(57)【要約】【課題】各種物質の溶液から、特別な加熱や冷却手段を使用しなくとも、簡単に表面積の大きな結晶を得る方法を提供する。【解決手段】  溶質を高濃度に溶解した液に、該液の溶媒Ａに対しては可溶性であるが、前記溶質を実質的には溶解しない溶媒Ｂを接触させ、溶媒Ａが溶媒Ｂに溶解するに伴って、前記溶質が、析出し、結晶として成長するという、液−液界面を利用する。液−液界面で溶質の結晶が析出する際に、結晶に含まれる溶媒Ａが溶媒Ｂに溶解吸収されるため、結晶体として、その上面中央部（溶媒Ｂに面する側の中央部）に窪みが形成されたものを得ることができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶質を高濃度に溶解した液に、該液の溶媒Ａに対しては可溶性であるが、前記溶質を実質的には溶解しない溶媒Ｂを接触させ、溶媒Ａが溶媒Ｂに溶解するに伴って、前記溶質が、析出し、結晶として成長するようにしたことを特徴とする液−液界面を利用する結晶析出方法。
【請求項２】
溶質が塩化ナトリウム、塩化カリウム、リン酸二水素カリウム、タウリン及びグリシンから選ばれる化合物であり、溶媒Ａが水であり、溶媒Ｂがブタノール又はイソブチルアルコールであることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
フィルターを底部に設けた容器の下方に減圧した吸引室を設け、前記フィルターの下で、前記容器と吸引室の間が開閉手段により、連通可能となっており、前記容器に、前記溶質を溶媒Ａに溶解した液と前記溶媒Ｂを入れ、一定時間放置し、前記溶媒Ａと溶媒Ｂの界面で、溶媒Ａを溶媒Ｂに溶解移行させ、溶質を析出させ、生成した結晶を、前記開閉手段を開くことにより、前記フィルター上に濾別することを特徴とする請求項１又は２の方法。
【請求項４】
塩化ナトリウム、塩化カリウム、リン酸二水素カリウム、タウリン及びグリシンから選ばれる化合物の結晶体であって、一面にステップ状の窪みを有する結晶体。
【請求項５】
前記結晶体の平均径が７０μｍ以上である請求項４の結晶体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ＮａＣｌやタウリンなどの無機又は有機の結晶体を、液−液界面を使用して、効率よく析出させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、食塩等の無機物質の結晶を得る方法として、例えば冷却晶出法と蒸発濃縮法が知られている。これらの方法は、特許文献１，２の第２図及び第３図に記載されるように、（１）恒温加熱水槽、冷却器及び晶析器、又は（２）蒸発缶、溶液槽、加熱管及び真空ポンプというように、加熱や冷却に多大なエネルギーを要し、しかも結晶の取り出しまでに数時間以上を要するものであった。
【特許文献１】特公平５−８０４０８号公報
【特許文献２】特公平５−８０４０９号公報
【０００３】
また、タウリンやグリシン等の有機化合物も、冷却晶出法や水溶液に水と混和性ある晶析用溶媒を混合して結晶を析出させるというような方法であり、効率が悪く、また、大きな結晶を得ることはできなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、無機及び有機の各種物質の溶液から、特別な加熱や冷却を必要とせずに、簡単に表面積の大きな結晶を得る方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、溶質を高濃度に溶解した液に、該液の溶媒Ａに対しては可溶性であるが、前記溶質を実質的には溶解しない溶媒Ｂを接触させ、溶媒Ａが溶媒Ｂに溶解するに伴って、前記溶質が、析出し、結晶として成長するという、液−液界面を利用する方法で、上記課題を解決した。
【０００６】
例えば、溶質（ＮａＣｌ）を、溶媒Ａ（水）に溶解し、その溶液（ＮａＣｌ水溶液）を、溶質（ＮａＣｌ）は溶解しないが、溶媒Ａは溶解する溶媒Ｂ（ブタノール）と接触させるものであり、その結果、液−液界面で溶媒Ａが溶媒Ｂに（ＮａＣｌ水溶液の水がブタノールに）溶解移行するに伴って、溶媒Ａ（水）中の溶質（ＮａＣｌ）濃度が高まり、溶質（ＮａＣｌ）が自然に析出・結晶化するのである。
【０００７】
溶媒Ａからなる溶液と溶媒Ｂの接触は、容器に、両者を順次注ぎ込み、容器内に界面を設ける方法が、最も一般的であるが、溶媒Ｂに、溶質を溶解した溶媒Ａ溶液を滴下したり、分散させる等の方法も適用可能である。
【０００８】
