JP2003240696A - 吸着材の吸着量測定装置及び吸着材の吸着量測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温状態において、正確に吸着材の吸着量を
測定する装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 吸着材１１を収納するためのサンプル収
納部１と磁石２とを連結部材３を介して連結し、このサ
ンプル収納部１及び磁石２を第１恒温槽５内に配し、こ
の第１恒温槽５の上方に磁気浮遊天秤６を設け、この磁
気浮遊天秤６の電磁石７と上記磁石２とを磁力で引き合
わせることによって、上記サンプル収納部１を上記第１
恒温槽５内で中空に吊り下げ、上記第１恒温槽５の内部
へ上記吸着材１１に吸着させる吸着物質を供給するため
の、供給物質の供給量の調整可能な供給部８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、吸着材の吸着量
測定装置及び測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ゼオラ
イトや活性炭等の吸着材の吸着量は、吸着の前後の質量
変化を測定することによって行われる。しかしながら、
これらの測定は、常温付近では可能であるが、高温状態
では、質量変化を測定するための天秤をその温度雰囲気
下に置く必要があるため、天秤の精度が低下し、正確な
吸着量を測定できなくなる場合が多い。

【０００３】そこでこの発明は、高温状態において、正
確に吸着材の吸着量を測定する装置を提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、吸着材を収
納するためのサンプル収納部と磁石とを連結部材を介し
て連結し、このサンプル収納部及び磁石を第１恒温槽内
に配し、この第１恒温槽の上方に磁気浮遊天秤を設け、
この磁気浮遊天秤の電磁石と上記磁石とを磁力で引き合
わせることによって、上記サンプル収納部を上記第１恒
温槽内で中空に吊り下げ、上記第１恒温槽の内部へ上記
吸着材に吸着させる吸着物質を供給するための、供給物
質の供給量の調整可能な供給部を設けることにより、上
記課題を解決したのである。また、連結部材に、測定中
にゼロ点を調整するための分離部材を設けてもよい。

【０００５】天秤として磁気浮遊天秤を用いるので、秤
量対象物が磁気浮遊天秤に接触しない状態で秤量するこ
とができる。このため、秤量対象物を第１恒温槽中の高
温状態におき、磁気浮遊天秤を常温状態におくことがで
き、高温状態における秤量対象物の変化、すなわち、吸
着材への吸着量を測定することができる。また、分離部
材を設けた場合は、測定中にゼロ点調整を行うことが可
能となる。このため、温度の圧力の変化や長時間の測定
による天秤のドリフトを補正することができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下において、この発明について
詳細に説明する。この発明にかかる吸着材の吸着量測定
装置は、図１に示すように、サンプル収納部１及び磁石
２を連結部材３で連結した秤量対象物４、この秤量対象
物４を内部に配した第１恒温槽５、及びこの第１恒温槽
５の上方に設けられた磁気浮遊天秤６から構成される。

【０００７】上記サンプル収納部１は、吸着材１１を収
納するためのものであり、外部の吸着材１１によって吸
着される吸着物質や熱の移動が自在のものである。この
ようなサンプル収納部１の形状としては、上面が開放さ
れたバスケット状等があげられる。

【０００８】また、上記吸着材１１は、吸着量を測定す
るための対象物であり、ゼオライト、活性炭等の任意の
吸着材があげられる。さらに、上記吸着物質は、上記吸
着材１１に吸着される物質であり、吸着される条件にお
いてガス状となるものである。例えば、水蒸気等があげ
られる。

【０００９】さらにまた、第１恒温槽５は、外部の熱の
出入りを遮断するものである。また、これは、後述する
ように、減圧状態で使用されるので、減圧状態で耐えら
れるものである。

【００１０】上記磁石２は、上記磁気浮遊天秤６の電磁
石７と引き合うものである。上記秤量対象物４は、ある
程度の質量を有するため、電磁石７と磁石２との間にあ
る程度の空間を生じさせることができる。この磁石２と
しては、必ずしも電磁石である必要はなく、永久磁石で
十分である。これは、磁気浮遊天秤６側の磁石として電
磁石７を用いるので、磁気の調整は、こちらの電磁石で
可能となるからである。

