(57)【要約】本発明の液体クロマトグラフィー用カラムは、筒状のカラム本体と、該カラム本体の溶離液流入側端部に配置する流入側フィルター及び溶離液流出側端部に配置する流出側フィルターと、前記流入側フィルターと前記流出側フィルターとの間に充填された充填剤とを有する液体クロマトグラフィー用カラムであって、前記流入側フィルターは、前記充填剤に接する側から順に配置する第１樹脂フィルター部材と第２樹脂フィルター部材の二層構造からなり、前記第１樹脂フィルター部材は、前記第２樹脂フィルター部材の押込弾性率よりも低い押込弾性率を有する。
2017033914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のカラム本体と、該カラム本体の溶離液流入側端部に配置する流入側フィルター及び溶離液流出側端部に配置する流出側フィルターと、前記流入側フィルターと前記流出側フィルターとの間に充填された充填剤とを有する液体クロマトグラフィー用カラムであって、
前記流入側フィルターは、前記充填剤に接する側から順に配置する第１樹脂フィルター部材と第２樹脂フィルター部材の二層構造からなり、
前記第１樹脂フィルター部材は、前記第２樹脂フィルター部材の押込弾性率よりも低い押込弾性率を有する液体クロマトグラフィー用カラム。
【請求項２】
筒状のカラム本体と、該カラム本体の溶離液流入側端部に配置する流入側フィルター及び溶離液流出側端部に配置する流出側フィルターと、前記流入側フィルターと前記流出側フィルターとの間に充填された充填剤とを有する液体クロマトグラフィー用カラムであって、
前記流入側フィルターは、前記充填剤に接する側から順に配置する第１樹脂フィルター部材と第２樹脂フィルター部材の二層構造からなり、
前記第１樹脂フィルター部材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、又は、ポリテトラフルオロエチレンのいずれかからなり、
前記第２樹脂フィルター部材は、ポリエーテルエーテルケトン、又は、ポリエーテルエーテルケトンとポリテトラフルオロエチレンの混合材のいずれかからなる液体クロマトグラフィー用カラム。
【請求項３】
前記第１樹脂フィルター部材の押込弾性率は１０ＭＰａ以上、３５０ＭＰａ未満であり、前記第２樹脂フィルター部材の押込弾性率は３５０ＭＰａ以上、２０００ＭＰａ以下である請求項１又は２のいずれかに記載の液体クロマトグラフィー用カラム。
【請求項４】
前記第１樹脂フィルター部材及び前記第２樹脂フィルター部材の少なくとも一方は樹脂粉末の焼結体からなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフィー用カラム。
【請求項５】
前記第１樹脂フィルター部材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、又は、ポリテトラフルオロエチレンのいずれかからなる請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフィー用カラム。
【請求項６】
前記第２樹脂フィルター部材は、ポリエーテルエーテルケトン、又は、ポリエーテルエーテルケトンとポリテトラフルオロエチレンの混合材のいずれかからなる請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフィー用カラム。
【請求項７】
前記流出側フィルターは、前記第２樹脂フィルター部材と同じ材質からなるか、又は、前記充填剤に接する側から順に配置する前記第１樹脂フィルター部材と同じ材質のフィルター部材と前記第２樹脂フィルター部材と同じ材質のフィルター部材の二層構造からなる請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフィー用カラム。
【請求項８】
前記流入側フィルター及び前記流出側フィルターの直径は、前記カラム本体の充填剤収容部の内径よりも大きい請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフィー用カラム。
【請求項９】
前記流入側フィルター及び前記流出側フィルターの直径と、前記カラム本体の充填剤収容部の内径との差は、０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下である請求項８に記載の液体クロマトグラフィー用カラム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項の液体クロマトグラフィー用カラムを備えた液体クロマトグラフ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体クロマトグラフィー用カラム及びそれを備えた液体クロマトグラフ装置に関する。
本願は、２０１５年８月２５日に、日本に出願された特願２０１５−１６５５５２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
液体クロマトグラフィーは、天然物や発酵生産物、培養生産物、あるいは合成反応物中の目的物質を分離精製する手段として広く用いられている。中でも水中のリン酸イオン、フッ化物イオン、塩化物イオン、亜硝酸イオン、臭化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオン等の陰イオンや、あるいはリチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アンモニウムイオン等の陽イオン分析には、イオンクロマトグラフィーが効率的かつ高精度・高感度な手段として利用されている。【０００３】
イオンクロマトグラフィーに使用されるカラムでは、カラムを構成する材料から金属イオンが溶出することを懸念して樹脂材料がしばしば好んで使われる。しかしながら、樹脂材料は、金属に比べると圧力負荷に対する変形が生じやすいという問題を抱えている。特に、水質を継続的に監視する必要のある使用態様では、イオンクロマトグラフィー分析装置の稼働が休むことなく続き、カラムにも継続的に負荷がかかる状態が発生する。【０００４】
継続的な使用に伴う典型的な不具合としては、注入試料成分やそれに伴う不純物がカラムのフィルターに目詰まりを引き起こし、システムにかかる圧力が装置の限界を超えて測定不能に陥ることが挙げられる。【０００５】
フィルターに目詰まり等によるシステム圧力上昇を低減する方法として、従来種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１には異なる細孔径のフィルターを重ねるという技術が提案されており、また、特許文献２には、段階的に細孔径を変化させるという技術が提案されている。【０００６】
