(57)【要約】【課題】工業スケールで特定フラーレンを多大なエネルギーを要さず連続単離するフラーレンの方法及び装置を提供することを目的とする。【解決手段】フラーレン類の溶液を縦長の容器からなる晶析塔１２に入れ、晶析塔１２の上部を加熱して晶析塔１２の上部の溶媒を蒸発除去し、特定フラーレンを優先的に析出させて晶析塔１２の下部に沈降させ、更に、蒸発除去した溶媒をコンデンサー１４にて凝縮させ、その一部又は全部を晶析塔１２の下部に戻して晶析塔１２内に上昇流を発生させることにより結晶相と溶媒相を向流接触させ、結晶相中の特定フラーレンの純度を高めて単離する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラーレン類から特定フラーレンを単離するにあたって、特定フラーレンを優先的に取り込んだ物理相に、特定フラーレン以外のフラーレンを優先的に取り込む物理相を向流接触させることにより純度を高めた特定フラーレンを得ることを特徴とするフラーレンの単離方法。
【請求項２】
フラーレン類の溶液を加熱して溶媒を蒸発除去した濃縮溶液から飽和溶解度に達した特定フラーレンを優先的に析出させ、析出した特定フラーレンに、特定フラーレン以外のフラーレンを優先的に溶かす溶媒を向流接触させることによって、特定フラーレンの純度を高めて単離することを特徴とするフラーレンの単離方法。
【請求項３】
フラーレン類の溶液を縦長の容器からなる晶析塔に入れ、該晶析塔の上部を加熱して該晶析塔の上部の溶媒を蒸発除去し、特定フラーレンを優先的に析出させて該晶析塔の下部に沈降させ、更に、蒸発除去した前記溶媒をコンデンサーにて凝縮させ、その一部又は全部を前記晶析塔の下部に戻して該晶析塔内に上昇流を発生させることにより結晶相と溶媒相を向流接触させ、前記結晶相中の特定フラーレンの純度を高めて単離することを特徴とするフラーレンの単離方法。
【請求項４】
請求項３記載のフラーレンの単離方法において、前記晶析塔の中間部より連続的にフラーレン類の溶液を供給すると共に、該晶析塔の下部から特定フラーレンの溶液を取り出すことを特徴とするフラーレンの単離方法。
【請求項５】
請求項３及び４のいずれか１項に記載のフラーレンの単離方法において、前記晶析塔に入れるフラーレン類はＣ６０及びＣ７０を主体とし、前記晶析塔の下部から特定フラーレンであるＣ６０を主体とする溶液、前記晶析塔の上部からＣ７０を主体とする溶液を抜き出すことを特徴とするフラーレンの単離方法。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項に記載のフラーレンの単離方法において、前記溶媒は芳香族系の炭化水素であることを特徴とするフラーレンの単離方法。
【請求項７】
分子量の異なるフラーレンが溶解しているフラーレン類の溶液から、特定フラーレンを単離する装置であって、
上部に、前記溶液を加熱して溶媒を気化させる加熱部を有する縦長の容器からなる晶析塔と、
前記晶析塔の中間部に原料である前記溶液を供給する溶液供給手段と、
前記晶析塔の頂部から排出される気化された前記溶媒を抜き出して液化するコンデンサーと、
前記コンデンサーで液化した前記溶媒を前記晶析塔の下部に供給する溶媒供給手段と、
溶解度の低い特定フラーレンを前記晶析塔の下部から抜き出す特定フラーレン抜き出し手段と、
前記晶析塔の上部からＣ７０を主体とする溶液を抜き出す溶液抜き出し手段とを有することを特徴とするフラーレンの単離装置。
【請求項８】
請求項７記載のフラーレンの単離装置において、前記晶析塔は上部に特定フラーレンの晶析部を、その下方に沈降する結晶が純化するのに十分な長さの筒状部を有していることを特徴とするフラーレンの単離装置。
【請求項９】
