JP2931994B2 - 熱分析装置 - Google Patents

熱分析装置

Info

Publication number
JP2931994B2
JP2931994B2 JP19579590A JP19579590A JP2931994B2 JP 2931994 B2 JP2931994 B2 JP 2931994B2 JP 19579590 A JP19579590 A JP 19579590A JP 19579590 A JP19579590 A JP 19579590A JP 2931994 B2 JP2931994 B2 JP 2931994B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
thermal analyzer
heating chamber
analyzer according
thermal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP19579590A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0481645A (ja
Inventor
豊彦 武田
裕介 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shionogi and Co Ltd
Original Assignee
Shionogi and Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shionogi and Co Ltd filed Critical Shionogi and Co Ltd
Priority to JP19579590A priority Critical patent/JP2931994B2/ja
Publication of JPH0481645A publication Critical patent/JPH0481645A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2931994B2 publication Critical patent/JP2931994B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、熱分析装置に関し、とりわけ示差熱分析
(DTA)あるいは示差走査熱量分析(DSC)を高湿条件の
下で行なうことの可能な水蒸気導入型の熱分析装置に係
る。これは、試料の一定昇温速度の加熱条件の下での熱
的変化、つまり結晶水の脱着、融解、熱分解、酸化など
に対する水蒸気の影響を検知するものである。
[従来の技術] 多くの工業生産物、なかでも有機化合物について、常
温からその有機化合物の分解点付近にかけての水蒸気存
在下における熱的変化を知ることは必要である。これ
は、医薬製剤または医学原料に関して重要であり、とり
わけその安定性予測、また製剤に配合される添加剤に起
因する変化の予測のための有力な手段である。(たとえ
ば鈴木裕介、武田豊彦、坂元照男:日本薬剤学会第2年
会、1986年、I−3、要旨集p.21〜22) 高温度の水蒸気存在下における熱的変化を検知するに
は、試料加熱室内に加湿手段として、たとえば外部から
の連続的給水を可能とする導水管の注水開口端を配置
し、示差熱分析によって計測しようとする目的のピーク
が現れる温度より低い温度で、その注水管より直接的に
加熱部に注入し、水蒸気100%の雰囲気下で分析を行な
う前注入法示差熱分析法があり、特開昭63−124951号公
報で提案されている。
[発明が解決しようとする課題] 上記公報の記載によれば、試料加熱室の底部をシリカ
系の耐火レンガ製、その側壁を該耐火レンガとほぼ等し
い熱膨張係数を有する石英ガラス製の内筒とし、両者間
を相対的に昇降自在なようにした使用装置の構成が採用
されている。注水管は、この耐火レンガ製の底部を貫い
て加熱室に入り熱電対の付近で、上向きに開口するよう
に配置されている。これは主として接触分解用の超安定
ゼオライトといった高耐熱性の物質を対象とし、その熱
的性質を解析しようとしており、1200℃を越える程の加
熱を条件としており、結露の生じる場所をこのような高
温に保つ場合に限って利用できる方法である。
また石英ガラス製の内筒の上部をフレァー状に減径し
て水蒸気流出口とし、該流出口には上方からステンレス
鋼製のピンを挿入してその容積を小さくすれば、この場
所にて結露したとしてもその液滴が加熱室に流入しない
ようにさせ得るとも開示している。これは恐らく、該流
出口付近における水蒸気の流速を極めて大きくするか該
流出口およびピンを高い温度に維持するか、この両方の
手段で達成されたものと推察される。
しかしながら、本発明は高くとも200℃付近で熱分解
してしまうような医薬製剤や医薬原料を主な対象として
おり、開示されたような方法を適用することは不可能で
