(57)【要約】【課題】本発明は、昇華精製中に昇華精製管の内壁面の温度に影響を与えることなく被処理物質の凝結量を把握することを目的とするものである。【解決手段】昇華精製装置１は流入口２と流出口３を有する昇華精製管４と減圧手段５と加熱手段６ａ、６ｂと不活性ガス供給手段７と紫外線吸光度測定装置８を備えている。減圧された昇華精製管４の内部において、被処理物質１１を加熱することで昇華させ、さらに不活性ガス供給手段７により流入口２から昇華精製管４に供給されて流出口３より排出される不活性ガス１２により、昇華された被処理物質１１を搬送し、不活性ガス１２の搬送方向に沿って温度勾配を有するように加熱した昇華精製管４の内壁面に、搬送された被処理物質１１を凝結させる。紫外線吸光度測定装置８で昇華精製管４の紫外線吸光度を測定し、昇華精製中の紫外線吸光度の変化から被処理物質１１の凝結度合いを把握することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を減圧した昇華精製管内で昇華させた被処理物質を不活性ガスにより搬送し、温度勾配を有するように加熱した前記昇華精製管の内壁面に昇華した前記被処理物質を凝結させる昇華精製方法であって、
前記昇華精製管の紫外線吸光度を測定することで、前記被処理物質の凝結量を把握する昇華精製方法。
【請求項２】
流入口と流出口を有する昇華精製管と減圧手段と加熱手段と不活性ガス供給手段を備え、前記減圧手段により減圧した前記昇華精製管の内部において、前記加熱手段により被処理物質を加熱することで被処理物質を昇華させ、さらに前記不活性ガス供給手段により前記流入口から前記昇華精製管に供給されて前記流出口より排出される不活性ガスにより、昇華された前記被処理物質を搬送し、不活性ガスの搬送方向に沿って温度勾配を有するように前記加熱手段により加熱した前記昇華精製管の内壁面に、搬送された前記被処理物質を凝結させる昇華精製装置であって、
紫外線吸光度測定装置により前記昇華精製管の紫外線吸光度を測定し、昇華精製中の紫外線吸光度の変化から前記被処理物質の凝結量を把握する昇華精製装置。
【請求項３】
光プローブを有する紫外線吸光度測定装置により、前記昇華精製管の紫外線吸光度を測定することで、前記被処理物質の凝結量を把握する請求項２記載の昇華精製装置。
【請求項４】
前記昇華精製管の複数個所の紫外線吸光度を測定することで、前記昇華精製管内壁面において前記被処理物質が凝結している場所を特定する請求項２または３に記載の昇華精製装置。
【請求項５】
前記昇華精製管の紫外線吸収スペクトルを測定することで、前記昇華精製管の内壁面に凝結している前記被処理物質の組成を把握する請求項２から４のいずれか一項に記載の昇華精製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇華性を有する有機化合物などを被処理物質として含有する混合物から昇華温度の違いを利用して、被処理物質を精製、分離する昇華精製方法および昇華精製装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の昇華精製方法および昇華精製装置として、有機化合物の粉末を昇華した後に昇華精製管の内部で凝結させることで昇華精製を行う方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その昇華精製装置について図７を参照しながら説明する。
【０００４】
図７に示すように、昇華精製装置１０１は昇華精製管１０２と減圧手段１０３と加熱手段１０４ａ、１０４ｂと不活性ガス供給手段１０５からなり、昇華精製管１０２は流入口１０６と流出口１０７を備えている。減圧手段１０３により減圧した昇華精製管１０２の内部において、加熱手段１０４ａにより被処理物質１０８を加熱することで被処理物質１０８を昇華させる。さらに不活性ガス供給手段１０５により流入口１０６から昇華精製管１０２に供給されて流出口１０７より排出される不活性ガス１０９により、昇華された被処理物質１０８を搬送し、不活性ガス１０９の搬送方向に沿って温度勾配を有するように加熱手段１０４ｂにより加熱した昇華精製管１０２の内壁面に、搬送された被処理物質１０８を凝結させる。
【０００５】
