(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体粒子の性状を測定する粒子性状の測定方法であって、
性状が経時的に変化する前記固体粒子を含む試料懸濁液中の前記固体粒子の性状が変化することがないようにプロセス温度を一定に制御しつつ前記試料懸濁液を二つに分け、その一方の試料懸濁液から液相のみを取り出すとともに得られた液相をもう一方の試料懸濁液に添加することにより前記試料懸濁液中の固体粒子濃度を希釈して測定試料を調製し、
その後前記測定試料中の固体粒子の性状を粒子性状評価装置を用いて測定することを特徴とする粒子性状の測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載する粒子性状の測定方法において、
前記試料懸濁液は、飽和溶液と、該飽和溶液から生成した前記固体粒子を含むことを特徴とする粒子性状の測定方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する粒子性状の測定方法であって、
前記測定試料の固体粒子濃度を測定するとともにその測定結果に基づいて前記測定試料の濃度を調節することを特徴とする粒子性状の測定方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する粒子性状の測定方法であって、
キャリア液で包み込んだ前記測定試料を、流路を絞るように形成した絞り部及び光を透過する透過部を有するフローセルに流し、前記透過部に光を照射して前記測定試料に含まれる固体粒子を検出するとともに、粒子性状をフロー式画像解析法により測定することを特徴とする粒子性状の測定方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載する粒子性状の測定方法であって、
前記固体粒子の性状は、粒子径、粒子径分布、粒子形状及び粒子形状分布の一つ以上であることを特徴とする粒子性状の測定方法。
【請求項６】
固体粒子の性状を測定するための測定試料の調製装置であって、
性状が経時的に変化する前記固体粒子を含む試料懸濁液をサンプリングするサンプリング手段と、
前記固体粒子の性状が変化することがないようにプロセスの温度を一定に制御する温度制御手段と、
前記サンプリング手段で二つに分けた前記試料懸濁液の一方から液相を分離する液相分離手段および当該液相分離手段で分離した液相をもう一方の試料懸濁液に添加するための希釈液分散手段を備えた試料調製手段とを有することを特徴とする測定試料の調製装置。
【請求項７】
請求項６に記載する測定試料の調製装置において、
前記試料懸濁液は、飽和溶液と、該飽和溶液から生成した前記固体粒子を含むことを特徴とする測定試料の調製装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載する測定試料の調製装置であって、
前記測定試料の固体粒子濃度を測定する固体粒子濃度検出手段を有し、当該固体粒子濃度検出手段による固体粒子濃度の測定結果に基づいて前記測定試料の濃度を調節するように構成したことを特徴とする測定試料の調製装置。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８の何れか一つに記載する測定試料の調製装置と、
前記試料調製手段から供給される前記測定試料中の固体粒子の性状を測定する粒子性状評価手段とを有することを特徴とする粒子性状の測定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載する粒子性状の測定装置であって、
前記粒子性状評価手段は、キャリア液で包み込んだ前記測定試料が流れる流路を絞るように形成された絞り部及び光を透過する透過部を有するフローセルと、前記透過部に光を照射して前記測定試料に含まれる固体粒子を検出する粒子検出部と、粒子検出部の出力を解析して固体粒子の性状情報を算出する解析部とを具備するフロー式画像解析法による粒子性状の測定装置であることを特徴とする粒子性状の測定装置。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載する粒子性状の測定装置であって、
前記粒子性状評価手段は、前記固体粒子の粒子径、粒子径分布、粒子形状及び粒子形状分布の一つ以上を評価するものであることを特徴とする粒子性状の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粒子性状の測定方法及び装置並びに測定試料の調製装置に関し、特に液相から生成した固体粒子の性状（粒子径及び／又は粒子形状、並びにそれらの分布）を測定する場合に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液相から固体粒子を生成、析出させる様々な固体粒子生成プロセスが提案されている。例えば、１）溶液の温度を低下させることによる液相からの固体粒子の生成プロセス、２）溶液に貧溶媒を添加することによる液相からの固体粒子の生成プロセス、３）複数の反応原料を化学反応させることによる液相からの固体粒子の生成プロセス、４）単量体を含む液体の重合反応による液相からの固体重合物の生成プロセス等である。