あることはいつまでもない。したがって加熱室のその他
の結露し易い部分を加熱することも試みられたが、部分
的な加熱は必ず別の結露し易い部分を生じることとなり
新たな問題点を発生させるばかりであった。
この結露は熱電対の不意かつ急激な冷却によるノイズ
の発生を招き、記録チャートが読み難く解析困難になる
という実用上の支障を生じるものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、従来技術の上述の欠点を克服するために提
案されたものであって、試料加熱室内に加湿手段を、該
加熱室と該加熱室を包囲するベルジャーとの間に形成さ
れた環円筒状空間内に吸湿手段を、それぞれ配置したこ
とを特徴とする熱分析装置をその要旨とする。
ここで、該加湿手段としては、通常外部からの連続的
給水を可能とする導水管の注水開口端と該開口端を包囲
する保水機能を有する手段であり、たとえば水滴受皿お
よび該受皿に配置された多孔質物体との組合わせよりな
る手段であることが好ましい。該多孔質物体として一般
的なものは、スポンジ状焼結金属の塊であるが、ある程
度の保水性を有し、含んだ水を放出するものであれば、
焼結金属に限定する必要はなく、広い範囲のものが使用
できる。また該水滴受皿の表面自体を多孔質状態に加工
して用いてもよい。
一方、該吸湿手段は、上記環円筒状空間内で有効に吸
湿機能を果たすものであれば任意のものでよく、塩化カ
ルシウムあるいはシリカゲルなどの無機吸湿物質も使用
できるが、比較的に長時間連続して吸湿機能を発揮し得
るものとして吸水性高分子物質が好んで使用される。
該吸水性高分子物質は、吸水性樹脂または繊維であ
り、この両者間の差異は、殆ど連続的な形態上の差異に
過ぎず実質的に同一である。その一例は、たとえば花王
株式会社より市販されている「ポイズSA−20(商品
名)」である。
こうしたもののもう一つの利点は、取り付ける際の形
態上の利点、つまり柔軟性で、加熱室のヒーターの影響
を直接的に受けないよう該ベルジャー内面の少なくとも
上部を覆うように設けることができる点である。
これらの吸水性樹脂または繊維は、通常シート状の形
態で供給される。本発明の場合、特に高度の耐熱性を要
求するものでないので、任意の手段で該ベルジャーの内
面を覆うことができる。なかでも殊に手軽な手段は、た
とえば両面粘着テープによる貼り付けであり、この手段
によれば、吸湿手段を必要に応じて容易に交換でき、常
に吸水性の高いものを使用することができる。また、こ
れは120〜140℃で5時間程加温することにより吸水性を
回復再生できるので通常50回程度の反復使用に耐える。
[作用] このように構成した熱分析装置は試料加熱室内に注水
して、これを加湿状態に維持し、同時に注水の結果たと
えばベルジャーの内面に生じる結露を防止し、ノイズの
発生を抑制し、それにより記録チャートを読み易く解析
容易にする作用を有する。
[実施例] 第1図は本発明を実施した熱分析装置10の一例を示す
要部を切り開いた側面の略図である。ここで、試料加熱
室20は、2重のアルミニウム薄板よりなる側壁22、同様
な構造で中心に貫通孔26を有する頂壁24および比較的厚
いアルミニウム板の底板28で熱的な遮蔽機能を果たし得
るように構成され、この中に、加熱炉の環円筒状ヒータ
ー30、試料台32、導水管40の注水開口端42およびスポン
ジ状焼結金属の塊46が置かれた水滴受け皿44が配置され
ている。試料台32は、その上にアルミニウム製のサンプ
ルセル34およびリファレンスセル36を載置し得るものと
され、その直下に熱電対38が組み込まれている。これら
の両セル34および36と熱電対38との間は伝熱的な接触が
保たれ、これにより素早い熱的レスポンスを可能として
いる。
導水管40は直径0.2mmのステンレスパイプで底板28
を、さらに装置全体10の底板を貫通して外部に導かれ、
可撓管50と接続され、チューブしごき形ポンプ52を介し
て、蒸留水タンク54と結ばれている。
試料加熱室20を包囲する環円筒状空間14を形成するベ
ルジャー12は、その頂部中心に排気ダクト16に接続され
た貫通孔18を有し、その内面のほぼ全部が吸水性樹脂
(たとえば「ポイズSA−20(商品名)」)のシート56で
覆われている。
シート56は張り付けただけで、容易にベルジャー12の
内壁面に取り付けることができる。高吸水性樹脂は比較
的に長時間連続して吸湿機能を発揮し得るものとして例
示されたものであるが、塩化カルシウムあるいはシリカ
ゲルなどの無機吸湿物質を使用する場合には、これらを
透湿性を有する布等の「さしこ」状の袋に収容し同様に
張り付ければよい。
[実験例] 以下本発明による装置の一例を使用し、この効果を裏
付けるために行なつた熱分析実験を説明する。
(1)装置 (株)島津製作所製DT−20Bに第1図に示すように吸
水性樹脂シート56を張り付け、導水管40を水滴受け皿44
を貫通してその注水開口端42が突出するように設け、さ
