(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超臨界状態流体のＮＭＲ測定に使用する超臨界流体測定用ＮＭＲセルであって、先端が底近傍まで延び流体を導入してセル内の底近傍に流体溜まりを形成し上方を塞ぐ栓部を一体化したキャピラリを、２つの接続部を設けたセルホルダの一方の接続部に接続し、前記栓部の外周面とセルの内周面との隙間を介して前記流体溜まりと前記セルホルダの他方の接続部とを連通するように構成したことを特徴とする超臨界流体測定用ＮＭＲセル。
【請求項２】
超臨界状態流体のＮＭＲ測定に使用する超臨界流体ＮＭＲ測定装置であって、２つの接続部を設けたセルホルダと、先端が底近傍まで延び流体を導入してセル内の底近傍に流体溜まりを形成し上方を塞ぐ栓部を一体化したキャピラリを前記セルホルダの一方の接続部に接続し前記栓部の外周面とセルの内周面との隙間を介して前記流体溜まりと前記セルホルダの他方の接続部とを連通するように構成した超臨界流体測定用ＮＭＲセルと、前記セルホルダの２つの接続部に接続される加圧器及び圧力レギュレータとを備え、圧力をかけた状態で流体を流せるように構成したことを特徴とする超臨界流体ＮＭＲ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、超臨界状態流体のＮＭＲ測定に使用する超臨界流体測定用ＮＭＲセル及び超臨界流体ＮＭＲ測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
図４は従来の超臨界流体測定用ＮＭＲセルの構成例を示す図であり、３１はセルホルダ兼圧力伝達部、３２は耐圧セル、３３はパイプを示す。超臨界状態は、高圧・高温状態で実現できる。従来の超臨界流体測定用ＮＭＲセルでは、図４に示すように高温・高圧下で使用可能なＮＭＲのセルホルダ兼圧力伝達部３１にセラミックもしくはサファイヤ製の耐圧セル３２が取り付けられ、セルホルダ兼圧力伝達部３１がパイプ３３を介して圧力発生器に接続される。
【０００３】
上記のようにセルホルダ兼圧力伝達部３１に耐圧セル３２を取り付けてパイプ３３を介して圧力発生器に接続されるため、その状態ではサンプル交換ができない。サンプル交換は、耐圧セル３２をセルホルダ兼圧力伝達部３１から外して行わなければならなかった。しかもこのような形のため、ストップアンドフローや連続測定などはできなかった。また、耐圧セル３２をセットしたままの高圧下でサンプル混合をすることもできず、２成分以上の混合実験などを行うことも困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、セルをセットしたままサンプル交換可能にし、高圧下で複数のサンプルの混合を可能にするものである。
【０００５】
そのために本発明は、超臨界状態流体のＮＭＲ測定に使用する超臨界流体測定用ＮＭＲセルであって、先端が底近傍まで延び流体を導入してセル内の底近傍に流体溜まりを形成し上方を塞ぐ栓部を一体化したキャピラリを、２つの接続部を設けたセルホルダの一方の接続部に接続し、前記栓部の外周面とセルの内周面との隙間を介して前記流体溜まりと前記セルホルダの他方の接続部とを連通するように構成したことを特徴とする。
【０００６】
また、超臨界状態流体のＮＭＲ測定に使用する超臨界流体ＮＭＲ測定装置であって、２つの接続部を設けたセルホルダと、先端が底近傍まで延び流体を導入してセル内の底近傍に流体溜まりを形成し上方を塞ぐ栓部を一体化したキャピラリを前記セルホルダの一方の接続部に接続し前記栓部の外周面とセルの内周面との隙間を介して前記流体溜まりと前記セルホルダの他方の接続部とを連通するように構成した超臨界流体測定用ＮＭＲセルと、前記セルホルダの２つの接続部に接続される加圧器及び圧力レギュレータとを備え、圧力をかけた状態で流体を流せるように構成したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る超臨界流体測定用ＮＭＲセルの実施の形態を説明するための図であり、１は入口パイプ、２は出口パイプ、３はセルホルダ兼圧力伝達部、４はキャピラリ・対流防止栓、５は耐圧セルを示す。