一方、液体クロマトグラフィーの重要な性能として、分離性能が挙げられる。分離性能は理論段数で表すことができ、理論段数が大きいほど分離性能が良い。長期に渡って継続的に使用すると理論段数が低下するという不具合が発生することがある。これはカラム構造材料に圧力負荷がかかることに伴い少しずつ材料の変形が生じ、カラム内にデッドボリュームと呼ばれる空間が発生することに起因すると考えられる。特許文献３では、圧力上昇の抑制とともにデッドボリュームの発生を低減するために、複数のフィルターの間及びフィルターとカラム本体との間に円筒状カラム本体及びフリットの弾性率よりも高い弾性率を有する薄膜状のシール部材を形成する技術が提案されている。また、特許文献４では、分取用カラムにおいて充填剤が自重で沈むことによって発生するデッドボリュームを補償する手法としてフィルターを動かす機構を備える装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−２２２７６３号公報
【特許文献２】特開平２−２６２０５４号公報
【特許文献３】特許第４６５１５０５号公報
【特許文献４】特許第５２７１２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の方法では、圧力上昇の低減は図れるとしても、変形しやすい樹脂材料が適用される場合、デッドボリュームの発生を回避することはできない。また、特許文献３に記載の手法では、特殊なシール材の適用が必要であるなど複雑であり経済的でない。特許文献４に記載の手法は、分取用カラムの特殊な機構であり、分析用カラムでは実現が容易ではない。特に樹脂材料のみを用いる場合において、圧力上昇の抑制と分離性能の維持を効率的に両立させる方法はなく、当該方法は依然として求められている。【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、樹脂材料のみからなるフィルターを有する液体クロマトグラフィー用カラムであって、長期に渡って継続的に使用する場合にも理論段数の劣化が抑制され、安定した分離性能を示す液体クロマトグラフィー用カラム及びそれを備えた液体クロマトグラフ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】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。【００１１】
（１）筒状のカラム本体と、該カラム本体の溶離液流入側端部に配置する流入側フィルター及び溶離液流出側端部に配置する流出側フィルターと、前記流入側フィルターと前記流出側フィルターとの間に充填された充填剤とを有する液体クロマトグラフィー用カラムであって、前記流入側フィルターは、前記充填剤に接する側から順に配置する第１樹脂フィルター部材と第２樹脂フィルター部材の二層構造からなり、前記第１樹脂フィルター部材は、前記第２樹脂フィルター部材の押込弾性率よりも低い押込弾性率を有する液体クロマトグラフィー用カラム。
（２）筒状のカラム本体と、該カラム本体の溶離液流入側端部に配置する流入側フィルター及び溶離液流出側端部に配置する流出側フィルターと、前記流入側フィルターと前記流出側フィルターとの間に充填された充填剤とを有する液体クロマトグラフィー用カラムであって、前記流入側フィルターは、前記充填剤に接する側から順に配置する第１樹脂フィルター部材と第２樹脂フィルター部材の二層構造からなり、前記第１樹脂フィルター部材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、又は、ポリテトラフルオロエチレンのいずれかからなり、前記第２樹脂フィルター部材は、ポリエーテルエーテルケトン、又は、ポリエーテルエーテルケトンとポリテトラフルオロエチレンの混合材のいずれかからなる液体クロマトグラフィー用カラム。
（３）前記第１樹脂フィルター部材の押込弾性率は１０ＭＰａ以上、３５０ＭＰａ未満であり、前記第２樹脂フィルター部材の押込弾性率は３５０ＭＰａ以上、２０００ＭＰａ以下である（１）又は（２）のいずれかに記載の液体クロマトグラフィー用カラム。
（４）前記第１樹脂フィルター部材及び前記第２樹脂フィルター部材の少なくとも一方は樹脂粉末の焼結体からなる（１）〜（３）のいずれか一つに記載の液体クロマトグラフィー用カラム。
（５）前記第１樹脂フィルター部材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、又は、ポリテトラフルオロエチレンのいずれかからなる（１）〜（４）のいずれか一つに記載の液体クロマトグラフィー用カラム。
（６）前記第２樹脂フィルター部材は、ポリエーテルエーテルケトン、又は、ポリエーテルエーテルケトンとポリテトラフルオロエチレンの混合材のいずれかからなる（１）〜（５）のいずれか一つに記載の液体クロマトグラフィー用カラム。
（７）前記流出側フィルターは、前記第２樹脂フィルター部材と同じ材質からなるか、又は、前記充填剤に接する側から順に配置する前記第１樹脂フィルター部材と同じ材質のフィルター部材と前記第２樹脂フィルター部材と同じ材質のフィルター部材の二層構造からなる（１）〜（６）のいずれか一つに記載の液体クロマトグラフィー用カラム。
（８）前記流入側フィルター及び前記流出側フィルターの直径は、前記カラム本体の充填剤収容部の内径よりも大きい（１）〜（７）のいずれか一つに記載の液体クロマトグラフィー用カラム。
（９）前記流入側フィルター及び前記流出側フィルターの直径と、前記カラム本体の充填剤収容部の内径との差は、０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下である（８）に記載の液体クロマトグラフィー用カラム。
（１０）（１）〜（９）のいずれか一つの液体クロマトグラフィー用カラムを備えた液体クロマトグラフ装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、長期に渡って継続的に使用する場合にも理論段数の劣化が抑制され、安定した分離性能を示す、樹脂材料のみからなるフィルターを有する液体クロマトグラフィー用カラム及びそれを備えた液体クロマトグラフ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の液体クロマトグラフィー用カラムの溶離液流入端部側の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の液体クロマトグラフィー用カラムの溶離液流出端部側の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の液体クロマトグラフィー用カラムの溶離液流出端部側の他の例を模式的に示す断面図である。
【図４】繰り返し注入によるカラム圧力および溶離時間の推移を示すグラフである。
【図５】繰り返し注入によるＮＯ３−の理論段数及びピーク対称性係数の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した液体クロマトグラフィー用カラム及びそれを備えた液体クロマトグラフ装置について、図面を用いてその構成を説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００１５】
