JPH02247541A - 遠心分離装置および分級方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は遠心分離装置および遠心分離装置を用いて行う
分級方法に関する。

（従来の技術） 固体粒状物あるいは粉末を粒子径によって分別すること
を分級というが、この分級は、精製などの工業的利用や
粒度を分析するなどの分析用に用いられる０分級方法と
してもっとも一般になされるのは、フルイ（メツシュ）
を用いる方法であるが、このフルイによる方法では１０
０μｍ程度以下の粒子を分級することは困難である。、
そのため、粒子を媒質内で分散させて分級するなどの方
法がとられる。

懸濁液中に含まれる粒子の粒子径などを分析する方法と
しては、沈降法、遠心法などがある。沈降法は試料を入
れた容器を一定時間静置し、媒質中では粒子径によって
粒子が沈降する速度が異なることから粒度分布を検出す
るのものであり、ピペット法、天びん法、比重計法、比
重天びん法、光透過法等がある。

遠心法は、重力では沈降しにくい試料を遠心力場で分級
させて測定するもので、光透過機と遠心機を組み合わせ
、濁度をみて分析する方法や、遠心させる容器内に入れ
る媒質にあらかじめ密度勾配をつけ、粒子が密度に応じ
て異なる密度の媒質に分離するようにする方法（密度勾
配遠心法）などがある。

試料に遠心をかけて分級させる遠心分離装置でよく用い
られている装置は、遠沈管がスイング自在に支持され、
遠心時に遠心力によって遠沈管が水平に回転するもので
ある。この装置は試料の懸濁液を２層に分離する際など
によく用いられる。

この他、遠心分離装置には種々のタイプの装置が提供さ
れている。

（発明が解決しようとする課題） 懸濁液中の粒子の粒子径を分析する方法には。

上述したように種々の方法があるが、通常の沈降法ある
いは遠心法の場合には、粒度分布を測定することあるい
は粒子を２つの粒度範囲に分離捕集することは可能であ
るが、粒子を粒子径に応じて分離捕集することはできず
、また遠心機と光透過機を組み合わせて粒度分布を測定
する場合には、装置が複雑にならざるを得ない。

また、密度勾配をつけて測定する場合には、粒子は粒子
径ではなく、その密度によって分離され、測定しようと
する試料に応じて適切な密度勾配の媒質を選択しなけれ
ばならなく、その条件を設定することが薙しい等の問題
点がある。

そこで１本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、遠心分前法を用いて粒子
が分級でき、粒度分布も容易に測定することができる遠
心分離装置および粒子の分級方法を提供しようとするも
のである。

（Ｗ題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。

すなわち、懸濁した試料液を遠沈管に入れて密封し、ま
ず、遠沈管の長手方向が水平になるよう遠心をかけて試
料液中の粒子を分級させ１次に。

遠沈管の長手方向が鉛直方向になるよう遠沈管を支持し
て遠心をかけ、遠沈管の内側壁面に粒子を沈降させるこ
とを特徴とする。また、遠沈管の内側壁面に捕集板を設
置し、この捕集板上に粒子を沈降させて捕集すると効果
的である。

また、遠沈管を保持する回転部と、回転部を回転駆動す
る駆動部を有する遠心分離装置において、前記回転部が
、遠沈管を水平方向にして遠心する水平遠心手段と、遠
沈管を鉛直方向に支持して遠心する鉛直遠心手段とを備
えたことを特徴とする。

（作用） 懸濁した試料液を入れた遠沈管を水平になるように遠心
させることにより、遠沈管の長手方向に粒子径に応じて
分級する０次いで、遠沈管の長手方向を鉛直に支持して
遠心することにより、遠沈管の内側壁面上に沈降させ、
粒子径に応じた分布で分離捕集する。捕集板を用いた場
合は捕集板上に分級された粒子が沈降して付着する。

（実施例） 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。

第２図に本実施例の遠心分離装置で用いる遠沈管の構成
を示す０図で１０は遠沈管であり、断面四角形状で上部
が開口する管体に形成される。１２は分級した粒子を捕
集する捕集板で、遠沈管１０の内側面形状に合わせた長
方形の板状体として形成される。捕集板１２は遠沈管１
０の一内側面に抜き差し自在にセットされる。第３図は
捕集板１２の斜視図で１図のように捕集板１２の表面上
には溝状の凹凸がつけられる。

