特開 2022-151316 クロマトグラフィー管およびその製造方法ならびに高速液体クロマトグラフ

(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】P2022151316

(43)【公開日】2022-10-07

(54)【発明の名称】クロマトグラフィー管およびその製造方法ならびに高速液体クロマトグラフ

(51)【国際特許分類】

   G01N 30/60 20060101AFI20220929BHJP

   C04B 35/486 20060101ALI20220929BHJP

【ＦＩ】

G01N30/60 A

C04B35/486

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021054333

(22)【出願日】2021-03-26

(71)【出願人】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003029

【氏名又は名称】弁理士法人ブナ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 万平

(72)【発明者】

【氏名】太田 翔一

(57)【要約】

【課題】移動相が貫通孔を通過しても、内周面を起点とする脱粒が抑制されたクロマトグラフィー管およびその製造方法を提供する。
【解決手段】貫通孔を軸方向に備え、酸化ジルコニウムまたはジルコニウムアルミニウム複合酸化物を主成分とするセラミックスの筒状体からなる、クロマトグラフィー管である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

貫通孔を軸方向に備え、酸化ジルコニウムまたはジルコニウムアルミニウム複合酸化物を主成分とするセラミックスの筒状体を含む、クロマトグラフィー管。

【請求項2】

前記筒状体の内周面と、前記筒状体の外周面から軸心に向かう研磨面である観察対象面との稜線を起点とする、深さが１０μｍ以上２０μｍ以下の凹部の個数が、稜線の長さ１ｍｍ当たり２個以下である、請求項１に記載のクロマトグラフィー管。

【請求項3】

前記観察対象面において、前記稜線の真直度は２０μｍ以下である、請求項２に記載のクロマトグラフィー管。

【請求項4】

前記観察対象面において、前記稜線から前記筒状体の外周面と前記観察対象面との境界である外縁に向かって、０．１ｍｍ以内の範囲における閉気孔の最大径は、０．９μｍ以下である、請求項２または３に記載のクロマトグラフィー管。

【請求項5】

前記筒状体の内周面は、２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑｉ）が１．３以下の焼成面である、請求項１～４のいずれかに記載のクロマトグラフィー管。

【請求項6】

前記筒状体の内周面は、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃｉ）が１．７μｍ以下の焼成面である、請求項１～５のいずれかに記載のクロマトグラフィー管。

【請求項7】

前記筒状体の外周面は、２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑｏ）が０．０４以上の焼成面である、請求項１～６のいずれかに記載のクロマトグラフィー管。

【請求項8】

前記筒状体の外周面は、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃｏ）が０．０４μｍ以上の焼成面である、請求項１～７のいずれかに記載のクロマトグラフィー管。

【請求項9】

請求項１～８のいずれかに記載のクロマトグラフィー管の製造方法であって、
累積分布曲線における累積９５体積％の粒径が６．５μｍ以下の酸化ジルコニウムおよび酸化アルミニウムの少なくともいずれかを主成分とする粉末、ワックス、分散剤および可塑剤を容器に収容し、撹拌してスラリーを得る工程と、
前記スラリーを予備加熱する工程と、
予備加熱した前記スラリーを脱泡処理する工程と、
前記スラリーを成形して円筒状の成形体を得る工程と、
前記成形体を焼成する工程とを含む、クロマトグラフィー管の製造方法。

【請求項10】

請求項１～８のいずれかに記載のクロマトグラフィー管を備えた、高速液体クロマトグラフ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、クロマトグラフィー管およびその製造方法ならびに高速液体クロマトグラフに関する。

【背景技術】

【0002】

高速液体クロマトグラフは、ステンレス製あるいはガラス製のクロマトグラフィー管に充填剤を充填し、適切な移動相（溶離液）を供給して多種の成分を含む試料を搬送し、充填剤と試料中の成分との相互作用により分離する装置である。このような高速液体クロマトグラフは、温和な条件で一斉に試料を分離および分析できるため、生化学、医学、薬学などの分野で広く用いられている。