【００１１】上記連結部材３は、サンプル収納部１と磁
石２とを連結できるのものであれば、糸状のもの、綱状
のもの等、特に限定されるものではない。

【００１２】上記分離部材１２としては、測定中にゼロ
点を調整できるものが好ましい。このような分離部材１
２としては、図１に示すような、磁石２側の連結部材３
に接続された吊り上げ部材１３及びサンプル収納部１側
の連結部材３に接続された受け部材１４から構成された
ものがあげられる。この吊り上げ部材１３は、上方に開
放した開孔部を有する受け部材１４の内部に収納されて
おり、上記開孔部から外部に出ることのできない大きさ
を有する。

【００１３】このため、図１に示すように、電磁石７と
磁石２とを引き合わせ、サンプル収納部１が中空に吊り
下げられると、吊り下げ部材１３が受け部材１４を支持
する。そして、ゼロ点を調整する場合、電磁石７の磁力
を調整、具体的には弱めて、秤量対象物４を降下させ
る。そして、受け部材１４が第１恒温槽５内部に設けら
れたストッパー１５と接触すると、受け部材１４がそれ
以上下降するのが防止される。このとき、吊り下げ部材
１３はそのまま下降するので、吊り下げ部材１３と受け
部材１４とが分離する。このとき、磁石２、連結部材３
及び吊り下げ部材１３の質量を秤量することができる。
最初に、これらを吊り下げた状態をゼロ点として設定し
ておくと、この状態でゼロ点を調整することが可能とな
る。そして、再び電磁石７の磁力を元に戻すことにより
秤量対象物４を上昇させ、元の状態に戻すことができ
る。

【００１４】この操作により、温度の圧力の変化や長時
間の測定によって生じやすい天秤のドリフトを補正する
ことができる。また、このゼロ点調整は、任意のときに
繰り返し行うことができる。

【００１５】上記ストッパー１５の位置は、受け部材１
４がストッパー１５と接触した際に、サンプル収納部１
が第１恒温槽５の底部に接触しなければ特に限定されな
い。

【００１６】上記第１恒温槽５は、上記秤量対象物４を
配したものであり、一定温度に保温が可能である。この
ため、サンプル収納部１内に収納される吸着材１１の温
度を目的の温度、必要な場合は、５０℃以上の高温度に
保持することができる。上記第１恒温槽５、特に上壁の
材質は、磁石を引きつける性質を有さない材質が好まし
い。これは、電磁石７及び磁石２の引き合いを妨害する
のを防止し、磁気浮遊天秤６での秤量を正確にするため
である。

【００１７】上記磁気浮遊天秤６とは、電磁石７を有
し、この電磁石７に磁石をつけた秤量対象物を吊り下げ
ることによって秤量する天秤である。このとき、秤量対
象物がある程度以上の質量を有すると、上記電磁石７と
上記磁石とは引き合うものの両者間に隙間を生じさせる
ことができる。このため、互いに接触せずにその質量を
測定することが可能となる。

【００１８】このため、図１に示すように、磁気浮遊天
秤６を第１恒温槽５の外部に配置しても、第１恒温槽５
内部の秤量対象物４の質量を測定することが可能とな
る。

【００１９】また、磁気浮遊天秤６に電磁石７を用いる
ので、秤量対象物４の重さによって電磁石７の磁力を調
整することができる。このため、電磁石７と磁石２との
距離をある程度一定の範囲内に保持することができる。

【００２０】上記第１恒温槽５には、上記吸着材１１の
吸着物質を供給する供給部８が連結される。この供給部
８は、吸着物質収供給部２１、この吸着物質収供給部２
１と第１恒温槽５とを連結する連結管２３、及びこの連
結管２３から枝分かれさせた分枝管に設けられた減圧装
置２２、この連結管２３に設けられた第１開閉装置２６
ａ、第２開閉装置２６ｂ、第３開閉装置２６ｃから構成
される。また、この供給部８のほとんど、特に、上記吸
着物質収供給部２１及び連結管２３の大半は、第２恒温
槽２４内部に配される。この第２恒温槽２４により、吸
着物質の連結管２３への凝縮を防ぎ、第１恒温槽５内に
供給される吸着物質の温度を所定温度に保持することが
できる。