【０００３】
かかる固体粒子生成プロセスにおいて、生成する粒子の品質を精度良く管理するためには、生成する粒子の粒子径や粒子形状等の性状を、粒子が生成している状況下で直接測定することが望まれる。特に、固体粒子が生成する過程において、時間の経過と共に、生成する粒子の性状を追跡しながら測定することができれば、固体粒子生成プロセスのメカニズム等の理解が進み、結果として生成する粒子の品質を精度良く管理することが可能になると期待される。
【０００４】
液体中に分散、懸濁している固体粒子の粒子径及び／又は粒子形状、並びにそれらの分布を評価するための粒子性状評価装置としては各種の湿式の粒度分布測定装置や粒子画像解析装置が知られている（例えば特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００５】
かかる粒子性状評価装置では、一般に測定用の試料懸濁液中の固体粒子濃度が、実際の液相からの固体粒子生成プロセス中の固体粒子濃度よりも相当に薄くなくては精度良い測定が困難である（主として、粒子同士の重なり合いが起こるため）。従って、液相から生成した固体粒子の性状を精度良く測定するためには、試料懸濁液を希釈し、固体粒子濃度を粒子性状の測定に適した濃度に調節する必要がある。
【０００６】
一方、 液相から固体粒子が生成するプロセスからサンプリングした試料懸濁液を希釈する場合、試料懸濁液の温度や濃度などの条件の変化により、試料懸濁液中の固体粒子が溶解したり、析出したり、あるいは成長したりなど、粒子性状の測定にとって好ましくない変化が起こりやすく、測定結果に大きな誤差を生み出す原因となるという問題がある。
【０００７】
なお、かかる問題は、液相から固体粒子が生成するプロセスからサンプリングした試料懸濁液を希釈する場合に限らず、一般に試料懸濁液中の固体粒子を希釈・測定する場合に共通に生起される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２９９２１９号公報
【特許文献２】特開平０８−１３６４３９号公報
【特許文献３】ＷＯ２００８／１０８２３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来技術に鑑み、固体粒子を含む試料懸濁液を前記固体粒子の性状を変化させることなく所望の濃度に希釈し、高精度の固体粒子の性状測定に資することができる粒子性状の測定方法及び装置並びに測定試料の調製装置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】
上記目的を達成する本発明の第１の態様は、固体粒子の性状を測定する粒子性状の測定方法であって、性状が経時的に変化する前記固体粒子を含む試料懸濁液中の前記固体粒子の性状が変化することがないようにプロセス温度を一定に制御しつつ前記試料懸濁液を二つに分け、その一方の試料懸濁液から液相のみを取り出すとともに得られた液相をもう一方の試料懸濁液に添加することにより前記試料懸濁液中の固体粒子濃度を希釈して測定試料を調製し、その後前記測定試料中の固体粒子の性状を粒子性状評価装置を用いて測定することを特徴とする粒子性状の測定方法にある。
【００１１】
本態様によれば、プロセスの温度を一定に制御しつつ、固体粒子を含む試料懸濁液を利用して試料懸濁液中の固体粒子濃度を希釈して測定試料を調製するので、粒子性状の測定に適した濃度の測定試料を試料懸濁液中の固体粒子の性状を変化させることなく容易に得ることができる。
ここで、本態様では、試料懸濁液を二分割して得る一方の試料懸濁液から生成した液相を用いてもう一方の試料懸濁液を希釈しているので、粒子性状の測定に適した濃度の測定試料を固体粒子の性状を変化させることなく容易に得ることができる。
【００１２】
この結果、的確な濃度に調節された測定試料を用いて粒子性状の測定を的確且つ高精度に行うことができる。
【００１３】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載する粒子性状の測定方法において、前記試料懸濁液は、飽和溶液と、該飽和溶液から生成した前記固体粒子を含むことを特徴とする測定方法にある。
【００１４】
本態様によれば、試料懸濁液が飽和溶液と飽和溶液から生成した固体粒子を含むものとしているので、試料懸濁液から取り出した液相は飽和溶液である。したがって、前記液相で試料懸濁液を希釈しても固体粒子が実質的に溶解、析出、あるいは成長などの性状変化を起こすことがない。
【００１５】
この結果、的確な濃度に調節された測定試料を用いて粒子性状の測定を的確且つ高精度に行うことができる。