【0003】

しかしながら、ステンレス製のクロマトグラフィー管を用いてタンパク質や酵素等の生理活性成分を分析する場合、生理活性成分がステンレスに吸着して回収率が著しく低下することがある。ガラス製のクロマトグラフィー管を用いた場合、ガラス表面に存在するシラノール基への吸着という問題がある。さらに、ガラス製のクロマトグラフィー管は使用可能なｐＨ範囲が狭く、強アルカリ性では使用できないという問題がある。

【0004】

このため、近年、耐薬品性、耐腐蝕性、耐吸着性等の点でステンレス製やガラス製のクロマトグラフィー管よりも優れた樹脂製のクロマトグラフィー管が開発されている。特許文献１では、樹脂製パイプと、樹脂製パイプの外周面に密着する樹脂製外套管とを有するクロマトグラフィー管が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７－６４７２５号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示の課題は、移動相が貫通孔を通過しても、内周面を起点とする脱粒が抑制されたクロマトグラフィー管およびその製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係るクロマトグラフィー管は、貫通孔を軸方向に備え、酸化ジルコニウムまたはジルコニウムアルミニウム複合酸化物を主成分とするセラミックスの筒状体を含む。

【0008】

本開示に係る上記クロマトグラフィー管の製造方法は、累積分布曲線における累積９５体積％の粒径が６．５μｍ以下の酸化ジルコニウムおよび酸化アルミニウムの少なくともいずれかを主成分とする粉末、ワックス、分散剤および可塑剤を容器に収容し撹拌してスラリーを得る工程と、スラリーを予備加熱する工程と、予備加熱したスラリーを脱泡処理する工程と、スラリーを成形して円筒状の成形体を得る工程と、成形体を焼成する工程とを含む。

【0009】

本開示の高速液体クロマトグラフは、上記クロマトグラフィー管を備える。

【発明の効果】

【0010】

本開示に係るクロマトグラフィー管は、耐薬品性および機械的強度に優れ、移動相が筒状体の貫通孔を通過しても、内周面を起点とする脱粒のおそれが少ない。したがって、本開示によれば、この脱粒による移動相の汚染が抑制され、長期間に亘って、精度の高い分析をすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示のクロマトグラフィー管が装着された高速液体クロマトグラフの概要の一例を示す模式図である。

【図2】（Ａ）は本開示の一実施形態に係るクロマトグラフィー管を示す部分破断斜視図であり、（Ｂ）はそのＢ部の拡大図である。

【図3】（Ａ）は実施例の試料Ｎｏ．１のクロマトグラフィー管の観察対象面を示す顕微鏡写真（倍率２０倍）であり、（Ｂ）はそのＤ部を拡大した顕微鏡写真（倍率２００倍）である。

【図4】（Ａ）は実施例の試料Ｎｏ．４（比較例）のクロマトグラフィー管の観察対象面を示す顕微鏡写真（倍率２０倍）であり、（Ｂ）はそのＥ部を拡大した顕微鏡写真（倍率２００倍）である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本開示のクロマトグラフィー管およびその製造方法ならびに高速液体クロマトグラフを説明する。図１は、本開示のクロマトグラフィー管を用いた高速液体クロマトグラフの概要の一例を示す模式図である。

【0013】

図１に示す高速液体クロマトグラフ１０は、電磁弁２ａ、２ｂ、ポンプ３、試料導入装置４、カラム５、検出器６、データ処理装置７およびフィルタ８を備える装置である。高速液体クロマトグラフ１０を構成する電磁弁２ａ、２ｂ、ポンプ３などの各機器は、制御部（図示しない）によって制御されている。

【0014】

図１では、複数の溶離液である移動相１ａ、１ｂとして、グラジェント溶出の例を示している。グラジェント溶出とは、溶離液の組成比を溶出時間の経過とともに連続的または段階的に変化させて溶出する方法をいう。電磁弁２ａ、２ｂは、それぞれ移動相１ａ、１ｂに対応して設けられ、移動相１ａ、１ｂの供給を選択的に切り替える。ポンプ３は、各電磁弁２ａ、２ｂの切り替えにより選択された移動相１ａ、１ｂを一定の圧力で試料導入装置４に供給する。試料導入装置４は、ポンプ３によって供給された試料を移動相１ａ、１ｂとともに異物を除去するフィルタ８を介してカラム５に導入する。