【０００８】
図１において、セルホルダ兼圧力伝達部３は、セルのホルダと高圧の伝達部を兼ね耐圧セル５を取り付けるものであり、外部加圧器との２つの接続口として、入口パイプ１及び出口パイプ２を設ける。キャピラリ・対流防止栓４は、キャピラリ部とその外周に一体化された対流防止栓部からなり、キャピラリ部は、耐圧セル５の底近傍までの長さを有するものであり、対流防止栓部は、耐圧セル５の底部に超臨界流体が一定量溜まるようにキャピラリ部より下端部を短くして耐圧セル５の上部を塞ぐものである。
【０００９】
入口パイプ１は、キャピラリ・対流防止栓４のキャピラリ部に接続することにより、流体をを耐圧セル５の底近傍まで導入し、出口パイプ２は、キャピラリ・対流防止栓４の対流防止栓部の外周面と耐圧セル５の内周面との隙間と連通させるようにする。このことにより、入口パイプ１からキャピラリ部、対流防止栓部の外周面と耐圧セル５の内周面との隙間、出口パイプ２へ流れる加圧フロー型セルを構成する。
【００１０】
超臨界状態流体では、圧力・温度の条件により物性が非常に変化するが、一般に粘性が低くなるため、超臨界状態流体に若干の温度勾配があっても対流が生じやすい。そのためＮＭＲの観測において、分解能が乱れてしまう。キャピラリ・対流防止栓４の対流防止栓部は、超臨界状態流体６のサンプル量を制限することにより、測定サンプル系内の温度勾配を小さくして対流が生じるのをできる限り抑制するためのものである。
【００１１】
キャピラリ・対流防止栓４は、石英などの超臨界流体によって浸食されない材質でかつ非磁性で高周波を遮蔽しない材料であれば良い。つまり、キャピラリ・対流防止栓４は、その内と外の圧力は同じであるため、耐圧を考慮する必要はない。また、キャピラリ・対流防止栓４は、図１に示すようにその上部（対流防止栓部）を太くすることにより、超臨界流体の対流を防ぐ中栓の機能を備えるものである。耐圧セル５は、サファイヤの単結晶もしくはジルコニアやアルミナのようなセラミックで作られている。これは、超臨界流体の種類によって使い分けられる。
【００１２】
図２は本発明に係る加圧フロー型セルを装備した超臨界流体ＮＭＲ測定装置の系統図、図３はサンプルホルダと電磁弁の組み合わせによるサンプル切り換え装置の構成例を示す図である。図中、１１、１２は加圧器、１３は系洗浄用ポンプ、１４は混合器、１５は耐圧セル、１６は磁石、１７は検出器、１８はＮＭＲ分光計、１９は系脱気用減圧ポンプ、２０は圧力レギュレータ、２１はサンプルホルダ、２２、２３は電磁バルブを示す。
【００１３】
上記加圧フロー型セルを装備した超臨界流体ＮＭＲ測定装置では、図２に示すようにセルホルダ兼圧力伝達部の入口パイプ及び出口パイプを加圧器１１及び圧力レギュレータ２０にそれぞれ接続する。このような系を組むと、加圧器１１から圧力をかけたまま流体を流すことができ、加圧下でのフローが可能になる。そして、加圧器１２を混合器１４を介して系に接続すれば、異なるサンプルの導入も可能になり、かつ２液混合の実験も可能になる。さらに、複数の加圧器を接続すれば加圧下で複数のサンプルの導入、混合も可能になり、ストップアンドフローの実験が可能になる。
【００１４】
例えば加圧器１２と混合器１４との間、混合器１４の前でバルブとの間の図示Ａ部に図３に示すようなサンプルホルダ２１と電磁弁２２、２３の組み合わせによるサンプル切り換え装置を接続し、サンプルホルダ２１を電磁バルブ２２、２３で切り換えることができる仕組みにすると、耐圧セル１５の取り外しなどの操作なしに複数のサンプルの測定を行うことができる。もちろん加圧しないで系に流体を満たし、それから加圧することも可能になり、常圧におけるチューブレスＮＭＲと同様な実験が可能になる。
【００１５】
また、図示のように系を洗浄するためのポンプとして系洗浄用ポンプ１３を接続し、系の脱気用の減圧ポンプとして系脱気用減圧ポンプ１９なども必要に応じて接続可能であり、耐圧セル１５の取り外しなしに系の洗浄、脱気を適宜行えるようにすることができる。
【００１６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、加圧フロー型セルの中央に入口パイプ１１を接続したが、入口パイプ１１と出口パイプ１２とを逆に接続して耐圧セルの出入口を逆にしてもよい。また、キャピラリに対流防止栓を一体化したが、フロー型セルとして、特に対流防止が必要でない場合には対流防止栓のないキャピラリだけをパイプに接続してセル内の底近傍まで導入するものであってもよいし、対流防止を目的とすることから、対流防止栓部としては、キャピラリの上部を太くしてセルの内径との隙間を必要最小限にするものであればよい。さらに、キャピラリを取り外し、対流防止用の中栓を入れることにより、フローのない定常状態での超臨界流体用圧力セルとして使用することも可能である。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、超臨界状態流体のＮＭＲ測定に使用する超臨界流体測定用ＮＭＲセルとして、先端が底近傍まで延び流体を導入してセル内の底近傍に流体溜まりを形成し上方を塞ぐ栓部を一体化したキャピラリを、２つの接続部を設けたセルホルダの一方の接続部に接続し、栓部の外周面とセルの内周面との隙間を介して流体溜まりとセルホルダの他方の接続部とを連通するように構成したので、フロータイプのセルとし、セルを取り外すことなしに、サンプルの交換を可能にし、しかも、超臨界流体のＮＭＲ測定を行う場合に測定サンプル系内の温度勾配を小さくして対流が生じるのをできる限り抑制することができる。
【００１８】
また、超臨界状態流体のＮＭＲ測定に使用する超臨界流体ＮＭＲ測定装置として、２つの接続部を設けたセルホルダと、先端が底近傍まで延び流体を導入してセル内の底近傍に流体溜まりを形成し上方を塞ぐ栓部を一体化したキャピラリをセルホルダの一方の接続部に接続し栓部の外周面とセルの内周面との隙間を介して流体溜まりとセルホルダの他方の接続部とを連通するように構成した超臨界流体測定用ＮＭＲセルと、セルホルダの２つの接続部に接続される加圧器及び圧力レギュレータとを備え、圧力をかけた状態で流体を流せるように構成したので、サンプルをセットしたままサンプル交換が可能になり、しかも、ＮＭＲの分解能の条件が変わらずに、維持できるようになった。さらに、フロー型セルとすることにより、高圧下で複数のサンプルの混合が可能になり、そのことにより、超臨界状態流体内での反応状況の追求が可能になり、さらに、高圧下でのストップアンドフローの実験が容易に行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る超臨界流体測定用ＮＭＲセルの実施の形態を説明するための図である。
【図２】  本発明に係る加圧フロー型セルを装備した超臨界流体ＮＭＲ測定装置の系統図である。
【図３】  サンプルホルダと電磁弁の組み合わせによるサンプル切り換え装置の構成例を示す図である。
【図４】  従来の超臨界流体測定用ＮＭＲセルの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１…入口パイプ、２…出口パイプ、３…セルホルダ兼圧力伝達部、４…キャピラリ・対流防止栓、５…耐圧セル、１１、１２…加圧器、１３…系洗浄用ポンプ、１４…混合器、１５…耐圧セル、１６…磁石、１７…検出器、１８…ＮＭＲ分光計、１９…系脱気用減圧ポンプ、２０…圧力レギュレータ
【図１】
0004342719.tif 000002
【図２】
0004342719.tif 000003
【図３】
0004342719.tif 000004
【図４】
0004342719.tif 000005