JP6432874B1 - 精製装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
１．目的物質を高い純度で精製でき、２．高い収率で精製でき、３．再現性が高く精製でき、４．精製管の設置が容易であり、５．精製物の回収と保管が容易であり、６．装置の洗浄の手間が少ない精製装置を提供する。
【解決手段】
物質を気化して精製する精製部と、
前記精製部に近接して設けられ、前記精製部に温度勾配を付ける温度調節部と、
前記精製部の片方の端部側に設けられた真空排気手段と、
を有し、
前記精製部は、横長に連なって設けられた第１の精製管と連結部材と第２の精製管とをこの順番で含み、
前記第１の精製管と、前記第２の精製管が前記連結部材によって覆われて連結されており、連結の方式がねじ方式であることを特徴とする精製装置。
【選択図】 図６

Description

本発明は、物質を精製、回収するための昇華又は蒸留等の精製装置に関し、特に物質を気化して精製するための装置に関する。

有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ELと略して呼ぶことがある）素子は、電圧印加により面状に発光するデバイスであり、ディスプレイや照明として用いることができる。有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明は、薄く・軽く・曲げることができる特長があり、携帯性やデザイン性に優れる。

有機ＥＬ素子の発光効率や寿命などの性能は、用いる有機材料に依存する。有機材料の化学構造はもちろん重要であるが、有機材料の純度も重要である。高い性能の有機ＥＬ素子を安定的に得るためには、高純度の有機材料を用いる必要がある。

有機材料の精製方法として、再結晶法やクロマトグラフ法とともに、昇華精製法が知られている。有機ＥＬ素子の製造方法として真空蒸着法を用いる場合は、有機EL素子用の材料を高真空下で気化させる。蒸着用の有機EL材料は、昇華精製法によって最終精製することが一般的である。これは、再結晶やクロマトグラフ法などの精製に用いた残留溶媒を除去するためであり、残留溶媒は素子寿命などの性能を低下させるとともに、蒸着工程において真空設備が残留溶媒を吸い込むことで劣化すること防ぐためである。したがって、有機ＥＬ素子用の材料の製造に対して、昇華精製は非常に重要な位置づけにある。なお、有機太陽電池や有機トランジスタ用の有機材料に対しても、有機ＥＬ素子と同じことが言える。

例えば、非特許文献１では、有機EL素子に用いられることもあるフタロシアニン誘導体の昇華精製について開示されている。この文献の中では、細長いガラス管の中に精製前の材料を配置し、ロータリーポンプによってガラス管内を一方の端から減圧し、もう一方の端から窒素ガスを流して窒素ガスの流れをガラス管内に作り出している。さらにガラス管の周りにヒーターを配置して、精製前の材料を加熱することによって材料を昇華させ、ガラス管の内壁に析出した昇華物を回収することによって昇華精製を行っている。

しかしながら、非特許文献１の方法では、細長いガラス管内に析出した材料を回収する際に、ガラス管端部から薬さじなどの細長い棒を挿入してかき出す必要がある。この際に静電気が発生し、所望の純度で析出した材料が不純物の析出した箇所と混合してしまい、結果的に低純度となってしまうとともに、管内部から取り出せる材料の収率が低くなる課題がある。また、材料を回収した後にガラス管の洗浄に手間がかかり、作業効率が低い課題もある。

前段落の課題を改善するために、真空を形成する管の中に別の管（以降、精製管とよぶことがある）を複数個置いて、所望の析出した箇所を選択的に取り出す方法が開示されている（例えば特許文献１）。真空を形成する管の中に精製管を配置することにより、非特許文献１の方法と比較して、高純度の材料が高収率で得やすくなり、また、真空を形成する管（以降、本明細書中では外管と呼ぶことがある）の汚れを低減して、外管の洗浄の手間を減らすことができるため、作業がより簡便になる。

前段落の複数の精製管を連結する方法は、精製した材料の純度、精製した材料の収率、外管の汚れの量、作業の簡便性などに直結しており、昇華精製の成否を決める重要な要素である。連結とは、一般的に２つのものをひと続きになるようにつなぎ合わせることである。本明細書中における連結とは、遊嵌のように緩いつなぎ方から、部材や摺合せなどによって強固に接合するつなぎ合わせ方までを幅広く含むものと定義する。

特許文献１は、精製管の端部同士を遊嵌することを開示している。特許文献１中において、「遊嵌とは、一の精製管が隣接する他の精製管の中に嵌め込まれ、且つ、嵌め込まれたものが自在に滑り動く、すなわち嵌め込まれた状態が遊びをもった嵌め合い状態であることを意味する。つまり、摺り合わせの状態は含まないものとする。」との定義づけがなされている。

特許文献１の７段落目には、精製管の連結方法として摺り合わせで連結した場合、潤滑剤を使用した場合は潤滑剤が不純物となり、潤滑剤を用いない場合は摺り合わせ部位が外れにくくなって精製物の回収が困難になる、という従来の課題が開示されている。

また、特許文献１の２２０段落目には、精製管の連結方法として、管内径が一様な筒状の複数の中空管を精製管として、これらを単純に並べて昇華精製を実施した実験について開示されており、同じ文献の２２６段落目では、その結果、「隣接する精製管同士の継ぎ目（隣接部）が位置した付近は非常に汚れており、試料や精製物、不純物等が漏れていることがわかった。また、取り出した精製管を観察したところ、精製管の外側に固体が付着していた。よって、精製管の外側に付着した固体が外管にも付着し、精製管が外管に固着され、精製部の取り外しを困難にしていることがわかった。」との従来の課題が開示されている。

特許文献１に開示がある精製管同士を遊嵌する手法には以下のような課題がある。まず、遊嵌においては精製管同士は密着されておらず、精製管の外側に対する精製管内部の空間の密閉性は低い。したがって、精製管内部で気体となった材料の一部が精製管外部に出てしまうことは避けられない。精製管外部に出た材料は、外側の外管に析出し付着するため、材料ロスになるとともに、外管の洗浄に手間がかかる。外側に漏れ出る材料の量をできる限り低減することは、材料の収率向上と外管の洗浄の手間を減らすために重要である。特許文献１の２１７段落には、「精製部９０１０を取り出した後の外管９０３０を観察したところ、隣接する精製管同士の遊嵌部が位置した付近はあまり汚れておらず、試料や生成物、不純物があまり漏れていない」とあり、漏れだしは確かにあることが記載されている。なお、漏れだした材料は、漏れだした箇所で再度気化しうるため、遊嵌部が位置した付近を観察するだけでは、漏れだした量を正確に把握することはできない。

次に、精製管同士を遊嵌する手法の別の課題として、嵌め込まれた精製管は位置的に固定されておらず、互いの位置がずれやすいことが挙げられる。このため、外管の外で精製管を並べた後に外管の中に挿入する工程や、挿入後に真空形成する際の気流で滑り動きやすく、精製管同士の間に隙間ができてしまう。したがって、精製を行った時の純度や回収量がばらつきやすい課題がある。

また、特許文献２では、連結するための部材や部品（以降、本明細書中では、連結部材と呼ぶことがある）によって精製管を連結する構造を有する精製装置について開示されている。同文献内の１９段落目と図４には「連結部材３３は内管３１の区間の間に挿入される。各連結部材３３には、隣接した内管３１ 区間の端部を部分的に閉鎖するための隔壁４２が形成されており、隔壁４２の略中央部には孔４１が形成されている。」とある。

特許文献２では、精製管と連結部材の連結方法には特に記載がないが、図４に記載があるように精製管を連結部材に嵌め込んだ場合、気化した材料が精製管と連結部材の間に入り込み、析出した結果、精製管と連結部材を固着することは避けられない。この場合、一般的には、精製管か連結部材を破壊しない限り、取り外すことは困難であり、精製した材料の純度および収率が低くなり、また、作業性と部材コストの観点から課題が大きい。特に精製対象の材料が、液体を経て析出して固化する場合に、析出した材料は接着剤のような挙動を示すため、この課題は大きい。

特開２００７−１７５６９８号公報 ＷＯ２００３／０５１７９６

Journal of Material Science誌 １９８２年 １７号 ２７８１〜２７９１ページ

本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、１．目的物質を高い純度で精製でき、２．高い収率で精製でき、３．再現性が高く精製でき、４．精製管の設置が容易であり、５．精製物の回収と保管が容易であり、６．装置の洗浄の手間が少ない精製装置を提供することを目的とする。

