配は、精製管９０１１、９０１２、９０１３の順に低くなるように設定し、精製管９０１３は全体が室温になるように設定した。この温度設定で時間が経つにつれて、精製管９０１２の内部に黄色の固体が凝縮した。
【0103】
精製終了後、加熱を止め、精製管９０１１、９０１２、９０１３を室温まで冷ました後、精製管９０１１、９０１２、９０１３をゆっくりと大気暴露した。
【0104】
図２１は、精製工程後の精製管９０１１〜９０１３の写真である。中央の精製管９０１２に昇華された固体が主に析出しており、左側の精製管９０１３には若干の固体が析出しており、右側の精製管９０１１には黒色の埃状の残渣が残っていた。
【0105】
つぎに、連結部材９０３１を２つの部品に分解した。まず、固定具である外周のホースバンドを外し、続いてマイナスドライバーを分割面に設置された溝に差し込み、てこの原理を使うことで、簡単に連結部材を２つの部品に分解できた。このとき、部品の片側は、精製管９０１１、９０１２のねじ部から完全に外れ、片側は精製管９０１１、９０１２のねじ部にはまった状態であった。その後、少し力を加えることで、はまった状態の精製管９０１１、９０１２のねじ部と連結部材の片側の部品を簡単に取り外すことができた。また、もう一度、連結部材９０３１の２つの部品を組み合わせてホースバンドで固定し、ねじの原理を使うことによっても簡単に精製管９０１１、９０１２のねじ部と連結部材９０３１を外すことができることも確認できた。
【0106】
次に、連結部材９０３２と第３の精製管９０１３の真空ジョイント９０８０を取り外した。これらは、あまり温度がかかっておらず、周辺の材料の析出量も少ないので、いずれも少し力をくわえることで、簡単に外すことができた。
【0107】
取り外した精製管９０１２を、内部に析出物９１１２がある状態で秤量したところ１４４．４ｇであった。精製前の精製管９０１２のみの質量１４１．２ｇを差し引いて、析出物は３．２ｇであった。精製管９０１３の析出物９１１３は質量としては０．１ｇ以下であｔった。精製管９０１１の残留物も０．１ｇ以下であった。析出物９１１２の収率は、３．２ｇ／３．４＝９４％と高い収率であった。さらに、精製管９０１２内に析出した析出物９１１２は、精製管９０１２の一端からステンレス製のスパチュラを内部に入れて、精製管９０１２のガラス壁から析出物９１１２を剥離することによって容易に析出物９１１２を取り出すことができ、取得できた量は２．９ｇと析出した量のほぼすべてを回収することができた。
【0108】
この精製装置は、精製管を覆う外管がなく、精製管を直接真空引きする方式のため、使用後に外管を洗浄する手間が省け、また精製管９０１１、９０１２、９０１３のいずれも内部に微細な形状を持たないため、析出した試料の洗浄は、有機溶媒などを用いて容易に行うことができ、装置の洗浄の手間が少ないことが分かった。
【0109】
また、精製管９０１１の内部にのこっていた、黒色の埃状の残渣をテトラヒドロフラン溶媒に溶かして発光スペクトルを測定したが、発光は全く観測されず、Alqではない固体であることが分かった。このことから、試料９１１１に含まれていた不揮発性の不純物が残っていたと結論付けられた。
【0110】
また、精製管９０１２の内部に付着した固体９１１２をテトラヒドロフランに溶かして発光スペクトルを測定したところ、文献に記載の緑色の発光スペクトルが観測され、高純度のAlqが得られていることが分かった。
【0111】
以上の結果から、本発明の精製装置を用いて精製を行うことで、高い純度の目的物質が高収率で得られることが確認出来た。
【実施例2】
【0112】
本実施例では、構造式（２）で表されるNPDを主成分として含む試料２．１２ｇを精製管９０１１に入れ、精製温度３１０℃で精製を実施した以外は、実施例１と同じように精製を実施した。以下、実施例１と異なる様相の部分と結果を記載する。【化2】
【0113】
NPDは蒸留性で、一度溶融して液体になってから蒸発する性質があり、また、析出するときも液体として析出し、冷えて固体となる。この点において、実施例１の昇華性のAlqを精製する場合と様相が異なる。温度３１０℃において精製中に、精製部９０１０の様子を観察すると、図２２の写真で示すように、９１１０の初期位置においた試料は溶融し、精製管９０１１の下側を濡れ広がっていた。また、精製管９０１２内では液体状に析出し、固化した凝集物９１１２が主に９０１２の下側に観察された。このように、精製管９０１１と９０１２に細い口を設けることで、溶融した試料の液体が精製管９０１１から精製管９０１２に濡れ広がって精製された試料９１１２と混ざりあうことを防止できた。
