(57)【要約】【課題】高濃度から微量濃度まで広範囲な定量分析を可能とするアルコール類の定量分析装置を提供する。【解決手段】アルコール類の定量分析装置は、試料であるアルコール類を吸着して、それを酸性溶離液にて各成分毎に徐々に溶離させることにより、試料に含まれる各アルコール成分と水とを分離する陽イオン交換カラム４０と、酸性溶離液と陽イオン交換カラム４０によって分離された各アルコール成分との電気伝導度を検出する電気伝導度検出器５０と、電気伝導度検出器５０によって検出された電気伝導度から、各アルコール成分を定量するデータ処理部６０とを備える。【選択図】図１
2008268156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料であるアルコール類を陽イオン交換カラムに吸着させ、それを酸性溶離液にて各成分毎に徐々に溶離させることにより、該試料に含まれる各アルコール成分と水とを分離する分離部と、
前記酸性溶離液と、前記分離部によって分離された各アルコール成分との電気伝導度を検出する検出器と、
前記検出器によって検出された電気伝導度から、前記各アルコール成分を定量するデータ処理部と、
を備えることを特徴とするアルコール類の定量分析装置。
【請求項２】
前記検出器は、前記分離部によって分離された各アルコール成分に加え、当該分離された水の電気伝導度を検出し、
前記データ処理部は、前記各アルコール成分に加え、前記検出された水を定量することを特徴とする請求項１に記載のアルコール類の定量分析装置。
【請求項３】
前記試料には、有機酸が含まれ、
前記分離部は、前記試料に含まれる各アルコール成分と水と有機酸とを分離し、
前記酸性溶離液の電気伝導度低減処理を行う脱塩装置を更に備え、
前記検出器は、前記分離部によって分離された各アルコール成分、水及び有機酸の電気伝導度を検出し、
前記データ処理部は、前記各アルコール成分及び水に加え、前記検出された有機酸を定量することを特徴とする請求項２に記載のアルコール類の定量分析装置。
【請求項４】
試料であるアルコール類を陽イオン交換カラムに吸着させ、それを酸性溶離液にて各成分毎に徐々に溶離させることにより、該試料に含まれる各アルコール成分と水とを分離する工程と、
前記酸性溶離液と、前記分離された各アルコール成分の電気伝導度を検出する工程と、
前記検出された電気伝導度から、前記各アルコール成分を定量する工程と、
を含むことを特徴とするアルコール類の定量分析方法。
【請求項５】
前記検出する工程において、前記分離された各アルコール成分に加え、当該分離された水の電気伝導度を検出し、
前記定量する工程において、前記各アルコール成分に加え、前記検出された水を定量することを特徴とする請求項４に記載のアルコール類の定量分析方法。
【請求項６】
前記試料には、有機酸が含まれ、
前記分離する工程において、前記試料に含まれる各アルコール成分と水と有機酸とを分離し、
前記酸性溶離液の電気伝導度低減処理を行う脱塩処理工程を更に含み、
前記検出する工程において、前記分離された各アルコール成分、水及び有機酸の電気伝導度を検出し、
前記定量する工程において、前記各アルコール成分及び水に加え、前記検出された有機酸を定量することを特徴とする請求項５に記載のアルコール類の定量分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルコール類の定量分析装置及びアルコール類の定量分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルコール類の定量分析方法としては、ガスクロマトグラフ分析法が一般的に知られている。ガスクロマトグラフ分析法は、主に高純度アルコール試薬の純度検定として好適であり、その定量範囲は、９５〜１００ｖｏｌ％であることが、日本工業規格（ＪＩＳ）に示されている。具体的には、エタノール（９９．５）はＪＩＳＫ８１０１に、メタノールはＪＩＳＫ８８９１に、１−プロパノールはＪＩＳＫ８８３８に、２−プロパノールはＪＩＳＫ８８３９に、１−ブタノールＪＩＳＫ８８１０に、２−ブタノールはＪＩＳＫ８８１２に規定されている。
【０００３】