請求項７及び８のいずれか１項に記載のフラーレンの単離装置において、前記晶析塔の上部には導入された前記溶液を攪拌する攪拌手段が設けられていると共に、該晶析塔の上部の液面をコントロールするレベルセンサーが設けられ、前記溶液供給手段、特定フラーレン抜き出し手段、及び溶液抜き出し手段のいずれか１又は２以上の手段と連繋して、液面制御が行われていることを特徴とするフラーレンの単離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｃ６０やＣ７０を含むフラーレン類の溶液から、Ｃ６０等を単離する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常の燃焼法、又はアーク法から得られた分子量の異なる多種のフラーレンを含むフラーレン粗原料からフラーレンＣ６０を単離回収する方法としては、吸着剤を用いた固定相と溶離液である移動相の接触を原理としたクロマト単離法が主流であり、また、各フラーレン類の特定溶媒に対する溶解度差を利用し逐次的に抽出する方法も知られている。
例えば、特許文献１には、フラーレン類混合物を連続的に大量に分離精製する方法も開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３１３４４１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、クロマト単離法においては、吸着剤を再生及び／又は交換しなくてはならないため、連続的に単離を行うことが不可能であり、カラムのスケールアップが困難であることから工業的には適さないという問題があった。
一方、溶解度差を利用した溶解法では１回の処理によって得られるフラーレン結晶は固溶体であることが知られており、その純度は固液平衡によって支配されており、更なる純度を得るためには、再度同様の処理を行わねばならず、極端に回収率が低下してしまい工業的には適さないという問題があった。
さらに、特許文献１においては、フラーレンそのものの蒸気圧が低いため、膨大なエネルギーを要するという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、工業スケールでＣ６０等の特定フラーレンを多大なエネルギーを要せず連続単離するフラーレンの単離方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係るフラーレンの単離方法は、フラーレン類から特定フラーレンを単離するにあたって、特定フラーレンを優先的に取り込んだ物理相に、特定フラーレン以外のフラーレンを優先的に取り込む物理相を向流接触させることにより純度を高めた特定フラーレンを得ている。
ここで、フラーレン類とは例えば、通常の燃焼法、又はアーク法から得られた分子量の異なる同素体からなる数種のフラーレンを含む混合フラーレンをいう。
単離とは、混合物中から１つの物質だけを純粋な形で取り出すことをいうが、純粋に近い形で取り出す場合も含む。
また、向流接触とは対向した流れで接触させることをいう。ここでは沈降する結晶と上昇する溶媒とが逆の流れで接触することをいう。
【０００７】
フラーレンの溶解度差を利用した溶解法ではフラーレン結晶は固溶体であることが知られており、その純度は固液平衡によって支配されていることが知られていることから、例えば特定フラーレンを優先的に取り込む物理相が固体で、特定フラーレン以外のフラーレンを優先的に取り込む物理相が液体の場合、特定フラーレンは、固体中だけでなく、液体中にも存在すると同時に、固体中には特定フラーレンだけでなく、特定フラーレン以外のフラーレンも存在することになる。
また、フラーレン類を晶析すると１回の晶析では純粋な特定フラーレン（例えばＣ６０）は得られず、純粋な特定フラーレンを得る為には、晶析を何度も繰り返す必要があることからも、晶析によって得られた特定フラーレンの結晶中には、特定フラーレンだけでなく他のフラーレンも存在していることがわかる。
従って、特定フラーレンを優先的に取り込みながら、同時に特定フラーレン以外のフラーレンも含有した物理相である固体に、特定フラーレン以外のフラーレンを優先的に取り込む物理相である液体を接触させると固体中の特定フラーレン以外のフラーレンは優先的に液相の方へ移行する。
その結果、固体中の特定フラーレンの純度は飛躍的に向上することになる。