【0015】

カラム５は、クロマトグラフィー管５ａと、クロマトグラフィー管５ａ内に充填された充填剤５ｂとからなる。クロマトグラフィー管５ａの内周面は移動相１ａ、１ｂおよび充填剤５ｂと接触する面となる。クロマトグラフィー管５ａは、例えば、外径が２ｍｍ以上２０ｍｍ以下、内径が０．５ｍｍ以上１５ｍｍ以下、長さが５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下である。

【0016】

充填剤５ｂは粒状の固定相、固定相を保持させた粒子およびモノリス状の固定相である。試料に含まれる分析対象となる成分は、移動相１ａ、１ｂをカラム５に供給することによってカラム５内で成分毎に分離され、カラム５から順次検出器６に向かって排出される。検出器６は、カラム５から排出される成分を検出する。データ処理装置７は、検出器６による成分の検出結果に基づいて、試料を定性的あるいは定量的に分析する。

【0017】

図２（Ａ）に示すように、高速液体クロマトグラフ１０で用いられるクロマトグラフィー管５ａは、貫通孔５ｈを軸方向に備え、酸化ジルコニウムまたはジルコニウムアルミニウム複合酸化物を主成分とするセラミックスの筒状体からなる。このような構成を有することによって、耐薬品性および機械的強度に優れるクロマトグラフィー管５aが得られる。その結果、移動相１ａ、１ｂが貫通孔５ｈを通過しても、脱粒のおそれが少なくなる。したがって、この脱粒による移動相１ａ、１ｂの汚染が抑制され、長期間に亘って、精度の高い分析をすることが可能となる。

【0018】

本開示において主成分とは、セラミックスを構成する成分の合計１００質量％における８０質量％以上を占める成分を意味する。例えば、ジルコニウムアルミニウム複合酸化物が主成分である場合、ジルコニウムを酸化物（ＺｒＯ_２）に換算した含有量およびアルミニウムを酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３）に換算した含有量が、合計で８０質量％以上である。ジルコニウムアルミニウム複合酸化物は、例えば、ジルコニア強化アルミナ（ＺＴＡ）、アルミナ強化ジルコニア（ＡＴＺ）である。

【0019】

酸化ジルコニウムやジルコニウムアルミニウム複合酸化物の存在は、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折装置で同定して確認できる。各成分の含有量は、例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析装置または蛍光Ｘ線分析装置により求めればよい。

【0020】

図２（Ａ）およびその部分拡大図である図２（Ｂ）は、本開示のクロマトグラフィー管５ａの外周面から軸心Ｃに向かって研磨した状態を示している。本開示によれば、得られた研磨面を観察対象面５ｄとしたとき、クロマトグラフィー管５ａの内周面５ｃと観察対象面５ｄとの稜線５ｅを起点とする、深さｄが１０μｍ以上２０μｍ以下の凹部５ｆの個数が、稜線５ｅの長さ１ｍｍ当たり２個以下、好ましくは１個以下である。凹部５ｆは、例えば、陥没状である。クロマトグラフィー管５ａの外周面から軸心Ｃに向かって研磨するのは、凹部５ｆの深さｄの測定を容易にするためである。深さｄの方向は、観察対象面５ｄ内において、稜線５ｅを起点として外周面と観察対象面５ｄとの境界である外縁５ｊに向かう方向である。

【0021】

観察対象面５ｄの算術平均粗さ（Ｒａ）は、例えば、０．０１μｍ以上０．１μｍ以下であり、算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３に準拠して求めればよい。観察対象面５ｄを得るには、研磨材は平均粒径（Ｄ５０）が１μｍのＷＡ（ホワイトアランダム）を、研磨盤はピッチからなるポリッシャをそれぞれ用いればよい。肉厚が３ｍｍ以上あるクロマトグラフィー管の場合、クロマトグラフィー管５ａの外周面から軸心Ｃに向かって研磨代を０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下残して研削した後、研磨してもよい。

【0022】

走査型電子顕微鏡で観察対象面５ｄを撮影した画像（例えば、横方向２．３ｍｍ、縦方向１．７ｍｍ）を対象に、例えば、「挟むものさし」というフリーソフトを用いて、凹部５ｆの深さｄを測定し、深さｄが１０μｍ以上２０μｍ以下の凹部５ｆの個数を数えればよい。凹部５ｆの深さを１０μｍ以上としたのは、深さ１０μｍが、脱粒して浮遊するパーティクルが移動相１ａ、１ｂに顕著な悪影響を与える最小の値、すなわち、しきい値であるためである。