【００１９】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載する粒子性状の測定方法であって、前記測定試料の固体粒子濃度を測定するとともにその測定結果に基づいて前記測定試料の濃度を調節することを特徴とする粒子性状の測定方法にある。
【００２０】
本態様によれば、測定試料の固体粒子濃度に基づいて測定試料の濃度を調節しているので、かかる調節を的確に行うことができる。
【００２１】
本発明の第４の態様は、第１乃至第３の態様の何れか一つに記載する粒子性状の測定方法であって、キャリア液で包み込んだ前記測定試料を、流路を絞るように形成した絞り部及び光を透過する透過部を有するフローセルに流し、前記透過部に光を照射して前記測定試料に含まれる固体粒子を検出するとともに、粒子性状をフロー式画像解析法により測定することを特徴とする粒子性状の測定方法にある。
【００２２】
本態様によれば、粒子性状を画像処理により分析することができるので、所定の粒子性状の測定を正確且つ的確に行うことができる。
【００２３】
本発明の第５の態様によれば、第１乃至第４の態様の何れか一つに記載する粒子性状の測定方法であって、前記固体粒子の性状は、粒子径、粒子径分布、粒子形状及び粒子形状分布の一つ以上であることを特徴とする粒子性状の測定方法にある。
【００２４】
本態様によれば、固体粒子の粒子径、粒子径分布、粒子形状及び粒子形状分布を的確且つ高精度に測定することができる。
【００２５】
本発明の第６の態様は、固体粒子の性状を測定するための測定試料の調製装置であって、性状が経時的に変化する前記固体粒子を含む試料懸濁液をサンプリングするサンプリング手段と、前記固体粒子の性状が変化することがないようにプロセスの温度を一定に制御する温度制御手段と、前記サンプリング手段で二つに分けた前記試料懸濁液の一方から液相を分離する液相分離手段および当該液相分離手段で分離した液相をもう一方の試料懸濁液に添加するための希釈液分散手段を備えた試料調製手段とを有することを特徴とする測定試料の調製装置にある。
【００２６】
本態様によれば、温度制御手段によりプロセスの温度を一定に制御しつつ、飽和溶液と、該飽和溶液から生成した固体粒子を含む試料懸濁液を利用して試料懸濁液中の固体粒子濃度を希釈して測定試料を調製するので、粒子性状の測定に適した濃度の測定試料を試料懸濁液中の固体粒子の性状を変化させることなく容易に得ることができる。
ここで、本態様では、試料懸濁液を二分割して得る一方の試料懸濁液から生成した液相を用いてもう一方の試料懸濁液を希釈しているので、粒子性状の測定に適した濃度の測定試料を固体粒子の性状を変化させることなく容易に得ることができる。
【００２７】
本発明の第７の態様は、第６の態様に記載する測定試料の調製装置において、前記試料懸濁液は、飽和溶液と、該飽和溶液から生成した前記固体粒子を含むことを特徴とする測定試料の調製装置にある。
【００２８】
本態様によれば、試料懸濁液を飽和溶液と、飽和溶液から生成した固体粒子を含むものとしているので、試料懸濁液から取り出した液相は飽和溶液である。したがって、前記液相で試料懸濁液を希釈しても固体粒子が実質的に溶解、析出、あるいは成長などの性状変化を起こすことがない。
【００３１】
本発明の第８の態様は、第６又は第７に記載する測定試料の調製装置であって、前記測定試料の固体粒子濃度を測定する固体粒子濃度検出手段を有し、当該固体粒子濃度検出手段による固体粒子濃度の測定結果に基づいて前記測定試料の濃度を調節するように構成したことを特徴とする測定試料の調製装置にある。
【００３２】
本態様によれば、測定試料の固体粒子濃度に基づいて測定試料の濃度を調節することができるので、かかる調節を的確に行い得る。
【００３３】
本発明の第９の態様は、第６乃至第８の態様の何れか一つに記載する測定試料の調製装置と、前記試料調製手段から供給される前記測定試料中の固体粒子の性状を測定する粒子性状評価手段とを有することを特徴とする粒子性状の測定装置にある。
【００３４】
本態様によれば、初期の固体粒子の性状を保ったまま測定に最適な濃度に希釈された測定試料を用いて所定の粒子性状の測定を行うことができるので、所定の測定を的確且つ高精度に行うことができる。
【００３５】
本発明の第１０の態様は、第９に態様に記載する粒子性状の測定装置であって、前記粒子性状評価手段は、キャリア液で包み込んだ前記測定試料が流れる流路を絞るように形成された絞り部及び光を透過する透過部を有するフローセルと、前記透過部に光を照射して前記測定試料に含まれる固体粒子を検出する粒子検出部と、粒子検出部の出力を解析して固体粒子の性状情報を算出する解析部とを具備するフロー式画像解析法による粒子性状の測定装置であることを特徴とする粒子性状の測定装置にある。
【００３６】
本態様によれば、粒子性状を画像処理により分析することができるので、所定の粒子性状の測定を正確且つ的確に行うことができる。
【００３７】
本発明の第１１の態様は、第９又は第１０の態様に記載する粒子性状の測定装置であって、前記粒子性状評価手段は、前記固体粒子の粒子径、粒子径分布、粒子形状及び粒子形状分布の一つ以上を評価するものであることを特徴とする粒子性状の測定装置にある。