本発明は、
物質を気化して精製する精製部と、
前記精製部に近接して設けられ、前記精製部に温度勾配を付ける温度調節部と、
前記精製部の片方の端部側に設けられた真空排気手段と、
を有し、
前記精製部は、横長に連なって設けられた第１の精製管と連結部材と第２の精製管とをこの順番で含み、
前記連結部材の内壁には、連結用の形状１が設けられ、
前記第１の精製管は、第１の端部、第２の端部を有し、
前記第２の端部付近には、開口と連結用の形状２が設けられ、
前記第２の精製管は、第３の端部、第４の端部を有し、
前記第３の端部と前記第４の端部とには、それぞれに開口が設けられ、
前記第３の端部付近には、連結用の形状３が設けられ、
前記第２の端部は、前記第３の端部と互いに位置的に重なることなく前記連結部材によって覆われて連結されており、
前記第２の端部と前記連結部材の連結および前記第３の端部と前記連結部材の連結の方式がねじ方式であり、
前記連結用の形状１乃至３がねじ形状であることを特徴とする精製装置である。

また、本発明は、前記第２の端部および前記第３の端部が互いに接触していることを特徴とする精製装置である。

また、本発明は、前記第２の端部および前記第３の端部がガスケットを介して接触していることを特徴とする精製装置である。

また、本発明は、前記連結部材の熱導電性が精製管の熱伝導性よりも高いことを特徴とする精製装置である。

また、本発明は、前記真空排気手段によって、前記第１の精製管と前記第２の精製管は、管の外側が常圧で、管の内側が減圧にできる構造であることを特徴とする精製装置である。

また、本発明は、前記連結部材が外部電源から通電することにより加熱できる機構を有していることを特徴とする精製装置である。

また、本発明は、前記第３の端部、第４の端部がいずれもねじ形状を有している前記第２の精製管を準備する工程と、
精製を行い、前記第２の精製管内に所望の材料を析出させる工程と、
前記第３の端部、第４の端部に適合するねじを有する２つの蓋を準備する工程と
前記２つの蓋によって、第３の端部、第４の端部で覆う工程とを
この順に含む材料の精製と保管の方法である。

なお、本発明で精製する物質は有機材料に限らず、気化して精製できるあらゆる物質を範疇に含むものとする。また、本明細書中において精製とは、物質の三態の変化を利用するものとし、昇華精製のほか、蒸留も範疇に含むものとする。すなわち、常温、常圧で固体が液体を経ずに直接その気体になる現象、および逆に気体が液体を経ずに直接その固体になる現象を利用する精製のほか、常温、常圧で固体が液体を経て気体になる現象、および逆に気体が液体を経て固体になる現象を利用する精製も含むものとする。したがって、目的物質は固体として昇華または凝固するものだけでなく、液体として凝縮するものも含むものとする。また、本明細書では、固体として昇華または凝固することを析出ということとする。

本発明の構成とすることで、１．目的物質を高い純度で精製でき、２．高い収率で精製でき、３．再現性が高く精製でき、４．精製管の設置が容易であり、５．精製物の回収と保管が容易であり、６．装置の洗浄の手間が少ない精製装置を実現できる。

本発明の精製装置の一例を示す図。 本発明の精製装置の一例を示す図。 本発明の精製装置の一例を示す図。 本発明の精製部および精製管連結部の一例を示す図。 本発明の精製部および精製管連結部の一例を示す図。 本発明の精製装置の原理を説明する図。 本発明の精製管連結部の断面を説明する図。 本発明の精製部の一例を示す図。 本発明の精製部および精製管連結部の一例を示す図。 本発明の精製部および精製管連結部の一例を示す図。 本発明の精製部および精製管連結部の一例を示す図。 本発明の精製装置の一例を示す図。 本発明の精製装置の一例を示す図。 本発明の精製管連結部の断面を説明する図。 本発明の精製管連結部の断面を説明する図。 本発明の精製装置を用いた昇華方法の一例を示す図。 実施例１に用いた精製部の写真。 実施例１の精製を実施した後取り出した精製部の写真。 実施例２の精製を実施した後取り出した精製部の写真。 実施例２で精製される前の物質の１Ｈ−ＮＭＲチャート。 実施例２で精製された精製物の１Ｈ−ＮＭＲチャート。 本発明の精製装置を用いた精製方法の一例を示す図。 実施例３の精製を実施した後取り出した精製部の写真。 実施例３で精製される前の物質の１Ｈ−ＮＭＲチャート。 実施例３で精製された精製物の１Ｈ−ＮＭＲチャート。 比較例の精製装置を用いた精製方法の一例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記述内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。

（実施の形態１）
本発明は、目的物を精製するための装置及び精製管に関するものである。以下、図１、図２、図３を用いて具体的な説明を行う。

図１、２、３は、本発明の精製装置を模式的に示した断面図である。

本発明の精製装置１００は、試料を気化し、目的物質を精製、回収するための精製部１１０と、試料を気化し、精製するための温度調節手段１２０と、真空排気手段１３０と、を有する。なお、本明細書で試料とは、目的物質、不純物、及び溶媒等が混在している物質のことを示す。

図１に示すように、温度調節手段１２０は、精製部１１０に近接して設けられており、精製部１１０は温度調節手段１２０により温度勾配を付けられる。具体的には、試料が全て気化する温度領域、目的物質が析出又は凝縮する温度領域等、少なくとも目的物質を単離、精製、回収できるように、精製部１１０は温度勾配を付けられる。温度勾配は、一方向に温度が低くなるようにしてもよいし、精製部１１０の中央を高温領域となるようにし、両方向に温度が低くなるようにしてもよい。

精製部１１０で気化した試料は、蒸気圧の低い方へ拡散していく。蒸気圧は一般に温度の上昇とともに増大する。したがって、気化した試料は温度勾配に従って、温度の低い方へ拡散していく。すなわち、気化した試料は精製管内の圧力及び温度勾配に従って、液体または固体に状態変化する温度で、液体として凝縮するか、または固体として析出する。なお、試料が気化する温度領域が、精製部１１０の最も高温の領域となる。

温度調節手段１２０としては、ヒーター、ホットプレート等を用いればよく、精製部１１
０に近接して（例えば、試料を気化する精製管の近傍等）設ければよい。なお、図１では温度調節手段１２０を精製部１１０に近接して１つのみ設けた場合を示したが、本発明はこれに限らず、複数個設けても構わない。温度調節手段１２０の設置場所や個数は、適宜変更可能である。また、精製部１１０にかけた温度勾配の状態を維持できるように、保温手段や、精製部１１０を囲う保護カバー等を設けるのが好ましい。

なお、精製部１１０の温度調節をする際に、試料が気化する温度、目的物質が析出又は凝縮する温度等の温度領域を最適な温度に設定する必要がある。これは、目的物質の分解点、昇華点、又は沸点等を調べ、設定すればよい。

本発明の精製装置１００の別の形態としては、図２に示すように、試料を気化し、目的物質を精製、回収するための精製部１１０と、試料を気化し、精製するための温度調節手段１２０と、真空排気手段１３０と、精製部１１０を格納した真空容器１４０とを有する。

精製部１１０を格納した真空容器１４０は、真空排気手段による減圧時に形を変えないことと、精製時の高温に耐えられる耐熱性が求められる。その素材としては、耐熱性の樹脂や、ガラス、金属や合金などを用いることができる。真空排気手段１３０としては、真空ポンプを用いることができ、その中でもロータリーポンプ、油拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプなどを用いることができる。

図３に示すように、本発明の精製装置１００の別の形態としては、試料を気化し、目的物質を精製、回収するための精製部１１０と、試料を気化し、精製するための温度調節手段１２０と、真空排気手段１３０と、精製部１１０を格納した真空容器１４０と、気体供給手段１５０とを有する。気体供給手段から供給する気体としては、アルゴン、窒素等の不活性ガスを用いればよい。

次に、本発明の精製部１１０について、図４と図５を用いて詳しく説明する。図４は精製部１１０が有する２つの精製管２１０と２２０と、これら２つの精製管を連結する連結部材３１０の斜視図を示したものである。図４における連結部材３１０内部における、２つの精製管の連結状態を示すため、図５においては、連結部材３１０内部の模式図を示している。

精製部１１０は、少なくとも２つ以上の精製管を連ねて構成する。精製部１１０に配置する精製管の個数は、適宜変更可能である。具体的には、試料を配置するための第１の精製管２１０と、精製されて析出又は凝縮した目的物質を回収するための第２の精製管２２０を含む、少なくとも２つ以上の精製管を有していればよい。

精製部１１０には、図４に示す実線の両方向矢印のような温度勾配が付けられる。図４に示す実線は、紙面に対して右から左へと一方向に温度が低下していることを示している。第１の精製管２１０内の試料を配置する場所には、精製部１１０において最も高い温度がかけられる。