図１に、本発明を適用した一実施形態に係る液体クロマトグラフィー用カラムの溶離液流入端部側の一例を示す。
【００１６】
図１に示す液体クロマトグラフィー用カラム（流入側）１０は、カラム本体１１と、充填剤１２と、流入側フィルター１３と、内蓋部材１４とを備える。
【００１７】
（カラム本体）
カラム本体１１は円筒状の部材であり、一般的にはＳＵＳなどの金属、あるいはＰＥＥＫなどの剛性の大きい樹脂からなるものが用いられる。これらの材料は圧力負荷に対する変形が小さい点において好適だからである。イオンクロマトグラフィーのように金属イオン成分の溶出が懸念される分析や、カラム本体への吸着が懸念される極性成分の分析では、ＰＥＥＫなど樹脂製材料が用いられる好適に用いられることが多い。本発明で用いられるフィルター材料も樹脂製であることから、特に樹脂製カラム本体との組み合わせで用いることが好ましい。
【００１８】
カラム本体の内径は特に制限はないが、通常は１．０〜５．０ｍｍの範囲である。また、カラム本体の長さは分離性能によるが、通常は１０〜３００ｍｍの範囲である。
【００１９】
（流入側フィルター）
流入側フィルター１３は、カラム本体１１の溶離液流入側端部１１ａに配置され、充填剤１２に接する側から順に配置する第１樹脂フィルター部材１５と第２樹脂フィルター部材１６の二層構造を有する。第１樹脂フィルター部材１５と第２樹脂フィルター部材１６とは、単に接するよう重ね合わせるだけでよく、特に接着性の材料などで貼りあわせる必要はないが、接着性の材料などで貼りあわせても構わない。
【００２０】
第１樹脂フィルター部材１５及び第２樹脂フィルター部材１６は多孔質部材であって、第１樹脂フィルター部材１５は、第２樹脂フィルター部材１６の押込弾性率よりも低い押込弾性率を有する。
【００２１】
本発明の流入側フィルターは、弾性を有する多孔質部材である第１樹脂フィルター部材と、剛性を有する多孔質部材である第２樹脂フィルター部材とが重ねられた二層構造を有するものである。ここで、「弾性を有する多孔質部材である第１樹脂フィルター部材」における“弾性を有する”とは、第２樹脂フィルター部材に比べて弾性を有するとの意であり、また、「剛性を有する多孔質部材である第２樹脂フィルター部材」における“剛性を有する”とは、第１樹脂フィルター部材に比べて剛性を有するとの意である。かかる流入側フィルターの技術思想に想到した経緯について以下に説明する。
本発明者らは、フィルターに剛性を有する多孔質材料、すなわち硬く変形しにくいが復元もしにくい多孔質材料のみを用いた場合、試料注入を繰り返す試験（繰り返し注入試験）において圧力上昇に対しては抑制の効果を示すが、理論段数が徐々に低下するという課題に直面した。これはカラム内に不可逆的にデッドボリュームが生じたことを示唆している。特に剛性を有するフィルター材料は、圧力上昇を示さないまでも、デッドボリュームを生じる程度の変形を起こしていることが予想される。
一方で、繰り返し注入試験において圧力の上昇が生じてしまった場合に、カラムを途中で装置から取り外ししばらく放置しておくと圧力上昇が徐々に回復するという現象を見出した。これは、圧力で圧迫され細孔が狭まったフィルター材料が弾性的な効果を発揮して、時間をかけながらもまた元に戻ることを示唆するものである。
本発明者らは、かかる現象に基づいて、この弾性的変形現象を積極的に発現させることが圧力上昇も抑制しつつ理論段数低下の抑制につながると推論するに至ったのである。具体的には、弾性を有する多孔質材料、すなわち変形もしやすいが復元もしやすい多孔質材料を適用すれば速やかに変形が回復し、実質的に理論段数低下を生じない構造が得られると考えたのである。ここで、弾性を有する多孔質材料のみを適用した場合、圧力負荷による変形は過度となり、実質的に形状を回復しないばかりか、変形による目詰まりのため圧力上昇も引き起こすこととなる。そこで弾性を確保しつつ、過度の塑性変形を防ぐ方法として、弾性を有する多孔質材料を、剛性を有する多孔質材料と充填剤との間に配置することに想到したのである。そしてこの考えに基づき検討を行った結果、繰り返し注入試験において良好な耐久性を示すことを見出し、本発明を完成させたのである。
【００２２】
第１樹脂フィルター部材１５の弾性は、押込弾性率が１０ＭＰａ以上、３５０ＭＰａ未満の範囲であることが好ましく、１００ＭＰａ以上、２５０ＭＰａ以下の範囲であることがより好ましく、１５０ＭＰａ以上、２５０ＭＰａ以下の範囲であることがさらに好ましい。この範囲であれば、容易に塑性変形せず、本発明で必要とされる弾性変形の機能が十分に発揮される。
【００２３】
なお、樹脂フィルター部材の押込弾性率は、ＩＳＯ１４５７７ Ｐａｒｔ１〜３に準拠して、以下の条件で計５回測定して、その平均をとったものである。
測定装置：フィッシャーインスツルメンツ社製ＨＭ２０００
測定圧子：ビッカース圧子
最大荷重：３００ｍＮ
荷重印加速度：１５ｍＮ／ｓｅｃ（２０秒かけて３００ｍＮまで到達）
荷重保持時間：５ｓｅｃ
荷重除去速度：−１５ｍＮ／ｓｅｃ（２０秒かけて０ｍＮまで到達）
算出方法：得られた試験力−侵入量曲線の荷重除去直後の傾き（接線）を求め、押込弾性率を算出する。
なお、樹脂フィルター部材の試験片は、カラムに使用するために適した形状に加工されたものをそのまま測定した。寸法は、直径４．８ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ乃至１．５ｍｍであった。
【００２４】
第１樹脂フィルター部材１５の材料としては、上記の押込弾性率の範囲を満たす樹脂材料であれば特に制限はないが、例えば、軟質、硬質ポリエチレンあるいは超高分子量ポリエチレン（ＰＥ）製，ポリプロピレン（ＰＰ）製、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製粉末の焼結体が挙げられる。これらの中でも、超高分子量ＰＥ製は空孔径を小さくすることに適しており、さらに弾性と取扱い時の機械的強度、耐薬品性など実用的な性質とのバランスが良く、好ましい。超高分子量ＰＥ製粉末の焼結体フィルターの例としては、米国ＩＤＥＸ−Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社製ＵＨＭＷＰＥフリット、株式会社先田製作所製超高密度ポリエチレンシート、株式会社巴製作所製イナートカラムフィルタなどが挙げられる。
【００２５】
第１樹脂フィルター部材１５の空孔サイズは、９５％以上の濾過精度として１μｍ以上、５μｍ以下の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、圧力損失が起きにくく、充填剤の侵入による目詰まり等の問題も起きにくい。濾過精度の測定方法としては、日本工業規格ＪＩＳ  Ｚ８９０１に定められている試験用粉体を用い、ＩＰＡに分散させた状態でフィルターを通過させた後、濾液中の粒子量を光散乱法（ベックマン・コールター社製ＬＳ−２００）により測定することにより行った。