【0023】

このように、筒状体の内周面５ｃに凹部５ｆが殆ど存在しないので、内周面５ｃを起点とする脱粒の発生が抑制された状態になっている。そのため、移動相１ａ、１ｂが貫通孔５ｈを通過しても、内周面５ｃを起点とする脱粒のおそれが少ないので、この脱粒による移動相１ａ、１ｂの汚染がさらに抑制される。凹部５ｆとは、筒状体の内周面５ｃに開口している窪みをいう。

【0024】

観察対象面５ｄにおいて、稜線５ｅの真直度は２０μｍ以下であるのがよい。真直度とは、稜線５ｅの幾何学的に正しい直線からの狂いの大きさをいい、光学顕微鏡で観察対象面５ｄを撮影した画像（例えば、横方向１．２ｍｍ、縦方向１．４ｍｍ）を対象に、例えば、「挟むものさし」というフリーソフトを用いて稜線５ｅの真直度を測定することができる。クロマトグラフィー管５ａの軸方向を画像の縦方向に合わせ、内周面５ｃを挟んだ左右の稜線５ｅの少なくともいずれかが画像に含まれるようにし、幾何学的に正しい直線の長さは、１．４ｍｍとすればよい。

【0025】

本開示では、稜線５ｅの真直度が２０μｍ以下であれば、大きな陥没状の凹部５ｆが内周面５ｃにない状態になっている。そのため、移動相１ａ、１ｂの流れが乱流であっても、内周面５ｃを起点とする脱粒のおそれが少ない。その結果、この脱粒による移動相１ａ、１ｂの汚染が抑制される。

【0026】

さらに、観察対象面５ｄにおいて、稜線５ｅからクロマトグラフィー管５ａの外周面と観察対象面５ｄとの境界である外縁５ｊに向かって、０．１ｍｍ以内の範囲における閉気孔５ｇの最大径ｍは０．９μｍ以下であるのがよい。すなわち、内周面５ｃの近傍で大きな閉気孔５ｇが存在しないので、加熱および冷却を繰り返しても、閉気孔５ｇから内周面５ｃに向かってクラックが発生しにくくなる。その結果、このクラックによって生じる脱粒も発生しにくくなるので、この脱粒による移動相１ａ、１ｂの汚染が抑制される。

【0027】

閉気孔５ｇの最大径ｍは、例えば、観察対象面５ｄを光学顕微鏡で撮影した画像（例えば、横方向１．２ｍｍ、縦方向１．４ｍｍ）を対象に「挟むものさし」というフリーソフトを用いて測定することができる。クロマトグラフィー管５ａの軸方向を画像の縦方向に合わせ、内周面５ｃを挟んだ左右の稜線５ｅの少なくともいずれかが画像に含まれるようにする。

【0028】

筒状体の内周面５ｃは、２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑｉ）が１．３以下の焼成面であってもよい。このような構成を有することによって、内周面５ｃは破砕層がなく、２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑｉ）が制御された状態になっている。その結果、移動相１ａ、１ｂが貫通孔５ｈを通過しても脱粒が生じにくく、移動相１ａ、１ｂの汚染が抑制される。

【0029】

筒状体の内周面５ｃは、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃｉ）が１．７μｍ以下の焼成面であってもよい。このような構成を有することによって、内周面５ｃは破砕層がなく、切断レベル差（Ｒδｃｉ）が制御された状態になっている。その結果、移動相１ａ、１ｂが貫通孔５ｈを通過しても脱粒が生じにくく、移動相１ａ、１ｂの汚染がさらに抑制される。特に、内周面５ｃの切断レベル差（Ｒδｃｉ）は１．４μｍ以下の焼成面であるとよい。

【0030】

筒状体の外周面は、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、切断レベル差（Ｒδｃｏ）が０．０４μｍ以上の焼成面であってもよい。このような構成を有することによって、外周面は破砕層がないので、筒状体を取り付け、取り外し、洗浄を繰り返しても、外周面から脱粒が生じにくい。さらに、親水性も向上しているので、汚れも付着しにくい。特に、外周面の切断レベル差（Ｒδｃｏ）は、０．２６μｍ以上の焼成面であるとよい。