【００３８】
本態様によれば、固体粒子の粒子径、粒子径分布、粒子形状及び粒子形状分布を的確且つ高精度に測定することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、固体粒子を含む試料懸濁液を利用して試料懸濁液中の固体粒子濃度を希釈して測定試料を調製するので、粒子性状の測定に適した濃度の測定試料を試料懸濁液中の固体粒子の性状を変化させることなく容易に得ることができる。この結果、特に液相から固体粒子が生成するプロセスからサンプリングした試料懸濁液を粒子性状の測定に適した濃度に希釈する場合、試料懸濁液の温度や濃度などの条件の変化により、試料懸濁液中の固体粒子が溶解、析出、あるいは成長することで粒子性状の測定にとって好ましくない変化が起こり易く、測定結果に大きな誤差を生み出す原因となるという問題を解消して高精度の粒子性状の測定に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る粒子性状の測定方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る粒子性状の測定装置を示すブロック図である。
【図３】図２に示す粒子性状の測定装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る粒子性状の測定方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る粒子性状の測定装置を示すブロック図である。
【図６】図５に示す粒子性状の測定装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００４２】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施形態に係る粒子性状の測定方法を示すフローチャートである。同図に示すように、本形態に係る粒子性状の測定方法においては、先ず攪拌機等（図示せず）を備え付けた反応槽内で液相から固体粒子を生成、析出させる粒子生成反応を実施する（Ｓ１参照）。続いて反応槽で生成した固体粒子が懸濁した試料懸濁液（粒子分散液）を、ポンプ（図示せず）により抜出し吸引することでサンプリングする（Ｓ２参照）。このことにより粒子生成反応の結果生成した固体粒子を含む試料懸濁液を得る（Ｓ３参照）。続いて、かかる試料懸濁液を二つに分け、その一方の試料懸濁液から液相のみを取り出す（Ｓ４，Ｓ５参照）。ここで、液相の取り出しは固液分離、濃縮等により良好に実施し得る。
【００４３】
さらに、試料懸濁液から取り出した液相を、もう一方の試料懸濁液に添加・混合することによりもう一方の試料懸濁液の濃度調節を行う（Ｓ６参照）。このことにより、試料懸濁液中の固体粒子の性状を変化させることなく、固体粒子濃度を希釈することができる。ここで、固体粒子の性状とは、固体粒子の粒子径、粒子径分布、粒子形状及び粒子形状分布等のことをいう（以下同じ）。また、本形態における固体粒子濃度は、試料懸濁液及び／又は測定試料の固体粒子濃度を測定し、かかる測定結果に基づき好適に調節することができる。ここで、固体粒子濃度とは、液相中に固体状態で懸濁している粒子の濃度であり、例えば懸濁液の光の透過度等で測定することができる。また、固体粒子濃度検出手段としては、市販の濁度センサや濁度計等の固体粒子濃度センサが好適に使用できる。
【００４４】
かくして試料懸濁液を所定の濃度に希釈した測定試料を得（Ｓ７参照）、前述の如く試料懸濁液から取り出した液相として得るキャリア液（Ｓ８参照）とともに粒子性状評価装置に供給して所定の粒子性状評価を行う（Ｓ９参照）。本形態では粒子性状評価装置としてフロー式画像解析法による装置を用いている。この結果、本形態においては粒子性状評価装置に供給する測定試料を取り囲むシース機能を有するキャリア液が必要になるが、この点に関しては粒子性状評価装置の構造も含め、後で詳説する。
【００４５】
図２は上記測定方法を実現する本発明の第１の実施の形態に係る粒子性状の測定装置を示すブロック図である。同図に示すように、反応槽１は、攪拌機等（図示せず）を具備しておりその内部に貯留する液相から固体粒子を生成、析出させて粒子生成反応を実施するものである。ここで、粒子生成反応は、バッチ式もしくは流通式で行われ、原料の投入量、溶液の濃度、温度、攪拌速度等を制御することで、生成する粒子の品質管理を行う。ポンプ３，６は反応槽１で生成した固体粒子が懸濁した試料懸濁液（粒子分散液）を、抜出し配管を通して吸引することでサンプリングする。すなわち、本形態においてはポンプ３，６及び抜き出し配管でサンプリング手段が形成されている。
【００４６】