いずれにしても、溶質の結晶析出速度を高めるためには、溶質を溶媒Ａに飽和又は過飽和状態に溶解した溶液を使用するのが、好ましく、また、溶媒Ｂは、この溶液よりも多量に使用すること、及び、液−液界面が大きくなるようにするのが好ましい。
【０００９】
本発明の方法は、例えば、フィルターを底部に設けた容器の下方に、減圧した吸引室を設け、前記フィルターの下で、前記容器と吸引室の間を開閉手段により、連通可能とした容器を使用することで、前記容器に、溶質を溶媒Ａに溶解した液と溶媒Ｂを入れ、一定時間放置し、溶媒Ａと溶媒Ｂの界面で、溶媒Ａを溶媒Ｂに溶解移行させ、溶質を析出させ、生成した結晶を、前記開閉手段を開くことにより、前記フィルター上に濾別するという方法で容易に実施できる。
【００１０】
なお、本発明の方法では、時間と共に、上記形状の結晶体を、その形状を保った状態で、大きく成長させることが可能であり、平均径が７０μｍ以上の結晶、特に平均径が１００μｍ以上の結晶をも安定して製造することができる。
【００１１】
本発明で使用される溶質は無機化合物であっても有機化合物であってもよい。代表的な溶質と、それに組み合わせて使用する溶媒Ａ及び溶媒Ｂを例示すると下記の通りである。
［溶質（結晶化物質）］    ［溶媒Ａ］        ［溶媒Ｂ］
・    ＮａＣｌ               水              ブタノール
・    ＮａＣｌ               水              イソブチルアルコール
・    ＮａＣｌ               水              トリエチルアミン
・    ＫＣｌ                 水              ブタノール
・    ＫＣｌ                 水              イソブチルアルコール
・    ＫＣｌ                 水              トリエチルアミン
・    Ｋ２ＣＯ３               水              ブタノール
・    Ｋ２ＣＯ３               水              イソブチルアルコール
・    Ｋ２ＣＯ３               水              トリエチルアミン
・    ＺｎＳＯ４              水              ブタノール
・    ＺｎＳＯ４              水              イソブチルアルコール
・    ＺｎＳＯ４              水              トリエチルアミン
・    蔗糖                   水              ブタノール
・    蔗糖                   水              イソブチルアルコール
・    グリシン               水              ブタノール
・    グリシン               水              イソブチルアルコール
・    タウリン               水              ブタノール
・    タウリン               水              イソブチルアルコール
【００１２】
本発明では、溶質として、塩化ナトリウム、塩化カリウム、リン酸二水素カリウム、タウリン又はグリシンを使用し、溶媒Ａとして水を、また溶媒Ｂとしてブタノールやイソブチルアルコールを使用するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
かかる本発明の方法では、特種な装置や熱源を使用しなくても、液−液界面を利用するだけで、室温でも、非常に操作性よく、安定して結晶を得ることができ、しかも得られる結晶は表面積の大きなものとなる。また、液−液界面で結晶化が進むため、溶質（結晶化すべき物質）に含まれる不純物も除かれ易く、純度のよい結晶を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に本発明の実施例を示す。
［実施例１］  
この実施例では、純度９９．９８％のＮａＣｌ（溶質）と蒸留水（溶媒Ａ）及び純度９９％のブタノール（溶媒Ｂ）を使用し、図１の装置で、ＮａＣｌの結晶を採取した。
テフロン（登録商標）製のメンブランフィルター１を備えた、内径３．６ｃｍの円筒状ガラス容器２に、下記濃度のＮａＣｌ水溶液５ｍＬを入れ、その上からブタノール５ｍＬを静かに入れて、ＮａＣｌの結晶の析出状況を観察した。
（ａ）６．１６０モル／Ｌ
（ｂ）６．１０８モル／Ｌ
（ｃ）６．０７３モル／Ｌ
【００１５】