本実施の形態では第１の精製管２１０に隣接して、目的物質を回収するための第２の精製管２２０を配置する。なお、本発明はこの限りでなく、第１の精製管２１０と第２の精製管２２０以外に、例えば、第３の精製管を第２の精製管に連結されるように配置しても構わない。目的物質を回収するための精製管を配置した領域が、予め調べた目的物質が析出又は凝縮する温度になればよい。

第１の精製管２１０、及び第２の精製管２２０の基本構造は、円筒形の中空管である。さらに、第１の精製管２１０、及び第２の精製管２２０は、気化した試料（目的物質及び不純物を含む）が通過できるように、少なくとも隣接する精製管と連結部材によって連結される端部には開口が設けられている。精製管としては、樹脂、ガラス、石英、金属、合金等からなる中空管を用いるのが好ましい。また、本発明はこれに限らず、試料や目的物質及び不純物と反応しない材料で、且つ目的物質の回収時に目的物質中に混入せず、実施温度に耐えうる材料であればよい。本実施の形態では、第１の精製管２１０の右側は開口されていないが、精製管２１０の左側及び第２の精製管２２０の両端部に開口が設けられている。

そして、本発明の精製装置において、その効果を得るためには、２つの精製管２１０と２２０とが、これら２つの精製管を連結する連結部材３１０によってねじ方式によって連結されていることが必要である。

本明細書において、ねじ方式は次のように定義する。すなわち、雄ねじと雌ねじを組み合わせて固定する連結の方式であり、雄ねじは円筒や円錐の面に沿って螺旋状の突起が設けられており、雌ねじは雄ねじに対応するように円筒や円錐の面に沿って螺旋状の溝が設けられたものであり、雄ねじを雌ねじに挿入することで固定される。

図５に示すように、第１の精製管２１０は、第１の端部２１１、中央部、第２の端部２１２の領域を有しており、第２の端部２１２の付近には、開口と雄ねじの突起形状２１５が設けられている。第２の精製管２２０は、第３の端部２２３、中央部、及び第４の端部２２４の領域を有しており、第３と第４の端部とには、それぞれ開口が設けられ、前記第３の端部付近には雄ねじ形状２２５が設けられている。また、連結部材３１０は、ねじ形状２１５および２２５に適合する雌ねじの溝３１５を有しており、端部２１２は端部２２３とねじ形状２１５、２２５、３１５によって、連結部材３１０に覆われながら連結されている。

本発明でねじ方式によって連結する利点について、図６を用いて説明する。図６（A)は、第１の精製管を５００に示す矢印の向きに回すことによって外すことを模式的に示したものである。図６（B)は、図６（A)における第１の精製管２１０と連結部材３１０のねじによる連結部を拡大したものである。精製時に気化した試料は、精製管と連結部材の間の隙間に侵入できるため、３００に示すように精製管と連結部材のねじとの間に析出し、両者を接着してしまう。特に、雄ねじと雌ねじの微小な空間に析出したときに接着効果が大きい。有機材料がこのような微小な空間に析出してしまうと、硬化した接着剤のようにふるまうため、２つの部材を引き離すのは一般に困難である。発明者らは、さまざまな連結方式を検討した結果、ねじ方式による連結が、従来の方式よりも飛躍的に良好な結果をもたらすことを見出した。すなわち、図６（B)に示すように、精製管を５００の向きに回転させると、ねじは螺旋状に形成されているため、析出した材料を引き剥がす強い力がねじの突起形状と垂直の方向に働く（ブロック矢印４００）。図６（C）は、精製管の雄ねじを、析出した材料とともに仮想的に直線状に引き伸ばした図である。図６（C）のDで示すように、析出した材料はねじの突起と平行の方向には厚いとみなせるので、平行方向には機械的に壊れにくい。一方、ねじの突起形状と垂直の方向には、図６（C)のｄに示すように厚みが小さいため外力に耐えきれなくなり、機械的な亀裂が入って粘着力が失われる。蒸着工程用の低分子系有機EL用の有機材料は、ガラス状態か多結晶状態として析出するため、いずれも強い力をかければ脆く砕ける性質がある。また機械的な破壊で隙間ができれば糊のように再接着できないため、それ以降は取り外しを阻害することはない。以上をまとめると、脆い有機材料に対して厚みが薄い方向に強い力をかけられるねじ方式は、精製装置の簡便な取り外しの機構として優れている。有機材料に限らず、無機材料でもこのような性質の固体を形成する材料であれば、本発明を有効に適用することができる。

なお、図５では、精製管側が雄ねじ、連結部材側が雌ねじとなる組み合わせの例が記載されているが、精製管側が雌ねじ、連結部材側が雄ねじとなる組み合わせでも本発明の効果を得ることができる。

精製管は、２つの端部と中央部の肉厚は、精製管の強度を保つため、或いは温度が不均一になることを防ぐため、同一にするのが好ましい。

図７は、図４の連結部の断面図を示している。図７（A）は、連結部材３１０を中央部で紙面に垂直に切断したときの断面図である。図７（B）は、連結部材を中央部で紙面と水平方向に切断した時の断面図である。また図７（C）は、連結部材に精製管を挿入した状態で、連結部材を中央部で紙面と水平方向に切断した時の断面図である。

本発明によれば、精製工程の前に２つの精製管を連結部材によって簡便に連結でき、また、真空引きなどの気流によって精製管同士の位置関係がずれることがなく、設置が容易である。さらに、精製後に簡便に取り外すことができる。

また、本発明によれば、精製工程の前に２つの精製管をお互いの相対的な位置が変わらないように固定した後に、精製装置内に設置でき、常に一定の位置関係を保つことができる。このため、繰り返し、同じ精製を実施した際にも、再現性よく精製ができる。

また、本発明によれば、管同士を位置的に固定できるため、複数の管を連結したものをあたかも一つの管として扱えるようになるため、原料の配置や精製管同士の相対的な位置を確定したのちに、所望の位置に精製部を配置できる。これにより、真空容器内に配置してから位置の調整が必要であった遊嵌の方法よりも作業性が大幅に向上できる。

また、本発明によれば、第１の精製管２１０の第２の端部２１２と、第２の精製管２２０の第３の端部２２３との間の空間は、連結部材によって覆われているので、内部で気化した材料が精製管の外に漏れだす量を大幅に低減できる。これにより、材料ロスが少ないので高い収率で精製できる。

また、外部への漏れ量が少ないので、外管などの洗浄に要する手間を減らせる。したがって、装置の洗浄の手間が少ない精製装置を実現できる。

また本発明によれば、内部で気化した材料が精製管の外部に漏れだす量を低減でき、真空容器（外管）１４０の汚染が低減できるので、精製装置を何度も使う場合に、装置の洗浄などの手間を低減できる。

また、本発明によれば、汚染が低減でき、洗浄がより確実に行えるので、材料のコンタミネーションを防ぐことができるために高純度の精製が可能となる。

また、図８に示すように、本発明の精製管の端部２１２、２２３、２２４は精製管の中央部分の端部よりも細くしてあってもよい。このような構造にすることで、精製管から試料や目的物質の漏れを防ぐことができる。特に、精製中の加熱によって液体状態になる試料は、精製中に流動性を持ち、精製管の下側を自由に濡れ広がるが、図８のように端部を中央部分よりも細くしてあれば、精製管中央部の下側の空間が液貯めとなるために、端部をオーバーフローして隣の精製管の析出物と混合しにくい。なお、図５の構造で効果を得るためには第１の精製管２１０の第１の端部２１１は、試料の漏出を防ぐために塞いでおく（開口していない）必要がある。

また、図８では、第二の精製管２２０の端部２２３と２２４の両側に雄ねじがある。精製によって第二の精製管２２０の中に所望の純度の材料を得て、精製管２２０の２つの雄ねじに適合する雌ねじを有する２つの蓋を準備し、この２つの蓋によって、第二の精製管２２０の端部２２３と２２４を覆ってもよい。これによって、薬さじなどで材料を取り出す手間と材料ロスをなくすことができ、回収と保管が容易になる。さらに、精製後、取り外した精製管２２０を窒素置換されたグローブボックスなどに入れて、蓋をすることにより、保存安定性をさらに高めることができる。

なお、図８における端部２１２と２２３は、図８のように非連続的に細くなっていてもよいし、連続的に勾配を設けて細くしてあってもよい。

図５や図８における連結される端部２１２と２２３の開口の大きさは、異なっていてもよいが、連結部材のねじ形状の作りやすさやねじの隙間からの漏れを考えた場合、ほぼ同じであることが好ましい。