らにスポンジ状焼結金属の塊46を配置して改良した。
(2)空気導入 室温、常湿度の空気を、200ml/分の流速で装置の試料
室に導入した。
(3)注水とその条件 試料5mgに対し水0.5ml/分の流速でチューブしごき型
ポンプ50を用いて注水した。
(4)試料の調製 試料は供試薬剤と添加物とを1:1の比率で秤量し、メ
ノウ乳鉢で混合して作成した。但し、添加物のうち結合
剤、界面活性剤およびフイルムコーティング剤用可塑剤
を使用する場合は、比率を1:0.2とした。
実験1 (1)供試薬剤: 薬物A(ベンズイミダゾール系化合物) (2)添加物(混合比率): 乾燥水酸化アルミニウムゲル(1)およびHPMCP−55
(1) (3)DTAパターン: 第2図A(空気導入条件) 第2図B(注水条件、本発明未実施)および 第2図C(注水条件、本発明実施) 第2図を解析することにより次のことが判明した。す
なわち、 供試薬剤は、本来128℃付近に融解によるシャープな
吸熱ピーク、133℃付近に熱分解によるシャープな発熱
ピークを有するものである。
これらのピークは、通常の空気導入条件下(第2図
A)では、乾燥水酸化アルミニウムゲルを添加すること
により高温度側に約8℃、またHPMCP−55を添加するこ
とにより低温度側に約11℃シフトした。
一方、本発明を実施した第2図Cの注水条件下の測定
では、供試薬剤単独の場合の発熱ピーク温度は通常の空
気導入条件下に比べて約13℃低温度側にシフトし、乾燥
水酸化アルミニウムゲルを添加することにより高温度側
に約20℃、またHPMCP−55を添加することにより低温度
側に約57℃シフトし、これらの添加物による影響が著し
く拡大された。
これらの事実は、 1)供試薬剤自身が加湿条件に対して不安定であるこ
と、 2)乾燥水酸化アルミニウムゲルが、加温および加温・
加湿の何れの条件下でも、供試薬剤の安定化に寄与する
添加物であること、 および 3)逆にHPMCP−55が、供試薬剤に対して、分解促進的
に作用する添加物であり、かつ加湿条件下でこの影響が
著しいこと、 を裏付けるものである。
但し、本発明未実施の注水条件(第2図B)の場合で
は、昇温温度が100℃を越えると試料および熱電対に対
する突沸、結露、液滴落下などの影響による著しいノイ
ズが発生し、これ以上の測定は不可能となった。また、
100℃以下の場合でも、第2図Cを第2図Bと比較して
判るように本発明を実施することで、加湿条件でのDTA
パターンの読み易さ、解析し易さが飛躍的に向上するこ
とが判明した。
実験2 (1)供試薬剤: 薬物A(ベンズイミダゾール系化合物……実験1と同
じ) (2)添加物:賦形剤、結合剤、滑沢剤、界面活性剤お
よびコーティング基剤など60種 (3)DTAパターンの一部:第2図AおよびC (4)解析結果:第3図および第4図 空気導入条件および注水条件下でのDTA測定と並行し
て、対照のための一般に慣用されている加速経時試験
(45℃1カ月加温、および40℃−75%RH1カ月加温・加
湿条件)を行なった。
第2図AおよびC作成の手法で作成した多数のDTAパ
ターンから、供試薬剤単独の場合の熱分解に基づく発熱
ピークのピーク温度と、添加物を添加した場合の発熱ピ
ークのピーク温度とを読み取り、両者の差を発熱ピーク
温度シフト値(ΔTP d)とした。
次いで、得られた多数のΔTP dと、加温、および加温
・加湿条件経時1カ月後の供試薬剤の含量残存率とを、
それぞれ横軸、縦軸にプロットして、第3図および第4
図に示す結果を得た。
これらから明らかなように、ΔTP dがマイナス方向に
増加するほど供試薬剤の含量低下傾向は増大し、逆にΔ
TP dがプラス方向に増加すれば供試薬剤の含量低下はほ
とんど認められなかった。
しかし、第3図に示すように通常の空気導入条件下で
のDTAの測定結果に基づくΔTP dは、加温経時試験による
供試薬剤の含量変化との相関は良好であるものの、加温
・加湿経時試験による供試薬剤の急激な含量変化には対
応しきれないことが判明した。
一方、第4図に示す本発明を実施した注水条件下での
DTAの測定結果に基づくΔTP dは、加温・加湿経時試験に
よる供試薬剤の含量変化に充分に対応し、両者が滑らか
な相関性を示すことが判明した。
上記の事実は、通常の空気導入条件下でのDTAまたはD
SC測定では不可能であった加温・加湿条件下での薬剤の
安定性の予測が本発明を実施し、注水条件下で測定する
ことにより可能となることを裏付けるものがある。
実験3 (1)供試薬剤:薬物B(ピペラジノン系化合物) (2)添加物(混合比率):結晶セルロース(1) (3)DTAパターン:第5図 供試薬剤は、本来123℃付近に融解による吸熱ピーク
を有する。添加物との混合試料を通常の空気導入条件下
で測定した場合、吸熱ピークの直後に、両者の反応に基
づく発熱が認められた。注水条件下で測定した場合、供
試薬剤の融解開始温度およびピーク温度が低温度側にシ
フトし、空気導入条件では検出できなかった反応ピーク