【0031】

２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑｉ、ＲΔｑｏ）および切断レベル差（Ｒδｃｉ、Ｒδｃｏ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に準拠し、形状解析レーザ顕微鏡（(株)キーエンス製、ＶＫ－Ｘ１１００またはその後継機種）を用いて測定することができる。測定条件としては、まず、照明方式を同軸落射方式、倍率を４８０倍、カットオフ値λｓを無し、カットオフ値λｃを０．０８ｍｍ、カットオフ値λｆを無し、終端効果の補正を有り、測定対象とする内周面５ｃおよび外周面から１か所当たりの測定範囲を、例えば、７１０μｍ×５３３μｍに設定する。各測定範囲毎に、測定範囲の長手方向に沿って測定対象とする線を略等間隔に４本引いて、線粗さ計測を行えばよい。測定範囲はそれぞれ軸方向の中央部１箇所、合計２箇所とし、計測の対象とする長さは、例えば、５６０μｍである。

【0032】

次に、本開示のクロマトグラフィー管の製造方法を説明する。まず、セラミックスの主成分が酸化ジルコニウムである場合について説明する。酸化ジルコニウムを主成分とする粉末（以下、酸化ジルコニウム粉末と記載する場合がある）、酸化イットリウムを主成分とする粉末（以下、酸化イットリウム粉末と記載する場合がある）、ワックス、分散剤および可塑剤を準備する。酸化イットリウム粉末は、安定化剤である。

【0033】

酸化ジルコニウム粉末としては、純度が９９．９質量％以上であり、かつ累積分布曲線における累積９５体積％の粒径が６．５μｍ以下、好ましくは６μｍ以下であるのがよい。累積９５体積％の粒径がこの範囲であると、得られる筒状体内の気孔が少なく、かつ凹部５ｆが内周面５ｃに発生するのが抑制される。

【0034】

累積分布曲線とは、２次元のグラフで横軸を粒径、縦軸を粒径の累積百分率とした場合における粒径の累積分布を示す曲線を意味する。累積分布曲線は、レーザー回折散乱法により、例えば、マイクロトラック・ベル社製の粒子径分布測定装置（ＭＴ３３００またはその後継機種）を用いて求めることができる。

【0035】

上記酸化ジルコニウム粉末および酸化イットリウム粉末の合計１００質量部に対して、ワックスを１３質量部以上１４質量部以下、分散剤を０．４質量部以上０．５質量部以下、可塑剤を１．４質量部以上１．５質量部以下とする。酸化ジルコニウム粉末および酸化イットリウム粉末の合計１００モル％における酸化イットリウム粉末は、例えば、２モル％以上４モル％以下である。酸化ジルコニウム粉末、酸化イットリウム粉末、ワックス、分散剤および可塑剤を、９０℃以上１４０℃以下に加熱された樹脂製の容器内に収容する。このとき、ワックス、分散剤および可塑剤は、液体となっている。

【0036】

次に、容器を攪拌機にセットし、容器を３分間自公転させること（自公転混練処理）により酸化ジルコニウム粉末、酸化イットリウム粉末、ワックス、分散剤および可塑剤が撹拌されて、スラリーを得ることができる。次に、得られたスラリーをシリンジに充填し、脱泡治具を用いて、シリンジを１分間自公転させながらスラリーの脱泡処理を行う。脱泡処理をする前に、スラリーを１２０℃以上１８０℃以下で予備加熱を行うのがよい。

【0037】

次に、脱泡したスラリーが充填されたシリンジを射出成形機に取り付け、スラリーの温度を９０℃以上に維持した状態で成形して円筒状の成形体を得る。成形するに当たり、円筒状の成形体の内周面を形成する円柱状の中子を、予め、射出成形機に取り付けておく。射出成形機のスラリーが通過する流路も９０℃以上に維持するとよい。