【0114】
図２３は、精製後に連結された状態で取り出された精製管９０１１〜９０１３の写真である。中央の精製管９０１２に析出した固体が主に析出しており、左側の精製管９０１３には若干の固体が析出しており、右側の精製管９０１１内部には黒色の埃状の残渣が残っていた。
【0115】
つぎに、連結部材９０３１を２つの部品に分解した。まず、固定具である外周のホースバンドを外し、続いてマイナスドライバーを分割面に設置された溝に差し込み、てこの原理を使うことで、簡単に連結部材を２つの部品に分解できた。このとき、図２４の写真に示すように、部品の片側は、精製管９０１１、９０１２のねじ部から完全に外れ、片側は精製管９０１１、９０１２のねじ部にはまった状態であった。精製管９０１１と９０１２、精製管９０１２と９０１３とは、連結部にNPDの固体が析出して固着していたが、もう一度、連結部材９０３１の２つの部品を組み合わせてホースバンドで固定し、ねじを外す方向に弱い力をかけることによって、析出したNPDの固体が容易に砕けて、簡単にはずすことができた。ねじを外したのちに、Oリング９０５１の連結部を観察したところ、砕けたNPDの固体が確認された。溶融したNPDは、そのガラス転移温度９５℃以下でガラス状態となることが知られているが、このガラス状態はもろい。このことから、溶融し硬化した固体が精製管と連結部材の隙間に析出していても、本発明のねじ方式による機械的な破砕力によってNPDのガラス状態を砕き、接着性をなくすことで精製管およびOリングを取り外すことができる。図２５に取り外し後の精製管９０１１、９０１２のねじ部と連結部材９０３１およびOリング９０５１の写真を示す。
【0116】
次に、連結部材９０３２と第３の精製管９０１３の真空ジョイント９０８０を取り外した。これらは、あまり温度がかかっておらず、周辺の材料の析出量も少ないので、いずれも少し力をくわえることで、簡単に外すことができた。
【0117】
取り外した精製管９０１２を、内部に析出物９１１２がある状態で秤量したところ１４３．３ｇであった。精製前の精製管９０１２のみの質量１４１．２ｇを差し引いて、析出物は２．１ｇであった。精製管９０１３の析出物９１１３、精製管９０１１の残渣の質量はいずれも０．０１ｇ以下であった。析出物９１１２の収率は、２．１ｇ／２．２ｇ＝９５％と高い収率であった。さらに、精製管９０１２内に析出した析出物９１１２は、精製管９０１２の一端からステンレス製のスパチュラを内部に入れて、精製管９０１２のガラス壁から析出物９１１２を剥離することによって容易に析出物９１１２を取り出すことができ、取得できた量は２．１ｇと析出した量のほぼすべてを回収することができた。
【0118】
この精製装置は、精製管を覆う外管がなく、精製管を直接真空引きする方式のため、使用後に外管を洗浄する手間が省け、また精製管９０１１、９０１２、９０１３のいずれも内部に微細な形状を持たないため、析出した試料の洗浄は、有機溶媒などをもちいて容易に行うことができ、装置の洗浄の手間が少ないことが分かった。
【0119】
また、本実施例の精製前の試料（第１の精製管９０１１に入れた試料９１１０に相当）と精製後の回収物（第２の精製管９０１２の内部に析出した固体９１１２）を核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、テトラヒドロフラン−ｄ８））によって測定した。
【0120】
試料９１１０の１Ｈ−ＮＭＲチャートを図２６（Ａ）に示す。また、図２６（Ａ）のチャートの６．７ｐｐｍ乃至８．０ｐｐｍの範囲を拡大したものを図２６（Ｂ）に示す。
【0121】
また、精製後の回収物９１１２の１Ｈ−ＮＭＲチャートを図２７（Ａ）に示す。さらに、図２７（Ａ）のチャートの６．７ｐｐｍ乃至８．０ｐｐｍの範囲を拡大したものを図２７（Ｂ）に示す。図２７から、精製後の物質である固体９１１２は、精製されたNPDであることがわかった。
【0122】
精製前の試料を測定した図２６（Ａ）、（Ｂ）と、精製後の回収物である固体９１１２を測定した図２７（Ａ）、（Ｂ）を比較すると、図２６（Ａ）では２．１ｐｐｍ乃至２．３ｐｐｍ付近に検出された不純物由来のピークが、図２７（Ａ）ではほぼ消失していた。また、図２６（Ｂ）では６．８０ｐｐｍと６．９１ｐｐｍ付近に検出された不純物由来のピークが、図２７（Ｂ）では見られなくなった。これらのピークは、主に試料９１１０に至る前に実施した精製に用いた溶媒に起因し、本実施例の精製によってきれいに除去されている。すなわち、NPDよりも揮発しにくい残渣として残る不純物の除去に加えて、NPDよりも揮発しやすい不純物も同時に除去できている。