【０００８】
なお、特定フラーレン以外のフラーレンを優先的に取り込む物理相は特定フラーレン以外のフラーレンを平衡状態で取り込むために、特定フラーレン以外のフラーレンを殆ど含まないものを使用するのが好ましい。
また、ここでは固体と液体について説明したが、物理相が気体あるいは液体の場合も原理は略同じと考えられる。
【０００９】
従って、特定フラーレンを優先的に取り込む物理相、及び特定フラーレン以外のフラーレンを優先的に取り込む物理相とは、気体と液体、液体と液体、固体と液体、固体と気体の相のいずれの組合せでもよいし、特定フラーレンがどちらの相に取り込まれる場合でも適用可能である。
ここで、固相（固体の相）とは特定フラーレン単品、混合フラーレン、単独フラーレンの溶媒和、混合フラーレンの溶媒和、吸着剤などフラーレンを吸着又はフラーレンの固化を促進させる物を含む相のいずれか１又は２以上でよい。
液相（液体の相）としては、フラーレンが液体として存在しないため、溶媒を含む溶液状態の相をいう。
気相（気体の相）については、特定フラーレン単品、混合フラーレンの蒸気及び／又はガスを含む。但し、このガスはフラーレンとの反応（例えば酸化）を避けるために不活性ガスであることが好ましい。
【００１０】
第２の発明に係るフラーレンの単離方法は、フラーレン類の溶液を加熱して溶媒を蒸発除去した濃縮溶液から飽和溶解度に達した特定フラーレンを優先的に析出させ、析出した特定フラーレンに、前記特定フラーレン以外のフラーレンを優先的に溶かす溶媒を向流接触させることによって、特定フラーレンの純度を高めて単離している。
ここで、フラーレン類を、特定フラーレン以外のフラーレンを優先的に溶かす溶媒で溶解して溶液としているため、溶媒を蒸発除去して溶液が濃縮されると、溶解性の低い特定フラーレンが飽和状態となって優先的に析出する。析出した結晶は特定フラーレンの純度１００％の結晶ではなく特定フラーレン以外のフラーレンを含んでいるため、この結晶に特定フラーレン以外のフラーレンを優先的に溶かす溶媒を向流接触させることによって、結晶中の特定フラーレン以外のフラーレンが溶媒中に流出して結晶の特定フラーレンの純度が高まる。
なお、フラーレン類を溶かす溶媒と特定フラーレンの結晶と向流接触させる溶媒とは同じものをしてもよいし、別の溶媒を使用してもよい。
同じ溶媒を使用することによって、連続した一連の作業が可能となるので、同じ溶媒を使用するのが好ましい。
【００１１】
第３の発明に係るフラーレンの単離方法は、フラーレン類の溶液を縦長の容器からなる晶析塔に入れ、該晶析塔の上部を加熱して該晶析塔の上部の溶媒を蒸発除去し、特定フラーレンを優先的に析出させて該晶析塔の下部に沈降させ、更に、蒸発除去した前記溶媒をコンデンサーにて凝縮させ、その一部又は全部を前記晶析塔の下部に戻して該晶析塔内に上昇流を発生させることにより結晶相と溶媒相を向流接触させ、前記結晶相中の特定フラーレンの純度を高めて単離している。フラーレン類の溶液を入れる晶析塔は縦長の容器であるため、優先的に析出した特定フラーレンが下部に沈降する間、この結晶相が晶析塔内に発生した溶媒の上昇流と向流接触することによって、下部に沈降した結晶は特定フラーレンの純度が高くなっている。
【００１２】
第４の発明に係るフラーレンの単離方法は、第３の発明に係るフラーレンの単離方法において、前記晶析塔の中間部より連続的にフラーレン類の溶液を供給すると共に、該晶析塔の下部から特定フラーレンを取り出している。ここで、特定フラーレンは溶液、結晶、固液混相状態のいずれの状態で取り出してもよい。
晶析塔の下部は特定フラーレンの純度の高くなった結晶が溶媒で溶けて溶液となっており、この特定フラーレンの溶液を連続的に取り出すと共に、晶析塔の中間部より連続的にフラーレン類の溶液を供給して、晶析塔内部の溶液量を略一定に保つことにより、フラーレン類からのフラーレンの単離を連続的に行うことができる。
【００１３】
第５の発明に係るフラーレンの単離方法は、第３及び第４の発明に係るフラーレンの単離方法において、フラーレン類はＣ６０及びＣ７０を主体とし、前記晶析塔の下部から特定フラーレンであるＣ６０を主体とする溶液、前記晶析塔の上部からＣ７０を主体とする溶液を抜き出している。
晶析塔の上部からＣ７０を主体とする溶液を抜き出すことによって溶液中のＣ７０の濃度が高くなるのを防ぐことができる。
【００１４】
第６の発明に係るフラーレンの単離方法は、第２〜第５の発明に係るフラーレンの単離方法において、前記溶媒は芳香族系の炭化水素である。
芳香属系の炭化水素は、芳香属系炭化水素の一例であるｏ−キシレン（オルトキシレン）中のフラーレン類の溶解性を示す図３に示すように、単離したい特定フラーレンの一例であるＣ６０と特定フラーレン以外のフラーレンであるＣ７０との溶解性の差が非常に大きい。従って、溶媒中でＣ６０が優先的に結晶化すると共に結晶化したＣ６０に再度ｏ−キシレン溶液を接触させることによって、Ｃ６０の純度を高めることができる。
芳香族系の炭化水素の一例であるｏ−キシレン以外にも溶媒として特定フラーレン以外のフラーレンに対して溶解性が高く、特定フラーレンに対する溶解性の低い、例えば、１，２，４，−トリメチルベンゼン等の芳香属系の炭化水素を使用することが好ましい。
なお、第２〜第５の発明で使用する溶媒は、混合フラーレンの組成と濃縮時の操作温度の組み合わせにて単離を図りたい特定フラーレンが最初に溶液中に飽和状態になり優先的に析出する溶媒であれば芳香属系の炭化水素以外でもかまわない。
【００１５】
第７の発明に係るフラーレンの単離装置は、分子量の異なるフラーレンが溶解しているフラーレン類の溶液から、特定フラーレンを単離する装置であって、
上部に、前記溶液を加熱して溶媒を気化させる加熱部を有する縦長の容器からなる晶析塔と、前記晶析塔の中間部に原料である前記溶液を供給する溶液供給手段と、前記晶析塔の頂部から排出される気化された前記溶媒を抜き出して液化するコンデンサーと、前記コンデンサーで液化した前記溶媒を前記晶析塔の下部に供給する溶媒供給手段と、溶解度の低い特定フラーレンを前記晶析塔の下部から抜き出す特定フラーレン抜き出し手段と、前記晶析塔の上部から特定フラーレン以外のフラーレン類の溶液を抜き出す溶液抜き出し手段とを有する。
【００１６】
第８の発明に係るフラーレンの単離装置は、第７の発明に係るフラーレンの単離装置において、前記晶析塔は上部に特定フラーレンの晶析部を、その下方に沈降する結晶が純化するのに十分な長さの筒状部を有している。
晶析塔の上部の晶析部で晶析された特定フラーレンの結晶は、下部の筒状部が十分な長さを有するため、沈降する間に溶媒と向流接触して純化される。
また、晶析部は、特定フラーレンの結晶の析出や、溶媒の蒸発が十分に行われるように拡径しているのが好ましい。
【００１７】
第９の発明に係るフラーレンの単離装置は、第７及び第８の発明に係るフラーレンの単離装置において、前記晶析塔の上部には導入された前記溶液を攪拌する攪拌手段が設けられていると共に、該晶析塔の上部の液面をコントロールするレベルセンサーが設けられ、前記溶液供給手段、特定フラーレン抜き出し手段、及び溶液抜き出し手段のいずれか１又は２以上の手段と連繋して、液面制御が行われている。
晶析塔の上部には、攪拌手段が設けられているため、特定フラーレンの晶析反応を促進させることができ、さらに、液面をコントロールするレベルセンサーが設けられ、溶液供給手段、特定フラーレン抜き出し手段、溶液抜き出し手段のいずれか１又は２以上の手段と連繋して液面制御が行われているので、一定液量を保って連続処理が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係るフラーレンの単離装置の概略構成を示す説明図、図２は同装置を用いたフラーレンの単離方法の説明図、図３は溶媒として用いるオルトキシレンの性能についての説明図である。
【００１９】
まず、図１を参照しながら、本発明の一実施の形態に係るフラーレンの単離装置１０について説明する。