又、より低濃度のアルコール類の定量分析を行う場合には、液体クロマトグラフの一種である分配クロマトグラフ−示差屈折率計（ＲＩ）を用いた分析法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。この示差屈折率計とは、試料が入っていない状態をリファレンスとして、分析対象が分析用セル内に入ってきたときには光の屈折率が変わるため、その差を検出する装置である。そして、ここで用いられる分配クロマトグラフ分析用カラムは、通常は有機酸分析のイオン排除クロマトグラフ用カラムとして使用されるものであるが、アルコール類の分析の場合には、分配モードとして分離分析が成されるものである。
【非特許文献１】「技術解説：液体クロマトグラフ」日立ハイテクノロジー（株）発行  （https://www1.hht-net.com/sinavi/tmp/20070117/27913/HPLC2.pdf）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在主流となっているガスクロマトグラフによるアルコール類の定量分析は、不揮発性の塩類等を含まない高純度アルコールの分析を行うように構成されているため、低濃度のアルコールや不揮発性物質を含む試料の分析は困難であった。ＪＩＳ法で定量範囲が、９５〜１００ｖｏｌ％に限定されているのは、そのためである。
【０００５】
又、低濃度のアルコールや不揮発性の塩類等を含む試料については、分配クロマトグラフ−示差屈折率計（ＲＩ）によるアルコール類の定量分析が適用されるが、ＲＩ検出器は一般的に感度が悪く、検出限界は５００ｐｐｍ程度となり、微量のアルコール類の分析は困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、高濃度から微量濃度まで広範囲な定量分析を可能とするアルコール類の定量分析装置及びアルコール類の定量分析方法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】
【０００７】
本発明の第１の特徴は、（ａ）試料であるアルコール類を吸着して、それを酸性溶離液にて各成分毎に徐々に溶離させることにより、試料に含まれる各アルコール成分と水とを分離する分離部と、（ｂ）酸性溶離液と、分離部によって分離された各アルコール成分との電気伝導度を検出する検出器と、（ｃ）検出器によって検出された電気伝導度から、各アルコール成分を定量するデータ処理部とを備えるアルコール類の定量分析装置であることを要旨とする。
【０００８】
第１の特徴に係るアルコール類の定量分析装置によると、高濃度から微量濃度まで広範囲な定量分析を可能とする。
【０００９】
又、第１の特徴に係るアルコール類の定量分析装置において、検出器は、分離部によって分離された各アルコール成分に加え、当該分離された水の電気伝導度を検出し、データ処理部は、各アルコール成分に加え、検出された水を定量してもよい。
【００１０】
このアルコール類の定量分析装置によると、各アルコール成分だけでなく、試料に含有される水の定量分析を行うことが可能である。
【００１１】
又、上記のアルコール類の定量分析装置において、試料には、有機酸が含まれ、前記分離部は、試料に含まれる各アルコール成分と水と有機酸とを分離し、前記酸性溶離液の電気伝導度低減処理を行う脱塩装置を更に備え、前記検出器は、前記分離部によって分離された各アルコール成分、水及び有機酸の電気伝導度を検出し、データ処理部は、各アルコール成分及び水に加え、検出された有機酸を定量してもよい。
【００１２】
このアルコール類の定量分析装置によると、各アルコール成分及び水だけでなく、試料に含有される有機酸の定量分析を行うことができる。
【００１３】
本発明の第２の特徴は、（ａ）試料であるアルコール類を陽イオン交換カラムに吸着させ、それを酸性溶離液にて各成分毎に徐々に溶離させることにより、試料に含まれる各アルコール成分と水とを分離する工程と、（ｂ）酸性溶離液と、分離された各アルコール成分の電気伝導度を検出する工程と、（ｃ）検出された電気伝導度から、各アルコール成分を定量する工程とを含むアルコール類の定量分析方法であることを要旨とする。
【００１４】
第２の特徴に係るアルコール類の定量分析方法によると、高濃度から微量濃度まで広範囲な定量分析を可能とする。
【００１５】
又、第２の特徴に係るアルコール類の定量分析方法では、検出する工程において、分離された各アルコール成分に加え、当該分離された水の電気伝導度を検出し、定量する工程において、各アルコール成分に加え、検出された水を定量してもよい。
【００１６】
このアルコール類の定量分析装置によると、各アルコール成分だけでなく、試料に含有される水の定量分析を行うことが可能である。
【００１７】
又、上記のアルコール類の定量分析方法では、試料には、有機酸が含まれ、分離する工程において、試料に含まれる各アルコール成分と水と有機酸とを分離し、前記酸性溶離液の電気伝導度低減処理を行う脱塩処理工程を更に含み、前記検出する工程において、前記分離された各アルコール成分、水及び有機酸の電気伝導度を検出し、定量する工程において、各アルコール成分及び水に加え、検出された有機酸を定量してもよい。
【００１８】
このアルコール類の定量分析装置によると、各アルコール成分及び水だけでなく、試料に含有される有機酸の定量分析を行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、高濃度から微量濃度まで広範囲な定量分析を可能とするアルコール類の定量分析装置及びアルコール類の定量分析方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。以下の面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２１】
＜第１の実施形態＞
（アルコール類の定量分析装置）
第１の形態に係るアルコール類の定量分析装置１００は、図１に示すように、溶離液保存部１０と、送液ポンプ２０と、試料注入部３０と、陽イオン交換カラム４０と、電気伝導度検出器５０と、データ処理部６０と、廃液収集部７０とを備える。
【００２２】
溶離液保存部１０は、酸性溶離液を保存する。酸性溶離液としては、高い伝導度を有するものがよく、例えば、硫酸、リン酸及び過塩素酸水溶液を使用した溶液が用いられる。これらの酸性溶離液の濃度は、０．００１〜０．１ｍｏｌ／ｌであることが好ましい。
【００２３】
送液ポンプ２０は、溶離液保存部１０に保存された酸性溶離液を陽イオン交換カラム４０へ送液する。このとき、酸性溶離液を流量０．１〜１．０ｍｌ／ｍｉｎの範囲で流すことが好ましい。
【００２４】
試料注入部３０は、試料となるアルコール類を注入する。
【００２５】
陽イオン交換カラム４０（分離部）は、試料であるアルコール類を吸着して、それを酸性溶離液にて各成分毎に徐々に溶離させることにより、試料に含まれる各アルコール成分と水とを分離する。このとき、陽イオン交換カラム４０の温度は、室温〜８５℃であることが好ましい。
【００２６】
電気伝導度検出器５０は、酸性溶離液、試料中の各アルコール成分及び水の電気伝導度を信号として検出する。
【００２７】
データ処理部６０は、電気伝導度検出器５０によって検出された信号を処理し、電気伝導度を算出し、試料中の各アルコール成分及び水を定量する。尚、データ処理部６０としては、例えば、パーソナルコンピュータが用いられる。
【００２８】
廃液収集部７０は、分析後の酸性溶離液及び試料を廃液として収集する。尚、廃液は、一般の分析操作では捨てられるが、分取が目的の場合は、廃液収集部７０から目的の分離された化合物を回収する。
【００２９】
次に、電気伝導度検出器５０及びデータ処理部６０による、試料中のアルコール成分及び水の定量分析について、より詳細に説明する。
【００３０】
従来、アルコール類及び水は、電気伝導度を殆ど有さないことから、電気伝導度検出器による検出は行われないものと考えられてきた。しかし、本実施形態に係る定量分析に使用している酸性溶離液は高い電気伝導度を有しているため、アルコール成分及び水を本手法で分析した場合、図２に示すように、アルコール成分及び水は、負のピークとして出現する。この負のピーク面積は、分析を行うアルコール成分及び水の濃度に比例するため、結果としてアルコール成分及び水の定量分析が可能となる。又、本実施形態に係るアルコール類の定量分析装置１００において、定量可能な範囲は、１００ｐｐｂ〜１００ｖｏｌ％である。
【００３１】
尚、本手法は、検出された成分の電気伝導度を直接検出するのではなく、間接的に検出するものであるから、間接電気伝導度検出法と呼ぶこととする。
【００３２】
（アルコール類の定量分析方法）
次に、第１の実施形態に係るアルコール類の定量分析方法について、図１を参照しながら、図３を用いて説明する。
【００３３】
まず、ステップＳ１０１において、溶離液保存部１０に保存された酸性溶離液を送液ポンプ２０によって、陽イオン交換カラム４０へと送液する。
【００３４】
次に、ステップＳ１０２において、試料注入部３０から試料となるアルコール類を注入し、陽イオン交換カラム４０へと導入する。
【００３５】
次に、ステップＳ１０３において、試料であるアルコール類を陽イオン交換カラム４０内で吸着させ、それを酸性溶離液にて各成分毎に徐々に溶離させることにより、試料に含まれる各アルコール成分と水とを分離する。