第４図は前記遠沈管１０に捕集板１２をセットし、分級
しようとする試料を遠沈管１０に入れた状態を示す、試
料を入れる際は、まず、溶液１４を遠沈管１０に入れた
後、溶液１４の上部に分級する粒子を懸濁させた試料１
６をみれるようにする０分級する前に両液が混合しない
ように、試料の溶液の比重は溶液１４の比重よりも軽く
する。

試料の溶液を遠沈管１０に入れた後、キャップ１８によ
って遠沈管１０を密封する。溶液１４および試料１６は
遠沈管１０がいっばいになるように入れ、キャップ１８
で遠沈管１０を密封した際、遠沈管１０が両液で満たさ
れるようにする。

第１図は上述した方法によって用意した試料を遠心して
分離する方法を示す説明図である。遠心分離機は遠沈管
１０をセットする円板２０１円板２０の中心に固定され
円板２０と一体回転する回転軸２２、回転軸２２に連繋
して回転駆動するモータ等の駆動部２４等からなる。

遠沈管１０をセットする円板２０には、その外周側に遠
沈管１０を挿入してセットする有底のセル２６が等間隔
で設けられる。各セル２６は遠沈管１０とほぼ同程度の
深さを有する。第５図に円板２０の平面図を示す０図の
ように円板２０上ではセル２６の上部は四角形状に間口
し、各セル２６の上縁部は支持軸２８によって回動自在
に支持され、各セル２６は分級操作に応じて円板２０に
対してフリーに回動できる状態と、円板２０に対してロ
ックされる状態と任意に操作できるよう構成される。

第１図（ａ）は遠心分離機に分級しようとする試料を入
れた遠沈管１０をセットした状態を示す、ここで、遠沈
管１０をセットする際、前記捕集板１２は図のように円
板２０を回転する際、最外周側に位置するようにする。

遠沈管１０のセットが終了したら、セル２６を円板２０
に対してフリーになる状態すなわち、遠沈管１０がスイ
ングする状態で遠心させる。この状態で遠心させると第
１図中）に示すように遠沈管１０は遠心力によってほぼ
水平状態になって回転する。この遠心操作は通常の遠心
分離の操作であって、この遠心により遠沈管１０の長手
方向に試料の粒子径に応じた粒度分布が生じる。すなわ
ち、遠沈管１０の底に近い方にはより大きな粒子が分布
し、口に近い側には小さな粒子が分布するようになる。

第１図中）の状態で所定時間遠心させ、遠沈管１０内で
粒子の分級ができたところで、第１図（Ｃ）に示すよう
に遠沈管１０を鉛直に支持して遠心させる次の遠心操作
にはいる。

第１図中）から第１図（Ｃ）にうつる際には、いったん
、円板２０の回転を停止させてもよいし連続的に移行し
てもよい、セル２６をロックすることにより、セル２６
は常に鉛直位置に保持され、遠心時に円板２０が回転し
てもスイングせず、鉛直に向いたまま遠心される。第１
図（ｃ）の遠心を行うと、遠沈管１０内では壁面方向に
遠心分離されるが、第１図（ｂ）に示す遠心操作で遠沈
管１０の長手方向への分級がなされたことにより、第１
図（Ｃ）の遠心によって遠沈管１０の外周側にある捕集
板１２上には第１図中）で分級された粒子が沈降するこ
とになる。すなわち、捕集板１２上には試料中の粒子が
粒子径によって分級された分布状態で得られることにな
る。

第６図は、第１図（Ｃ）に示す遠心操作を行った後の遠
沈管１０の様子を説明的に示すもので、捕集板１２上に
は粒度に応じて粒子が沈降する。遠沈管１０の底付近の
捕集板１２上には大径の粒子が沈降し、遠沈管１０の上
部開口部付近には小径の粒子が沈降する。

遠心操作終了後、遠沈管１０から捕集板１２を取り出せ
ば、第７図に示すような粒度に応じて分級されたサンプ
ルが得られる。こうして、特定の粒度のサンプルを得る
ことができ、また、分級されたサンプルを解析すること
により、試料の粒度分布あるいは物質の特定等が行える
。捕集板１２に溝を設けているのは遠沈管１０から捕集
板１２を取り出す際に捕集板に付着した粒子が流動する
ことを防止するためである。