また、本発明において、第１の精製管の第２の端部２１２と第２の精製管の第３の端部２２３は、図５のように接していなくてもよいし、図９（A）のように接していてもよい。接触させる場合は、図５(B)のように端部２１２と２２３の両方とも曲率を持たせて、ポイント２９０で互いに接触させてもよい。前述のように、析出した材料による接着が強い箇所は、微小な空間に析出した箇所である。例えば、図５（C）の黒点部分に析出した場合は接触部付近の接着力が強いが、その面積が小さいため、ねじによる外力によって砕きやすく、２つの精製管を取り外しやすい効果が得られる。

また、本発明において、第１の精製管の第２の端部２１２と第２の精製管の第３の端部２２３は、ガスケットなどのシールを介して接していてもよい。本発明書において、シールとは精製部外部への液体や気体の漏れや精製部内部への液体や気体の侵入を防ぐ部材と定義し、ガスケットはボルトや外圧によって固定されるシールの一種、と定義する。ガスケットの形状としては、外観および断面が円形のOリングなどを好ましく用いることができる。また、ガスケットの断面が四角形でもよく、外管の形状に合わせて四角形など円形以外の外観のガスケットでもよい。ガスケットの材質としては、精製時の温度に耐えられればゴムや樹脂材料であってもよいが、精製温度が高温であれば、金属や膨張黒鉛、あるいはこれらの積層構造からなるガスケットを好ましく用いることができる。

例えば、図１０（A)に示すように、第１の精製管の第２の端部２１２と第２の精製管の第３の端部２２３のシールとして、Oリング４１０を好ましく用いることができる。その接し方としては、図１０（B)に示すように２つの平坦な端部がOリングと接するように接触させてもよい。図１０（C)に示すように、２つの端部にOリングが入る溝を形成しておいて、そこにOリングが嵌め込まれるようにOリングと接触させてもよい。図１０（B)の方式であると、Oリングと端部との接触面積が小さいため外しやすい利点がある。図１０（ｃ）の方式であると、Oリングが端からずれにくいのでOリングの設置が容易である利点がある。また、図１０（D)のように片側にOリングが入る溝を形成しておいて、そこにOリングをはめこみ、もう一方は平坦な端部としてもよい。この場合は、設置性と精製後の外しやすさを両立できる利点がある。Oリングによって、密閉性が十分に保たれた場合は、図１０（E)に示すように、気化した試料は精製管の外に出ることができないので、材料が付着するのは黒点で示した内側のみである。したがって、ねじ方式によって２つの精製管を容易に取り外しできるとともに、外管の汚れを完全に防ぐことができるために、洗浄の手間がなく、作業性が大幅に向上する。

また、前述の図１のように、本発明においては、精製管を連結した構造のみで、精製管の外側に真空容器を必要としない構成にできる。特に図１０のようにOリングなどのガスケットを用いて密閉性を向上させた場合、精製管内を高い真空度に保つことができるので、高温で分解しやすい材料であっても、高真空下では気化温度が下がるために、効率的に精製が行うことができる。この場合、複数の精製管のうち、最も真空装置に近い精製管を真空装置に連結する。

本発明では、前記連結部材の熱導電性が精製管の熱伝導性よりも高い構造にしてもよい。これによって、連結部材で覆われた部分における析出が抑制できる。また、一度析出しても再度気化しやすいため、連結部材あるいはそれに覆われた精製管の部分における試料の析出を抑制できる。したがって、連結部材の洗浄の手間が軽減できる。また、図８のように端部を細くした場合は、接続部において試料が析出して流路をふさいでしまい、それ以上の精製が困難になることがあるが、そのような状況になるのを防ぐことができる。

本発明では、連結部材が外部電源から通電することにより加熱できる機構を有していてもよい。これによって、精製後に２つの精製管を連結部材から取り外す際に、ねじ部位に材料が析出して固着し、無理に力をかけると連結部材あるいは精製管を破損するおそれが生じた場合においても、通電加熱によって析出した材料を溶融あるいは昇華させることができるために、より簡便に２つの精製管を取り外すことができる。これによって、連結部材あるいは精製管が破損することを防ぐことができる。より具体的には、図１１のように、電熱ヒーター部３２０を内部に有する連結部材３１０を好適に用いることができる。

第１の精製管２１０の中央部、及び第２の精製管２２０の中央部については、一様の管内径、及び管外径を持つ円柱状の中空管とすればよい。なお、本発明はこれに限定されず、中央部が多様な管内径の領域を有してもよい。

本発明は、隣接する精製管同士は同一形状でなくともよい。また、本発明は、一つの精製管が隣接する他の精製管に連結部材とねじ方式で連結されればよく、第１の端部、中央部、及び第２の端部の気化した試料の流路と垂直方向の断面は、同心円でなくともよい。なお、第１の端部、中央部、及び第２の端部の気化した試料の流路と垂直方向の断面が同心円である方が、配置する際に簡便になる。

以上に述べたように、本発明の構成にすることで、１．目的物質を高い純度で精製でき、２．高い収率で精製でき、３．再現性が高く精製でき、４．精製管の設置が容易であり、５．精製物の回収と保管が容易であり、６．装置の洗浄の手間が少ない精製装置を提供できる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、精製部と真空を保持するための外管と真空排気手段を設けた構成について、図１２を用いて説明する。

本実施の形態の精製装置６０００は、精製部６０１０と、温度調節手段６０２０と、
真空排気手段６０３０を有する。

精製部６０１０は、試料を配置するための第１の精製管６０１１、及び目的物質を回収するための第２の精製管６０１２と第３の精製管６０１３を有する。本実施の形態では、真空を保持し、内部に精製部６０１０を格納する真空容器６０４０としてガラス、石英などの材質の外管を用いることができる。なお、外管の材料は、ガラス、石英に限定されず、試料や目的物質及び不純物と反応しない材料で、且つ目的物質の回収時に目的物質中に混入せず、実施温度に耐えうる材料であればよい。また、減圧しても強度を保てる材料であればよい。また、形状としては、円筒形を好ましく用いることができる。精製後に精製管を連結部材から外すときに力がかけやすいように、精製管の外側に突起などを設けてもよい。

また、外管６０４０は、ガラス管以外にも真空チャンバー等、気密状態を保つことができ、且つ精製部６０１０をその内部に格納できればよい。

精製部６０１０は、第１の精製管６０１１が隣接する第２の精製管６０１２と連結部材６０３１によってねじ方式によって連結されており、さらに第２の精製管６０１２が第３の精製管６０１３と連結部材６０３２によってねじ方式によって連結されている。本実施の形態では、精製部６０１０は３つの精製管で構成したが、本発明はこれに限らず、４つ以上の精製管で構成されていてもよい。

精製管６０１１と６０１２を連結部材６０３１によって連結する方法としては、図１２に示される連結部材６０３１の右側から、ねじ方向に回転させながら精製管６０１１をねじ込んでいく。次に、図１２に示される連結部材６０３１の左側から精製管６０１２をねじ込んでいき、精製管６０１１につきあたるまで進めていく。精製管６０１１と精製管６０１２を連結部材６０３１にねじ込む順番は、精製管６０１２、精製管６０１１の順番でもよい。精製管６０１２と６０１３を連結部材６０３２によって連結する方法も同様である。

連結部材６０３１の材質としては、精製時の設定温度に耐えられ、内部で発生する気体に対する耐久性がある金属やセラミックス、ガラス、樹脂などを用いることができる。特に、金属は耐熱性が高く、成型加工が容易であることと、熱伝導性が高い点で好ましく用いることができる。熱伝導性が高いことで、連結部材付近における、材料の析出を抑制することができるので、連結部材と精製管の間に材料が大量に析出して固着することで連結部材と精製管が外れなくなることを防ぐことができる。また、大量に析出することで、材料の流路をふさいでしまうことも防ぐことができる。

温度調節手段６０２０は、精製部６０１０に近接して設ける。温度調節手段６０２０としては、少なくとも試料を気化する温度に加熱できるよう、ヒーター、ホットプレート等の加熱器を設ければよい。また、試料が配置される第１の精製管６０１１に、精製部６０１０のうち最も高い温度がかけられる。

また、精製部６０１０に温度勾配をかけた後、温度勾配の状態を保つため、精製部６０１０全体に保温機能のついた温度調節手段６０２０を設けてもよい。また、精製部６０１０、或いは外管６０４０を囲むように金属カバー、ガラスウール、セラミック等の保護カバーを設け、温度勾配の状態を保ってもよい。