【0123】
なお、図２６及び図２７の両方で見られる、３．５５ｐｐｍ、２．４６ｐｐｍのピークはテトラヒドロフランに由来し、１．６７ｐｐｍのピークは水由来のピークであり、これは１Ｈ−ＮＭＲ用の溶媒由来のものであり、純度の評価とは関係ない。
【0124】
以上の結果から、本発明の精製装置を用いて精製を行うことで、高い純度の目的物質が得られることが確認出来た。
【0125】
次に、比較例１について説明する。比較例１は、連結部材９０３１として、実施例１および２の連結部材９０３２と同じ、分割できない連結部材を用いた以外は、実施例２と同じ実験条件とした。
【0126】
真空引き、加熱による精製工程後、室温に戻し、大気開放を行って、連結部材９０３１と精製管９０１１、９０１２を外そうとしたときに、まったく外れない場合があった。これをはずすために、連結部材をゴムハンマーでたたくなどの機械的な衝撃を与えることで外せるようになったが、ガラス製の精製管９０１１、９０１２のねじ部にひびが入ったり、割れたりして再利用が難しくなる場合があった。
【0127】
実施例２と比較例１の比較から、分割できる連結部材を用いて精製管を連結することで、加熱精製後にねじ部に応力が発生して取り外しが難しくなった場合においても、連結部材を分割することで容易に連結管と精製管が取り外しできることが分かった。
【0128】
以上の結果から、本発明の精製装置は、１．目的物質を高い純度で精製でき、２．高い収率で精製でき、３．再現性が高く精製でき、４．精製管の設置が容易であり、５．精製物の回収と保管が容易であり、６．装置の洗浄の手間が少ない。
【産業上の利用可能性】
【0129】
本発明は、高純度固体物質の精製、特に有機エレクトロルミネッセンス素子や、有機太陽電池、有機トランジスタ素子等の製造に必要な有機材料等の精製に好適に用いられる。さらに、それらの有機材料等の合成原料となる有機化合物等の精製にも好適に用いられる。
【符号の説明】
【0130】
１００ 精製装置１１０ 精製部
１２０ 温度調節手段
１３０ 真空排気手段
１４０ 外管
１５０ 気体供給手段
２１０ 第１の精製管
２１１ 第１の精製管の第１の端部
２１２ 第１の精製管の第２の端部
２１５ 第１の精製管の雄ねじの形状
２２０ 第２の精製管
２２３ 第２の精製管の第１の端部
２２４ 第２の精製管の第２の端部
２２５ 第２の精製管の雄ねじの形状
２９０ 第１の精製管の第２の端部と第２の精製管の第１の端部の接触点
３００ 析出した材料
３１０ 連結部材
３１５ 雌ねじの溝
４１０ Oリング、ガスケット
６００ 雄ねじと雌ねじがずれて応力が発生している位置
３１０１ 連結部材の分割された部品
３１０２ 連結部材の分割された部品
６０００ 精製装置
６０１０ 精製部
６０１１ 第１の精製管
６０１２ 第２の精製管
６０１３ 第３の精製管
６０２０ 温度調節手段
６０３０ 真空排気手段
６０３１ 連結部材
６０３２ 連結部材
６０３３ 連結部材
６０５１ Oリング、ガスケット
６０５２ Oリング、ガスケット
６０５３ Oリング、ガスケット
６０６０ 配管
６０７０ 連結部材の分割面
６０８０ 外壁から内部のねじ部に貫通する溝
６０８１ 組み合わせ位置を固定するための機構（ちょうつがい）
６０９０ ねじ部をもたない平坦部
６１００ ベルト
６１１０ ベルトの留め具
９０００ 精製装置
９０１０ 精製部
９０１１ 第１の精製管
９０１２ 第２の精製管
９０１３ 第３の精製管
９０２０ 温度調節手段
９０３０ 真空排気手段
９０３１ 分割できる連結部材
９０３２ 分割できない連結部材
９０６０ 配管
９０７０ 配管連結部
９０８０ 第３の精製管の真空ジョイント
９１１０ 試料（初期設置位置）
９１１１ 精製管９０１１内の析出物
９１１２ 精製管９０１２内の析出物
９１１３ 精製管９０１３内の析出物
【要約】 （修正有）
【課題】１．目的物質を高い純度で精製でき、２．高い収率で精製でき、３．再現性が高く精製でき、４．精製管の設置が容易であり、５．精製物の回収と保管が容易であり、６．装置の洗浄の手間が少ない精製装置を提供する。【解決手段】物質を気化して精製する精製部と、前記精製部に近接して設けられ、前記精製部に温度勾配を付ける温度調節部と、前記精製部の片方の端部側に設けられた真空排気手段と、を有し、前記精製部は、横長あるいは縦長に連なって設けられた第１の精製管６０１１と、連結部材６０３１と、第２の精製管６０１２とをこの順番で含み、連結の方式がねじ方式であり、前記連結部材が連結用の形状を含む形で２つ以上の部品に分割できる構造を有してなることを特徴とする精製装置。
【選択図】図１４