上述した分級方法は、遠沈管を水平状態にして遠心させ
た後、遠沈管を鉛直状態に支持して遠心することを特徴
とし、この２つの操作を続いて行うことにより、遠沈管
内にセットした捕集板上に粒度にしたがって分級された
サンプルを得ることができる。この分級方法は遠沈管を
支持する方向を９０″変えて遠心するもので、遠心法に
よって分級できるから分級に要する時間も短くて済み、
また、遠沈管にいれておく媒質も特別のものである必要
がなく、懸濁液を入れて遠心をかけるというきわめて単
純な操作によって分級させることができるという利点が
ある。また、試料が捕集板上に分級して得られるのでこ
の捕集板を溶液から取り出すことにより、分級された粒
子の回収、解析などの取り扱いもきわめて容易に行える
。

なお、捕集板１２は常に必要とするものではなく、場合
によっては捕集板なしで上記の遠心をかけ、遠沈管の内
側壁面上に粒子を沈降させて分析等の要に供するように
してもよい。

また、遠心分離装置は遠沈管を水平方向と鉛直方向に支
持して遠心をかけることができるものであればよく、上
記実施例のようにセル２６内に遠沈管１０を挿入してセ
ットし、セル２６をロックして遠沈管を保持するように
してもよいし、スイング状態から鉛直支持状態に移る際
、遠沈管を鉛直に支持するストッパ機構を適宜設けるよ
うにしてもよい。

また、遠沈管の形状もとくに限定されるものではなく、
上記例のような断面四角形状のものでもよいし、もちろ
ん、円筒状のものでもよい。

上述した分級方法および遠心分離装置において、もっと
も特徴的なことは、試料の粒度分布を単に測定するだけ
でなく、実際に試料中の粒状物を粒子径に応じて分別し
て得ることができる点にある。

この結果、ファインセラミックの精製等のような工業的
利用が可能になり、また、試料中から特定物を選択分離
する等も容易に可能となり、微生物工学等のような微小
量のものを選択するなどの用途への利用も可能となる。

また、もちろん、試料の解析等にも容易に利用すること
ができる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。

（発明の効果） 本発明の分級方法によれば、上述したように、遠沈管を
水平方向と鉛直方向で遠心させることにより、試料液中
の粒子径に応じて粒子を分別するので、分級するに要す
る時間が短くてすみ、また遠心をかけるだけで分級でき
るから、試料を入れる媒質に密度勾配をつける等の条件
設定上の難しさがなく、きわめて容易な操作によって試
料を分級させることができる。

また、この分級操作をなす際には、遠沈管を水平方向と
鉛直方向の両方向で支持できる遠心分離機を用いて効果
的な分級を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る分級方法を示す説明図、第２図は
遠沈管の実施例を示す説明図、第３図は捕集板の実施例
を示す斜視図、第４図は遠沈管に試料をいれた状態を示
す説明図、第５図は円板の平面図、第６図は分級後の遠
沈管の状態を示す説明図、第７図は分級後の捕集板を示
す説明図である。 １０・・・遠沈管、１２・・・捕集板、１４・・・溶液
、１６・・・試料、１８・・・キャップ、２０　　・円
板、２４・・・駆動部、２６・・・セル、２８・・・支
持軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、懸濁した試料液を遠沈管に入れて密封し、まず、遠
   沈管の長手方向が水平になるよう遠心をかけて試料液中
   の粒子を分級させ、次に、遠沈管の長手方向が鉛直方向
   になるよう遠沈管を支持して遠心をかけ、遠沈管の内側
   壁面に粒子を沈降させることを特徴とする粒子の分級方
   法。 ２、遠沈管の内側壁面に捕集板を設置し、この捕集板上
   に粒子を沈降させて捕集することを特徴とする請求項１
   記載の分級方法。 ３、遠沈管を保持する回転部と、回転部を回転駆動する
   駆動部を有する遠心分離装置において、 前記回転部が、遠沈管を水平方向にして遠 心する水平遠心手段と、遠沈管を鉛直方向に支持して遠
   心する鉛直遠心手段とを備えたことを特徴とする遠心分
   離装置。