このような従来の昇華精製装置においては、不純物を含む被処理物質を精製するために、減圧下において被処理物質を加熱すると固体から気体へ昇華する特性を利用している。つまり、被処理物質と被処理物質に含まれる不純物の昇華温度が異なることから、一定温度で被処理物質を昇華させると、昇華温度の高い不純物は昇華されることがないので、昇華された被処理物質を別の場所で凝結させると、純度の高い被処理物質を得ることができる。また、被処理物質よりも凝結温度の低い不純物は、被処理物質が凝結する場所では凝結しないので、被処理物質が凝結した場所だけから被処理物質を回収することで純度の高い被処理物質を得ることができる。
【０００６】
すなわち、昇華精製方法は被処理物質に含まれる不純物と被処理物質の昇華温度または凝結温度の違いを利用して、昇華精製管の内壁面に純度の高い被処理物質を凝結させるものであり、昇華精製管の内壁面の温度は被処理物質の凝結温度以下で安定していることが重要である。したがって、昇華精製中に被処理物質を凝結させる昇華精製管の内壁面の温度を安定させるために、昇華精製管の全周にわたって加熱手段を備える構成となっている。
【０００７】
有機半導体や有機色素のように昇華精製方法を適用する被処理物質は、酸素または水分を含む雰囲気下では分解されやすい特性であることが多く、不活性ガスを充填した状態で昇華精製する。
【０００８】
また、従来の昇華精製方法では加熱手段により昇華された被処理物質を不活性ガスにより搬送しているが、搬送速度を高める目的で不活性ガスの流量を増加すると昇華精製管の真空度が低下するため、被処理物質がその分解温度以下で昇華することができなくなり、被処理物質の分解を招くことになる。そのため、不活性ガスの流量は数十ｍＬ／ｍｉｎ．程度に制限され、被処理物質の搬送速度を高めることができず、昇華精製が完了するまでに数時間を要することがある。また、昇華精製の完了のタイミングは昇華精製管の内壁面における被処理物質の凝結量により判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２４６４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
すなわち、長時間におよぶ昇華精製方法において、昇華精製管の内壁面における被処理物質の凝結量を把握するために、昇華精製管を目視できるように昇華精製管から加熱手段を取り外す必要があるが、加熱手段を取り外すことにより昇華精製管の内壁面の温度は所望の温度から低下することになり、被処理物質以外の不純物が凝結する可能性がある。そのため、実際は昇華精製中に加熱手段を取り外すことは避けたほうがよく、過去の経験からの類推で昇華精製の完了時間を推定することになり、余剰に時間をかけて昇華精製を実施することや、昇華精製が不十分なまま昇華精製を完了することがあった。
【００１１】
つまり、従来の昇華精製方法は、昇華精製中は昇華精製管の内壁を目視することができず、昇華精製中に昇華精製管の内壁面の温度に影響を与えることなく被処理物質の凝結量を把握することができないという課題を有していた。
【００１２】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、昇華精製中に昇華精製管の内壁面の温度に影響を与えることなく被処理物質の凝結量を把握することができる昇華精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】
【００１３】
そして、この目的を達成するために、本発明は、昇華精製管の紫外線吸光度を測定することで、昇華精製中に昇華精製管の内壁面の温度に影響を与えることなく被処理物質の凝結量を把握する昇華精製方法としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、昇華精製中に昇華精製管の紫外線吸光度を測定するという構成にしたことにより、昇華精製管の内壁面に凝結した被処理物質により紫外線が吸収されるので、紫外線吸光度を測定することで、昇華精製中に昇華精製管の内壁面の温度に影響を与えることなく、昇華精製管の内壁における被処理物質の凝結量を把握することができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１の昇華精製装置の概略断面図
【図２】本発明の実施の形態２の昇華精製装置の概略断面図
【図３】本発明の実施の形態３の昇華精製装置の概略断面図
【図４】本発明の実施の形態４の昇華精製装置の概略断面図
【図５】本発明の実施の形態４の昇華精製装置における紫外線吸収スペクトルを示すグラフ
【図６】本発明の実施の形態４の昇華精製装置における紫外線吸収スペクトルを示すグラフ