抜出し配管は反応槽１を出た後で２つに分岐されている。二つに分割された試料懸濁液の一方はポンプ３を経て湿式サイクロン４に供給される。湿式サイクロン４は供給された試料懸濁液を、主としてその粒子径によって大粒子径粒子を多く含む流れと、小粒子径粒子を多く含む流れもしくは粒子を実質的にほとんど含まない流れとに分離するための公知の装置である。湿式サイクロン４の代わりに、遠心分離装置や各種濾過装置等の固液分離装置、あるいはデカンターなどの濃縮装置等、試料懸濁液から主として液相だけを取り出すことの可能な各種装置を使用することもできる。ここでは湿式サイクロン４の設計条件および試料懸濁液の流速等の条件を選択することにより、湿式サイクロン４の上部より固体粒子を実質的に含まない液相流れが排出され、下部より固体粒子濃度が増大した高濃度スラリーが排出されるように運転する。キャリア槽５には湿式サイクロン４で分離された試料懸濁液の液相分が供給され、これを貯留する。なお、湿式サイクロン４とキャリア槽５との間に、適当なフィルタ装置を導入することで、湿式サイクロン４で除去しきれなかった微細な粒子を除去してもよい。一方、湿式サイクロン４の下部より排出される高濃度スラリーは回収槽１７に導入される。
【００４７】
前述の如く二つに分割された試料懸濁液の他方はポンプ６を経てサンプル分散槽９に供給される。一方、サンプル分散槽９にはキャリア槽５内に貯留されている試料懸濁液の液相もポンプ８の駆動により供給される。この結果、サンプル分散槽９では試料懸濁液から取り出した液相を、もう一方の試料懸濁液に添加・混合することによりもう一方の試料懸濁液の濃度調節を行うことができる。このことにより、試料懸濁液中の固体粒子の性状を変化させることなく、固体粒子濃度を希釈した所望の測定試料が得られる。
【００４８】
固体粒子濃度センサ２は反応槽１を出た試料懸濁液の固体粒子濃度を検出するとともに、固体粒子濃度センサ１０はサンプル分散槽９内の測定試料の固体粒子濃度を検出する。また、サンプル分散槽９内の測定試料はスターラ９ａにより攪拌されて均一な固体粒子濃度を保持している。
【００４９】
三方バルブ１１は三種類の動作モードを有する弁である。三種類の動作モードとは、１）サンプル分散槽９内の測定試料を直接回収槽１７に導入するバイパスモード、２）粒子性状評価手段７のフローセル１３に導入する測定モード、３）サンプル分散槽９から測定試料を流出させない閉止モードである。
【００５０】
本形態における粒子性状評価手段７は、フローセル１３、ストロボ発光源１４、粒子検出部であるＣＣＤカメラ１５及び粒子性状の解析部であるパソコン１８を具備するフロー式画像解析法による粒子性状の測定装置である。ここで、フローセル１３は、キャリア液で包み込まれた測定試料を扁平な流れとするように流路を絞った絞り部、及び光を透過する透過部を有する。ＣＣＤカメラ１５はストロボ発光源１４からフローセル１３の前記透過部に照射された光により前記測定試料に含まれる固体粒子の画像情報を得るためのものである。パソコン１８は前記画像情報を解析し、粒子径、粒子径分布、粒子形状及び粒子形状分布などの固体粒子の性状情報を算出する。
【００５１】
キャリア液はポンプ１２の駆動によりキャリア槽５内に貯留されている試料懸濁液の液相の一部を抽出することにより得られる。また、フローセル１３から排出される測定試料は回収槽１７に導入される。
【００５２】
シーケンサ１６はパソコン１８との間で必要な情報の授受を行いつつ、当該装置の各部の動作を予め定められた手順に従って制御する。この場合の代表的な制御対象としてポンプ３，６，８，１２や三方バルブ１１がある。
【００５３】
図３は図２に示す粒子性状の測定装置の動作を説明するためのフローチャートである。かかる動作は主にシーケンサ１６の機能として実現される。同図に示すように、ポンプ３を運転することにより反応槽１から試料懸濁液をサンプリングする（ＳＴ３１参照）。
【００５４】
サンプリングの結果二つに分割される一方の試料懸濁液を湿式サイクロン４に供給することにより固形分を除去するとともに、液体成分をキャリア槽５に貯留する（ＳＴ３２参照）。
【００５５】
ポンプ６を運転して二つに分割されたもう一方の試料懸濁液を、サンプル分散槽９内に貯留する（ＳＴ３３参照）。ここで、ポンプ６による試料懸濁液の抜き取り時間は固体粒子濃度センサ２で測定する試料懸濁液の固体粒子濃度に応じて調製する（ＳＴ３３参照）。
【００５６】
ポンプ８を運転してサンプル分散槽９内の試料懸濁液を希釈して測定試料を調製する（ＳＴ３４参照）。
【００５７】
固体粒子濃度センサ１０で測定試料の固体粒子濃度を測定しつつ、固体粒子濃度が所定値よりも低い場合はポンプ６を駆動するとともに、高い場合にはポンプ８を駆動して測定試料の固体粒子濃度を所定値に調節する（ＳＴ３５参照）。このとき、サンプル分散槽９内は大気開放とし、三方バルブ１１は閉止モードとしておく。また、サンプル分散槽９内の測定試料がオーバーフローした場合は三方バルブ１１をバイパスモードとして測定試料のオーバーフロー分を回収槽１７へ導入する（ＳＴ３５参照）。
【００５８】
ＳＴ３３からＳＴ３５の操作はサンプル分散槽９内の測定試料の固体粒子濃度が所定値になるまで繰り返す。
【００５９】
その後粒子性状評価手段７による粒子性状の測定を開始する。具体的には、先ずポンプ１２を運転してフローセル１３内にキャリア液を流入させる（ＳＴ３６参照）。