また、本実施例では、真空排気手段６０３０と外管６０４０は配管６０６０によって連結されている。排気経路の途中に、低温に保持できる排気トラップを設けておけば、気化した試料の一部が精製部６０１０で冷やしきれずに排出されてきた場合に捕捉できるため、真空排気手段６０３０へ吸い込まれて、設備が腐食などの劣化を受けることを防止できる。

また、本実施例では、真空排気手段６０３０側と逆側の外管６０４０の端部は塞がれており、外管内部を真空にでき、したがって精製部６０１０の精製管の内部を真空保持できる構成としている。このような構成の場合、温度勾配による圧力分布と、試料の気化時に生成する局所的な圧力によって、気化した材料は真空排気手段６０３０側に運ばれていく。

真空排気手段６０３０によって精製部６０１０内を真空状態とし、減圧することが可能となる。その結果、試料が気化する温度を下げることができる。すなわち、真空排気手段６０３０を用いて精製部６０１０を減圧すると、試料の昇華又は蒸発温度が低下し、大気圧下では気化しない試料も気化させることが可能となる。

本実施の形態のように、精製装置６０００に真空排気手段６０３０を配置することで、目的物質を効率よく精製することができる。また、精製速度を速くすることが可能となり、作業効率を向上することができる。さらに、大気中では気化しない試料に関しても精製することが可能となり、簡易に目的物質を得ることができる。

さらに本実施の形態では、精製管６０１２と６０１３は、管の両側にねじ口を備えているので、これらのねじ口に適合するねじ蓋によって密封することによって、精製された材料を別の容器に移すことなく保管できる。これによって、薬さじなどで材料を取り出す手間と材料ロスをなくすことができる。さらに、精製後、取り外した精製管６０１２と６０１３を窒素置換されたグローブボックスなどに入れて、両端の雄ねじに適合する蓋をすることにより、保存安定性をさらに高めることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、精製部を直接に真空排気手段と連結した構成について、図１３を用いて説明する。その他の構成については、実施の形態２と同じであるので、説明は省略する。

本実施の形態の精製装置６０００は、精製部６０１０と、温度調節手段６０２０と、真空排気手段６０３０を有する。

精製部６０１０は、試料を配置するための第１の精製管６０１１、及び目的物質を回収するための第２の精製管６０１２と第３の精製管６０１３を有する。本実施の形態では、実施の形態１のように精製部６０１０を格納し真空を維持する外管６０４０がないため、精製管６０１１〜６０１３はそれ自体が、真空を維持できなければならない。精製管の材料は、ガラス、石英などのほか、試料や目的物質及び不純物と反応しない材料で、且つ目的物質の回収時に目的物質中に混入せず、実施温度に耐えうる材料であり、また、減圧しても強度を保てる材料であればよい。真空に耐えやすいよう、図１３では、精製管の形状に丸みを帯びさせていているが、真空に対する強度があれば、実施の形態２のように角がある形状でもよい。

精製部６０１０は、第１の精製管６０１１が隣接する第２の精製管６０１２に連結部材６０３１によってねじ方式によって連結されており、第２の精製管６０１２が隣接する第３の精製管６０１３に連結部材６０３２によってねじ方式によって連結されている。真空を保つために、精製管同士のつなぎ目には、外気との通気を遮断するためのシールが必要であり、Oリングなどの形状のガスケットを好適に用いることができる。図１３の中には、６０５１、６０５２で示してある。また、図１３の例では、精製管同士のみでなく、精製管６０１３と連結管６０６０も、連結部材６０３３とOリングなどのガスケット６０５３を用い、ねじ方式により連結されている。

図１４は、図１３の精製管の連結部の断面図を示している。図１４（A）は、連結部材６０３１を中央部で紙面に垂直に切断したときの断面図である。図１４（B）は、連結部材６０３１を中央部で紙面と水平方向に切断した時の断面図である。また図１４（C）は、連結部材６０３１に精製管を挿入した状態で、連結部材を中央部で紙面と水平方向に切断した時の断面図である。

なお、実施の形態２では、２つの精製管の間に１つのOリングなどのガスケットが挟まれる構造となっているが、図１５の断面図ように、連結部材と２つの精製管の間に２つのOリングなどのガスケットが挟まれる構造であってもよい。

Oリングなどのガスケットの材質としては、精製温度において真空が保てるものであればよい。精製温度が１００℃以下であれば、ゴムを用いることができる。この場合は、精製中や洗浄時の腐食に強いPTFEゴムなどの材質を好ましく用いることができる。精製温度が１００℃〜２００℃の場合は、この温度領域に耐えられる耐熱性の樹脂材料を用いればよい。精製温度が２００℃以上の高温であれば、金属Oリングなどを好適に用いることができる。金属Oリングの例としては金属製の中空Oリングなどがあり、外圧によってその形状をかえることで気密性を保つことができる。

本実施の形態では、精製部６０１０は３つの精製管で構成したが、本発明はこれに限らず、４つ以上の精製管で構成されていてもよい。

温度調節手段６０２０は、精製部６０１０に近接して設ける。温度調節手段６０２０としては、少なくとも試料を気化する温度に加熱できるよう、ヒーター、ホットプレート等の加熱器を設ければよい。また、試料が配置される第１の精製管６０１１に、精製部６０１０のうち、最も高い温度がかけられる。

また、精製部６０１０に温度勾配をかけた後、温度勾配の状態を保つため、精製部６０１０全体に保温機能のついた温度調節手段６０２０を設けてもよい。また、精製部６０１０を囲むように金属カバー、ガラスウール、セラミック等の保護カバーを設け、温度勾配の状態を保ってもよい。

また、本実施例では、真空排気手段６０３０と精製部６０１０は配管６０６０によって連結されている。真空経路の途中に低温に保持できる排気トラップを設けておけば、気化した試料の一部が精製部６０１０で冷やしきれずに排出されてきた場合に捕捉できるため、真空排気手段６０３０へ吸い込まれて、設備が腐食などのダメージを受けるのを防止できる。

また、本実施例では、真空排気手段６０３０側と逆側の精製管６０１１の右側の端部は塞がれており、内部の真空を保持できる構成としている。このような構成の場合、温度勾配による圧力分布と、試料の気化時に生成する局所的な圧力によって、気化した材料は真空排気手段６０３０側に運ばれていく。

真空排気手段６０３０によって精製部６０１０内を真空状態とし、減圧することが可能となる。その結果、試料が気化する温度を下げることができる。すなわち、真空排気手段６０３０を用いて精製部６０１０を減圧すると、試料の昇華又は蒸発温度が低下し、大気圧下では気化しない試料も気化させることが可能となる。

本実施の形態のように、精製装置６０００に真空排気手段６０３０を配置することで、目的物質を効率よく精製することができる。また、精製速度を速くすることが可能となり、作業効率を向上することができる。さらに、大気中では気化しない試料に関しても精製することが可能となり、簡易に目的物質を得ることができる。

さらに本実施の形態では、精製管６０１２と６０１３は、管の両側にねじ口を備えているので、これらのねじ口に適合するねじ蓋によって密封することによって、精製された材料を別の容器に移すことなく保管できる。これによって、薬さじなどで材料を取り出す手間と材料ロスをなくすことができる。さらに、精製後、取り外した精製管６０１２と６０１３を窒素置換されたグローブボックスなどに入れて、両端の雄ねじに適合する蓋をすることにより、保存安定性をさらに高めることができる。

本発明の精製装置を用いた精製方法及び精製物について、図１６を用いて説明する。

図１６に示すように、本発明の精製装置９０００は、精製部９０１０、温度調節手段９０２０、外管９０４０、真空排気手段９０３０を有する。真空排気手段９０３０は、配管９０６０を介して精製部９０１０を含む外管９０４０と連結されている。本実施例では、外管９０４０の真空排気手段と逆側の端部は閉じられた構造であり、気体供給手段を有していない。

精製部９０１０は、第１の精製管９０１１と、第２の精製管９０１２と、第３の精製管９０１３とを有する。第１の精製管９０１１の真空排気手段９０３０側の端部は、中央部よりも細口であり、雄ねじ形状を有する端部となっている。また、第１の精製管９０１１の真空排気手段９０３０と逆側の端部は閉じられた構造である。第２の精製管９０１２と第３の精製管９０１３は、両側の端部が中央部よりも細口であり、雄ねじ形状を有する端部となっているものを用いた。

真空排気手段９０３０は、真空計と、コールドトラップ部と、真空ポンプとを有する構成とした。真空ポンプは油拡散ポンプをメインポンプとし、補助ポンプとしてロータリーポンプを有する構成を用いた。