も低温度側で検出された。
第5図での曲線C(本発明未実施)と同D(本発明実
施)とを対照してみると、後者がより読み易く解析し易
い情報を提供していることが判る。
実験4 (1)供試薬剤:セファレキシン(CEX) セファクロル(CCL) (2)添加物(混合比率):粉糖(1) (3)DTAパターン:第6図および第7図 供試薬剤CEXは、本来191℃に、CCLは本来206℃に、そ
れぞれ熱分解による発熱ピークを有するものである。添
加物との混合試料を通常の空気導入条件で測定した場
合、CEX、CCLは、そのいずれもが粉糖の融解分解による
吸熱ピークの後に出現する供試薬剤の発熱ピークの発熱
開始温度および発熱ピーク温度のシフトは認られなかつ
た(第6図および第7図の曲線B)。
一方、本発明を実施した注水条件で測定したDTAパタ
ーン(第6図および第7図の曲線D)は、CEXの発熱開
示温度が約4℃、発熱ピーク温度が約2℃、低温度側に
シフトすることを示し、また、CCLの発熱開始温度が約3
0℃、発熱ピーク温度が約5℃、低温度側にシフトする
ことを示している。
上記の事実は、 1)CEX、CCLは、粉糖を配合された場合、加温経時試験
では安定であるが、加温・加湿経時条件下で不安定とな
ること、 および 2)加温・加湿経時条件下での供試薬剤の安定性はCEX
に比べCCLがやや劣ること、 を裏付けるものである。
第6図または第7図の曲線C(本発明未実施)を、そ
れぞれ対応する曲線D(本発明実施)と対照してみる
と、前者はほとんど解析不能であるのに対し、後者は解
析しやすい情報を提供していることが判つた。
以上の諸実験の結果から、DTAと経時試験結果との間
に強い相関があること、特に注水条件下での測定により
加温・加湿経時試験結果とも強い相関関係が得られるこ
とが確認された。このことから、本発明は配合変化を含
む経時試験結果を予測し、迅速に各種の製剤設計に適正
な指針を与えるために有力な手段となることが判明し
た。
[効果] 本発明を実施することにより、試料の加湿状態の熱変
化を測定する際、その加湿状態維持のため必須の注水の
結果を生じる結露を防止する熱分析装置を提供する事が
できる。該熱分析装置はノイズが少なく、極めて読み易
い記録チャート、つまり熱分析パターンを提供し得ると
いう工業的効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施した熱分析装置の一例を示す要部
を切り開いた側面の略図であり、第2図〜第7図はそれ
ぞれ本発明装置の効果を多面的に裏付ける線図である。 10:熱分析装置、12:ベルジャー 14:環円筒状空間、16:排気ダクト 18:貫通孔 20:試料加熱室、22:側壁、24:頂壁 26:貫通孔、28:底板 30:環円筒状ヒーター、32:試料台 34:サンプルセル、36:リファレンスセル 38:熱電対 40:導水管、42:注水開口端 44:水滴受け皿、46:焼結金属の塊 50:可撓管、52:ポンプ、54:水タンク

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試料加熱室内に加湿手段を、該加熱室と該
    加熱室を包囲するベルジャーとの間に形成された環円筒
    状空間内に吸湿手段を、それぞれ配置したことを特徴と
    する熱分析装置。
  2. 【請求項2】該加湿手段が、外部の給水手段と連結され
    た導水管の注水開口端と該開口端を包囲する保水機能を
    有する手段との組合わせである請求項(1)記載の熱分
    析装置。
  3. 【請求項3】該保水機能を有する手段が、水滴受皿と該
    受皿に配置された多孔質物体との組合わせである請求項
    (2)記載の熱分析装置。
  4. 【請求項4】該多孔質物体が、焼結金属塊である請求項
    (3)記載の熱分析装置。
  5. 【請求項5】該吸湿手段が、該ベルジャー内面の少なく
    とも上部を覆うように設けられた吸水性高分子物質であ
    る請求項(1)記載の熱分析装置。
  6. 【請求項6】該吸水性高分子物質が、吸水性の樹脂また
    は繊維である請求項(5)記載の熱分析装置。
JP19579590A 1990-07-24 1990-07-24 熱分析装置 Expired - Fee Related JP2931994B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19579590A JP2931994B2 (ja) 1990-07-24 1990-07-24 熱分析装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19579590A JP2931994B2 (ja) 1990-07-24 1990-07-24 熱分析装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0481645A JPH0481645A (ja) 1992-03-16