【図７】従来の昇華精製装置の概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の請求項１記載の昇華精製方法は、内部を減圧した昇華精製管内で昇華させた被処理物質を不活性ガスにより搬送し、温度勾配を有するように加熱した前記昇華精製管の内壁面に昇華した前記被処理物質を凝結させる昇華精製方法であって、前記昇華精製管の紫外線吸光度を測定することで、前記被処理物質の凝結量を把握する昇華精製方法である。これにより、昇華精製管の内壁面に凝結する被処理物質が紫外線を吸収することによる紫外線吸光度の減衰度合いから被処理物質の凝結量を把握することが可能となるので、昇華精製中に昇華精製管の内壁面の温度に影響を与えることなく被処理物質の凝結量を把握できるという効果を奏する。
【００１７】
また、流入口と流出口を有する昇華精製管と減圧手段と加熱手段と不活性ガス供給手段を備え、前記減圧手段により減圧した前記昇華精製管の内部において、前記加熱手段により被処理物質を加熱することで被処理物質を昇華させ、さらに前記不活性ガス供給手段により前記流入口から前記昇華精製管に供給されて前記流出口より排出される不活性ガスにより、昇華された前記被処理物質を搬送し、不活性ガスの搬送方向に沿って温度勾配を有するように前記加熱手段により加熱した前記昇華精製管の内壁面に、搬送された前記被処理物質を凝結させる昇華精製装置であって、紫外線吸光度測定装置により前記昇華精製管の紫外線吸光度を測定し、昇華精製中の紫外線吸光度の変化から前記被処理物質の凝結量を把握する昇華精製装置という構成にしてもよい。これにより、昇華精製管の内壁面に凝結する被処理物質が紫外線を吸収することによる紫外線吸光度の減衰度合いから被処理物質の凝結量を把握することが可能となるので、昇華精製中に昇華精製管の内壁面の温度に影響を与えることなく被処理物質の凝結量を把握できるという効果を奏する。
【００１８】
また、光プローブを有する紫外線吸光度測定装置により、昇華精製管の紫外線吸光度を測定することで、被処理物質の凝結量を把握する昇華精製装置という構成にしてもよい。これにより、昇華精製管の内壁面に凝結する被処理物質が紫外線を吸収することから光プローブを経由して受発光される紫外線の吸光度が変化するので、吸光度の変化度合いから被処理物質の凝結量を把握することが可能となるので、昇華精製中に昇華精製管の内壁面の温度に影響を与えることなく被処理物質の凝結量を把握できるという効果を奏する。
【００１９】
また、昇華精製管の複数個所の紫外線吸光度を測定することで、前記昇華精製管内壁面において前記被処理物質が凝結している場所を特定する昇華精製装置という構成にしてもよい。これにより、昇華精製管の内壁面に凝結する被処理物質が紫外線を吸収することから、複数個所の紫外線吸光度を測定することで、複数個所の被処理物質の凝結量を把握することが可能となり、昇華精製管の内壁面において、被処理物質の凝結量が多い領域を把握できるという効果を奏する。
【００２０】
また、昇華精製管の紫外線吸収スペクトルを測定することで、昇華精製管の内壁面に凝結している被処理物質の組成を把握する昇華精製装置という構成にしてもよい。昇華精製管の内壁面に凝結する被処理物質は、その物質ごとに吸収される紫外線の波長が異なることから紫外線領域の波長における吸収スペクトルを測定することで、昇華精製管の内壁面に凝結した被処理物質の組成を把握することができるという効果を有する。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１に実施の形態１の昇華精製装置の概略断面図を示す。昇華精製装置１は流入口２と流出口３を有する昇華精製管４と減圧手段５と加熱手段６ａと加熱手段６ｂと不活性ガス供給手段７と紫外線吸光度測定装置８を備えている。紫外線吸光度測定装置８は発光部９と受光部１０を備えている。昇華精製管４の内部において流入口２側に被処理物質１１が設置されている。昇華精製管４はその両端部において流入口２と流出口３が取り外しできるように分割されている。
【００２３】
昇華精製方法により被処理物質１１を昇華精製する場合、最初に、昇華精製管の流入口２を取り外して被処理物質１１を昇華精製管４の内部に設置し、流入口２を再び取り付ける。なお、昇華精製管４は昇華精製中にその内部を減圧することおよび昇華精製管を加熱することから、機械的強度が高く耐熱性の高い石英ガラス製を用いる。
【００２４】