まず、第１の精製管９０１１に試料９１１１（１．３ｇ）を入れた。試料９１１１は、構造式（１）で表されるAlqと、不純物と、溶媒との混合物であった。

次いで、連結部材９０３１の雌ねじに対して、第１の精製管９０１１の雄ねじをねじこみ、次いで、第１の精製管９０１１と逆側から、連結部材９０３１の雌ねじに対して第２の精製管９０１２の雄ねじを第１の精製管９０１１の端部に接触する箇所までねじこむことによって、連結部材９０３１と第１の精製管９０１１と第２の精製管９０１２とを連結した。同様に、連結部材９０３２の雌ねじに対して、第２の精製管９０１２の雄ねじをねじこみ、次いで、第２の精製管９０１２と逆側から、連結部材９０３２の雌ねじに対して第３の精製管９０１３の雄ねじを第２の精製管９０１２の端部に接触する箇所までねじこむことによって、連結部材９０３２と第２の精製管９０１２と第３の精製管９０１３とを連結した。この連結した精製管９０１０を外管９０４０に挿入した。精製管はお互いに連結、固定されているため、挿入する工程は容易であった。

第１の精製管９０１１として、肉厚２．５ｍｍ、全長７８ｍｍ、中央部外径３４ｍｍ、端部外径２６ｍｍ、端部内径２１ｍｍの強化ガラスからなる管を用いた。なお、精製管９０１１の真空ポンプと逆側は閉じられている。第２および第３の精製管９０１２と９０１３として、いずれも肉厚２．５ｍｍ、全長７５ｍｍ、中央部外径３４ｍｍ、端部外径２６ｍｍ、端部内径２１ｍｍの強化ガラスからなる管を用いた。第１〜３の精製管の雄ねじは、高さ１．１ｍｍ、ピッチ４．９ｍｍのものを用いた。

連結部材９０３１と９０３２として、ねじの深さとピッチが精製管１〜３と適合する雌ねじを有する、外径３６ｍｍのナット形状のものを試作して用いた。その材質としては成型加工性と軽量性、熱伝導性に優れるアルミを用いた。熱伝導性が高いことによって、断面積が小さく、析出しやすくなっている連結部内部での材料の析出を抑制し、接続部が材料の析出によって閉塞されることを防ぐことができる。

図１７（A）は、精製管９０１１、９０１２、９０１３と連結部材９０３１、９０３２の連結前の写真を、図１７（B）は、連結部材９０３１、９０３２の雌ねじの斜視の写真、図１７（C）は、精製管９０１１、９０１２、９０１３と連結部材９０３１、９０３２の連結後の写真の写真を示している。

図１６では記載を省略しているが、外管９０４０の右側端部は、シリコーン栓によって密閉した。また、外管９０４０と真空接続管９０６０との連結部は次の様式とした。ゴム製のOリングを備えた金属フランジ部を有する金属管をシリコーン栓に通し、このシリコーン栓を外管の左側端部に、フランジ部が真空ポンプ側になるように設置した。次に、前記ゴム製のOリングを備えた金属フランジと真空接続管とを連結することで、密閉性が高い接続を得た。

次いで、真空ポンプ９０３０にて精製部９０１０を含む外管９０４０を真空排気し、１ｘ１０−２Ｐａまで真空排気した。

続けて、温度調節手段９０２０を室温から３１０℃まで３０分かけて昇温し、その後３時間加熱を続けた。この時、精製部９０１０の第２の精製管９０１２の内部に黄色の固体が凝縮した。

精製終了後、加熱を止め、この外管９０４０を室温まで冷ました後、前記精製部９０１０をゆっくりと大気暴露した。

続けて、外管９０４０から第１の精製管９０１１、第２の精製管９０１２、及び第３の精製管９０１３を取り出した。この際、外管９０４０を傾けることで、互いに連結されている第１の精製管９０１１、第２の精製管９０１２、及び第３の精製管９０１３を簡単に取り出すことが出来た。

図１８は、連結された状態で取り出された精製管９０１１〜９０１３の写真である。中央の精製管９０１２に昇華された固体が主に析出しており、左側の精製管９０１３には若干の固体が析出しており、右側の精製管９０１１には埃状の残渣が残っていた。

次いで、精製管と連結部材を外す作業を行った。ねじ部に少量析出した固体は粉状で接着性は弱く、ねじによって連結部材と精製管は容易に外すことができた。

取り外した精製管９０１２を、内部に析出物９１１２がある状態で秤量したところ３３．３１ｇであった。精製前の精製管９０１２のみの質量３２．０６ｇを差し引いて、析出物は１．２５ｇであった。同様に精製管９０１３の析出物９１１３を測定したところ、０．０２ｇであり、精製管９０１１の残留物は０．０１ｇ以下であった。析出物９１１２の収率は、１．２５ｇ／１．３０ｇ＝９６％と高い収率であった。また、析出物９１１２と析出物９１１３を合わせた収率は、１．２７ｇ／１．３０ｇ＝９８％と高い収率であった。

精製管９０１２を窒素置換したグローブボックスに入れ、精製管９０１２の雄ねじにあうシール付きの蓋を精製管９０１２の両側から取り付け、その後グローブボックスから取り出してそのまま保管した。内部に付着した９１１２を薬さじなどで取り出す必要がなく、簡易で長期保存が可能である。

また、精製管９０１１の内部には、少量の茶色のおがくずのような固体が残っていた。これをテトラヒドロフラン溶液に溶かして発光スペクトルを測定したが、発光は全く観測されず、Alqではない固体であることが分かった。このことから、試料９１１１に含まれていた不揮発性の不純物が残っていたと結論付けられた。

また、精製管９０１２の内部に付着した固体をテトラヒドロフランに溶かして発光スペクトルを測定したところ、文献に記載の緑色の発光スペクトルが観測され、高純度のAlqが得られていることが分かった。

以上の結果から、本発明の精製装置を用いて精製を行うことで、高い純度の目的物質が高収率で得られることが確認出来た。

本実施例では、構造式（２）で表されるCBPを主成分として含む試料２．６４ｇを精製管９０１１に入れ、精製温度３００℃で精製を実施した以外は、実施例１と全く同じように精製を実施した。以下、図面と図面の番号は図１６と同じものを用いて精製の結果を説明する。

精製終了後、加熱を止め、外管９０４０を室温まで冷ました後、前記精製部９０１０をゆっくりと大気暴露した。

続けて、外管９０４０から第１の精製管９０１１、第２の精製管９０１２、及び第３の精製管９０１３を取り出した。この際、外管９０４０を傾けることで、互いに連結されている第１の精製管９０１１、第２の精製管９０１２、及び第３の精製管９０１３を簡単に取り出すことが出来た。

図１９は、連結された状態で取り出された精製管９０１１〜９０１３の写真である。中央の精製管９０１２に昇華された固体が主に析出しており、左側の精製管９０１３には若干の固体が析出しており、右側の精製管９０１１の下側には茶色のタール状の残渣が残っていた。このタール状の残渣は、３００℃で昇華精製している間は液体状態であり、精製管９０１１を濡れ広がっていたが、精製管９０１１の精製管９０１２側の端部が細口となっているため、精製管９０１２内に昇華した固体と混ざり合うことはなく、細口の精製管を用いる利点が活かされた。

次いで、精製管と連結部材を外す作業を行った。ねじ部に少量析出した固体は粉状で接着性は強くなく、ねじによって連結部材と精製管は容易に外すことができた。

取り外した精製管９０１２を、内部に析出物９１１２がある状態で秤量したところ３４．９８ｇであった。精製前の精製管９０１２のみの質量３２．４１ｇを差し引いて、析出物は２．５７ｇであった。同様に精製管９０１３の析出物９１１３を測定したところ、０．０３ｇであり、精製管９０１１の残留物は０．０２ｇであった。析出物９１１２の収率は、２．５７ｇ／２．６４ｇ＝９７％と高い収率であった。また、析出物９１１２と析出物９１１３を合わせた収率は、２．６０ｇ／２．６４ｇ＝９８％と高い収率であった。

精製管９０１２を窒素置換したグローブボックスに入れ、精製管９０１２の雄ねじにあうシール付きの蓋を精製管９０１２の両側から取り付け、その後グローブボックスから取り出してそのまま保管した。内部に付着した９１１２を薬さじなどで取り出す必要がなく、簡易で長期保存が可能である。

また、本実施例の精製前の試料（第１の精製管９０１１に入れた固体９１１１に相当）と精製後の回収物（第２の精製管９０１２の内部に析出した固体９１１２）を核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、トリメチルシラン入り重クロロホルム））によって測定した。