【００３６】
次に、ステップＳ１０４において、電気伝導度検出器５０を用いて、酸性溶離液、各アルコール成分及び水の伝導度を検出し、ステップＳ１０５において、データ処理部６０を用いて、各アルコール成分及び水の定量分析を行う。
【００３７】
（作用及び効果）
第１の実施形態に係るアルコール類の定量分析装置１００及び定量分析方法では、試料であるアルコール類を陽イオン交換カラム４０内で吸着させ、それを酸性溶離液にて各成分毎に徐々に溶離させることにより、試料に含まれる各アルコール成分と水とを分離し、分離された各アルコール成分の電気伝導度から、各アルコール成分を定量することができる。このようなアルコールの定量分析では、高濃度から微量濃度まで広範囲な定量分析を可能とする。従来のガスクロマトグラフにおける定量範囲は、９５〜１００ｖｏｌ％であり、分配クロマトグラフ−ＲＩ法における定量範囲は、５００ｐｐｍ〜１ｖｏｌ％と狭い範囲であったのに対し、第１の実施形態に係る定量分析装置及び定量分析方法によると、１００ｐｐｂ〜１００ｖｏｌ％までの広範囲なアルコール類の定量分析が可能である。
【００３８】
更に、従来のガスクロマトグラフや分配クロマトグラフ−ＲＩ法では、水は定量することができなかった。第１の実施形態に係る定量分析装置及び定量分析方法では、分離された各アルコール成分に加え、当該分離された水の電気伝導度を検出し、この水を定量することができる。このように、各アルコール成分だけでなく、試料に含有される水の定量分析を行うことも可能である。又、第１の実施形態に係る定量分析装置及び定量分析方法によると、水についても、０．１〜１００ｖｏｌ％までの広範囲な定量分析が可能である。
【００３９】
又、第１の実施形態に係る定量分析装置１００の構成は、電気伝導度検出器を標準装備されている一般的なイオンクロマトグラフをそのまま使用することが可能であり、装置の機種が限定されることなく使用することが可能であることから、本手法の汎用性は非常に高いと言える。
【００４０】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態において説明した定量分析装置は、有機酸分析のイオン排除クロマトグラフ用カラムとして使用することができる。有機酸分析の場合は、分析感度を向上させるために脱塩装置と除去液を用いたサプレッサ方式を採用している。第２の実施形態では、このサプレッサ方式を採用したアルコール類の定量分析装置及び方法について説明する。
【００４１】
（アルコール類の定量分析装置）
第２の形態に係るアルコール類の定量分析装置２００は、図４に示すように、溶離液保存部１０と、送液ポンプ２０ａと、試料注入部３０と、陽イオン交換カラム４０と、電気伝導度検出器５０と、データ処理部６０と、廃液収集部７０ａと、除去液保存部８０と、送液ポンプ２０ｂと、脱塩装置９０と、廃液収集部７０ｂとを備える。
【００４２】
試料注入部３０は、試料となる有機酸を含むアルコール類を注入する。
【００４３】
陽イオン交換カラム４０（分離部）は、試料である有機酸を含むアルコール類を吸着して、それを酸性溶離液にて各成分毎に徐々に溶離させることにより、試料に含まれる各アルコール成分と水と有機酸とを分離する。
【００４４】
除去液保存部８０は、除去液を保存し、送液ポンプ２０ｂは、除去液保存部８０から脱塩装置９０へ除去液を送液する。
【００４５】
脱塩装置９０は、分離された有機酸の分析感度を向上させるために、酸性溶離液の電気伝導度低減処理を行う。このような処理を行うことにより、バックグラウンドの電気伝導度が下がり、結果として有機酸の分析感度が向上することになる。廃液収集部７０ｂは、脱塩装置９０から排出される廃液を収集する。
【００４６】
電気伝導度検出器５０は、酸性溶離液、試料中の各アルコール成分、水及び有機酸の電気伝導度を信号として検出する。
【００４７】
データ処理部６０は、電気伝導度検出器５０によって検出された信号を処理し、電気伝導度を算出し、試料中の各アルコール成分、水及び有機酸を定量する。
【００４８】
第２の実施形態に係る定量分析装置のその他の各部の機能は、第１の実施形態に係る定量分析装置と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００４９】
（アルコール類の定量分析方法）
次に、第２の実施形態に係るアルコール類の定量分析方法について、図４を参照しながら、図５を用いて説明する。