【0038】

得られた成形体を順次、脱脂、焼成することで、酸化ジルコニウムを主成分とするセラミックスからなる筒状体を得ることができる。焼成雰囲気は大気雰囲気、焼成温度は１４００℃以上１８００℃以下とし、保持時間は２時間以上４時間以下とすればよい。観察対象面において、稜線から筒状体の外周面と観察対象面との境界である外縁に向かって、０．１ｍｍ以内の範囲における閉気孔の最大径が０．９μｍ以下である筒状体を得るには、焼成温度を１５００℃以上１８００℃以下とし、保持時間を３時間以上４時間以下とすればよい。

【0039】

以上の製造方法によって得られた筒状体は、稜線５ｅからの深さが１０μｍ以上２０μｍ以下の凹部５ｆの個数が、稜線５eの長さ１ｍｍ当たり２個以下である。成形で用いる中子の外周面の真直度を１５μｍ以下にすることにより、稜線５ｅの真直度を２０μｍ以下にすることができる。そのため、上述したクロマトグラフィー管５ａをカラム５の筒状体として使用した場合には、内周面５ｃを起点とする脱粒の発生を抑制することができる。

【0040】

セラミックスの主成分がジルコニウムアルミニウム複合酸化物である場合、以下のようにしてクロマトグラフィー管を得ることができる。

【0041】

純度が９９．９質量％以上で平均粒径が０．３～０．７μｍの酸化アルミニウムを主成分とする粉末（以下、酸化アルミニウム粉末と記載する場合がある）と、純度が９９．９質量％以上で平均粒径が０．１μｍ～０．３μｍの酸化ジルコニウム粉末と、酸化イットリウム粉末と、純度がいずれも９９．５質量％以上で、平均粒径がいずれも０．５～１．０μｍの酸化珪素、酸化チタンおよび水酸化マグネシウムの各粉末と、ワックスと、分散剤と、可塑剤とを準備する。酸化イットリウム粉末は、安定化剤である。酸化珪素、酸化チタンおよび水酸化マグネシウムの各粉末は、焼結を促進させる焼結助剤である。

【0042】

例えば、上記各粉末の合計１００質量％における酸化アルミニウム粉末の含有量は６５質量％以上９６質量％以下である。上記各粉末の合計１００質量％における酸化ジルコニウム粉末の含有量は４質量％以上３４．４質量％以下である。酸化ジルコニウム粉末および酸化イットリウム粉末の合計１００モル％における酸化イットリウム粉末の含有量は、例えば、３モル％以下である。

【0043】

例えば、酸化珪素粉末の含有量は、０．２質量％以上１．８質量％以下、酸化チタン粉末の含有量は、０．２２質量％以上２質量％以下、水酸化マグネシウム粉末の含有量は、０．１７質量％以上１．２質量％以下であり、これら焼結助剤の含有量の合計は、０．６質量％以上４．５質量％以下となるように調整される。焼結助剤がこの範囲であれば、共晶温度が１３００℃以下になり、焼結が大きく促進され、緻密性の高いセラミックスを得ることができる。

【0044】

酸化アルミニウム粉末および酸化ジルコニウム粉末は、累積分布曲線における累積９５体積％の粒径がいずれも６．５μｍ以下、好ましくは６μｍ以下であるのがよい。累積９５体積％の粒径がこの範囲であると、得られる筒状体内の気孔が少なく、かつ凹部５ｆが内周面５ｃに発生するのが抑制される。

【0045】

樹脂製の容器内への上記各粉末、ワックス、分散剤および可塑剤の収容、撹拌、脱泡処理、成形、脱脂については上述した方法と同じ方法を用いればよい。

【0046】

焼成については、焼成雰囲気を大気雰囲気、焼成温度を１３００℃以上１４５０℃以下とし、保持時間を１時間以上４時間以下とすればよい。観察対象面において、稜線から筒状体の外周面と観察対象面との境界である外縁に向かって、０．１ｍｍ以内の範囲における閉気孔の最大径は０．９μｍ以下である酸化アルミニウム質焼結体を得るには、焼成温度を１３５０℃以上１４５０℃以下とし、保持時間を２時間以上４時間以下とすればよい。