図１に示すように、フラーレンの単離装置１０は、上部に加熱部１１を有する晶析塔１２と、晶析塔１２の上下方向中間位置（即ち、中間部）に原料であるフラーレン類を溶解させた溶液を供給する溶液供給手段１３と、晶析塔１２の頂部から排出される気化された溶媒を液化するコンデンサー（凝縮器）１４と、コンデンサー１４で液化した溶媒を晶析塔１２の下部に供給する溶媒供給手段１５と、晶析塔の上部からＣ７０を主体とする溶液を抜き出す溶液抜き出し手段を備えている。以下、これらについて詳しく説明する。
【００２０】
晶析塔１２は、耐熱ガラス、ステンレス等の耐熱かつ耐蝕材料を使用した縦長の密閉容器からなってその中間部及び下部を構成する筒状部１６と、この筒状部１６の上部にあって筒状部１６より直径が、例えば２〜６倍程度に大きくなった特定フラーレンの晶析部となる拡径部１７とを有している。拡径部１７の下部は傾斜面状（例えば、逆円錐台状）となって、晶出したフラーレンが傾斜面に堆積することなく、下部の筒状部１６内に落ち込むようになっている。そして、筒状部１６は沈降するフラーレン結晶が溶媒の上昇流と向流接触して特定フラーレンの結晶が純化するのに十分な長さになっている。また、溶液供給手段１３からの溶液注入口は筒状部１６に設けられてもいいし、筒上部１６と拡径部１７の境に設けられてもよいし、拡径部１７の下部分に設けられてもいい。
拡径部１７の周囲は加熱部１１を構成し、内部に例えば１４０℃〜１７０℃に加熱された熱媒が循環するジャケット部１８が設けられている。このジャケット部１８に供給する熱媒は、内部に循環ポンプを備えた周知の熱媒加熱装置１８ａから送られている。
【００２１】
拡径部１７の中央には、攪拌羽根１９が設けられ、拡径部１７の半球状の天井板を貫通し、モータ２０によって例えば１００〜５００ｒｐｍで回転駆動される回転軸２１に連結されている。なお、回転軸２１と前記した天井板とは軸封されて、内部の気体が外部に漏れないようになっている。攪拌羽根１９、モータ２０及び回転軸２１で撹拌手段が構成されている。
また、拡径部１７の下部又は筒状部１６の上部には、溶液供給手段１３からの溶液を入れる給液口２２が設けられていると共に、拡径部１７には液面センサー２３が設けられて、溶液供給手段１３と給液口２２とを連結する管路２４に設けられた開閉電磁弁２５を制御し、拡径部１７内に常時一定レベルの溶液が貯留されるようになっている。なお、２６は液面センサー２３の制御部を示しており、液面センサー２３、液面センサー制御部２６でレベルセンサーを構成している。
【００２２】
溶液供給手段１３は、Ｃ６０、Ｃ７０を含むフラーレン類を、特定フラーレン以外のフラーレンを優先的に取り込む物理相の一例である溶媒（例えば、オルトキシレン）に溶解させた溶液を貯留するタンク２７を有し、外部から圧縮エア（Ａｉｒ）を加えて、管路２４に押し出す構造となっている。
前記拡径部１７の頂部には、加熱部１１によって加熱されてガス化した溶媒を取り出すガス排出口２８を備え、排出されたガスをコンデンサー１４に導き、液化している。コンデンサー１４には図示しない冷却水の配管が設けられると共に、液化しないガスを外部に排出する排気管２９が設けられている。
【００２３】
コンデンサー１４で液化した溶媒の全部又は一部は、溶媒供給手段１５を介して、晶析塔１２を構成する筒状部１６の下部に設けられた部屋３０に供給される。この溶媒供給手段１５は、溶媒の貯留タンク３１と、貯留タンク３１からの溶媒を送るポンプ３２とを有し、部屋３０に供給された溶媒はこのポンプ３２によって、上昇流となり、上部から沈降する特定フラーレンの結晶と向流接触することになる。
なお、貯留タンク３１にも溜まったガスを外部に排出する排気管３３が設けられている。
筒状部１６の下部に設けられた部屋３０には、上から沈降する特定フラーレンであるＣ６０を多量に含む固体（結晶粒）、即ち特定フラーレンを優先的に取り込む物理相（結晶相）が沈殿する。この沈殿した固体は、貯留タンク３１から送られる純度の高い溶媒に溶けて、その一部は特定フラーレン抜き出し手段の一例である配液管３４を介して系外に排出され、更に図示しない別の濃縮装置で濃縮されて結晶化したＣ６０を主体とするフラーレンが回収される。
