(57)【要約】      （修正有）【課題】加圧抽出法で問題となる、抽出された成分の試料への再浸透を抑制し、大気暴露による抽出成分の変性を抑制することが可能で、加圧下での抽出、抽出溶媒のサンプリングが可能な加圧固相抽出装置を提供する。【解決手段】固形試料１からの溶媒抽出を行う抽出容器３と、抽出された微量成分を含む抽出溶媒を採取する採取容器４から構成されており、前記抽出容器３と前記採取容器４は、遮断弁１４を持つ管にて連結され、前記抽出容器３が、ガス導入部５、抽出溶媒導入部６及び試料導入部を具備した耐圧容器で、前記採取容器４が、抽出溶媒採取部１６と、排気部１５を具備した耐圧容器であること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形試料の微量成分を、加圧状態で溶媒中に抽出する加圧固相抽出装置であって、
溶媒抽出を行う抽出容器と、抽出された微量成分を含む抽出溶媒を採取する採取容器とから構成されており、
前記抽出容器と前記採取容器は、遮断弁を持つ管にて連結され、
前記抽出容器が、ガス導入部、抽出溶媒導入部及び試料導入部を具備した耐圧容器で、
前記採取容器が、抽出溶媒採取部、排気部を具備した耐圧容器であることを特徴とする加圧固相抽出装置。
【請求項２】
前記ガス導入部、前記抽出溶媒導入部、前記試料導入部、前記遮断弁、前記抽出溶媒採取部、前記排気部に用いられているパッキンの材質がフッ素樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の加圧固相抽出装置。
【請求項３】
前記抽出容器に、1つ以上の孔を有する隔壁を具備したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加圧固相抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂等の固体試料中の微量な添加剤の分析を行う、前処理装置としての加圧固相抽出装置器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂は、単体であると一般的に熱や応力に対して弱いため、そのままでは十分な性能を発揮することができない。そこで、樹脂に可塑剤、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤や充填剤等の各種化合物を添加することで、目的の性能を付与した樹脂が得られる。
【０００３】
この樹脂に添加する化合物の種類は、非常に多岐に渡っており、１つの樹脂においても目的の性能付与のために、数種類の化合物を添加剤として混合する場合がある。
【０００４】
これらの種々の添加剤は、その目的に応じて最適な化合物の選定や配合量がある程度決まっているため、新規の製品開発等において、使用する樹脂の種類の他に、使用されている添加剤の種類およびその添加量を把握する必要がある。
【０００５】
しかし、一般的な樹脂中の添加剤は、数種類の添加剤が配合されているため、そのままでの分析は非常に困難である。樹脂中の添加剤の分析方法として、一般的に樹脂から添加剤成分を分離せずにそのまま分析する方法と、樹脂から添加剤成分を分離した後に分析する方法がある。
【０００６】
白色顔料として一般的に用いられる炭酸カルシウムや酸化チタンなどの無機添加剤の添加量は樹脂に対して相当量の割合で添加されるため、ＦＴ−ＩＲ装置やＥＤＸ装置などを用いて樹脂を分離せずに分析をすることが可能である。
【０００７】
また、可塑剤等の有機溶剤に溶解する添加剤などは、添加剤成分に対して溶解性を示す適当な有機溶媒中に試料を浸漬させ、添加剤が抽出された液を乾燥、濃縮し、ＦＴ−ＩＲ装置やラマン分光装置などを用いて定性分析が可能となる。
【０００８】
しかし、ＦＴ−ＩＲ装置やラマン分光装置を用いることで添加剤の定性分析が可能となるが、定量分析は行えない欠点がある。
【０００９】
樹脂の可塑剤や酸化防止剤等の添加剤の配合量は非常に微量（１％未満）であることが一般的であるため、上記分析手法を用いても、得られる情報の主が樹脂成分となってしまい、極微量の添加剤成分の情報が得られないことがしばしばある。
【００１０】
そこで、樹脂中の微量な添加剤を分析するために、樹脂と添加剤成分を効率よく分離し、分離された添加剤のみをＧＣ／ＭＳ装置やＬＣ／ＭＳ装置等に供して定性分析および定量分析をするのが一般的である。
【００１１】
添加剤の分析は、ＧＣ／ＭＳ装置やＬＣ／ＭＳ装置等に供する前に、前処理として試料中の目的の添加剤成分のみを抽出する必要がある。樹脂中の添加剤の抽出方法としては、一般的に溶媒抽出法、再沈法、加圧抽出法等がある。
【００１２】
溶媒抽出法は、樹脂中の添加剤成分のみ溶解し、樹脂成分は溶解させないメタノール、クロロホルム、トルエン等の適切な有機溶剤中に試料を浸漬させ、目的の添加剤成分のみを抽出する方法である。