一定時間経過した時に、ポンプ３で減圧にした吸引ビン４とガラス容器２の間のコック５を開き、フィルター１上に、析出したＮａＣｌ結晶を濾別した。水及びブタノールは、瞬時に除去され、特種形状のＮａＣｌ結晶を安定して得ることができる（なお、残存するＮａＣｌ水溶液も、同時に濾過される）。
【００１６】
ＮａＣｌ水溶液とブタノールの接触時間を変化させて、析出した結晶を固液分離し、得られた結晶の質量を測定した。その結果を図２に示す。ＮａＣｌ水溶液の濃度と結晶成長速度の関係は図３の通りである。
【００１７】
また、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて析出結晶粒子の形状を観察した。図４に顕微鏡写真を示す。結晶は直方体形状となり、水が溶解移行するブタノール側は、結晶の中央に階段状に窪んだ空洞ができ、逆に、ブタノールに面していない裏面（水溶液側）は、平面状となる、表面積の大きな特種な形状をなすものとなる（図５参照）。
【００１８】
［実施例２］
下記水溶液をそれぞれ５ｍＬ、図１の装置の円筒状ガラス容器２にいれ、その上からブタノール５ｍＬを静かに入れて、各化合物の結晶の析出状況を観察した（実験温度：１８−２０℃）。
（１）純度９８．５％のタウリンの７．０１４×１０−１モル／Ｌ水溶液
（２）純度９９％のグリシンの３．００４ モル／Ｌ水溶液
（３）純度９９．５％の塩化カリウムの４．５８８モル／Ｌ水溶液
（４）純度９９％のリン酸二水素カリウムの１．６４２モル／Ｌ水溶液
【００１９】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて析出結晶粒子の形状を観察した。図６にタウリンの顕微鏡写真を、図７にグリシンの顕微鏡写真を、図８に塩化カリウムの顕微鏡写真を、図９にリン酸二水素カリウムの顕微鏡写真を示す。
いずれの結晶も、水が溶解移行するブタノール側は、結晶の中央に階段状に窪んだ空洞ができ、逆に、ブタノールに面していない裏面（水溶液側）は、平面状となる、表面積の大きな特種な形状をなすものとなった。
【００２０】
［実施例３］
塊状のグリシンを使用して、濃度２．９０５モル／Ｌのグリシン水溶液を準備し、該水溶液０．０３ｍＬを、ブタノール２０．０ｍＬに投入した。その結果、グリシンの柱状結晶を得ることができたが、この結晶は、グリシン水溶液の液胞の周囲が全体にブタノールに接触したため、表面に窪みのない結晶となった。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明では、多くの無機及び有機物質に対して、特別に加熱することなく、非常に表面積の大きな結晶体を、容易に安定して得ることができるため、吸着剤、触媒、医薬品原料などとして利用価値ある製品となすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施例で使用した装置の説明図である。
【図２】図２は、本発明の実施例における結晶析出量と時間の関係を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明の実施例における結晶成長速度とＮａＣｌ水溶液の濃度との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の実施例において得られるＮａＣｌ結晶の顕微鏡写真である（操作時間１０分）。
【図５】図５は、本発明の実施例において得られるＮａＣｌ結晶の顕微鏡写真である（操作時間４０）。
【図６】図６は、本発明の実施例において得られるタウリン結晶の顕微鏡写真である。
【図７】図７は、本発明の実施例において得られるグリシン結晶の顕微鏡写真である。
【図８】図８は、本発明の実施例において得られるＫＣｌ結晶の顕微鏡写真である。
【図９】図９は、本発明の実施例において得られるリン酸二水素カリウム結晶の顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００２３】
１  フィルター
２  ガラス容器
３  ポンプ
４  吸引ビン
５  コック
【図１】
2006281193.tif 000002
【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】
2006281193.tif 000007
【図７】
2006281193.tif 000008
【図８】
2006281193.tif 000009
【図９】
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