試料９１１１の１Ｈ−ＮＭＲチャートを図２０に示す。また、図２０（Ａ）のチャートの６．８ｐｐｍ乃至８．２ｐｐｍの範囲を拡大したものを図２０（Ｂ）に示す。

また、精製後の回収物９１１２の１Ｈ−ＮＭＲチャートを図２１に示す。図２１から、精製後の物質である固体９１１２は、精製されたCBPであることがわかった。

精製前の試料を測定した図２０と、精製後の回収物である固体９１１２を測定した図２１を比較すると、図２０（A)では２．１ｐｐｍ乃至２．３ｐｐｍ付近に検出された不純物由来のピーク（図の中に丸印と矢印で記載）が、図２１ではほぼ消失していた。また、図２０（B)では６．８８ｐｐｍ乃至７．０３ｐｐｍ付近に検出された不純物由来のピーク（図の中に丸印と矢印で記載）が、図２１では見られなくなった。これらのピークは、主に試料９１１１に至る前に実施した精製に用いた溶媒に起因し、本実施例の精製によってきれいに除去されている。すなわち、CBPよりも揮発しにくい残渣として残るタール状の不純物の除去に加えて、CBPよりも揮発しやすい不純物も同時に除去できている。

なお、図２０及び図２１の両方で見られる、７．２５ｐｐｍのピークはクロロホルムに由来し、１．５４ｐｐｍのピークは水由来のピークであり、０．０ｐｐｍのピークは基準物質のトリメチルシラン由来のピークであり、これは１Ｈ−ＮＭＲ用の溶媒由来のものであり、純度の評価とは関係ない。

以上の結果から、本発明の精製装置を用いて精製を行うことで、高い純度の目的物質が得られることが確認出来た。

本実施例では、構造式（３）で表されるNPDを主成分として含む試料１．３０ｇを精製管９０１１に入れ、精製温度３０５℃で精製を実施した以外は、実施例１と同じように精製を実施した。

図２２は実施例３を説明する図である。NPDは蒸留性で、一度溶融して液体になってから蒸発する性質があり、また、析出するときも液体として析出し、冷えて固体となる。この点において、実施例１の昇華性のAlqや実施例２のCBPを用いた場合と様相が異なる。実施例３の精製を温度３０５℃で実施中に、精製部９０１０の様子を観察すると、挿入した試料９１１１は溶融し、精製管９０１１の下側を濡れ広がっていた。また、精製管９０１２内では液体状に析出し、固化した凝集物９１１２が主に９０１２の下側に観察された。

精製終了後、加熱を止め、精製部９０１０を含む外管９０４０を室温まで冷ました後、精製部９０１０をゆっくりと大気暴露した。

続けて、外管９０４０から第１の精製管９０１１、第２の精製管９０１２、第３の精製管９０１３から構成される精製部９０１０を取り出した。この際、外管９０４０を傾けることで、精製部９０１０は、一体型のものとして簡単に取り出すことができた。この際、精製部９０１０を取り出した後の外管９０４０を観察したところ、隣接する精製管同士の連結部が位置した付近はほとんど汚れておらず、試料や精製物、不純物等の漏れが抑制されていることがわかった。つまり、外管側に漏れ出た量は微量であり、精製管と外管を固着するほどの量ではない。

また、取り出した第２の精製管９０１２を観察したところ、目的物質の固体が精製管内に析出し、溜まっていることがわかった。

図２３は、連結された状態で取り出された精製管９０１１〜９０１３の写真である。中央の精製管９０１２に析出した固体が主に析出しており、左側の精製管９０１３には若干の固体が析出しており、右側の精製管９０１１には若干の残渣が残っていた。この残渣は、３０５℃で昇華精製している間は液体状態であり、精製管９０１１を濡れ広がっていたが、精製管９０１１の精製管９０１２側の端部が細口となっているため、精製管９０１２内に昇華した固体と混ざり合うことはなく、細口の精製管を用いる利点が活かされた。

次いで、精製管と連結部材を外す作業を行った。精製管９０１２と９０１３とは、これらを連結する連結部材９０３２部に析出物はほとんどないために、いずれも連結部材９０３２から簡単に外すことができた。精製管９０１１と９０１２とは、これらを連結する連結部材９０３１部にNPDの固体が析出して固着していたが、ねじを外す方向に弱い力をかけることによって、析出したNPDの固体が容易に砕けて、簡単にはずすことができた。ねじを外したのちに、連結部を観察したところ、砕けたNPDの固体が確認された。溶融したNPDは、そのガラス転移温度９５℃以下でガラス状態となることが知られているが、このガラス状態はもろい。このことから、溶融し硬化した固体が精製管と接合材の隙間に析出していても、本発明のねじ方式は精製管を取り外すことができる優れた方式であることが確認された。

取り外した精製管９０１２を、内部に析出物９１１２がある状態で秤量したところ３３．２４ｇであった。精製前の精製管９０１２のみの質量３２．０６ｇを差し引いて、析出物は１．１８ｇであった。同様に精製管９０１３の析出物９１１３を測定したところ、０．０６ｇであり、精製管９０１１の残留物は０．０１ｇ以下であった。析出物９１１２の収率は、１．１８ｇ／１．３０ｇ＝９１％と高い収率であった。また、析出物９１１２と析出物９１１３を合わせた収率は１．２４ｇ／１．３０ｇ＝９５％と高い収率であった。

精製管９０１２を窒素置換したグローブボックスに入れ、ねじ口にあうシール付きの蓋を精製管９０１２の両側から取り付けて、グローブボックスから取り出してそのまま保管した。内部に付着した９１１２を薬さじなどで取り出す必要がなく、簡易で長期保存が可能である。

また、本実施例の精製前の試料（第１の精製管９０１１に入れた試料９１１１に相当）と精製後の回収物（第２の精製管９０１２の内部に析出した固体９１１２）を核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、テトラヒドロフラン−ｄ８））によって測定した。

試料９１１１の１Ｈ−ＮＭＲチャートを図２４（Ａ）に示す。また、図２４（Ａ）のチャートの６．７ｐｐｍ乃至８．０ｐｐｍの範囲を拡大したものを図２４（Ｂ）に示す。

また、精製後の回収物９１１２の１Ｈ−ＮＭＲチャートを図２５（Ａ）に示す。さらに、図２５（Ａ）のチャートの６．７ｐｐｍ乃至８．０ｐｐｍの範囲を拡大したものを図２５（Ｂ）に示す。図２５から、精製後の物質である固体９１１２は、精製されたNPDであることがわかった。

精製前の試料を測定した図２４（Ａ）、（Ｂ）と、精製後の回収物である固体９１１２を測定した図２５（Ａ）、（Ｂ）を比較すると、図２４（Ａ）では２．１ｐｐｍ乃至２．３ｐｐｍ付近に検出された不純物由来のピークが、図２５（Ａ）ではほぼ消失していた。また、図２４（Ｂ）では６．８０ｐｐｍと６．９１ｐｐｍ付近に検出された不純物由来のピークが、図２５（Ｂ）では見られなくなった。これらのピークは、主に試料９１１１に至る前に実施した精製に用いた溶媒に起因し、本実施例の精製によってきれいに除去されている。すなわち、NPDよりも揮発しにくい残渣として残る不純物の除去に加えて、NPDよりも揮発しやすい不純物も同時に除去できている。

なお、図２４及び図２５の両方で見られる、３．５５ｐｐｍ、２．４６ｐｐｍのピークはテトラヒドロフランに由来し、１．６７ｐｐｍのピークは水由来のピークであり、これは１Ｈ−ＮＭＲ用の溶媒由来のものであり、純度の評価とは関係ない。

以上の結果から、本発明の精製装置を用いて精製を行うことで、高い純度の目的物質が得られることが確認出来た。

次に、比較例１について説明する。比較例１は、精製部９０１０に実施例３と異なる形状の精製管を用いた。その他の構成及び実験条件等は、実施例３と同じものとした。

図２６は、比較例１を説明する図である。精製部９０１０は、第１の精製管９０１１と、第２の精製管９０１２と、第３の精製管９０１３とを有し、外管９０４０によって固定されている。比較例１において、第１の精製管９０１１、第２の精製管９０１２、及び第３の精製管９０１３の形状は中央部の管内径が一様な筒状の中空管とした。精製管９０１１〜９０１３の最大管内径、管の全長及び管の材質および厚みは実施例３と同じものとした。それぞれの精製管の端部の細口部も実施例３と同じ径とし、その厚みも実施例３の精製管と同じであるが、ねじ形状がないものを用いた。また、精製管９０１１の右側端部は閉じられているものを用いた。