【００１３】
単に成分のみを分離するだけである場合は、試料を有機溶媒中に浸漬させ、静置、加熱または超音波などを用いて短時間での抽出が可能であるが、精密な定量値を必要とする場合、ソックスレー法を用いるのが一般的である。
【００１４】
超音波等を用いた抽出法は短時間で目的の添加剤成分を得ることが可能であるものの、再現性の良い定量が行えない問題がある。また、ソックスレー法は操作性が簡便であるものの、目的の添加剤成分を得るためには長時間抽出を行う必要がある。
【００１５】
再沈法は、試料を良溶媒中に溶解し、多量の貧溶媒を加えて樹脂成分を沈殿させろ過、蒸発乾固させる方法である。
【００１６】
再沈法は、溶媒に対して難溶解性を示す添加剤成分の抽出が可能であるが、得られる抽出液量が多量となってしまい、操作性の点では良くない。
【００１７】
抽出法を見ると、ポリアミド６またはカプロラクタムに基づくコポリアミドから低分子量化合物を、大気圧における抽出媒体の沸点よりも高い温度で、加温加圧抽出する方法が提案されている（特許文献１）。
【００１８】
また、粉末原料から抽出するときに、外部から圧縮空気を導入攪拌し、抽出室にバルブを設け、混合液を攪拌時と同様の圧縮空気によって加圧抽出する提案もなされている（特許文献２）。
【００１９】
上記加温加圧抽出法は、溶媒抽出法と再沈法の性質が混ざった抽出方法で、耐圧容器内に試料と低沸点溶媒を入れ、加圧下で抽出する方法であり、ソックスレー法に比べ短時間で抽出することが可能である。
【００２０】
しかし、添加剤量がｐｐｍオーダーの極微量であった場合、抽出後加圧状態から大気圧へ戻した際に、加圧下で抽出された添加剤成分が再び試料中へ戻ってしまい、得られる定量結果が見かけ上少なく算出される恐れがある。また、抽出成分が大気に暴露されることにより変性する恐れもある。
【００２１】
溶媒抽出法および加圧抽出法では、操作性が非常に簡便であり、効率よく目的成分を抽出することが可能であるため、樹脂中の添加剤の抽出方法としては一般的に使用されている手法である。
【００２２】
しかし、上記加圧抽出装置では、抽出液を採取するためには、一度大気圧へ戻す必要がある。そのため、大気圧へ戻した直後に抽出された添加剤成分が樹脂中へ戻ってしまい、定量結果が見かけ上少なく算出され、再現性の良い結果が得られない恐れがある。
【００２３】
また、溶媒抽出法においても同様であるが、得られた成分が大気中の成分と反応して変性してしまい、定性分析が上手く行えない恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特表２００４−５２８４５９号公報
【特許文献２】特開平１１−３４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明では、加圧抽出法で問題となる、抽出された成分の試料への再浸透を抑制し、大気暴露による抽出成分の変性を抑制することが可能で、加圧下での抽出、抽出溶媒のサンプリングが可能な加圧固相抽出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、固形試料の微量成分を、加圧状態で溶媒中に抽出する加圧固相抽出装置であって、
溶媒抽出を行う抽出容器と、抽出された微量成分を含む抽出溶媒を採取する採取容器とから構成されており、
前記抽出容器と前記採取容器は、遮断弁を持つ管にて連結され、
前記抽出容器が、ガス導入部、抽出溶媒導入部及び試料導入部を具備した耐圧容器で、
前記採取容器が、抽出溶媒採取部、排気部を具備した耐圧容器であることを特徴とする加圧固相抽出装置である。
【００２７】
また、請求項２に記載の発明は、前記ガス導入部、前記抽出溶媒導入部、前記試料導入部、前記遮断弁、前記抽出溶媒採取部、前記排気部に用いられているパッキンの材質がフッ素樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の加圧固相抽出装置である。
【００２８】
また、請求項３に記載の発明は、前記抽出容器に、1つ以上の孔を有する隔壁を具備したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加圧固相抽出装置である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明により、短時間での抽出が可能で、加圧状態でサンプリングできるため。抽出された成分の試料への再浸透がなく、大気暴露による抽出成分の変性がない、極微量成分を精度よく抽出することが可能な、加圧固相抽出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の加圧固相抽出装置の構成例を示した断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明における、実施例の一例の加圧固相抽出装置であり、溶媒抽出を行う抽出容器３と、抽出された微量成分を含む抽出溶媒を採取する採取容器４から構成されている。