【００２４】
一方、拡径部１７では、加熱されて溶媒が気化するので、Ｃ６０等の溶解度の低いフラーレンは晶析されて下方に沈降し、Ｃ７０等の溶解度の高いフラーレンの濃度が高くなる。そこで、拡径部１７の側部に溶解度の高いフラーレンであるＣ７０を主体とする溶液を系外に排出する溶液抜き出し手段の一例である排液管３５が接続されている。この排液管３５によって取り出された溶液を濃縮して、Ｃ７０を多量に含むフラーレンを回収することもできる。
一方晶析されて筒状部１６を下方に沈降するＣ６０を多量に含む固体（結晶粒）は沈降して下部の部屋３０に到達する間に、部屋３０に供給され、ポンプ３２によって上昇流となった溶媒相と向流接触して結晶中のＣ６０は十分な濃度に純化される。
ここで、ポンプ３２の強さを調節することによって、上昇流の速度を調節し、結晶の沈降速度を調節することによっても、結晶の純化が図れる。
【００２５】
また、本発明の実施の形態では、原料を供給する溶液供給手段１３を制御して晶析塔の液面レベルを一定に保ったが、特定フラーレン抜き出し手段の一例である配液管３４、又は、溶液抜き出し手段の一例である排液管３５を制御して液面レベルを一定に保ってもよいし、溶液供給手段１３、特定フラーレン抜き出し手段、又は、溶液抜き出し手段のいずれか１又は２以上の手段と連繋して晶析塔１２の液面レベルを一定に保って連続運転を続けることも可能である。
また、本実施の形態では晶析して沈降した特定フラーレンを貯留タンク３１から送られた溶媒で溶解して溶液として取り出したが、下に沈降させて結晶の形でとりだしてもよいし、他の方法で固相で取り出しても、固液混相の形で取り出す場合も本発明方法に含まれる。
【００２６】
【実施例】
続いて、図１及び図２を参照しながら、このフラーレンの単離装置１０を用いたフラーレンの単離方法について実施した結果を以下に説明する。
ジャケット付きガラスセパラブルフラスコ（６００ｍｌ、直径８０ｍｍ）の底部にガラスの単管（直径８ｍｍ、長さ４５０ｍｍ）を設けたものを晶析塔１２として使用する。セパラブルフラスコが本実施の形態の拡径部１７（濃縮晶析部）にあたり、ガラス単管が筒状部１６、ガラス単管の底部の結晶が沈降している部分が部屋３０にあたる。
原料となるフラーレン類２１ｇを溶媒となるｏ−キシレン２７００ｇに完全溶解した溶液は下記の組成からなる。
原料
2004244245.tif 000003
【００２７】
操作手順は以下のとおりである。
（１）晶析塔１２にｏ−キシレン６００ｍｌを入れる。
（２）晶析塔１２の塔頂部を回転軸２１によって攪拌する。
（３）熱媒過熱装置１８ａの一例である恒温槽によって、晶析塔１２の塔頂部を１６０℃まで昇温する。
（４）溶媒が蒸発し始めた時点で、気化された溶媒をコンデンサー１４によって凝縮し貯留タンク３１からポンプ３２で部屋３０に送り上昇流とする還流を、２ｍリットル／分とする。
（５）更に蒸発温度が上がり、塔内の液面が下がり始めたら液面レベルを保つ為に溶液供給手段１３から原料を晶析塔１２に供給する。
（６）原料が全て入れられた時点で恒温槽の温度を１５０℃まで下げ、蒸発速度を下げる。ここで、還流量（２ｍｌ／分）と蒸発速度が等しくなるように恒温槽温度を調整する。これによって、全還流の状態が保てる。
（７）上記の状態で１０時間程度運転を継続する。
【００２８】
定期的（６０分間隔程度）に塔底溶液をサンプリングし、ＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィ）にて分析し、計時変化を追う。実施データを図２に示す。
なお、実施データの数値はＣ６０＋Ｃ７０中のＣ６０の％値である。