減圧手段５により減圧した昇華精製管４において、円筒形の昇華精製管４の外周部を隙間無く覆うように設置された加熱手段６ａにより被処理物質１１は加熱される。減圧下での昇華温度以上に加熱された被処理物質１１は昇華される。さらに不活性ガス供給手段７により流入口２から昇華精製管４に供給されて流出口３より排出される不活性ガス１２により、昇華された被処理物質１１は搬送される。
【００２５】
昇華精製管４の内壁面は、不活性ガス１２の搬送方向に沿って温度勾配を有するように加熱手段６ｂにより加熱されており、搬送された被処理物質１１の凝結温度と一致する領域で被処理物質１１を凝結させる。加熱手段６ｂは加熱手段６ａと同様に円筒形の昇華精製管４の外周部を隙間無く覆うように設置されている。
【００２６】
従来の方法と同様に加熱手段６ａによる加熱温度は被処理物質１１の分解温度よりも低い温度であり、その温度において被処理物質１１が昇華できるよう、減圧手段５により減圧される。
【００２７】
また、加熱手段６ｂによる加熱温度は被処理物質１１の凝結温度に近い温度であり、被処理物質１１は加熱手段６ｂの近傍で被処理物質１１の凝結温度に一致した領域で昇華精製管４の内壁面に凝結する。被処理物質１１に含まれる不純物のうち、加熱手段６ａの加熱温度より高い昇華温度を有する不純物は昇華しないので、その場にとどまり、加熱手段６ｂの加熱温度より低い凝結温度を有する不純物は不活性ガスとともに昇華精製管４から排出される。
【００２８】
昇華精製が完了した時点で、加熱手段６ａと加熱手段６ｂと減圧手段５と不活性ガス供給手段７の運転を停止し、昇華精製管４の内部が常温常圧に低下した時点で流出口３を取り外し、凝結した被処理物質１１を回収する。
【００２９】
本発明の実施の形態で昇華精製する被処理物質１１はトリス（８−キノリノラト）アルミニウムなどの有機ＥＬに用いる有機色素や、ペンタセンなどの有機半導体であり、減圧下において昇華する特性を有するものであれば、他の有機化合物についても同様の効果を得ることができる。
【００３０】
また、本発明の実施の形態で用いる不活性ガス１２は昇華された被処理物質１１を搬送するために、昇華精製管４内に注入されるものであり、被処理物質１１と相互に反応しないガスであることが望ましい。具体的にはＡｒガスなどが適用されるものである。
【００３１】
本発明の実施の形態では、従来の昇華精製装置とは異なり、昇華精製管４を挟んで対向するように発光部９と受光部１０を有する紫外線吸光度測定装置８を備えている。発光部９から発光した紫外線は、昇華精製管４を透過して受光部１０で受光される。昇華精製管４は強度と耐熱性を満足するために石英ガラスで形成されているので、昇華精製を開始する前は昇華精製管４では紫外線はほとんど吸収されない。昇華精製が進行し、昇華精製管４の内壁に被処理物質１１が凝結すると、発光部９から発光した紫外線は被処理物質１１により吸収されるので、受光部１０での紫外線光量が低下する。
【００３２】
すなわち、紫外線吸光度測定装置８により昇華精製中の紫外線吸光度を測定することで、昇華精製管４の内壁における被処理物質１１の凝結量を把握することができる。紫外線吸光度測定装置８の発光部９と受光部１０は昇華精製管４を紫外線が透過できるように設置しておけばよく、従来の昇華精製装置のように、昇華精製管４の内壁面での被処理物質１１の凝結状態を把握するために昇華精製管４から加熱手段６ａおよび加熱手段６ｂを分離して目視する必要が無くなり、昇華精製管４の内壁面の温度を所望の温度に保持することが可能になり、凝結する被処理物質１１に不純物が含まれる可能性を減らすことができる。
【００３３】
また、紫外線吸光度測定装置８により連続的または断続的に昇華精製管４の紫外線吸光度を測定することで、紫外線吸光度が一定になった時点で昇華精製が完了したことを把握できるので、余剰に時間をかけて昇華精製を実施することや、昇華精製が不十分なまま昇華精製を完了することがなくなるものである。
【００３４】
なお、本実施の形態では、加熱手段６ａおよび加熱手段６ｂの構成について、特に限定はしていないが、電熱線をガラス繊維等の断熱材で被覆した加熱手段等、昇華精製管４の内壁面を効率よく加熱できるような構造であればよい。図１においては、加熱手段６ａおよび加熱手段６ｂの電熱線を折れ線で示し、周囲の断熱材を点線で示している。電熱線に流れる電流によるジュール熱を加熱に利用する場合は、加熱手段の温度を熱電対で測定しながら電流を制御するなどして、加熱温度を安定させる方法が望ましい。また、加熱手段６ａおよび加熱手段６ｂは昇華精製管４の外周部を隙間無く覆うように設置されているとしたが、昇華精製管４の内壁面の温度を安定化させるためには加熱手段６ａおよび加熱手段６ｂと昇華精製管４は近接して設置することが好ましく、昇華精製管４の外形に合わせて加熱手段６ａと加熱手段６ｂを構成することが好ましい。
【００３５】
また、本実施の形態では、加熱手段６ｂと紫外線吸光度測定装置８の発光部９および受光部１０の位置関係について特に限定しないが、加熱手段６ｂにより加熱された昇華精製管４は伝熱の作用と不活性ガスの流れによる作用で、加熱手段６ｂから不活性ガスの後流側に温度勾配を有するものであり、その状況を勘案して、加熱手段６ｂの後流側に紫外線吸光度測定装置８の発光部９および受光部１０を設置すればよい。
【００３６】
すなわち、加熱手段６ｂの後流側に設置された紫外線吸光度測定装置８の発光部９および受光部１０の位置が被処理物質１１の凝結温度になるように、加熱手段６ｂの加熱温度は被処理物質１１の凝結温度よりも高めの温度を維持すればよい。加熱手段６ｂと紫外線吸光度測定装置８の発光部９および受光部１０の位置が離れていてもよく、紫外線吸光度測定装置８の発光部９および受光部１０の位置が被処理物質１１の凝結温度になるように、加熱手段６ｂの加熱温度を設定すればよい。
【００３７】
また、本実施の形態では、紫外線吸光度測定装置８の発光部９から発光される紫外線の波長について特に限定しないが、２００ｎｍ〜５００ｎｍ程度の紫外線を含む波長を有する光を照射すれば、被処理物質１１に由来する紫外線吸光度の減衰を測定することができるものである。
【００３８】
また、本実施の形態では、紫外線吸光度測定装置８の発光部９および受光部１０の構造について特に限定しないが、発光部９は水銀ランプや紫外ＬＥＤなど、所望の波長の紫外線を照射できる発光デバイスであればよく、受光部１０は所望の波長を受光できる光半導体素子などを用いればよい。
【００３９】
また、本実施の形態では、昇華精製中に紫外線吸光度測定装置８により昇華精製管の紫外線吸光度を測定するものとしたが、この方法に限ったものではない。昇華精製を開始する前と所定の時間が経過して昇華精製を終了した時点での昇華精製管４の紫外線吸光度を測定して比較してもよい。昇華精製前後の昇華精製管４の紫外線吸光度の変化の度合いから、被処理物質１１の凝結量を把握できるものである。また、昇華精製中に不活性ガス供給手段７の動作を一時停止させ、不活性ガス１２により被処理物質１１が搬送されない状態で昇華精製管４の紫外線吸光度を測定して比較してもよい。昇華精製管の内壁に付着していない被処理物質１１による紫外線の吸収を除くことができるので、被処理物質１１の凝結量を正確に把握することができるものである。
【００４０】
また、本実施の形態では、減圧手段５の構造について特に限定しないが、ロータリーポンプまたはダイアフラムポンプなどのポンプにより昇華精製管４の内部を減圧することができればよく、ターボ分子ポンプと組み合わせて真空度を高めてもよい。
【００４１】
また、本実施の形態では、不活性ガス供給手段７の構造について特に限定しないが、ガスボンベに充填されたアルゴンガス等の不活性ガスを一定量供給できる減圧弁およびマスフローコントローラー等を用いればよく、被処理物質１１との反応性の少ないガスで、昇華した被処理物質１１を搬送できるガスを一定の流量で供給できればよい。
【００４２】
また、本実施の形態では、昇華精製後の被処理物質１１の回収方法について特に限定しないが、昇華精製完了後に昇華精製管４から流出口３を取り外して、内壁面から被処理物質１１をかきとってもよい。また、昇華精製完了後に被処理物質１１が凝結した部分の前後で昇華精製管４を切断し、昇華精製管４の内壁面から被処理物質１１をかきとってもよい。また、昇華精製管４の内径寸法とほぼ同一の外径寸法である昇華精製回収管を昇華精製管４の内側にあらかじめ挿入しておき、昇華精製管４から昇華精製回収管を取り外すことで被処理物質１１を容易に回収することも可能である。昇華精製回収管を用いる場合は、昇華精製管４と同様に紫外線の透過率の高い石英ガラスを利用すればよい。
【００４３】
また、本実施の形態では、流出口３に減圧手段５を接続しているが、この方法に限ったものではなく、被処理物質１１に含まれている低凝結温度の不純物が減圧手段に吸引される可能性があるので、流出口３と減圧手段５の間にコールドトラップを設けても良い。
【００４４】
