JPH0778497B2 - バックグランド除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、被測定液中の陰イオンを分析する陰イオン分
析装置に装着され、分離カラムからの溶出液あるいは試
料溶液自身の導電率バックグランドを減少させるバック
グランド除去装置に関する。

＜従来の技術＞ 一般に、被測定液中の陰イオンを分析するには、低イオ
ン交換容量の陰イオン交換樹脂が充填された分離カラム
に、希薄な塩基性溶液（例えば炭酸ナトリウムや水酸化
ナトリウム等）でなる移動相でもって一定量の被測定液
を搬送し該被測定液中の陰イオンをクロマトグラフィッ
クに分離させて分析を行う。被測定液中の陰イオンの検
出は、分離カラムよりの溶出液を直接検出器（例えば導
電率検出器）で検出して上記分析結果たるクロマトグラ
ムを得ることができるが、分離カラムと検出器の間に酸
型の陽イオン交換樹脂を充填したサプレッサカラムを置
き、該サプレッサカラムに上記移動相（カラムからの溶
出液）を通すことによって移動相（例えば水酸化ナトリ
ウムや炭酸ナトリウム等）を導電率の低い液（例えば水
や炭酸等）にすると共に被測定液中の陰イオンの対イオ
ンを水素イオンに変えることにより、移動相の導電率を
低下させてS/N比を向上させながら被測定液中の陰イオ
ンを測定することが行われる。この場合、酸型の陽イオ
ン交換樹脂を充填したサプレッサカラムに代えて陽イオ
ン交換膜を利用したものが利用できれば、該陽イオン交
換膜を介して連続的に水に変換できるため、陰イオンが
分析装置を利用する上できわめて好都合となる。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 然るに、陽イオン交換膜を利用したサプレッサの従来例
としては、二重管構造の陽イオン交換チューブでなるサ
プレッサがある。これは、ステンレスあるいはテフロン
チューブの中にこれらのチューブの内径より細い外径を
持つ中空の陽イオン交換チューブを入れた二重管構造に
なっている。カラムからの溶出液は中空の陽イオン交換
チューブの中を流れ、除去液はその外側を移動相の流れ
に対して向流で流れるようになっており、連続的にバッ
クグランドを除去できるようになっている。また、シー
ト状のイオン交換膜を利用した例としては２枚のイオン
交換膜と球状充填物（例えばイオン交換樹脂）が充填さ
れた長溝を有する３枚のスペーサを積層し、上記二重管
構造のサプレッサと同様の効果を得るようにしたものが
ある。

然しながら、上記二重管構造のサプレッサは中空の陽イ
オン交換チューブを利用しているためイオン交換効率は
あまり高くなく高効率でバックグランドを減少させるこ
とは難しい。そのため、十分なサプレスト効果を得るた
めにはかなりの長さが必要となり、結果として内容積が
増加し余剰の分析時間を費やし、分離カラムで分離した
成分の広がりを生じてしまうという問題点がある。これ
らの問題点の改善策として内径の小さいイオン交換チュ
ーブを使用することやイオン交換効率の高いイオン交換
チューブを利用することが考えられるが、このようなチ
ューブは入手が非常に困難である。また、製作・加工が
あまり容易ではないという問題もある。また、イオン交
換膜を利用した充填型イオン交換膜サプレッサは上記二
重管構造のサプレッサの欠点を改良するものであるが、
イオン交換膜とスペーサで形成される３つの空間に球状
物質（例えばイオン交換樹脂）を充填するため製作・加
工の課程でイオン交換膜の変形・破損が生ずるという問
題がある。

本発明は、かかる従来例の欠点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、入手が容易なシート状の陽イオン交
換膜と球状充填物（例えば、陽イオン交換樹脂，ポリマ
ービーズ、ガラス球、金属球等）及び織り網（例えばふ
るいに利用するスクリーンメッシュで材質はステンレ
ス、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素
樹脂等）を用いた簡単な構成（構造）のバックグランド
除去装置を提供することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 上述のような問題点を解決する本発明の特徴は、被測定
液中の陰イオンを分析する陰イオン分析装置に装着され
た第１乃至第５のシートを積層してその上下を第１及び
第２の基板で狭着し前記第２及び第４のシートに挟まれ
た第３シートの間隙流路に移動相を流すと共に前記第２
及び第４シートの外側に形成される第１及び第５シート
の間隙流路に除去液を流すことにより被測定物の導電率
バックグランドを減少させるバックグランド除去装置に
おいて、前記第１及び第５のシートは周囲をゴム状物質
でシールされ中央部に長溝を有する織り網でなり、前記
第２及び第４のシートは陽イオン交換膜でなり、前記第
３のシートは球状物質が充填された長溝を有するシート
で構成したことにある。