【００２６】
第１樹脂フィルター部材１５の厚さは、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲が好ましい。この範囲であれば、機械的強度が良好であり、圧力損失も発生しにくい。
【００２７】
第１樹脂フィルター部材１５の直径Φ１は、カラム本体１１の充填剤収容部１１ｂの内径ΦIDよりも大きいことが好ましく、その差としては０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であることがより好ましい。この範囲であれば、フィルター材料配置時に要求される取扱い精度が適度であり、カラム本体の肉厚も経済的である。
特に充填剤と接する弾性を有する第１樹脂フィルター部材１５は、カラム内で発生する充填剤の変動によるデッドボリュームを補う機能を十分に発揮することが好ましく、第１樹脂フィルター部材１５の直径がカラム本体の内径と同じである構成よりは、第１樹脂フィルター部材１５の直径がカラム本体の内径より大きい構成の方がより確実にカラム本体の内面を覆うことになるからである。また、第１樹脂フィルター部材１５の外周を支持体となる他の材料で構成してもよい。
【００２８】
第２樹脂フィルター部材１６の弾性は、押込弾性率が３５０ＭＰａ以上、２０００ＭＰａ以下の範囲であることが好ましく、３７０ＭＰａ以上、１０００ＭＰａ以下の範囲であることがより好ましく、３７０ＭＰａ以上、５５０ＭＰａ以下の範囲であることがさらに好ましい。この範囲であれば、弾性を有するフィルター材料を支持する機能が十分であり、所望の空孔を有する多孔質体を得ることができる。
【００２９】
第２樹脂フィルター部材１６の材料としては、上記の押込弾性率の範囲を満たす樹脂材料であれば特に制限はないが、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）の粉末の焼結体製、ＰＥＥＫとポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）との混合材の粉末の焼結体製のものが挙げられる。ＰＥＥＫ製焼結体あるいはＰＥＥＫ／ＰＴＦＥ混合焼結体製フィルターの例としては、米国ＩＤＥＸ−Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社製ＰＥＥＫフリット、株式会社巴製作所製イナートカラムフィルタなどが挙げられる。
【００３０】
第２樹脂フィルター部材１６の空孔サイズは、９５％以上の濾過精度として１μｍ以上、５μｍ以下の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、圧力損失が発生しにくく、また、弾性を有する第１樹脂フィルター部材との組み合わせにおいて、背圧による弾性を有する多孔質材料の空孔内への侵入が抑制され、十分な弾性の発現を確保できる。なお、第１樹脂フィルター部材と同様に、空孔サイズは、ＡＳＴＭのＦ３１６−８６に記載の測定方法により求められる平均空孔径であっても同等の値であることが経験的に得られている。
【００３１】
第２樹脂フィルター部材１６の厚さは、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲が好ましい。この範囲であれば、機械的強度が良好であり、圧力損失も発生しにくい。
【００３２】
第２樹脂フィルター部材１６の直径Φ２は、第１樹脂フィルター部材１５と同様に、カラム本体の充填剤収容部１１ｂの内径ΦID内径よりも大きいことが好ましく、その差としては０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であることがより好ましい。この範囲であれば、フィルター材料配置時に要求される取扱い精度が適度であり、カラム本体の肉厚も経済的である。
剛性を有する第２樹脂フィルター部材１６についても、溶離液の流路を確保し、弾性を有する第１樹脂フィルター部材１５への過度の圧力負荷が発生するのを抑制するために、第２樹脂フィルター部材１６の直径がカラム本体の内径と同じである構成よりは、第２樹脂フィルター部材１６の直径がカラム本体の内径より大きい構成の方がより確実にカラム本体の内面を覆うことになるからである。但し、第１樹脂フィルター部材１５及び第２樹脂フィルター部材１６の直径は同じである必要はない。また、第２樹脂フィルター部材１６の外周を支持体となる他の材料で構成してもよい。
【００３３】
（充填剤）
本発明で用いる充填剤は基本的には液体クロマトグラフィーに用いられる材料であれば、その種類については特に制限はないが、溶離液に分散させても化学的および物理的に安定で、分解・変質を起こさないことが必要とされる。
【００３４】
ベースとなる基材としては、樹脂、シリカゲル、アルミナ（酸化アルミニウム）、チタニア（酸化チタン）、セリア（酸化セリウム）、カーボンなどが挙げられる。また、基材の組成は単体に限られるものではなく、例えばシリカゲルを核としてその周囲を樹脂で被覆した構造（コアシェル構造）のような複合体であってもよい。中でも強酸あるいは強アルカリに対しても化学的に安定で、且つ基材表面を様々な官能基で化学的に修飾できる架橋あるいは非架橋の樹脂材料が好ましく用いられる。特に好ましくはアルコール性水酸基を有する親水性の樹脂が用いられる。
【００３５】
アルコール性水酸基を有する樹脂の具体的な例には、カルボン酸ビニルエステルと架橋性単量体からなる架橋共重合体のエステル基をケン化またはエステル交換反応によってアルコール性水酸基に変換したポリビニルアルコール系樹脂が挙げられる。カルボン酸ビニルエステルとしては、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビニル及びピバリン酸ビニル等があげられ、これらは単独でもよく、２種以上を組み合わせて用いても良い。これらの中でも、酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニルが重合及びケン化が容易であるため好ましい。架橋性単量体としてはトリアジン環を有する架橋性単量体が好ましく、中でもトリアリルイソシアヌレートが特に好ましい。
【００３６】
表面の化学的修飾としては、特に親水性相互作用あるいはイオン交換相互作用を発現する官能基の導入が挙げられる。具体的には、グリシジルアルコールやエピクロルヒドリン付加後の加水開環処理による水酸基導入、ポリエチレングリコールやシクロデキストリンなど親水性化合物付加導入、アミン化合物によるアニオン交換基導入、カルボン酸・スルホン酸・リン酸基などのカチオン交換基導入が挙げられる。
【００３７】
これらの充填剤は、樹脂製材料であることが好まれるイオンクロマトグラフィーでしばしば用いられる材料である。
【００３８】
アニオン交換基導入に用いられる上記アミン化合物の例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジエチルエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、ジメチルベンゾアミン、１−メチルピペリジンなどの３級アミン類、ジメチルアミン、ジエチルアミン、メチルエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、Ｎ−メチル−Ｄ−グルカミン、３‐メチルアミノ‐１，２‐プロパンジオールなどの２級アミン類、ヘキサメチレンジアミン、ペンタエチルヘキサミン、Ｄ−グルカミン、１‐アミノ‐１‐デオキシ‐Ｄ‐マンニトール、１‐アミノ‐１‐デオキシ‐Ｄ‐ガラクチトール、１‐アミノ‐１‐デオキシ‐Ｄ‐イジトール、１‐アミノ‐１‐デオキシ‐Ｄ‐アラビニトール、１‐アミノ‐１‐デオキシ‐Ｄ‐キシリトール、４‐アミノ‐１，２，３‐ブタントリオール、３‐アミノ‐１，２‐プロパンジオールなどの１級アミン類が挙げられる。なお、これらのアミン類は、基材に付加されたグリシジル基に直接反応させて導入しても良いし、エピクロロヒドリン、１，４‐ブタンジオールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテルなどグリシジル基を有する化合物を介して基材に導入しても良い。
【００３９】
但し、アニオン交換能を発現する官能基であれば良いものであり、必ずしもここに例示した材料に限定されるわけではない。
【００４０】
一方、カチオン交換基導入の方法としては、例えば無水マレイン酸とブタジエンの共重合体に代表されるように、分子内に二重結合を有し、かつカルボン酸基を有する高分子により基材を被覆し、重合開始剤とともに加熱反応し固定させる手法が挙げられる。
【００４１】
充填剤の粒径としては平均の直径が１〜３０μｍのものが用いられ、好ましくは２〜２０μｍ、さらに好ましくは４〜１０μｍである。粒径が１μｍ未満の場合はカラムの圧力上昇が大きく、充填が極めて困難となることがある。一方、３０μｍを超えると粒子間の空隙が大きくなり圧力上昇が現れず、またそもそも理論段数も小さいため、本発明による改善効果が得られにくい。
【００４２】
（充填方法）
充填剤の充填方法としては湿式法が用いられ、送液ポンプによるスラリーの圧送注入が一般的である。これには圧力を一定とする方法、流量を一定とする方法、あるいは経時的に圧力または流量を傾斜的に変化させる方法などが用いられる。
【００４３】
（内蓋部材）
第１樹脂フィルター部材１５及び第２樹脂フィルター部材１６を固定する内蓋部材１４は、溶離液の流路を確保する構造であることと、フィルターを固定する機能を有する構造が必要となる。溶離液の流路を確保するためには、中央に穴が設けられた構成となっている。穴の直径の大きさはフィルター材料の直径よりも小さければ良いが、過剰に小さいと圧力上昇を招いてしまう。適切な大きさとしては例えば、０．３ｍｍ以上である。
【００４４】
図２に、本発明を適用した一実施形態に係る液体クロマトグラフィー用カラムの溶離液流出端部側の一例を示す。
【００４５】
図２に示す液体クロマトグラフィー用カラム２０は、カラム本体２１と、充填剤２２と、流出側フィルター２３と、内蓋部材２４とを備える。
【００４６】
カラム本体２１、充填剤２２及び内蓋部材２４について、上述したカラム本体１１、充填剤１２及び内蓋部材１４と同様であるから、ここでの説明を省略する。
【００４７】
（流出側フィルター）
流出側フィルター２３は、カラム本体２１の溶離液流入側端部２１ａに配置され、第２樹脂フィルター部材１６と同じ材質の多孔質部材からなる。
なお、流出側のフィルターの変形は、溶離液が流れる方向と同じ側につぶれるように凹む。充填剤もこの方向へ押されるため、流入側に比べてデッドボリュームが発生しにくい。一方、流入側のフィルターはカラム内圧に押され、溶離液が流れる方向と反対側につぶれるように凹むので、充填剤との間にデッドボリュームが発生しやすいと考えられる。
【００４８】
流出側フィルター２３を構成する樹脂フィルター部材の弾性は、上述の第２樹脂フィルター部材１６の弾性と同様である。
【００４９】
流出側フィルター２３を構成する樹脂フィルター部材の空孔サイズは、上述の第２樹脂フィルター部材１６の空孔サイズと同様である。
【００５０】
流出側フィルター２３を構成する樹脂フィルター部材の厚さは、上述の第２樹脂フィルター部材１６の厚さと同様である。
【００５１】
流出側フィルター２３を構成する樹脂フィルター部材の直径Φ３は、上述の第１樹脂フィルター部材１５や第２樹脂フィルター部材１６と同様に、カラム本体２１の充填剤収容部２１ｂの内径ΦID内径よりも大きいことが好ましく、その差としては０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であることがより好ましい。この範囲であれば、フィルター材料配置時に要求される取扱い精度が適度であり、カラム本体の肉厚も経済的である。
充填剤と接する流出側フィルター２３を構成する樹脂フィルター部材は、カラム内で発生する充填剤の変動によるデッドボリュームを補う機能を十分に発揮することが好ましく、流出側フィルター２３の直径がカラム本体の内径と同じである構成よりは、流出側フィルター２３の直径がカラム本体の内径より大きい構成の方がより確実にカラム本体の内面を覆うことになるからである。また、流出側フィルター２３の外周を支持体となる他の材料で構成してもよい。
【００５２】
図３に、本発明を適用した他の実施形態に係る液体クロマトグラフィー用カラムの溶離液流出端部側の一例を示す。
【００５３】
図３に示す液体クロマトグラフィー用カラム３０は、カラム本体３１と、充填剤３２と、流出側フィルター３３と、内蓋部材３４とを備える。
【００５４】
カラム本体３１、充填剤３２及び内蓋部材３４について、上述したカラム本体１１、充填剤１２及び内蓋部材１４と同様であるから、ここで説明を省略する。
【００５５】
（流出側フィルター）
流出側フィルター３３は、カラム本体３１の溶離液流出側端部３１ａに配置され、流入側フィルター１３と同様に、充填剤３２に接する側から順に配置する第１樹脂フィルター部材と同じ材質の樹脂フィルター部材３５と第２樹脂フィルター部材と同じ材質の樹脂フィルター部材３６の二層構造を有する点が、図２で示した流出側フィルター２３と異なるところである。
【００５６】
流出側フィルター２３を構成する樹脂フィルター部材３５の直径Φ４及び樹脂フィルター部材３５の直径Φ５は、上述の第１樹脂フィルター部材１５や第２樹脂フィルター部材１６と同様に、カラム本体３１の充填剤収容部３１ｂの内径ΦID内径よりも大きいことが好ましく、その差としては０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であることがより好ましい。この範囲であれば、フィルター材料配置時に要求される取扱い精度が適度であり、カラム本体の肉厚も経済的である。
【００５７】
第１樹脂フィルター部材と同じ材質のフィルター部材３５、及び、第２樹脂フィルター部材と同じ材質のフィルター部材３６は、その弾性、空孔サイズ、厚さ、直径がそれぞれ、第１樹脂フィルター部材１５、第２樹脂フィルター部材１６について上述した値であるものを用いることができる。
【００５８】
本発明の液体クロマトグラフィー用カラムに用いられる流入側フィルター及び流出側フィルターは例えば、溶離液が通過する穴を有する内蓋部品で押さえられ、さらにエンドキャップを締め付けることで固定される。
【００５９】
本発明の液体クロマトグラフ装置は、本発明の液体クロマトグラフィー用カラムを備える以外は、公知の液体クロマトグラフ装置と同様な構成すなわち、ポンプ、インジェクタ、検出器、データ処理装置等を備える。
【００６０】
本発明の液体クロマトグラフィー用カラム及びそれを備えた液体クロマトグラフ装置は、長期に亘り連続的に液体クロマトグラフィー分析結果を供給することを可能とし、例えば水道水設備や発電所設備などにおける水質モニターから、それら設備の安定的稼働に資する効果が得られるものである。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。【００６２】
〔実施例１〕
（１）充填剤１の作製
（ポリビニルアルコールゲル（基材）の合成）
酢酸ビニル１００ｇ、トリアリルイソシアヌレート１５０ｇ、酢酸ブチル１００ｇ、ｎ‐デカン２５ｇ及び２，２−アゾビスイソブチロニトリル５ｇよりなる均一混合液と、ポリビニルアルコール１２ｇ及びリン酸水素二ナトリウム１８ｇを溶解した水１２００ｍＬと還流冷却器を備えた５Ｌの三口フラスコに入れ１０分攪拌した。次いで、窒素気流下で攪拌しつつ、６０℃で１６時間重合を行い、粒状重合体を得た。この重合体を濾過、洗浄し、アセトン抽出した後乾燥した。次いでこの重合体を苛性ソーダ３Ｌとともに還流冷却器、窒素導入管及び攪拌器を備えた５Ｌの三口フラスコに入れ、窒素気流下で１５℃、２０時間攪拌してこの重合体のケン化を行った後、濾過、水洗、更に乾燥した。ケン化によって得られたポリビニルアルコール重合体の水酸基の密度は２．１ｍｅｑ／ｇであった。【００６３】
（基材の表面修飾処理）
上記で得た乾燥ポリビニルアルコール重合体１０ｇ、エピクロロヒドリン４５ｇ、ジメチルスルホキシド１００ｍＬ及び３０％苛性ソーダ水溶液５ｍＬをセパラブルフラスコに入れ、３０℃で２０時間撹拌し、この重合体にグリシジル基を有する基を導入した。導入後の重合体を、ジメチルスルホキシド、水、メタノールで洗浄後、乾燥した。
このようにグリシジル基を導入した重合体４ｇ、トリエチルアミン１０ｇ及び水４０ｍＬをセパラブルフラスコに入れ、３０℃で２０時間撹拌し、アミノ基を導入した充填剤１を作製した。この充填剤１を水での洗浄をはさみながら０．５Ｎ塩酸及び０．５Ｎ苛性ソーダ水溶液で洗浄し、さらにメタノールで洗浄後、乾燥した。【００６４】
（２）充填剤１が充填されたカラムの作製
作製した充填剤１を水に分散させたスラリーとし、送液ポンプを用いて内径２．０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＰＥＥＫ製のカラム本体に充填した。カラムの溶離液流入側に第１樹脂フィルター部材として、充填剤１に接触する側から順に、空孔径２．０μｍ，直径５．０ｍｍ，厚さ０．８ｍｍの超高分子量ＰＥ製焼結体フィルター（押込弾性率：２１０ＭＰａ、ＩＤＥＸ−Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社製）を配置し、次いで第２樹脂フィルター部材として、空孔径５．０μｍ，直径４．８ｍｍ，厚さ１．５ｍｍのＰＥＥＫ／ＰＴＦＥ（５０／５０重量比）製焼結体フィルター（押込弾性率：４００ＭＰａ、株式会社巴製作所社製）を配置した。また、流出側には樹脂フィルター部材として、流入側の第２樹脂フィルター部材と同じ空孔径５．０μｍ，直径４．８ｍｍ，厚さ１．５ｍｍのＰＥＥＫ／ＰＴＦＥ（５０／５０重量比）製焼結体フィルター（押込弾性率：４００ＭＰａ、株式会社巴製作所社製）を配置した。流入側および流出側とも内蓋部品を挿入しエンドキャップを締めてフィルターを固定した。【００６５】
（３）充填剤１が充填されたカラムの特性評価（繰り返し注入試験方法および耐久性評価）
このカラムを用いて、カラム温度２５℃、溶離液として３．２ｍＭ炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）／１．０ｍＭ炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）を流速０．２１ｍＬ／ｍｉｎで流し、分析サンプルを１５００回繰り返し注入した。分析サンプルはＦ− １ｐｐｍ，  Ｃｌ−  ２ｐｐｍ，ＮＯ２−  ３ｐｐｍ，Ｂｒ−  ３ｐｐｍ，ＮＯ３−  ５ｐｐｍ，ＰＯ４３−  １０ｐｐｍ，ＳＯ４２−  １０ｐｐｍ水溶液を用い、これを繰り返し注入した。試験装置としては、メトローム社製ＣｏｍｐａｃｔＩＣ−８８２（電気伝導度検出器、サプレッサー使用）を用いた。
注入１０回ごとにカラム圧力およびＮＯ３−の理論段数、溶離時間、ピーク対称性係数（Ｆａｓ）を測定し、その推移を記録した。図４は、カラム圧力および溶離時間の推移を示すグラフであり、図５は、ＮＯ３−の理論段数及びピーク対称性係数（Ｆａｓ）の推移を示すグラフである。繰り返し注入試験開始前の値、および１５００回繰り返し注入試験後の各項目の値を表１に示す。
尚、カラム圧力の測定は、入口側にある送液ポンプの圧力センサーを使った。【００６６】
【表１】
2017033914.tif 000003
【００６７】
ここで、ピーク対称性係数（Ｆａｓ）は、クロマトグラムのピーク形状の対称性を示す値であり、Ｆａｓ＝（ピーク高さの５％の位置で測定した全ピーク幅）／２ｘ（ピーク高さの５％位置で測定した前半値幅）によって与えられる（米国薬局方）。
また、理論段数は、いわゆる接線法を用いて（米国薬局方）、理論段数＝１６ｘ（ピークの総溶離時間／ベースライン接線のピーク幅）＾２によって算出した。【００６８】
図４及び図５から、１５００回繰り返し注入試験を行ってもその間、カラム圧力およびＮＯ３−の理論段数、溶離時間、ピーク対称性係数（Ｆａｓ）は非常に安定しており、長期に渡って継続的に使用しても安定した分離性能を示すことがわかる。【００６９】
〔実施例２〕
充填剤１を水に分散させたスラリーとし、送液ポンプを用いて内径２．０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＰＥＥＫ製のカラム本体に充填した。カラムの溶離液流入側に第１樹脂フィルター部材として、空孔径２．０μｍ，直径５．０ｍｍ，厚さ０．８ｍｍの超高分子量ＰＥ製焼結体フィルター（押込弾性率：２１０ＭＰａ、ＩＤＥＸ−Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社製）、次いで第２樹脂フィルター部材として空孔径２．０μｍ，直径４．８ｍｍ，厚さ１．５ｍｍのＰＥＥＫ製（ＰＥＥＫ１００％）焼結体フィルター（押込弾性率：４９０ＭＰａ、株式会社巴製作所社製）を配置した以外、実施例１と同様にカラムを作成した。
このカラムを用い、実施例１と同様に繰り返し注入試験を行った。試験前後の各項目の値を表１に示す。【００７０】
〔実施例３〕
充填剤１を水に分散させたスラリーとし、送液ポンプを用いて内径２．０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＰＥＥＫ製のカラム本体に充填した。カラムの溶離液流入側に第１樹脂フィルター部材として、空孔径２．０μｍ，直径５．０ｍｍ，厚さ０．８ｍｍの超高分子量ＰＥ製焼結体フィルター（押込弾性率：２１０ＭＰａ、ＩＤＥＸ−Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社製）、次いで第２樹脂フィルター部材として、空孔径５．０μｍ，直径４．８ｍｍ，厚さ１．５ｍｍのＰＥＥＫ／ＰＴＦＥ（５０／５０重量比）製焼結体フィルター（押込弾性率：４００ＭＰａ、株式会社巴製作所社製）を配置した。また、流出側には充填剤に接する側から順に樹脂フィルター部材として、流入側の第１樹脂フィルター部材と同じ空孔径２．０μｍ，直径５．０ｍｍ，厚さ０．８ｍｍの超高分子量ＰＥ製焼結体フィルター（押込弾性率：２１０ＭＰａ、ＩＤＥＸ−Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社製）、次いで樹脂フィルター部材として、流入側の第２樹脂フィルター部材と同じ空孔径５．０μｍ，直径４．８ｍｍ，厚さ１．５ｍｍのＰＥＥＫ／ＰＴＦＥ（５０／５０重量比）製焼結体フィルター（押込弾性率：４００ＭＰａ、株式会社巴製作所社製）を配置した。それ以外は実施例１と同様にカラムを作成した。
このカラムを用い、実施例１と同様に繰り返し注入試験を行った。試験前後の各項目の値を表１に示す。【００７１】
〔実施例４〕
充填剤１を水に分散させたスラリーとし、送液ポンプを用いて内径２．０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＰＥＥＫ製のカラム本体に充填した。カラムの溶離液流入側に第１樹脂フィルター部材として、空孔径２．０μｍ，直径５．０ｍｍ，厚さ０．８ｍｍの超高分子量ＰＥ製焼結体フィルター（押込弾性率：２１０ＭＰａ、ＩＤＥＸ−Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社製）、次いで第２樹脂フィルター部材として、空孔径２．０μｍ，直径４．８ｍｍ，厚さ１．５ｍｍのＰＥＥＫ製（ＰＥＥＫ１００％）焼結体フィルター（押込弾性率：４９０ＭＰａ、株式会社巴製作所社製）を配置した。また、流出側には充填剤に接する側から順に樹脂フィルター部材として、流入側の第１樹脂フィルター部材と同じ空孔径２．０μｍ，直径５．０ｍｍ，厚さ０．８ｍｍの超高分子量ＰＥ製焼結体フィルター（押込弾性率：２１０ＭＰａ、ＩＤＥＸ−Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社製）、次いで樹脂フィルター部材として、流入側の第２樹脂フィルター部材と同じ空孔径２．０μｍ，直径４．８ｍｍ，厚さ１．５ｍｍのＰＥＥＫ製（ＰＥＥＫ１００％）焼結体フィルター（押込弾性率：４９０ＭＰａ、巴製作所社製）を配置した。流入側および流出側とも内蓋部品を挿入しエンドキャップを締めてフィルターを固定した。
このカラムを用い、実施例１と同様に繰り返し注入試験を行った。試験前後の各項目の値を表１に示す。【００７２】
〔比較例１〕
充填剤１を水に分散させたスラリーとし、送液ポンプを用いて内径２．０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＰＥＥＫ製のカラム本体に充填した。カラムの溶離液流入側に空孔径５．０μｍ，直径４．８ｍｍ，厚さ１．５ｍｍのＰＥＥＫ／ＰＴＦＥ（５０／５０重量比）製焼結体フィルター（押込弾性率：４００ＭＰａ、株式会社巴製作所社製）のみを配置した以外、実施例１と同様にカラムを作成した。
このカラムを用い、実施例１と同様に繰り返し注入試験を行った。試験前後の各項目の値を表１に示す。【００７３】
〔比較例２〕
充填剤１を水に分散させたスラリーとし、送液ポンプを用いて内径２．０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＰＥＥＫ製のカラム本体に充填した。カラムの溶離液流入側に空孔径２．０μｍ，直径５．０ｍｍ，厚さ０．８ｍｍの超高分子量ＰＥ製焼結体フィルター（押込弾性率：２１０ＭＰａ、ＩＤＥＸ−Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社製）を２枚重ねて配置した以外、実施例１と同様にカラムを作成した。
このカラムを用い、実施例１と同様に繰り返し注入試験を行った。試験前後の各項目の値を表１に示す。【００７４】
表１の繰り返し注入試験前後の実施例１〜４と比較例１、２とを比較すると特に、圧力の上昇、及び、理論段数の劣化において顕著な差が見られた。
すなわち、圧力の上昇について、実施例１〜４の方は３％〜１３％程度であったのに対して、比較例１では圧力が２倍以上になり、比較例２では圧力が２０ＭＰａを超え、装置への過負荷を避けるため４００回で試験を中止したため結果が得られなかった。
また、理論段数の劣化についても、実施例１〜４の方は３％〜９％程度であったのに対して、比較例１では３０％を超え、比較例２では圧力が２０ＭＰａを超え、装置への過負荷を避けるために４００回で試験を中止し、結果が得られなかった。【００７５】
〔実施例５〕
（１）充填剤２の作製
上記実施例１に記載の乾燥ポリビニルアルコール重合体１０ｇ、ジメチルスルホキシド１００ｍＬ及び３０％苛性ソーダ水溶液５ｍＬをセパラブルフラスコに入れ、３０℃で２０時間撹拌し、この重合体にグリシジル基を有する基を導入した。導入後の重合体を、ジメチルスルホキシド、水、メタノールで洗浄後、乾燥した。
このようにグリシジル基を導入した重合体４ｇ、メチルピペリジン１０ｇ及び水４０ｍＬをセパラブルフラスコに入れ、３０℃で２０時間撹拌し、アミノ基を導入した充填剤Ｂを作製した。該充填剤を水での洗浄をはさみながら０．５Ｎ塩酸及び０．５Ｎ苛性ソーダ水溶液で洗浄し、さらにメタノールで洗浄後、乾燥した。【００７６】
（２）充填剤２が充填されたカラムの作製
充填剤２を水に分散させたスラリーとし、送液ポンプを用いて内径２．０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのＰＥＥＫ製のカラム本体に充填した。カラムの溶離液流入側に第１樹脂フィルター部材として、空孔径２．０μｍ，直径５．０ｍｍ，厚さ０．８ｍｍの超高分子量ＰＥ製焼結体フィルター（押込弾性率：２１０ＭＰａ、ＩＤＥＸ−Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社製）、次いで第２樹脂フィルター部材として、空孔径５．０μｍ，直径５．０ｍｍ，厚さ１．５ｍｍのＰＥＥＫ／ＰＴＦＥ（５０／５０重量比）製焼結体フィルター（押込弾性率：４００ＭＰａ、株式会社巴製作所社製）を配置した。また、流出側には樹脂フィルター部材として、流入側の第２樹脂フィルター部材と同じ空孔径５．０μｍ，直径４．８ｍｍ，厚さ１．５ｍｍのＰＥＥＫ／ＰＴＦＥ（５０／５０重量比）製焼結体フィルター（押込弾性率：４００ＭＰａ、株式会社巴製作所社製）を配置した。流入側および流出側とも内蓋部品を挿入しエンドキャップを締めてフィルターを固定した。【００７７】
（３）充填剤２が充填されたカラムの特性評価（繰り返し注入試験方法および耐久性評価）
このカラムを用いて、カラム温度４５℃、溶離液３．６ｍＭ炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）を流速０．２０ｍＬ／ｍｉｎで流し、１５００回繰り返し注入を行った。分析サンプルはＦ− ５ｐｐｍ，ＣｌＯ２−  １０ｐｐｍ，ＢｒＯ３−  ５ｐｐｍ，Ｃｌ−  １０ｐｐｍ，ＮＯ２−  ５ｐｐｍ，Ｂｒ−  １ｐｐｍ，ＣｌＯ３−  １ｐｐｍ，ジクロロ酢酸イオン  １ｐｐｍ，ＮＯ３−  １０ｐｐｍ，ＰＯ４３−  ５ｐｐｍ，ＳＯ４２−  １０ｐｐｍ水溶液を用い、これを繰り返し注入した。試験装置としては、メトローム社製ＣｏｍｐａｃｔＩＣ−８８２（電気伝導度検出器，サプレッサー使用）を用いた。
注入１０回ごとにカラム圧力およびＳＯ４２−の溶離時間、理論段数、ピーク対称性係数（Ｆａｓ）を測定し、その推移を記録した。繰り返し注入試験開始前の値、および１５００回繰り返し注入試験後の各項目の値を表１に示す。【００７８】
〔実施例６〕
充填剤２を水に分散させたスラリーとし、送液ポンプを用いて内径２．０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのＰＥＥＫ製のカラム本体に充填した。カラムの溶離液流入側に第１樹脂フィルター部材として、空孔径２．０μｍ，直径５．０ｍｍ，厚さ０．８ｍｍの超高分子量ＰＥ製焼結体フィルター（押込弾性率：２１０ＭＰａ、ＩＤＥＸ−Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社製）、次いで第２樹脂フィルター部材として、空孔径５．０μｍ，直径５．０ｍｍ，厚さ１．５ｍｍのＰＥＥＫ／ＰＴＦＥ（５０／５０重量比）製焼結体フィルター（押込弾性率：４００ＭＰａ、巴製作所社製）を配置した。また、流出側に充填剤に接する側から順に樹脂フィルター部材として、流入側の第１樹脂フィルター部材と同じ空孔径２．０μｍ，直径５．０ｍｍ，厚さ０．８ｍｍの超高分子量ＰＥ製焼結体フィルター（押込弾性率：２１０ＭＰａ、ＩＤＥＸ−Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社製）、次いで樹脂フィルター部材として、流入側の第２樹脂フィルター部材と同じ空孔径５．０μｍ，直径４．８ｍｍ，厚さ１．５ｍｍのＰＥＥＫ／ＰＴＦＥ（５０／５０重量比）製焼結体フィルター（押込弾性率：４００ＭＰａ、巴製作所社製）を配置した。それ以外は実施例５と同様にカラムを作成した。
このカラムを用い、実施例５と同様に繰り返し注入試験を行った。試験前後の各項目の値を表２に示す。【００７９】
【表２】
2017033914.tif 000004
【００８０】
〔比較例３〕
充填剤２を水に分散させたスラリーとし、送液ポンプを用いて内径２．０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのＰＥＥＫ製のカラム本体に充填した。カラムの溶離液流入側に空孔径５．０μｍ，直径４．８ｍｍ，厚さ１．５ｍｍのＰＥＥＫ／ＰＴＦＥ（５０／５０重量比）製焼結体フィルター（押込弾性率：４００ＭＰａ、株式会社巴製作所社製）のみを配置した以外、実施例５と同様にカラムを作成した。
このカラムを用い、実施例５と同様に繰り返し注入試験を行った。試験前後の各項目の値を表２に示す。【００８１】
〔比較例４〕
充填剤２を水に分散させたスラリーとし、送液ポンプを用いて内径２．０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのＰＥＥＫ製のカラム本体に充填した。カラムの溶離液流入側に空孔径２．０μｍ，直径５．０ｍｍ，厚さ０．８ｍｍの超高分子量ＰＥ製焼結体フィルター（押込弾性率：２１０ＭＰａ、ＩＤＥＸ−Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社製）を２枚重ねて配置した以外、実施例５と同様にカラムを作成した。
このカラムを用い、実施例５と同様に繰り返し注入試験を行った。試験前後の各項目の値を表２に示す。【００８２】
表２の繰り返し注入試験前後の実施例５，６と比較例３，４とを比較すると特に、圧力の上昇、及び、理論段数の劣化において顕著な差が見られた。
すなわち、圧力の上昇について、実施例５，６の方は１２％〜１３％程度であったのに対して、比較例３では圧力が２倍近く上昇し、比較例４では圧力が２０ＭＰａを超え、装置への過負荷を避けるために３２０回で試験を中止し、結果が得られなかった。
また、理論段数の劣化についても、実施例５，６の方は５％〜６％程度であったのに対して、比較例３では３０％程度あり、比較例４では圧力が２０ＭＰａを超え、装置への過負荷を避けるために３２０回で試験を中止し、結果が得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の液体クロマトグラフィー用カラム及びそれを備えた液体クロマトグラフ装置は、様々な分野で分析手法としてすでに広く用いられている液体クロマトグラフィーを、長期に亘り連続的に安定して使用することを可能にするものである。特に、溶離液の高流速化による分析時間の短縮、あるいはカラムの小径化・短尺化による消費溶離液の削減を行いたい場合のようにカラムへの圧力負荷が高くなる条件であっても、従来条件と比較して遜色なく連続分析を行うことが可能となる。飲料水製造や半導体製造に用いられる水質、あるいは発電所の蒸気発生に用いられる水質など、常時分析が必要な場面で有効に利用される。
【符号の説明】
【００８４】
１０  液体クロマトグラフィー用カラム（流入側）
１１、２１、３１  カラム本体
１１ａ  溶離液流入側端部
１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ充填剤収容部
１２、２２、３２  充填剤
１３  流入側フィルター
１４、２４、３４  内蓋部材
１５  第１樹脂フィルター部材
１６  第２樹脂フィルター部材
２０  液体クロマトグラフィー用カラム（流出側）
２１ａ、３１ａ  溶離液流出側端部
２３、３３流出側フィルター
３０  液体クロマトグラフィー用カラム（流出側）
３３  流出側フィルター
【図１】
2017033914.tif 000005
【図２】
2017033914.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2017033914.tif 000011
2017033914.tif 000012