【００２１】なお、第１恒温槽５を減圧状態から常圧状
態に戻すため、外部開閉装置２７を介した開放端２８を
有する分枝管が上記連結管２３から分枝されて設けられ
る。

【００２２】上記減圧装置２２による減圧は、第１恒温
槽５、連結管２３等の内部の減圧、吸着物質が凝縮液体
の場合には脱泡及び気化のために行われる。また、減圧
下で、吸着材１１からの吸着物質の脱離挙動の測定する
ことが可能となる。また、上記の第１開閉装置２６ａ、
第２開閉装置２６ｂ、第３開閉装置２６ｃ、外部開閉装
置２７としては、弁等、公知のものを用いることができ
る。

【００２３】次に、図１に示す装置を用いて吸着材の吸
着量測定法について説明する。まず、サンプル収納部１
内に測定対象の吸着材１１を収納し、第１恒温槽５内に
配する。そして、磁石２を第１恒温槽５の外部の上方に
配された磁気浮遊天秤６の電磁石７と引き合わせる。す
ると、秤量対象物４は、磁石２を上に、かつサンプル収
納部１を下に、第１恒温槽５内に中空に吊り下げられ
る。

【００２４】そして、必要に応じて、前処理として、第
１恒温槽５内部を高温にし、第３開閉装置２６ｃ及び外
部開閉装置２７を閉塞すると共に、第１開閉装置２６ａ
及び第２開閉装置２６ｂを開放して減圧装置２２で減圧
状態にする。これにより吸着材１１表面の付着物質を除
去することができる。

【００２５】次いで、第１恒温槽５及び第２恒温槽２４
を所定温度にセットする。この温度は、５０℃以上の高
温でもセットすることが可能なので、高温での水蒸気の
吸着、脱離挙動の測定が可能となる。

【００２６】そして、第３開閉装置２６ｃ及び外部開閉
装置２７を閉塞すると共に、第１開閉装置２６ａ及び第
２開閉装置２６ｂを開放し、減圧装置２２によって第１
恒温槽５内部を減圧にする。

【００２７】次に、第１開閉装置２６ａ及び第２開閉装
置２６ｂを閉塞し、第３開閉装置２６ｃを開放する。す
ると、吸着物質収供給部２１から、第１開閉装置２６
ａ、第２開閉装置２６ｂ及び外部開閉装置２７によって
閉塞された連結管２３の部分に、吸着物質が供給され
る。このとき、吸着物質は、ガス化状態にある。そし
て、第３開閉装置２６ｃを閉塞する。このとき、閉塞さ
れた上記の連結管２３の部分は、吸着物質によって加圧
されるので、その圧力を圧力計２５によって測定する。
このため、圧力計２５は、第１開閉装置２６ａと第３開
閉装置２６ｃの間に設けられるのが好ましい。

【００２８】次いで、第１開閉装置２６ａを開放する。
すると、閉塞された上記の連結管２３の部分の吸着物質
が、第１恒温槽５内部まで拡散する。そして、磁気浮遊
天秤６が示す質量値、及び圧力計２５が示す圧力値の変
化がなくなった時点を平衡値とし、その際の圧力、及び
吸着量（導入前の重量と平衡時の重量の差）を測定す
る。そして、第１開閉装置２６ａを閉塞して第３開閉装
置２６ｃを開放し、上記の方法を繰り返す。これによ
り、段階的に圧力を上昇させながら吸着量を測定するこ
とができ、いろいろな平衡圧における吸着量を測定する
ことができる。

【００２９】この測定において、各段階の吸着量が少な
い場合、図１に示すように、連結管２３から分枝させた
分枝管に吸着物質収供給量を調整するための容器２９を
接続すればよい。このようにすると、上記測定法におい
て、第１開閉装置２６ａ、第２開閉装置２６ｂ及び外部
開閉装置２７によって閉塞された連結管２３の部分に供
給される吸着物質の量を増加させることができる。これ
により、第１恒温槽５に送られる吸着物質の量を増加さ
せることができ、吸着材１１に吸着させる吸着物質量を
増加させることができる。