＜実施例＞ 以下、本発明について図を用いて詳細に説明する。第１
図は上述のような導電率バックグランド減少（除去）の
原理を詳しく示す概念図である。この図において、２枚
の陽イオン交換膜Ｍで仕切られた３つの部屋C1〜C3のう
ち被測定成分が通過するC2には例えば陽イオン交換樹脂
のような球状物質Ｒが充填されており、無駄体積は少な
くなっている。また、除去液が通過する部屋C1及びC3は
周囲をゴム状物質でシールされ中央部に形成された織り
網Ｓからなる長溝であり、微少容量でかつ流路抵抗を余
り大きくすることなくイオン交換膜Ｍを介したイオン交
換効率を改善するようになっている。部屋C2には被測定
試料（例えばCl−イオン）を含む分離カラムから溶出さ
れた溶離液や被測定溶液（例えばNaClを含むNaOH）が流
れ、部屋C1、C3には該溶離液と向流方向に除去液（例え
ばH₂SO₄）が流れている。この状態で、部屋C2内の分離
カラムからの溶離液や被測定溶液（例えばNaClを含むNa
OH）に含まれているNa⁺イオンは、部屋C1、C3内の除去
液（例えばH₂SO₄）含まれているH⁺イオンと陽イオン交
換膜Ｍを介してイオン交換する。この時分離カラムから
の溶離液や被測定溶液中の被測定成分（例えばCl−）は
各部屋を仕切るイオン交換膜Ｍと同一の電荷を持つため
イオン交換されずに部屋C2中に残る。このため、部屋C2
から溶出する液体は、イオン交換されて対イオンがH⁺型
となった被測定成分（例えばNaClではHCl）を含む導電
率のバックグランドが除去された液体（例えばH₂O）と
なり、部屋C1及びC3から溶出する液体は、溶離液や被測
定溶液中の陽イオンとイオン交換して例えばNa⁺型にな
った除去液（例えばNa₂SO₄）と余剰の除去液（例えばH₂
SO₄）を含む導電率の高い液体となる。尚、周囲をゴム
状物質でシールされ中央部に長溝を有する織り網Ｓはつ
ぎのようにして作られる。即ち、ふるいに使用するよう
な織り網（一般的には綾織り）のスクリーンメッシュの
中央部に流路となるべき大きさのマスキングテープを張
り、その周辺部に液状のゴム（シーリング剤や接着剤の
ようなもの）を流し込み一定の厚みとしたのち液状ゴム
を硬化させる。該ゴムが硬化したのちマスキングテープ
を剥がすと、マスキングテープの部分はゴムが浸透して
おらず、この部分が流路（除去液流路）となる。

一方、第２図は本発明実施例の分解構成斜視図であり、
第３図は本発明実施例の使用例構成説明図である。第２
図において、１は例えばアクリル板でなる第１基板、1a
1〜1a10は第１基板に設けられた貫通穴、1bは貫通穴1a1
に挿入されるボルト、1cは溶離液用の導入口、1dは除去
液用の第１導入口、1eは溶離液用の導出口、1fは除去液
用の第１導出口、２は周囲をゴム状物質でシールされ中
央部に溝2aが設けられた例えばナイロン製の織り網でな
る第１シート、３はシート状の陽イオン交換膜でなる第
２シート、４は中央部に溝4aが設けられた例えばゴム製
の第３シート、５はシート状の陽イオン交換膜でなる第
４シート、６は周囲をゴム状物質でシルされ中央部に溝
6aが設けられた例えばナイロン製の織り網でなる第５シ
ート、７は例えばアクリル板でなる第２基板、7a1〜7a1
0は第２基板に設けられた貫通穴、7cは除去液用の第２
導入口、7dは除去液用の第２導出口、8a1はワッシャ、8
b1はボルト1b1のネジ部と合うナットである。尚、第３
シートの溝4aには、球状物質例えば陽イオン交換樹脂が
埋め込まれて（充填されて）いる。