【００６０】
次に、ポンプ８を運転することによりキャリア液が流入しているフローセル１３に三方バルブ１１を介して測定試料を流入させる（ＳＴ３７参照）。さらに、詳言すると、サンプル分散槽９を密閉した状態で三方バルブ１１を測定モードにし、この状態でポンプ８を運転すると、ポンプ８は三方バルブ１１を介して測定試料をフローセルに押し込むための押し込みポンプとして機能する。かくしてキャリア液で包み込まれた測定試料をフローセル１３内に供給する。この結果、フローセル１３内には測定試料の扁平な流れが形成される。
【００６１】
続けて、ストロボ発光源１４からフローセル１３の透過部に照射された光により測定試料中に含まれる固体粒子の画像情報をＣＣＤカメラ１５で得るとともに、この画像情報をパソコン１８で解析する（ＳＴ３８参照）。ＳＴ３６からＳＴ３８の操作は予め定めた所定の条件が成立するまで繰り返す。
【００６２】
測定済みの測定試料はキャリア液とともに回収槽１７で回収する（ＳＴ３９参照）。
【００６３】
かくして、本形態においては、試料懸濁液中の固体粒子の性状を変化させることなく、固体粒子濃度を任意に希釈して測定試料を得、この測定試料を利用して固体粒子の性状を測定することができる。
【００６４】
なお、上記実施の形態における配管部分は反応槽１内と同一の温度となるように制御されている。これは、例えば各槽や配管を二重管構造とし、そのジャケット側に冷媒もしくは熱媒を流す等、既存の技術を適用することで容易に実現し得る。
【００６５】
＜第２の実施の形態＞
図４は本発明の第２の実施形態に係る粒子性状の測定方法を示すフローチャートである。同図に示すように，本形態に係る粒子性状の測定方法においては、第１の実施の形態と同様に、反応槽内で液相から固体粒子を生成、析出させる粒子生成反応を実施するとともに、反応槽で生成した固体粒子が懸濁した試料懸濁液をサンプリングして所定の試料懸濁液を得る（Ｓ１乃至Ｓ３参照）。続いて、サンプリングした試料懸濁液の固液分離を行い（Ｓ２１参照）、得られた固体（Ｓ２２参照）を分散媒（Ｓ２４参照）と混合し、所定の濃度に調節する（Ｓ２３参照）。ここで、分散媒としては固体粒子が溶解したり、析出したり、あるいは成長したりなどの粒子性状の変化が起こることのない貧溶媒などの適当な液体を用いる。このことにより、試料懸濁液中の固体粒子の性状を変化させることなく、固体粒子濃度を希釈することができる。ここで、本形態における固体粒子濃度は、第１の実施の形態と同様に、試料懸濁液及び／又は測定試料の固体粒子濃度を測定し、かかる測定結果に基づき好適に調節する。
【００６６】
かくして第１の実施の形態と同様に、試料懸濁液を所定の濃度に希釈した測定試料を得る（Ｓ７参照）。その後、濃度調節のための前記分散媒を一部抽出して得るキャリア液（Ｓ２５参照）とともに測定試料を粒子性状評価装置に供給して、第１の実施の形態と同様に、所定の粒子性状評価を行う（Ｓ９参照）。本形態でも粒子性状評価装置としてフロー式画像解析法による装置を用いている。この結果、粒子性状評価装置に供給する測定試料を取り囲むシース機能を有するキャリア液が必要になる。
【００６７】
図５は上記測定方法を実現する本発明の第２の実施の形態に係る粒子性状の測定装置を示すブロック図である。同図に示すように、反応槽１は、第１の実施の形態と同様に、攪拌機等（図示せず）を具備しておりその内部に貯留する液相から固体粒子を生成、析出させて粒子生成反応を実施するものである。ここで、粒子生成反応は、バッチ式もしくは流通式で行われ、原料の投入量、溶液の濃度、温度、攪拌速度等を制御することで、生成する粒子の品質管理を行う。
【００６８】
ポンプ３３は反応槽１で生成した固体粒子が懸濁した試料懸濁液を、抜出し配管を通して吸引することでサンプリングする。すなわち、本形態においてはポンプ３３及び抜き出し配管でサンプリング手段が形成されている。
【００６９】
ポンプ３３で抜き出した試料懸濁液は固液分離装置３４に供給される。固液分離装置３４は試料懸濁液を固体と液体に分離するもので、既知の遠心分離機乃至フィルタで好適に構成することができる。固液分離装置３４で分離したウエットケーキ状の固形分はサンプル安定化槽３５に貯留されるとともに、液体分は回収槽１７に導入される。
【００７０】
サンプル安定化槽３５には分散媒槽４１から分散媒が二方バルブ４５を介して供給される。かくして、サンプル安定化槽３５内の固形分は分散媒で希釈されるが、この希釈液が所定のレベルに達したことをレベルスイッチ３６が検出することにより二方バルブ４５が閉じられる。この結果、サンプル安定化槽３５内には、分散媒中に固体粒子が分散する任意の濃度の試料懸濁液が所定量貯留される。ここで、分散媒としては固体粒子が溶解したり、性状が変化したりすることのない貧溶媒などの分散媒を用いているので、固体粒子の性状を変化させることなく、これを含む任意の濃度の試料懸濁液を得ることができる。サンプル安定化槽３５はスターラ３５ａを有しており、サンプル安定化槽３５に貯留された試料懸濁液はスターラ３５ａにより攪拌されて均一な濃度に保持されている。