また、本実施の形態では、昇華精製前に被処理物質１１を昇華精製管４の内部に設置して、加熱手段６ａにより加熱することで昇華させるとしたが、この方法に限ったものではなく、被処理物質１１をるつぼに入れてヒーター等で直接加熱してもよく、減圧下で被処理物質が昇華する温度まで加熱することができればどのような加熱手段を用いてもよく、被処理物質１１に不純物が多く含まれることが予想される場合は、昇華精製後に残渣を回収できるよう、被処理物質１１を容器に入れた状態で加熱するほうが好ましい。
【００４５】
また、本実施の形態では、紫外線吸光度測定装置８の発光部９と受光部１０が昇華精製管４を挟んで対向するように設置されているとしたが、この方法に限ったものではない。発光部９から照射された紫外線が昇華精製管４の内壁面を通過した後に受光部１０に到達すればよく、石英製の反射板と組み合わせて発光部９と受光部１０を昇華精製管４に対して配置してもよい。
【００４６】
（実施の形態２）
図２に実施の形態２の昇華精製装置の概略断面図を示す。図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
本実施の形態では実施の形態１とは異なり、紫外線吸光度測定装置８が光プローブ１３を有している。光プローブ１３は発光部９から発光される紫外線を減衰なく透過させ、昇華精製管４を透過した紫外線を受光部１０へ減衰なく透過させる特性を有する細径の石英ファイバーである。
【００４８】
この構成によれば、加熱手段６ｂの近傍に細径の石英ファイバーを設置するだけでよく、昇華精製管４の外周部分にある加熱手段６ｂに細径の石英ファイバーを通すだけの隙間を確保するだけでよく、加熱手段６ｂからの伝熱により形成される昇華精製管４の内壁面の温度勾配を乱す可能性を減らすことができる。
【００４９】
また、光プローブ１３は石英ガラスで形成された石英ファイバーであるので熱伝導率が低く、昇華精製管４の内壁面の温度勾配を乱す可能性を減らすことができる。
【００５０】
実施の形態１と同様に、昇華精製管４の紫外線吸光度の変化を測定することで、被処理物質１１の凝結量を把握できるものであるが、本実施の形態では昇華精製管４の温度勾配を乱すことなく昇華精製管４の紫外線吸光度を測定することができるので、均一な温度勾配を利用して被処理物質１１の精製度を高めることができるものである。
【００５１】
また、本実施の形態では紫外線吸光度測定装置８の発光部９と受光部１０が昇華精製管４を挟んで対向するように設置しているが、この配置に限ったものではなく、昇華精製管４に紫外線を透過させるように、２本の光プローブ１３の端面が昇華精製管４を挟むように対向して設置すればよく、発光部９と受光部１０の設置位置について特に限定するものではない。光プローブ１３が細径の石英ファイバーであることからその柔軟性を活用して発光部９と受光部１０の設置位置を任意に設定できるものである。
【００５２】
また、本実施の形態では光プローブ１３の直径について特に限定するものではないが、昇華精製管４の内壁面における被処理物質１１の付着部位の紫外線吸光度を測定できる面積であればよく、コア径０．２ｍｍ程度の断面を有する石英ファイバーにより昇華精製管４を挟んで対向してその光軸を一致させればよく、昇華精製管４の内壁面の温度への影響が少なければコア径０．２ｍｍ以上の石英ファイバーを使用してもよい。
【００５３】
（実施の形態３）
図３に実施の形態３の昇華精製装置の概略断面図を示す。図１から図２と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施の形態では実施の形態２とは異なり、紫外線吸光度測定装置８は光路切替手段１４と複数組の光プローブ１３を備えている。また、加熱手段６ｃと加熱手段６ｄを備えており、加熱手段６ａと同様に昇華精製管４の外周部を隙間無く覆うように設置されている。
【００５４】
光路切替手段１４は昇華精製管４の紫外線を透過させる位置を切替えることができるものであり、本実施の形態では異なる３箇所の紫外線吸光度を測定できる。
【００５５】
この構成により発光部９側の光路切替手段１４と受光部１０側の光路切替手段１４を連動して切替えることで、昇華精製管４を挟んで対向する光プローブ１３に紫外線を透過させることで、昇華精製管４の複数個所の紫外線吸光度を測定することができるものである。すなわち、光路切替手段１４により複数組の光プローブ１３を使い分けることで昇華精製管４の複数個所の紫外線吸光度を測定することができ、紫外線吸光度の高い位置に被処理物質１１が凝結していることが分かるので、昇華精製管４の内壁面において被処理物質１１が凝結している場所を特定することができるものである。
【００５６】
また本実施の形態は実施の形態１および実施の形態２とは異なり、加熱手段を４組備えているものである。加熱手段６ａは被処理物質１１を昇華させるための加熱手段であり、実施の形態１および実施の形態２と同様の作用を示すものである。加熱手段６ｂおよび加熱手段６ｃおよび加熱手段６ｄは被処理物質１１を凝結させる温度を設定するためのものであり、異なる加熱温度でそれぞれの加熱手段を動作させることで昇華精製管４の内壁面に温度勾配を設定することができる。昇華された被処理物質１１は不活性ガス１２により搬送されるので、被処理物質１１の凝結温度に一致した部位で被処理物質１１が凝結される。
【００５７】
本実施の形態では従来の昇華精製装置と異なり、昇華精製中に被処理物質１１の凝結する部位を特定することができるので、凝結温度が未知である被処理物質１１を昇華精製する場合においても、昇華精製中の凝結状況を把握しながら加熱手段の温度設定を変化させるなどの対応が可能になり、昇華精製の作業効率を高めることができる。また、昇華精製が完了した後で昇華精製された被処理物質１１を回収する場合に、回収すべき場所を容易に特定することができ、昇華精製の作業効率を高めることができる。
【００５８】
また、昇華精製中に何らかの要因で、昇華精製管４の内部の真空度や内壁面の温度が変動した場合には、被処理物質１１の凝結位置が変動するが、そのような場合においても昇華精製管４の内壁面の複数個所の紫外線吸光度を測定するので、実際に被処理物質１１が凝結した場所を特定することができる。
【００５９】
また、従来の昇華精製方法においては、被処理物質１１の昇華温度を把握するために、昇華精製作業の事前に、別の装置を用いて真空下で被処理物質１１を加熱して重量減衰を測定する精密な熱重量分析を行うことが多い。熱重量分析の結果により、真空度と凝結温度の関係が把握できるので、その条件に合わせて昇華精製条件を設定するものであるが、本実施の形態では熱重量分析の結果と真空度が異なり、凝結温度が変動したことにより凝結する場所が変動した場合においても、被処理物質１１が凝結した場所を容易に特定することができる。
【００６０】
また、実施の形態１および２と同様に、昇華精製管４の内壁面温度を安定的に維持することが昇華精製の純度を高めるポイントであることから、加熱手段６ａおよび加熱手段６ｂおよび加熱手段６ｃおよび加熱手段６ｄは昇華精製管４の外周部を隙間無く覆うように設置することが重要であり、本実施の形態の光プローブ１３を用いることで昇華精製管４の外周部に隙間を有することなく対応できるものである。
【００６１】
（実施の形態４）
図４に実施の形態４の昇華精製装置の概略断面図を示す。図１から図３と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
本実施の形態では、紫外線吸光度測定装置８の発光部９は被処理物質１１が吸収する波長を含む範囲の紫外線を発光する。受光部１０は発光部９からの紫外線を受光し、波長ごとの吸光度を測定する。被処理物質１１が異なる凝結温度を有する複数の物質の混合物である場合、異なる凝結温度に合わせて、加熱手段６ｂおよび加熱手段６ｃおよび加熱手段６ｄの加熱温度を設定する。それにより高凝結温度被処理物質１５と低凝結温度被処理物質１６は異なる部位で凝結する。
【００６３】
図５に高凝結温度被処理物質１５の紫外線吸収スペクトルを示す。高凝結温度被処理物質１５は２５５ｎｍ付近で高い吸光度を示している。
【００６４】
図６に低凝結温度被処理物質１６の紫外線吸収スペクトルを示す。低凝結温度被処理物質１６は２４０ｎｍ付近で高い吸光度を示している。
【００６５】
この構成において、紫外線吸光度測定装置８に備えられた光路切替手段１４の作用により複数組の光プローブ１３を使い分けることで、昇華精製管４の複数位置に対して昇華精製管４を透過する紫外線の波長と吸光度の関係すなわち紫外線吸収スペクトルを測定することができる。紫外線吸収スペクトルから昇華精製管４の内壁面で凝結している高凝結温度被処理物質１５または低凝結温度被処理物質１６の有無および組成を把握することができる。
【００６６】
また、図５および図６で示すそれぞれの紫外線吸収スペクトルを既知の物質の紫外線吸収スペクトルと比較することで、所望の物質が昇華精製されているか否かを確認することができる。
【００６７】
また、図５および図６で示す紫外線吸収スペクトルを重ね合わせることで、お互いの吸収ピークが共有されていなければ、高凝結温度被処理物質１５および低凝結温度被処理物質１６を高純度に分離することができたのか、その成否を確認することができる。
【００６８】
つまり、本実施の形態のように、昇華精製管４の内壁面の温度を任意に設定して、内壁面温度が異なる領域を複数個所に形成することができれば、被処理物質１１が異なる凝結温度を有する複数の物質の混合された物質であっても容易に分離精製することが可能になり、それぞれの凝結部位における紫外線吸収スペクトルを測定することで、凝結した被処理物質１１の組成を把握することができる。
【００６９】
また、本実施の形態において、昇華精製管４の前段である高凝結温度被処理物質１５の凝結状態をモニタリングすることが、高凝結温度被処理物質１５と低凝結温度被処理物質１６を混合することなく分離精製するために重要である。加熱手段６ｂの加熱温度が低凝結温度被処理物質１６の凝結温度よりも低い場合には、高凝結温度被処理物質１５と低凝結温度被処理物質１６が混合した状態で同じ場所に凝結してしまうので、分離精製することができなくなる。その場合には、加熱手段６ｂの加熱温度を高めることで、低凝結温度被処理物質１６が昇華して、加熱手段６ｃの後流以降で凝結することになるので、高凝結温度被処理物質１５と低凝結温度被処理物質１６を混合することなく分離精製することができる。
【００７０】
本実施の形態においては、被処理物質１１が高凝結温度被処理物質１５および低凝結温度被処理物質１６の２種類の物質の混合物であるとしたが、その組成に限ったものではなく、３種類以上の混合物の場合は３種類以上の温度領域を設定して、その領域の紫外線吸収スペクトルを測定することができれば、同様な構成で同じ効果を得ることができる。
【００７１】
また、被処理物質１１が異なる凝結温度を有する複数の物質の混合物でない場合においても、実施の形態３と同様に、被処理物質１１が凝結した場所を特定することができる。
【００７２】
また、本実施の形態においては、紫外線吸収スペクトルを２００ｎｍから５００ｎｍの波長の範囲で連続的に測定しているが、その方法に限ったものではなく、昇華精製対象である高凝結温度被処理物質１５および低凝結温度被処理物質１６の紫外線吸収ピークを含む断続的な波長でスペクトルを測定しても同様な効果を得ることができる。
【００７３】
また、本実施の形態においては、紫外線吸光度測定装置８の発光部９および受光部１０の構造について特に限定しないが、発光部９は水銀ランプや重水素ランプなど、所望の波長の紫外線を照射できる発光デバイスであればよく、受光部１０は所望の波長の範囲を受光できるよう回折格子と光電子増倍管による受光デバイスやフォトダイオードアレイなどの受光デバイスを用いればよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明にかかる昇華精製方法および昇華精製装置は、昇華精製中に被処理物質の凝結量を把握することを可能とするものであるので、有機ＥＬや有機太陽電池または有機半導体などに使用される昇華性を有する有機化合物の精製、分離手段等として有用である。
【符号の説明】
【００７５】
１        昇華精製装置
２        流入口
３        流出口
４        昇華精製管
５        減圧手段
６ａ      加熱手段
６ｂ      加熱手段
６ｃ      加熱手段
６ｄ      加熱手段
７        不活性ガス供給手段
８        紫外線吸光度測定装置
９        発光部
１０      受光部
１１      被処理物質
１２      不活性ガス
１３      光プローブ
１４      光路切替手段
１５      高凝結温度被処理物質
１６      低凝結温度被処理物質
１０１    昇華精製装置
１０２    昇華精製管
１０３    減圧手段
１０４ａ  加熱手段
１０４ｂ  加熱手段
１０５    不活性ガス供給手段
１０６    流入口
１０７    流出口
１０８    被処理物質
１０９    不活性ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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