【0047】

以上の製造方法によって得られた筒状体は、稜線５ｅからの深さが１０μｍ以上２０μｍ以下の凹部５ｆの個数が、稜線５ｅの長さ１ｍｍ当たり２個以下である。成形で用いる中子の外周面の真直度を１５μｍ以下にすることにより、稜線５ｅの真直度を２０μｍ以下にすることができる。そのため、上述したクロマトグラフィー管５ａをカラム５の筒状体として使用した場合には、内周面５ｃを起点とする脱粒の発生を抑制することができる

【0048】

本開示は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良、組合せ等が可能である。

【実施例0049】

以下、実施例を具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0050】

（実施例１）
原料粉末として、純度が９９．９９質量％である酸化ジルコニウム粉末および酸化イットリウム粉末を用い、累積分布曲線における累積９５体積％の粒径が表１に示す値の原料粉末を用いた。この原料粉末１００モル％における酸化イットリウム粉末は、３モル％とした。この原料粉末と、ワックス、分散剤および可塑剤を９０℃に加熱した後、樹脂製の容器内に収容し、混合した。次に、撹拌機の所定位置に容器を載置し、容器を３分間自公転させること（自公転混練処理）により、スラリーを得た。原料粉末１００質量部に対して、ワックスを１３．５質量部、分散剤を０．４５質量部、可塑剤を１．４５質量部とした。

【0051】

得られたスラリーをシリンジに充填し、脱泡治具を用いて、シリンジを１分間自公転させながら、スラリーの脱泡処理を行った。次に、シリンジを射出成形機に取り付け、スラリーの温度を９０℃以上に維持した状態で成形して円筒状の成形体を得た。成形するに際し、円筒状の成形体の内周面を形成する円柱状の中子を、予め、射出成形機に取り付けておいた。中子の外周面の真直度はいずれも２０μｍ以上２５μｍ以下とした。このとき、射出成形機のスラリーの流路も９０℃以上に維持した。

【0052】

得られた成形体を順次、脱脂、焼成することで、円筒状のクロマトグラフィー管（試料Ｎｏ．１～４）を得た。焼成雰囲気は大気雰囲気とし、焼成温度は１４５０℃、保持時間は３時間とした。

【0053】

各試料をＣｕＫα線を用いたＸ線回折装置で調べた結果、酸化ジルコニウムおよび酸化イットリウムの存在が確認された。各金属元素の含有量を、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析装置で測定した結果、いずれの試料もジルコニウムの含有量が最も多いことがわかった。

【0054】

表１に示す各試料について、原料粉末の累積分布曲線における累積９５体積％の粒径、観察対象面５ｄとの稜線５ｅを起点とする凹部５ｆの個数、ならびに各試料の貫通孔５ｈに純水を供給および排出したときに発生するパーティクルの個数を以下の方法にて測定した。これらの測定結果を表１に示す。

【0055】

（１）累積分布曲線における累積９５体積％の粒径
マイクロトラック・ベル社製粒子径分布測定装置（ＭＴ３３００）を用いて、累積分布曲線における累積９５体積％の粒径を測定した。

【0056】

（２）観察対象面との稜線を起点とする凹部の個数
まず、クロマトグラフィー管５ａの外周面から軸心Ｃに向かって研磨し、算術平均粗さＲａが０．０１μｍ以上０．１μｍ以下である観察対象面５ｄを得た。走査型電子顕微鏡で観察対象面５ｄを撮影した画像（横方向２．３ｍｍ、縦方向１．７ｍｍ）を対象に、フリーソフト「挟むものさし」を用いて、凹部５ｆの深さｄを測定した。深さｄが１０μｍ以上２０μｍ以下の凹部５ｆの個数を数えた。

【0057】

（３）各試料の貫通孔に純水を供給、排出したときに発生するパーティクルの個数
各試料の貫通孔５ｈの排出側の開口部に容器を接続した。次に、貫通孔５ｈの供給側の開口部から流速を５ｍＬ／秒として、純水を１００秒間供給し、容器に排出された純水に含まれる、パーティクルの個数を液中パーティクルカウンタ－（ＬＰＣ）を用いて測定した。なお、測定の対象とするパーティクルは、直径が０．２μｍを超えるものとした。また、容器は、接続する前に、超音波洗浄を行い、直径が０．２μｍを超えるパーティクルの個数が２０個以下であることが確認されたものを用いた。