【００７１】
サンプル安定化槽３５内の試料懸濁液は三方バルブ３７の図中右側のポートと上側のポート間が連通した状態でポンプ３８を駆動することによりサンプル分散槽３９に供給することができる。なお、三方バルブ３７の図中右側のポートと左側のポート間が連通した状態ではサンプル安定化槽３５内の試料懸濁液が回収槽１７に導入される。
【００７２】
サンプル分散槽３９には分散媒槽４１内に貯留されている分散媒もポンプ４２の駆動により供給される。この結果、サンプル分散槽３９では試料懸濁液と分散媒とが混合され、所定の固体粒子濃度に調節される。ここでは固体粒子を溶解、析出、あるいは成長させることのない分散媒を用いているので、試料懸濁液中の固体粒子の性状を変化させることなく、固体粒子濃度を所望の濃度に希釈した測定試料を得ることができる。
【００７３】
固体粒子濃度センサ２は反応槽１を出た試料懸濁液の固体粒子濃度を検出するとともに、固体粒子濃度センサ４０はサンプル分散槽３９内の測定試料の固体粒子濃度を検出する。また、サンプル分散槽３９内の測定試料はスターラ３９ａにより攪拌されて均一な固体粒子濃度を保持している。
【００７４】
三方バルブ１１及び粒子性状評価手段７は第１の実施の形態と全く同様のものであるので、同一部分には同一番号を付し、重複する説明を省略する。ここで、キャリア液はポンプ４３の駆動により分散媒槽４１内に貯留されている分散媒の一部を抽出することにより得られる。
【００７５】
シーケンサ４６はパソコン１８との間で必要な情報の授受を行いつつ、当該装置の各部の動作を予め定められた手順に従って制御する。この場合の代表的な制御対象としてポンプ３３，３８，４２，４３、二方バルブ４５、三方バルブ１１，３７がある。
【００７６】
図６は図５に示す粒子性状の測定装置の動作を説明するためのフローチャートである。かかる動作は主にシーケンサ４６の機能として実現される。同図に示すように、ポンプ３３を運転することにより反応槽１から試料懸濁液をサンプリングする。ここで、ポンプ３３による試料懸濁液の抜き取り時間は固体粒子濃度センサ２で測定する試料懸濁液の固体粒子濃度に応じて調製する（ＳＴ４１参照）。
【００７７】
次に固液分離装置３４で試料懸濁液中の固形分を回収してサンプル安定化槽３５に貯留する。このときの液体分は回収槽１７に貯留する（ＳＴ４２参照）。
【００７８】
サンプル安定化槽３５に分離した固形分を貯留した状態で二方バルブ４５を開き分散媒槽４１より分散媒をサンプル安定化槽３５内に流入させる（ＳＴ４３参照）。このことにより、分散媒中に固形分が分散した任意濃度の試料懸濁液を得、そのサンプル安定化槽３５内でのレベルが所定のレベルに達したことをレベルスイッチ３６が検出することにより二方バルブ４５を閉じる（ＳＴ４４参照）。
【００７９】
続いて三方バルブ３７の図中右側のポートと上側のポート間が連通した状態でポンプ３８を運転することによりサンプル分散槽３９内にサンプル安定化槽３５内の試料懸濁液を貯留する（ＳＴ４５参照）。
【００８０】
その後、ポンプ４２を運転することによりサンプル分散槽３９内の試料懸濁液を分散媒槽４１に貯留する分散媒で希釈することにより測定試料を調製する（ＳＴ４６参照）。ここで、分散媒としては固体粒子が溶解したり、析出したり、あるいは成長したりなどの粒子性状の変化が起こることのない適当な液体を用いているので、固体粒子の性状を変化させることはない。
【００８１】
次に、固体粒子濃度センサ４０で測定試料の固体粒子濃度を測定しつつ、固体粒子濃度が所定値よりも低い場合はポンプ３８を駆動するとともに高い場合にはポンプ４２を駆動して測定試料の固体粒子濃度を所定値に調節する。このとき、サンプル分散槽３９内は大気開放とし、三方バルブ１１は閉止モードとしておく。また、サンプル分散槽３９内の測定試料がオーバーフローした場合は三方バルブ１１をバイパスモードとして測定試料のオーバーフロー分を回収槽１７へ導入する（ＳＴ４７参照）。
【００８２】
ＳＴ４６及びＳＴ４７の操作はサンプル分散槽３９内の測定試料の固体粒子濃度が所定値になるまで繰り返す。
【００８３】
その後粒子性状評価手段７による粒子性状の測定を開始する。具体的には、先ずポンプ４３を運転してフローセル１３内にキャリア液を流入させる（ＳＴ４８参照）。
【００８４】
次に、ポンプ４２を運転することによりキャリア液が流入しているフローセル１３に三方バルブ１１を介して測定試料を流入させる（ＳＴ４９参照）。さらに、詳言すると、サンプル分散槽３９を密閉した状態で三方バルブ１１を測定モードにし、この状態でポンプ４２を運転すると、ポンプ４２は三方バルブ１１を介して測定試料をフローセル１３に押し込むための押し込みポンプとして機能する。かくしてキャリア液で包み込まれた測定試料をフローセル１３内に供給する。この結果、フローセル１３内には測定試料の扁平な流れが形成される。
【００８５】
続けて、ストロボ発光源１４からフローセル１３の透過部に照射された光により測定試料中に含まれる固体粒子の画像情報をＣＣＤカメラ１５で得るとともに、この画像情報をパソコン１８で解析する（ＳＴ５０参照）。ＳＴ４８からＳＴ５０の操作は予め定めた所定の条件が成立するまで繰り返す。
【００８６】
測定済みの測定試料はキャリア液とともに回収槽１７で回収する（ＳＴ５１参照）。
【００８７】
かくして、本形態においては、試料懸濁液中の固体粒子の性状を変化させることなく、固体粒子濃度を任意に希釈して測定試料を得、この測定試料を利用して固体粒子の性状を測定することができる。
【００８８】
なお、上記第１の実施の形態では、サンプリングから測定終了までの全過程において、試料懸濁液および測定試料の温度が反応槽１内と同一の温度となるように制御されており、上記第２の実施の形態では、サンプリングから固液分離までの過程の試料懸濁液の温度が反応槽１内と同一の温度となるように制御されている。これは、例えば各槽や配管を二重構造とし、そのジャケット側に冷媒もしくは熱媒を流す等、既存の技術を適用することで容易に実現し得る。
【００８９】
本発明は、上記第１及び第２の実施の形態に限定されるものではない。１）固体粒子の性状を変化させることなく、２）試料懸濁液を利用して、３）固体粒子濃度を希釈することができる粒子形状の測定方法乃至測定装置であれば本発明の範囲に包含される。
【００９０】
また、上記第１及び第２の実施の形態では、フロー式画像解析法による粒子性状の測定装置を用いたが、これに限るものでもない。粒子性状を測定することができる装置であれば制限なく使用することができる。
【００９１】
さらに、上記第１及び第２の実施の形態では、反応槽１から抜出した試料懸濁液および測定試料の温度を反応槽１内の温度と同一の温度に保持するように制御しているが、それでも希釈操作や時間経過等により固体粒子の性状の変化（溶解、析出、成長等）が避けられない場合もある。この場合には、試料懸濁液に固体粒子の生成反応を停止させる薬剤を添加することで、これら固体粒子の性状変化を防止することもできる。
【００９２】
回収槽１７に導入した測定試料は反応槽１に回収しても良い。かかる構成は、高価な試料を用いる場合有効に特に有用なものとなる。
【００９３】
また、試料懸濁液の抜き取りサンプリング態様も第１及び第２の実施の形態のものに限定する必要はない。例えばプラントの配管から直接抜き取る等の方法で収集するようにしても構わない。
【００９４】
さらに、反応槽１内で液相から固体粒子を生成、析出させる粒子生成反応を実施するものに限定する必要もない。ただ、粒子生成反応を伴う場合により効果的である。この場合には、濃度調節の際に固体性状が変化し易く、従来技術では測定精度の向上を図ることが一般に困難であるからである。
【００９５】
また、希釈混合による測定試料の調製とこれを用いる粒子性状の評価を連続的に行うようにしたが、これに限定するものでもない。測定試料の調製工程と、測定試料の評価とが分離されていても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は液体中に含まれている固体粒子の性状を画像処理により観察する装置を製造・販売する産業分野、および液体から固体粒子を生成させ、生成した固体粒子を利用した製品を製造・販売する産業分野で有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１                    反応槽
２，１０，４０        固体粒子濃度センサ  
３，６，８，１２，３３，３８，４２，４３    ポンプ
４                    湿式サイクロン
５                    キャリア槽
７                    粒子性状評価手段
９，３９              サンプル分散槽
１１，３７              三方バルブ
１３                    フローセル
１４                    ストロボ発光源
１５                    ＣＣＤカメラ
１６，４６              シーケンサ
１７                    回収槽
１８                    パソコン
３４                    固液分離装置
３５                    サンプル安定化槽
３６                    レベルスイッチ
４１                    分散媒槽
４５                    二方バルブ
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図２】
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【図５】
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