上述ような分解構成からなる本発明の実施例は、第１〜
第５のシート２〜６が積層されてのち該シート２〜６が
第１及び第２の基板１及び７で挟まれ、その後ボルト1b
1（及び図示しないボルト1b2〜1b10）が貫通穴1a1（及
び1a2〜1a10）と貫通穴7a1（及び7a2〜7a10）の貫通さ
れてのちワッシャ8a1（及び図示しないワッシャ8a2〜8a
10）が入れられ、、最後にボルト1b1（及び1b2〜1b10）
のネジ部にナット8b1（及び図示しないナット8b2〜8b1
0）がねじ込まれることによって、本発明実施例たるバ
ックグランド除去装置の組立が完成する。このようにし
て組み立てられたバックグランド除去装置は第３図に示
すようなアニオン分析装置に装着されて使用される。即
ち、第３図は本発明実施例の使用例構成説明図であり、
図中、分離カラム12、サプレッサ13、及び検出器14は恒
温槽15内に収容されて一定温度（例えば45℃）に保たれ
ている。また、ポンプ10aが駆動すると槽9a内の溶離液
が、例えば1ml/minの流量で、ポンプ10a→切り換え弁11
の第１及び第２の接続口11a、11b→分離カラム12→バッ
クグランド除去装置13の内室13bの導入口1c→バックグ
ランド除去装置13の内室13b→バックグランド除去装置1
3の内室13bの導出口1e→検出器14を経て廃液槽9cへと流
れ、ポンプ10bが駆動すると槽9b内の除去液が、例えば1
ml/minの流量で、ポンプ10b→バックグランド除去装置1
3の外室13cの第１導入口1d→バックグランド除去装置13
の外室13c→バックグランド除去装置13の外室13cの第１
導出口1f→バックグランド除去装置13の外室13cの第２
導入口7c→バックグランド除去装置13の外室13c→バッ
クグランド除去装置13の外室13cの第２導出口7dを経て
廃液槽9dへと流れる。このため、バックグランド除去装
置13の内室13b（第２図の溝4a）内を流れる流体に含ま
れている陽イオンは陽イオン交換膜13a（第２図の第２
シート３及び第４シート５）を介してバックグランド除
去装置13の外室13c（第２図の溝2a及び溝6a）内を流れ
る流体に含まれている陽イオンと交換し究極的に導電率
のバックグランドを低下させることができるようにな
る。

＜発明の効果＞ 以上詳しく説明したような本発明の実施例によれば、入
手が容易なシート状の陽イオン交換膜と球状物質（例え
ば、陽イオン交換樹脂、ポリマービーズ、ガラス球、金
属球等）及び周囲をゴム状物質でシールされ中央部に長
溝を有する織り網（例えばふるいに利用するスクリーン
メッシュで材質はステンレス、ナイロン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、フッ素樹脂等）を用い、クロマト
グラムにおけるピーク形状を損ねることのないデッドボ
リウムの小さな簡単な構成（構造）のバックグランド除
去装置が実現する。また、陽イオン交換膜とスペーサ
（第１〜第５のシート２〜６）で形成されている空間
（具体的には長溝2a、6a）は例えばナイロン製の織り網
であるため、該織り網が陽イオン交換膜をバックアップ
して溶離液が流れる流通系の耐圧を高めているため、被
測定液の流れる空間（具体的には長溝4a）に球状物質を
高圧・高密度で充填でき、イオン交換膜の変形・破損が
起きないという利点もある。更に、織り網を使用してい
るため除去液の流れる空間が小さい割にはイオン交換膜
と除去液の接触効率をあげることが可能である。製造上
の問題としては、陽イオン交換膜とスペーサで形成され
る３つの空間（具体的には長溝2a、4a、6a）全てに充填
する必要がなく、１つの空間（具体的には長溝4a）にの
み充填するため製造が容易となる。また、被測定液の流
れる空間（具体的には長溝4a）に充填される充填物が、
ポリマービーズ、ガラス球若しくは金属球であっても同
様の効果が現れて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は導電率バックグランド除去の原理を詳しく示す
概念図、第２図は本発明実施例の分解構成斜視図、第３
図は本発明実施例の使用例構成説明図である。 1,7……基板、２〜６……シート、 2a,4a,6a……溝、9a,9d……槽、 10a,10b……ポンプ、11……切り換え弁、 12……分離カラム、13……サプレッサ、 14……検出器、15……恒温槽

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定液中の陰イオンを分析する陰イオン
   分析装置に装着され第１乃至第５のシートを積層してそ
   の上下を第１及び第２の基板で狭着し、前記第２及び第
   ４のシートに挟まれた第３シートの間隙流路に移動相を
   流すと共に前記第２及び第４シートの外側に形成される
   第１及び第５シートの間隙流路に除去液を流すことによ
   り被測定液の導電率バックグランドを減少させるバック
   グランド除去装置において、前記第１及び第５のシート
   は周囲をゴム状物質でシールされ中央部に長溝を有する
   織り網でなり、前記第２及び第４のシートは陽イオン交
   換膜でなり、前記第３のシートは球状物質が充填された
   長溝を有するシートでなることを特徴とするバックグラ
   ンド除去装置。
2. 【請求項２】前記第３シートに充填されるものが陽イオ
   ン交換樹脂、ポリマービーズ、ガラス球、金属球でなる
   前記特許請求範囲第（１）項のバックグランド除去装
   置。