【００３０】また、第１開閉装置２６ａ、第２開閉装置
２６ｂ、第３開閉装置２６ｃ及び外部開閉装置２７によ
って閉塞された連結管２３の部分に供給される吸着物質
の量が多く、第一恒温槽５への吸着物質の導入を段階的
に行っていきたい場合は、第３開閉装置２６ｃを一度に
開放するのではなく、第３開閉装置２６ｃとしてニード
ルバルブ等を用いて、少量ずつ導入し、目的圧力となっ
た時点で第３開閉装置２６ｃの部分を閉塞するようにし
てもよい。このようにすると、供給される吸着物質の量
が多すぎるときでも、段階的な吸着物質の吸着測定が可
能となる。

【００３１】上記第３開閉装置２６ｃの部分を閉塞する
方法としては、手動制御の場合は、直接、第３開閉装置
２６ｃを閉塞する方法があげられる。また、自動制御の
場合は、第３開閉装置２６ｃの前又は後に電磁弁を設
け、この電磁弁により閉塞する方法があげられる。

【００３２】

【発明の効果】この発明によると、天秤として磁気浮遊
天秤を用いるので、秤量対象物が磁気浮遊天秤に接触し
ない状態で秤量することができる。このため、秤量対象
物を第１恒温槽中の高温状態におき、磁気浮遊天秤を常
温状態におくことができ、高温状態における秤量対象物
の変化、すなわち、吸着材への吸着量を測定することが
できる。

【００３３】また、分離部材を設けた場合は、測定中に
ゼロ点調整を行うことが可能となる。このため、温度の
圧力の変化や長時間の測定による天秤のドリフトを補正
することができる。

【００３４】さらに、いろいろな平衡圧における吸着量
を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる吸着量測定装置の例を示す模
式図

【符号の説明】

１ サンプル収納部 ２ 磁石 ３ 連結部材 ４ 秤量対象物 ５ 第１恒温槽 ６ 磁気浮遊天秤 ７ 電磁石 ８ 供給部 １１ 吸着材 １２ 分離部材 １３ 吊り下げ部材 １４ 受け部材 １５ ストッパー ２１ 吸着物質収供給部 ２２ 減圧装置 ２３ 連結管 ２４ 第２恒温槽 ２５ 圧力計 ２６ａ 第１開閉装置 ２６ｂ 第２開閉装置 ２６ｃ 第３開閉装置 ２７ 外部開閉装置 ２８ 開放端 ２９ 容器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着材を収納するためのサンプル収納部
   と磁石とを連結部材を介して連結し、このサンプル収納
   部及び磁石を第１恒温槽内に配し、この第１恒温槽の上
   方に磁気浮遊天秤を設け、この磁気浮遊天秤の電磁石と
   上記磁石とを磁力で引き合わせることによって、上記サ
   ンプル収納部を上記第１恒温槽内で中空に吊り下げ、上
   記第１恒温槽の内部へ上記吸着材に吸着させる吸着物質
   を供給するための、供給物質の供給量の調整可能な供給
   部を設けた吸着材の吸着量測定装置。
2. 【請求項２】 上記供給部は、上記吸着物質を所定温度
   に保持するための第２恒温槽及び上記第１恒温槽内を減
   圧にするための減圧装置を有する請求項１に記載の吸着
   材の吸着量測定装置。
3. 【請求項３】 上記連結部材に、測定中にゼロ点を調整
   するための分離部材が設けられる請求項１又は２に記載
   の吸着材の吸着量測定装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の吸着
   量測定装置の上記サンプル収納部内に上記吸着材を収納
   して上記第１恒温槽内に中空に吊り下げ、 次いで、上記の第１恒温槽を所定温度にセットして第１
   恒温槽内部を減圧にし、上記吸着物質を上記第１恒温槽
   内に送って上記吸着材に吸着させ、上記吸着材の質量変
   化が停止した段階で、吸着材の質量変化を算出する吸着
   材の吸着量測定方法。