第１の精製管９０１１に試料９１１１（１．３ｇ）を挿入した。試料９１１１は、構造式（３）で表されるNPDと、不純物との混合物である。

次いで、試料９１１１を挿入した第１の精製管９０１１、第２の精製管９０１２、第３の精製管９０１３とから構成される精製部９０１０を、外管９０４０内に挿入した。このとき、第１の精製管９０１１、第２の精製管９０１２、第３の精製管９０１３は、相互に遊嵌されるように一列に配置した。この精製管を挿入し、精製管同士の位置を決める工程は、精製管同士が実施例１〜実施例３のように固定されていないため、位置がずれやすく、実施例よりも作業が困難であった。例えば、精製管９０１３、９０１２、９０１１の順番に入れ、９０１１を所望の位置よりも少しでも押し込みすぎた場合、位置を調整するために９０１３側から長い棒などによって押しても、遊嵌の状態がずれてしまう。このような場合には、すべての精製管を一度外管から出して、作業をやり直す必要があり、作業の容易性が失われ、手間がかかった。

次いで、精製部９０１０を含む外管９０４０を真空排気した後、１ｘ１０−２Ｐａまで減圧した。この際、気体の移動に伴い、一般に外管９０４０内で気流が発生し、精製管９０１１〜９０１３はその位置を変える。精製管は互いに連結によって固定されていないため、相互の位置関係がずれてしまう。遊嵌が十分でない程度にずれてしまった場合は、すべての精製管を一度外管から出して、作業をやり直す必要があり、作業の容易性が失われ、手間がかかる。

続けて、精製部９０１０に付ける温度勾配における高温部が３０５℃、低温部が室温２５℃程度となるように３０分かけて加熱した後、そのままの状態で３時間加熱した。このとき、精製部９０１０の第２の精製管９０１２の内部に液体が凝縮した。

精製終了後、加熱を止め、精製部９０１０を含む外管９０４０を室温まで冷ました後、精製部９０１０をゆっくりと大気暴露した。このとき、第２の精製管９０１２内で加熱時
に液体として凝縮した物質が固体９１１２として析出した。

続けて、外管９０４０から、第１の精製管９０１１、第２の精製管９０１２、及び第３の精製管９０１３とで構成される精製部９０１０を取り出した。この際、外に漏れ出た析出物９１１２によって、精製部９０１０が外管９０４０に固着しており、外管９０４０を傾けても取り出しが困難であった。長い棒などで強く押すことによって、ようやく外管９０４０と精製部９０１０とを外すことができた。このような工程は、系の大型化や仕込む試料の量を増やした場合、漏れ出る９１２０の量が増えることから、より強い力をかける必要があり、精製管や外管の破損の原因となるため好ましくない。比較例１の遊嵌における精製管同士の隙間に対して、実施例１〜実施例３におけるねじの機構は、隙間が大幅に小さくできるため、外に漏れ出る量を飛躍的に減らすことができ、内管を外管から取り出す労力が少ない利点がある。

また、精製部９０１０を外管９０４０から取り外した後、外管９０４０を観察したところ、隣接する精製管同士の継ぎ目（隣接部）が位置した付近は、継ぎ目から漏れ出て析出した９１２０によって汚れており、外管の再生のために手間がかかる洗浄が必要 となった。また、取り出した精製管を観察したところ、精製管の外側にも固体が付着しており、付着量が多いため、再利用のための洗浄に手間がかかった。比較例１の遊嵌における精製管同士の隙間に対して、実施例１〜実施例３におけるねじの機構は、隙間が大幅に小さくできるため、外に漏れ出る量を飛躍的に減らすことができ、外管および内観を洗浄する労力が少ない利点がある。

次いで、薬さじ等を用い、第２の精製管９０１２から目的物質のNPDである固体９１１２を回収したところ、回収量は０．９８ｇであった。析出物９１１２の収率は、０．９８ｇ／１．３０ｇ＝７５％であり、実施例２と比較して低い収率であった。

以上の結果から、本発明の精製装置は、従来の方法に比べて、精製管からの試料や目的物質の漏れを防ぐことができ、また高い収率で精製できることが分かった。また、精製管の設置が容易であり、繰り返し再現性に優れる。加えて、装置の洗浄の手間が少ないことも分かった。

本発明は、高純度固体物質の精製、特に有機エレクトロルミネッセンス素子や、有機太陽電池、有機トランジスタ素子等の製造に必要な有機材料等の精製に好適に用いられる。さらに、それらの有機材料等の合成原料となる有機化合物等の精製にも好適に用いられる。

１００ 精製装置
１１０ 精製部
１２０ 温度調節手段
１３０ 真空排気手段
１４０ 外管
１５０ 気体供給手段
２１０ 第１の精製管
２１１ 第１の精製管の第１の端部
２１２ 第１の精製管の第２の端部
２１５ 第１の精製管の雄ねじの形状
２２０ 第２の精製管
２２３ 第２の精製管の第１の端部
２２４ 第２の精製管の第２の端部
２２５ 第２の精製管の雄ねじの形状
２９０ 第１の精製管の第２の端部と第２の精製管の第１の端部の接触点
３００ 析出した材料
３１０ 連結部材
３１５ 雌ねじの溝
３２０ 電熱ヒーター
３９０ 外部電源
４００ 精製管の回転により加わる力の方向
４１０ Oリング、ガスケット
５００ 精製管を外す回転方向
６０００ 精製装置
６０１０ 精製部
６０１１ 第１の精製管
６０１２ 第２の精製管
６０１３ 第３の精製管
６０２０ 温度調節手段
６０３０ 真空排気手段
６０３１ 連結部材
６０３２ 連結部材
６０３３ 連結部材
６０４０ 外管
６０５１ Oリング、ガスケット
６０５２ Oリング、ガスケット
６０５３ Oリング、ガスケット
６０６０ 配管
９０００ 精製装置
９０１０ 精製部
９０１１ 第１の精製管
９０１２ 第２の精製管
９０１３ 第３の精製管
９０２０ 温度調節手段
９０３０ 真空排気手段
９０３１ 連結部材
９０３２ 連結部材
９０４０ 外管
９０６０ 配管
９１１１ 試料
９１１２ 精製管９０１２内の析出物
９１１３ 精製管９０１３内の析出物
９１２０ 外管と精製管の間の析出物

Claims (7)

1. 物質を気化して精製する精製部と、
   前記精製部に近接して設けられ、前記精製部に温度勾配を付ける温度調節部と、
   前記精製部の片方の端部側に設けられた真空排気手段と、
   を有し、
   前記精製部は、横長に連なって設けられた第１の精製管と連結部材と第２の精製管とをこの順番で含み、
   前記連結部材の内壁には、連結用の形状１が設けられ、
   前記第１の精製管は、第１の端部、第２の端部を有し、
   前記第２の端部付近には、開口と連結用の形状２が設けられ、
   前記第２の精製管は、第３の端部、第４の端部を有し、
   前記第３の端部と前記第４の端部とには、それぞれに開口が設けられ、
   前記第３の端部付近には、連結用の形状３が設けられ、
   前記第２の端部は、前記第３の端部と互いに位置的に重なることなく前記連結部材によって覆われて連結されており、
   前記第２の端部と前記連結部材の連結および前記第３の端部と前記連結部材の連結の方式がねじ方式であり、
   前記連結用の形状１乃至３がねじ形状であることを特徴とする精製装置。
2. 請求項１において、前記第２の端部および前記第３の端部が互いに接触していることを特徴とする精製装置。
3. 請求項１において、前記第２の端部および前記第３の端部がガスケットを介して接触していることを特徴とする精製装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
   前記真空排気手段によって、前記第１の精製管と前記第２の精製管は、管の外側が常圧で、管の内側が減圧にできる構造であることを特徴とする精製装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   前記連結部材の熱導電性が精製管の熱伝導性よりも高いことを特徴とする精製装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
   前記連結部材が外部電源から通電することにより加熱できる機構を有していることを特徴とする精製装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一の精製装置を用いる材料の精製と保管の方法であって、
   前記第３の端部、第４の端部がいずれもねじ形状を有している前記第２の精製管を準備する工程と、
   精製を行い、前記第２の精製管内に所望の材料を析出させる工程と、
   前記第３の端部、第４の端部に適合するねじを有する２つの蓋を準備する工程と
   前記２つの蓋によって、第３の端部、第４の端部で覆う工程とを
   この順に含むことを特徴とする材料の精製と保管の方法。