【００５０】
まず、ステップＳ２０１において、溶離液保存部１０に保存された酸性溶離液を送液ポンプ２０ａによって、陽イオン交換カラム４０へと送液する。
【００５１】
次に、ステップＳ２０２において、試料注入部３０から試料となる有機酸を含むアルコール類を注入し、陽イオン交換カラム４０へと導入する。
【００５２】
次に、ステップＳ２０３において、試料であるアルコール類と酸性溶離液を陽イオン交換カラム４０内で吸着させ、それを酸性溶離液にて各成分毎に徐々に溶離させることにより、試料に含まれる各アルコール成分と水と有機酸とを分離する。
【００５３】
次に、ステップＳ２０４において、脱塩装置９０を用いて脱塩処理を行い、有機酸分析の感度を上げる。
【００５４】
次に、ステップＳ２０５において、電気伝導度検出器５０を用いて、酸性溶離液、各アルコール成分、水及び有機酸の伝導度を検出し、ステップＳ２０６において、データ処理部６０を用いて、各アルコール成分、水及び有機酸の定量分析を行う。
【００５５】
（作用及び効果）
第２の実施形態に係るアルコール類の定量分析装置２００及び定量分析方法によると、各アルコール成分及び水だけでなく、試料に含有される有機酸の定量分析を行うことができる。これは、従来のイオン排除クロマトグラフ用カラムの分析条件を変更することなく行うことができるため、操作効率が非常によい。
【００５６】
＜その他の実施形態＞
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００５７】
例えば、上記の実施形態において、酸性溶離液の種類として、硫酸、リン酸及び過塩素酸水溶液を例に挙げたが、酸性溶離液は、高い電気伝導度を有しているものであればよく、これらに限られないことは勿論である。
【００５８】
又、上記の実施形態において、分離カラムとして陽イオン交換カラムを用いたが、アルコール類と水とを分離できるものであれば、これに限られないことは勿論である。
【００５９】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明に係るアルコール類の定量分析装置及び方法について、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。
【００６１】
（実施例）
本発明の実施例に係るアルコール類の定量分析装置として、図１に示す装置を用いて、アルコール類及び水の定量分析を行った。分析条件については、表１に示す。
【表１】
2008268156.tif 000003
【００６２】
（結果）
次に、代表的な分析可能である成分名及び分析結果を表２に示す。又、表２に示すエタノール分析について、検量線チャートを図６に示す。
【表２】
2008268156.tif 000004
【００６３】
表２に示すように、アルコール類については、いずれの成分も１００ｐｐｂ〜１００ｖｏｌ％の定量分析が可能であることが分かった。尚、実質的な検出下限（目視にて検出確認可能なレベル）は、表２に示す装置検出下限と装置定量下限の中間付近にある。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】第１の実施形態に係るアルコール類の定量分析装置のブロック構成図である。
【図２】第１の実施形態に係るアルコール類の定量分析における、エタノール及び水の定量分析チャートである。
【図３】第１の実施形態に係るアルコール類の定量分析方法を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態に係るアルコール類の定量分析装置のブロック構成図である。
【図５】第２の実施形態に係るアルコール類の定量分析方法を示すフローチャートである。
【図６】実施例に係るエタノール分析の検量線である。
【符号の説明】
【００６５】
１０…溶離液保存部
２０、２０ａ、２０ｂ…送液ポンプ
３０…試料注入部
４０…陽イオン交換カラム
５０…電気伝導度検出器
６０…データ処理部
７０、７０ａ、７０ｂ…廃液収集部
８０…除去液保存部
９０…脱塩装置
１００、２００…アルコール類の定量分析装置
【図１】
2008268156.tif 000005
【図２】
2008268156.tif 000006
【図３】
2008268156.tif 000007
【図４】
2008268156.tif 000008
【図５】
2008268156.tif 000009
【図６】
2008268156.tif 000010