実施データに示すとおり、実際の実施例では濃縮に時間を要するため、実施初日（７日９時）に原料を仕込み、約５時間後に、特定フラーレンであるＣ６０の結晶の析出が見られ始めた。これは晶析塔のオルトキシレンの濃度が濃縮されてＣ６０が飽和状態になって析出を始めるまで、時間がかかったものと思われる。その時点での塔底のＣ６０の濃度は８７％程度まで上昇した。その日は午後７時頃に実験を中止し、そのまま放置して翌日の１０時に実験を再開した。再開時の塔底のＣ６０の濃度は７５％であった。これはそのまま、実施を放置したため結晶となって沈降したＣ６０もまた、溶媒に溶けてＣ６０の濃度は、実施の出発点の近くまで戻ったためと思われる。
【００２９】
実施翌日は１０時間程度全還流の状態で運転した。その結果は実施開始後、１時間程度でＣ６０の濃度は７５％から約８７％まで上昇した。これは溶媒の濃度が既に上昇しているため、溶媒の蒸発除去を始めると時間を掛けずにＣ６０の結晶の沈降が始まったためと思われる。途中で塔底のＣ６０の濃度が下降したのは、原料が全て入れられた時点で恒温槽の温度を１５０℃まで下げ、蒸発速度を下げる処置をしたためと思われる。
翌８日の実施開始から１０時間後のＣ６０の濃度は約９５％まで上昇した。
１０時間の全還流運転後の塔底フラーレン組成を以下に示す。
酸化Ｃ６０                ０．６ｗｔ％
Ｃ６０                  ８９．９ｗｔ％
酸化Ｃ７０                ０．０ｗｔ％
Ｃ７０                    ４．４ｗｔ％
高次フラーレン        ５．２ｗｔ％（含む未特定物質）
【００３０】
図２及び、上記データに示すように、実施開始時の原料組成ではＣ６０が６６．６ｗｔ％であったものが、１０時間の全還流運転後の塔底のフラーレン組成はＣ６０が８９．９％となった。
上記実施例においては、塔底の特定フラーレンを配液管３４から抜き出さず、１０時間の全還流運転でＣ６０の純度が８９．９％となったが、塔底の特定フラーレンを系の外に抜き出し、溶液供給手段１３で原料を供給して連続運転を続けると、Ｃ６０の純度を更に上げることが可能である。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものでなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。
例えば、本発明の実施の形態では、晶析塔に上部が拡径した晶析塔を使用したが、晶析塔の上部を過熱して、溶媒を蒸発除去し、飽和した特定フラーレンが晶析できるものであればよく、例えば、上部の拡径はなく全体として径の太い晶析塔を使用する場合も本発明方法の権利範囲に含まれる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１〜６記載のフラーレンの単離方法及び請求項７〜請求項９記載の単離装置によって、フラーレン類からＣ６０等の特定フラーレンを高純度で単離することができることになった。
特に請求項４記載の方法及び９記載の装置により、連続的な処置が可能となり、膨大なエネルギーを必要としない工業的規模での特定フラーレンの単離が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るフラーレンの単離装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】同装置を用いたフラーレンの単離方法の説明図である。
【図３】溶媒として用いるオルトキシレンの性能についての説明図である。
【符号の説明】
１０：フラーレンの単離装置、１１：加熱部、１２：晶析塔、１３：溶液供給手段、１４：コンデンサー、１５：溶媒供給手段、１６：筒状部、１７：拡径部、１８：ジャケット部、１８ａ：熱媒加熱装置、１９：攪拌羽根、２０：モータ、２１：回転軸、２２：給液口、２３：液面センサー、２４：管路、２５：開閉電磁弁、２６：液面センサーの制御部、２７：タンク、２８：ガス排出口：２９：排気管、３０：部屋、３１：貯留タンク、３２：ポンプ、３３：排気管、３４：配液管、３５：排液管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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