【００３２】
前記抽出容器３と前記採取容器４は、遮断弁１４を持つ管にて連結され、前記抽出容器３が、ガス導入部５、抽出溶媒導入部６及び試料導入部を具備した耐圧容器で、前記採取容器４が、抽出溶媒採取部１６と、排気部１５を具備した耐圧容器である。
【００３３】
抽出容器３が採取容器４よりも内容積が大きく、両者が１つ以上の遮断弁１４で繋がっており、また両者の材質がガラスであれば形状は囚われない。また、両者を繋ぐ弁は複数設置しても構わない。
【００３４】
抽出容器３には、試料１と試料に含まれる可塑剤や酸化防止剤等の添加剤を抽出するための抽出溶媒２および試料１を抽出溶媒２内で回転させるためのマグネットスターラー１１が入れられる。
【００３５】
試料導入部は、蓋でカバーされており、試料導入部の蓋７は、フッ素樹脂のパッキン９および留め具８により固定することにより、密閉状態を確保できれば、パッキン９の形状、留め具８の数、材質および留め方は囚われない。
【００３６】
また、試料導入部の蓋７にはガス導入部５または抽出溶媒導入部６それぞれ１つ以上備わっており、それぞれの導入管にフッ素樹脂の弁１２，弁１３が備わっている。
【００３７】
抽出容器３の弁１４よりも高い位置の底部には、試料を攪拌するためのマグネットスターラー１１を設置し、また液採取部４への試料１の進入を防ぐために、ガラス製またはフッ素樹脂の１つ以上の孔を有する隔壁１０が備わっており、その孔の大きさは１ｃｍ未満であれば、孔の数および形状には囚われないが、隔壁１０は抽出部底部から３ｃｍ程度の位置に設置するのが望ましい。
【００３８】
抽出容器３と採取容器４とを遮断弁１４の材質はフッ素樹脂であり、両者の間隔は使用する遮断弁１４の幅よりも広ければ、その距離については囚われないが、２ｃｍ程度の距離が望ましい。
【００３９】
採取容器４の上部には抽出液を採取するためのフッ素樹脂の抽出溶媒採取部１６が１つ以上備わっていれば形状、大きさは囚われない。
【００４０】
また、採取容器４には抽出液を導入する管の遮断弁１４以外に、ガスおよび抽出液を排出するためのフッ素樹脂の排気部１５に弁が備わっている。
【００４１】
弁１２〜１３、遮断弁１４、排気部１５を開放した状態で抽出容器３に試料１およびマグネット１１を入れ、留め具８で固定する。
【００４２】
ガス導入部５からガスを導入し、抽出容器３および採取容器４をガスで置換する。採取容器４のガス置換が十分に行われたら、ガスを導入しながら採取容器４の排気部１５、遮断弁１４の順で閉め、採取部４をガス雰囲気下にする。
【００４３】
抽出溶媒導入管６から抽出容器３に任意の抽出溶媒２を所定量入れる。ガス導入部５の弁１２および抽出溶媒導入部の弁１３を開放した状態でガスを導入し、抽出容器３をガスで置換する。
【００４４】
抽出容器３のガス置換が十分に行われたら、抽出溶媒導入部の弁１３を閉める。抽出溶媒導入部の弁１３を閉めた状態で更にガスを抽出容器３に導入した後、ガス導入部５の弁１２を素早く閉め、抽出容器３をガス雰囲気下にする。
【００４５】
このとき、抽出容器３の内圧は採取容器４よりも高い状態となっている。マグネットスターラー１１で攪拌しながら抽出を一定時間行う。
【００４６】
または、本発明の抽出器具を所定の温度まで加熱したオーブン等に入れ加熱しながら抽出を一定時間行う。抽出後は、抽出容器３と採取部４を繋いでいる遮断弁１４を開放し、抽出部３で得られた抽出液を採取容器４へ導入し、遮断弁１４を閉める。
【００４７】
採取容器４上部の抽出溶媒採取部１６弁から、加圧状態で、マイクロシリンジ等を用いて導入した抽出液を採取し、ＧＣ／ＭＳ等の分析機器に供して、定性分析および定量分析を行う。
【００４８】
抽出液採取後は、抽出容器３のガス導入部の弁１２または抽出溶媒導入部の弁１３、および採取容器４の排気部１５の弁をゆっくり開放し、抽出容器内部を大気圧へと戻す。
【００４９】
上記の一連の操作により、極微量成分を精度よく抽出し尚且つ、大気暴露による微量成分の変性を抑制し抽出液を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・試料
２・・・抽出溶媒
３・・・抽出容器
４・・・採取容器
５・・・ガス導入部
６・・・抽出溶媒導入部
７・・・試料導入部の蓋
８・・・留め具
９・・・パッキン
１０・・・隔壁
１１・・・マグネットスターラー
１２・・・ガス導入部弁
１３・・・抽出溶媒導入部弁
１４・・・遮断弁
１５・・・排気部
１６・・・抽出溶媒採取部
【図１】
2015206605.tif 000003