【0058】

【表1】

【0059】

表１に示すように、試料Ｎｏ．１～３は、深さが１０μｍ以上２０μｍ以下の凹部の個数が２個／ｍｍ以下である。したがって、試料Ｎｏ．１～３は、発生するパーティクルの個数が少なく、移動相を汚染しにくいと言える。

【0060】

（実施例２）
実施例１で示した方法と同じ方法で、主成分が酸化ジルコニウムである円筒状の成形体を得た。成形するに際し、円筒状の成形体の内周面を形成する円柱状の中子を、予め、射出成形機に取り付けておいた。マイクロトラック・ベル社製粒子径分布測定装置（ＭＴ３３００）を用いた累積分布曲線における累積９５体積％の粒径が６μｍである酸化ジルコニウム粉末を成形した。中子の外周面の真直度は、表２に示す通りとした。

【0061】

得られた成形体を順次、脱脂および焼成することで、円筒状のクロマトグラフィー管（試料Ｎｏ．５～８）を得た。焼成雰囲気は大気雰囲気とし、焼成温度は１４５０℃、保持時間は３時間とした。

【0062】

観察対象面５ｄを光学顕微鏡で撮影した画像（横方向１．２ｍｍ、縦方向１．４ｍｍ）を対象にフリーソフト「挟むものさし」を用いて稜線５ｅの真直度を測定した。クロマトグラフィー管の軸方向を画像の縦方向に合わせ、内周面５ｃを挟んだ左右の稜線５ｅが画像に含まれるようにした。幾何学的に正しい直線の長さは１．４ｍｍとする。左右の稜線５ｅの真直度のうち、真直度が大きい値を、表２に示す。純水を各試料の貫通孔５ｈに供給および排出したときに発生するパーティクルの個数を実施例１で示した方法と同じ方法で測定した。結果を表２に示す。

【0063】

【表2】

【0064】

表２に示すように、Ｎｏ．５～７は、稜線の真直度が２０μｍ以下である。したがって、発生するパーティクルの個数が少なく、Ｎｏ．８よりも移動相を汚染するおそれが低いと言える。

【0065】

（実施例３）
実施例１で示した方法と同じ方法で、主成分が酸化ジルコニウムである円筒状の成形体を得た。成形するに際し、円筒状の成形体の内周面を形成する円柱状の中子を、予め、射出成形機に取り付けておいた。マイクロトラック・ベル社製粒子径分布測定装置（ＭＴ３３００）を用いた累積分布曲線における累積９５体積％の粒径が５．５μｍである酸化ジルコニウム粉末を成形した。中子の外周面の真直度は、いずれも２０μｍ以上２５μｍ以下とした。

【0066】

得られた成形体を順次、脱脂および焼成することで、円筒状のクロマトグラフィー管（試料Ｎｏ．１７～２０）を得た。焼成雰囲気は大気雰囲気とし、焼成温度は表３に示す通り、保持時間は３．５時間とした。

【0067】

観察対象面５ｄを光学顕微鏡で撮影した画像（横方向１．２ｍｍ、縦方向１．４ｍｍ）を対象にフリーソフト「挟むものさし」を用いて、閉気孔５ｇの最大径ｍを測定した。純水を各試料の貫通孔５ｈに供給および排出したときに発生するパーティクルの個数を実施例１で示した方法と同じ方法で測定した。結果を表３に示す。

【0068】

【表3】

【0069】

表３に示すように、試料Ｎｏ．９～１１は、稜線５ｅから外縁に向かって、０．１ｍｍ以内の範囲における閉気孔５ｇの最大径ｍが０．９μｍ以下である。したがって、発生するパーティクルの個数が少なく、Ｎｏ．１２よりも移動相を汚染するおそれが低いと言える。

【符号の説明】

【0070】

１ａ、１ｂ 移動相
２ａ、２ｂ 電磁弁
３ ポンプ
４ 試料導入装置
５ カラム
５ａ クロマトグラフィー管
５ｂ 充填剤
５ｃ 内周面
５ｄ 観察対象面
５ｅ 稜線
５ｆ 凹部
５ｇ 閉気孔
５ｈ 貫通孔
５ｊ 外縁
６ 検出器
７ データ処理装置
８ フィルタ
１０ 高速液体クロマトグラフ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】