JP2931994B2 true JP2931994B2 (ja) 1999-08-09

Family

ID=16347102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19579590A Expired - Fee Related JP2931994B2 (ja) 1990-07-24 1990-07-24 熱分析装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2931994B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180129626A (ko) * 2017-05-26 2018-12-05 가부시키가이샤 리가쿠 열 분석 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5573289B2 (ja) * 2010-03-29 2014-08-20 住友大阪セメント株式会社 セメント組成物中の石膏分別定量方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180129626A (ko) * 2017-05-26 2018-12-05 가부시키가이샤 리가쿠 열 분석 장치
KR102328943B1 (ko) 2017-05-26 2021-11-22 가부시키가이샤 리가쿠 열 분석 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0481645A (ja) 1992-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gutmann et al. Sintered Silicon Carbide: A New Ceramic Vessel Material for Microwave Chemistry in Single‐Mode Reactors
Tognotti et al. Measurement of ignition temperature of coal particles using a thermogravimetric technique
WO2019109381A1 (zh) 一种快速升温宽量程热重分析仪
JP2931994B2 (ja) 熱分析装置
CN104849167A (zh) 用于片烟或烟丝生物质水分等温吸附脱附的检测装置
JP2005517919A (ja) 熱力学的パラメータを決定するために、極少量の液体の蒸発動態及び/又は凝結動態を測定すると同時に熱量を測定するための装置
US4407963A (en) Method for determining the concentration of an absorbable component in a gaseous mixture
NITTA et al. On the Phase Transition in Pentaerythritol (II)
US3373598A (en) Thermal gravimetric analyzer
US3864088A (en) Apparatus for determining the content of organic substances in water
JPH0365231A (ja) ガス/蒸気混合物を製造するための方法及び装置
JPS59208447A (ja) 通気培養槽中の熱伝導度測定セル中のゼロ点調整方法
JP2003014674A (ja) 熱量計設置雰囲気の制御方法
CN108507900A (zh) 一种热分析仪及其控制方法
CN103148892B (zh) 一种常压下型煤炭化过程质量体积测量装置
JPH0137460B2 (ja)
CN111122639B (zh) 相变复合材料高低温循环测试系统
CN209624449U (zh) 一种绝热型量热仪
JP7163901B2 (ja) 質量測定装置および質量測定方法
JP2011043374A (ja) 試料の熱安定性評価方法
US5366901A (en) Apparatus for analyzing carbon products
JP3194728B2 (ja) 重量変化測定用器具およびそれを用いた重量変化測定装置
Slabaugh Heats of Immersion of Some Clay Systems in Aqueous Media.
Roberts The design of an automatic system for the gravimetric measurement of water sorption
CN108562380A (zh) 一种粉体发热剂发热功率测试方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees