JP2003251120A - Filter cartridge for precise filtering of fine particles/ metal impurities - Google Patents

Filter cartridge for precise filtering of fine particles/ metal impurities

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JP2003251120A
JP2003251120A JP2002051298A JP2002051298A JP2003251120A JP 2003251120 A JP2003251120 A JP 2003251120A JP 2002051298 A JP2002051298 A JP 2002051298A JP 2002051298 A JP2002051298 A JP 2002051298A JP 2003251120 A JP2003251120 A JP 2003251120A
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JP
Japan
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filter cartridge
porous membrane
base material
ion exchange
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Application number
JP2002051298A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Komatsu
誠 小松
Kunio Fujiwara
邦夫 藤原
Kazuisa Takeda
収功 武田
Yukio Hashimoto
幸雄 橋本
Eriko Usui
恵理子 臼井
Mutsuhiro Amari
睦浩 甘利
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Ebara Corp
Nihon Mykrolis KK
Original Assignee
Ebara Corp
Nihon Mykrolis KK
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filter cartridge for refining a medicinal liquid, capable of efficiently and simultaneously removing all of metal ions, metal colloid fine particles and fine granular impurities in the liquid to be filtered immediately before use (POU, point of use) by single operation. <P>SOLUTION: This filter cartridge is constituted of a fiber material, prepared by introducing an ion exchange group and/or a chelate group into an organic polymeric fiber base material, and a porous film material. In a further preferable embodiment, the filter cartridge is constituted of the fiber material, prepared by introducing the ion exchange group and/or the chelate group into the organic polymeric fiber base material, and the porous film material prepared by introducing a hydrophilic group into an organic porous film base material. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体産業におい
て使用される純水、薬液或いは溶剤などの精製に特に好
ましく利用することのできるフィルターカートリッジに
関する。特に、本発明は、半導体産業において使用され
る洗浄用超純水、フォトレジスト、シンナー或いは洗浄
用の有機溶剤などのような薬液中から、金属イオン、金
属コロイド、金属微粒子の形態の微量金属不純物を除去
することのできるフィルターカートリッジに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter cartridge which can be particularly preferably used for purification of pure water, chemicals or solvents used in the semiconductor industry. In particular, the present invention relates to trace metal impurities in the form of metal ions, metal colloids, and metal fine particles from chemical solutions such as ultrapure water for cleaning used in the semiconductor industry, photoresists, thinners or organic solvents for cleaning. The present invention relates to a filter cartridge capable of removing.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体製造技術の進歩に伴い、半
導体素子の高密度化、線幅の微細化が急激な速度で進ん
でいる。これに伴い、半導体製造工程に用いられる薬
液、例えばフォトレジスト、シンナー、現像液、剥離
液、及び洗浄液としての超純水、有機溶剤などの清浄度
に関する製品規格、例えばこれら薬液中の微量微粒子数
や、微量金属及び金属イオン濃度は、近年著しく厳しい
レベルが要求されるようになっている。ITRS2000(Inter
national Technology Roadmap for Semiconductors 200
0)によると、DRAM1/2Pitchレベルとして、2003年に
は130nm、2005年には100nmになるという予測
が報告されており、即ち、近い将来には、上記薬液中に
おける含有不純物として、1/2Pitchレベル以上のサイズ
の微粒子を除去することが要求されることが予想されて
いる。また、半導体製造工程に用いられる薬液中の金属
濃度としては、2005年には、ウエハー表面での清浄
度として2×109atoms/cm2が要求されると考えられ
る。これらのことからも分かるように、半導体製造技術
の進歩、製品性能及び収率は、使用薬液からの微粒子及
び金属を除去し清浄化する技術の進歩に依存することが
多く、半導体産業におけるこれまでの急速な発展と、今
後の確実な成長を考える上で、使用薬液の微粒子及び微
量金属、金属イオンの濃度に関して前述のレベルを達成
することが必要不可欠である。
2. Description of the Related Art In recent years, with the progress of semiconductor manufacturing technology, the densification of semiconductor elements and the miniaturization of line width have been rapidly progressing. Along with this, chemicals used in semiconductor manufacturing processes, such as photoresists, thinners, developers, strippers, product standards relating to the cleanliness of ultrapure water as a cleaning liquid, organic solvents, etc. Also, in recent years, extremely strict levels have been required for trace metal and metal ion concentrations. ITRS2000 (Inter
national Technology Roadmap for Semiconductors 200
According to (0), it is reported that the DRAM1 / 2Pitch level will be 130 nm in 2003 and 100 nm in 2005, that is, in the near future, it will be 1 / 2Pitch as an impurity contained in the chemical solution. It is expected that it will be required to remove fine particles of a size above the level. Further, as the metal concentration in the chemical solution used in the semiconductor manufacturing process, it is considered that in 2005, 2 × 10 9 atoms / cm 2 will be required as the cleanliness on the wafer surface. As can be seen from these facts, the progress of semiconductor manufacturing technology, product performance, and yield often depend on the progress of technology for removing fine particles and metals from used chemicals and cleaning, and thus far in the semiconductor industry. In view of the rapid development of the chemicals and reliable growth in the future, it is indispensable to achieve the above-mentioned levels with respect to the concentrations of fine particles and trace metals and metal ions in the chemicals used.

【0003】半導体産業などにおいて用いられる洗浄用
純水や溶剤などの中に含まれる微量不純物は、微粒子の
形態のものと、遊離の金属イオンの形態のものとが存在
することが知られている。微粒子形態の不純物とは、例
えば各種部材において構造材として用いられているポリ
テトラフルオロエチレンなどから発生するポリマー微粒
子や、供給液中に元々含まれていたり、或いは液の供給
ライン中の配管材や継ぎ手などから発生する金属酸化物
や金属水酸化物などの微粒子などが含まれる。また更
に、液中に含まれる金属イオンが凝集して電荷が中和さ
れたコロイド微粒子を形成する場合がある。このコロイ
ド微粒子とは、金属イオンが液体中で凝集して、質量が
大きく電荷密度が小さい微粒子状コロイドを形成するも
のであり、特に、有機溶剤中に鉄、アルミニウムなどの
金属不純物が含まれている場合に、このコロイド微粒子
の形成が極めて起こりやすいことが知られている。コロ
イド微粒子の存在形態は、溶液の条件、例えば溶剤や金
属の種類、pH、温度などによって大きく異なり、殆ど
の金属コロイドは非常に大きな粒径分布を有しているこ
とが知られている。したがって、比較的粒径の大きなコ
ロイド微粒子は電荷密度が小さいため、液の流れを伴う
薬液フィルターの形状においては、静電的効果を利用し
たイオン交換では金属不純物を完全に除去することがで
きない。
It is known that trace impurities contained in pure water for cleaning and solvents used in the semiconductor industry and the like exist in the form of fine particles and the form of free metal ions. . The impurities in the form of fine particles are, for example, polymer fine particles generated from polytetrafluoroethylene or the like used as a structural material in various members, originally contained in the supply liquid, or a pipe material in a supply line of the liquid. Fine particles such as metal oxides and metal hydroxides generated from joints and the like are included. Furthermore, the metal ions contained in the liquid may aggregate to form colloidal fine particles whose charge is neutralized. The colloidal fine particles are those in which metal ions are aggregated in a liquid to form a fine particle colloid having a large mass and a small charge density. In particular, an organic solvent contains metal impurities such as iron and aluminum. It is known that the formation of the colloidal fine particles is extremely likely to occur in the presence of such particles. It is known that the existence form of the colloidal fine particles largely varies depending on the conditions of the solution, such as the type of solvent or metal, pH, temperature, etc., and most metal colloids have a very large particle size distribution. Therefore, since the colloidal fine particles having a relatively large particle size have a small charge density, the metal impurities cannot be completely removed by ion exchange utilizing the electrostatic effect in the shape of the chemical liquid filter accompanied by the flow of the liquid.

【0004】各種液から微粒子を除去する技術は、対象
物を各種濾材によって機械的に濾過するという方法が用
いられてきた。更に近年、高いゼータ電位を多孔質濾過
膜表面に付与することにより、微粒子及びイオンを高効
率で除去するフィルタが開発され、各種産業用の用途に
利用されている。特に半導体製造プロセスに用いられる
高純度溶液の高流量での精密濾過には、機械的濾過と静
電吸着機構による二重の捕捉機構をフィルターが兼ね備
えていることが重要である。なぜならば、機械的捕捉機
構のみでは、多孔質膜基材の細孔径以下の粒子は捕捉で
きないこと、超純水或いは有機溶剤中に分散した粒子径
0.01μm以下の鉄酸化物やアルミニウム酸化物のコ
ロイド微粒子の捕捉には機械的濾過のみでは不十分であ
ることが知られているからである。同様に、静電吸着機
構による荷電微粒子捕捉機構のみでは、電荷密度の低い
粗粒子を高流量下の精密濾過工程で薬液中から捕捉除去
するには不十分であった。これは、粗粒子の液中の流れ
の中での慣性モーメントが、コロイド粒子と荷電官能基
との間の静電モーメントを上回るためである。即ち、半
導体素子製造プロセスにおいて用いられる高純度溶液の
高流量での精密濾過においては、機械的濾過或いは静電
吸着機構のどちらかの機能のみしか有しないフィルター
媒体では、その薬液清浄化能力は、近い将来、半導体産
業界の要求レベルには不十分となる可能性があり、新た
な技術の開発が熱望されていた。
As a technique for removing fine particles from various liquids, a method of mechanically filtering an object with various filter materials has been used. Furthermore, in recent years, a filter that removes fine particles and ions with high efficiency by applying a high zeta potential to the surface of the porous filtration membrane has been developed and used for various industrial applications. In particular, for high-precision microfiltration of a high-purity solution used in a semiconductor manufacturing process, it is important that the filter has a double capturing mechanism by mechanical filtration and electrostatic adsorption mechanism. This is because the mechanical trapping mechanism alone cannot trap particles having a pore diameter smaller than that of the porous membrane substrate, and iron oxide or aluminum oxide having a particle diameter of 0.01 μm or less dispersed in ultrapure water or an organic solvent. It is known that the mechanical filtration alone is not sufficient for capturing the colloidal fine particles. Similarly, the mechanism for trapping charged fine particles by the electrostatic adsorption mechanism alone is insufficient for trapping and removing coarse particles having a low charge density from the chemical solution in the microfiltration process under a high flow rate. This is because the moment of inertia of the coarse particles in the liquid flow exceeds the electrostatic moment between the colloidal particles and the charged functional groups. That is, in the microfiltration at a high flow rate of the high-purity solution used in the semiconductor element manufacturing process, in the filter medium having only the function of either mechanical filtration or electrostatic adsorption mechanism, the chemical cleaning ability is In the near future, there is a possibility that the required level of the semiconductor industry will be insufficient, and there has been an eager desire to develop a new technology.

【0005】これまで、多孔質膜に静電吸着能を付与す
る技術としては、カチオン電荷調整剤を用いてフィルタ
ーにカチオン電荷を付与して、通過する液体中の不純物
濾過課程で荷電粒子との間にゼータ電位を生じさせるこ
とにより、効率的に薬液を濾過精製する方法が報告され
ている。この目的で用いられるカチオン電荷調整剤とし
ては、ポリアミドポリアミンエピクロロヒドリンカチオ
ン樹脂、メラミン−ホルムアルデヒドカチオン樹脂、ジ
シアンジアミド/モノエタノールアミン/ホルムアルデ
ヒドの反応物などが挙げられている。これらの技術の特
徴は、カチオン電荷調整剤によって多孔質膜の表面にカ
チオン電荷を付与し、これが通過する液体中の荷電微粒
子との間でゼータ電位を生じさせることにより、微粒子
不純物が効率よく除去されるというものである。また、
架橋剤を用いてポリアミド或いはポリアクリル酸を多孔
質膜の表面に固定・改質する方法も提案されている。し
かしながら、これらの方法で製造された精密濾過膜は、
良好な不純物除去性能を有するものの、前述の厳しい清
浄度を要求される半導体製造プロセスでの薬液の精密濾
過において用いるには、その不純物除去効率及び金属捕
捉容量は不十分な物であった。
Heretofore, as a technique for imparting electrostatic adsorption ability to a porous membrane, a cation charge controlling agent is used to impart a cation charge to a filter, and a cation charge adjusting agent is used to remove impurities from charged particles in an impurity filtering process in a passing liquid. A method for efficiently filtering and purifying a drug solution by generating a zeta potential in between has been reported. Examples of cationic charge control agents used for this purpose include polyamide polyamine epichlorohydrin cation resin, melamine-formaldehyde cation resin, and reaction product of dicyandiamide / monoethanolamine / formaldehyde. The feature of these technologies is that a cation charge controlling agent imparts a cation charge to the surface of the porous membrane, and a zeta potential is generated between the cation charge adjusting agent and the charged fine particles in the liquid passing therethrough, thereby efficiently removing fine particle impurities. Is to be done. Also,
A method of fixing and modifying polyamide or polyacrylic acid on the surface of the porous membrane using a crosslinking agent has also been proposed. However, the microfiltration membranes produced by these methods are
Although it has a good impurity removal performance, its impurity removal efficiency and metal trapping capacity were insufficient for use in the microfiltration of chemicals in the semiconductor manufacturing process which requires the aforementioned severe cleanliness.

【0006】また、微粒子除去性能を有する多孔質膜の
表面にイオン交換基を導入することによって、金属イオ
ン及び金属コロイドの不純物を除去可能にする機能膜を
提供することが提案されている。イオン交換基の導入方
法としては、例えば、放射線グラフト重合法などを用い
ることができる。しかしながら、多孔質膜に対してグラ
フト重合を行うと膜基材の強度低下が起こるため、多量
の官能基をグラフト重合法によって多孔質膜に導入しよ
うとすると、基材の物理的・機械的強度の低下が著しく
てプリーツ状に成形すると折り目にクラックが発生した
り、或いはモノマーの細孔内での溶剤との膨潤などによ
って液流量が低下するなどといった種々の問題があっ
た。従って、多孔質膜にグラフト重合法によってイオン
交換基を導入した機能膜は、不純物除去効率が不十分で
あるか或いは金属捕捉容量が極めて小さいなどの問題点
があった。更に、単量体の膜基材中への浸透によって細
孔の形態の変化が生じたり、或いは重合により導入され
たイオン交換基が多孔質膜の細孔を閉塞し、これに伴っ
て流量の変化が生じるという問題もあった。
[0006] It has also been proposed to provide a functional film capable of removing impurities such as metal ions and metal colloids by introducing an ion exchange group into the surface of a porous film having a capability of removing fine particles. As a method of introducing the ion exchange group, for example, a radiation graft polymerization method or the like can be used. However, if graft polymerization is performed on a porous membrane, the strength of the membrane base material will decrease. There were various problems such that cracking occurred at the fold when molded into a pleat shape, or the liquid flow rate decreased due to swelling of the monomer with the solvent in the pores. Therefore, the functional membrane in which the ion exchange group is introduced into the porous membrane by the graft polymerization method has a problem that the impurity removal efficiency is insufficient or the metal capturing capacity is extremely small. Furthermore, the morphology of the pores changes due to the permeation of the monomer into the membrane substrate, or the ion-exchange groups introduced by polymerization block the pores of the porous membrane, and the flow rate There was also the problem of changes.

【0007】一方、ガスフィルタなどの分野において
は、織布や不織布などの繊維材料にグラフト重合法によ
ってイオン交換基を導入することによって、気体分子を
効率的に除去する機能を有するフィルター材料を製造す
ることが行われている。しかしながら、このような用途
に用いられている従来の不織布などの繊維材料は、一般
に目開きが多孔質膜などに比べて極めて大きい。また、
液体中の金属イオンや微粒子などは気体分子に比べて拡
散速度が遅い。このため、ガスフィルタなどの分野にお
いて従来用いられている不織布を液体用フィルターとし
て用いても、液体用のフィルターカートリッジが一般に
使用される通液流速では満足な除去性能が得られない。
以上の理由により、不織布などの繊維材料は、液体用フ
ィルターカートリッジの分野においては、多孔質膜をプ
リーツ状に加工する際のサポート材として用いられてい
るのが現状である。
On the other hand, in the field of gas filters and the like, a filter material having a function of efficiently removing gas molecules is produced by introducing an ion exchange group into a fiber material such as a woven fabric or a non-woven fabric by a graft polymerization method. Is being done. However, conventional non-woven fabrics and other fibrous materials used for such applications generally have a significantly larger opening than porous membranes and the like. Also,
Diffusion speed of metal ions and fine particles in liquid is slower than that of gas molecule. For this reason, even if a non-woven fabric conventionally used in the field of gas filters and the like is used as a liquid filter, satisfactory removal performance cannot be obtained at a liquid flow rate at which a liquid filter cartridge is generally used.
For the above reasons, in the field of liquid filter cartridges, fibrous materials such as non-woven fabrics are currently used as support materials when processing porous membranes into pleats.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
既存の技術においては、近い将来、最新の半導体素子製
造プロセスにおける要求に見合った不純物除去効率及び
製品清浄度を同時に達成する薬液精製装置は現在のとこ
ろ見あたらない。即ち、現在、半導体産業において、既
存の分離機能材料の欠点を克服し、液中の金属イオン、
金属コロイド微粒子及び微粒子状の不純物の全てを同時
に、単一操作で、使用直前(POU,point of use)に
効率よく除去することのできる、薬液精製用フィルター
カートリッジの開発が強く望まれている。
As described above,
In the existing technology, in the near future, there is currently no chemical solution purifier that simultaneously achieves impurity removal efficiency and product cleanliness that meet the requirements of the latest semiconductor device manufacturing processes. That is, at present, in the semiconductor industry, overcoming the disadvantages of existing separation functional materials, metal ions in liquid,
There is a strong demand for the development of a filter cartridge for chemical liquid purification, which can efficiently remove all of metal colloidal fine particles and fine particle-like impurities by a single operation immediately before use (POU, point of use).

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、グラフト重
合によってイオン交換基及び/又はキレート基が導入さ
れた繊維材料と、微粒子除去能を有する多孔質膜材料と
を組み合わせてフィルターカートリッジを構成すること
により、超純水及び薬液中に不純物として存在する金属
イオン、金属コロイド微粒子、及び微粒子状不純物の全
てを、極めて効率的に除去することができることを見出
し、本発明を完成するに至った。本発明に係るフィルタ
ーカートリッジは、グラフト重合繊維材料又は多孔質膜
材料をそれぞれ単独で使用した場合と比較して、上記不
純物除去能が、当業者の予測の範囲を超えて飛躍的に向
上することが見出された。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a fiber material having an ion exchange group and / or a chelate group introduced by graft polymerization and fine particles. By constructing a filter cartridge in combination with a porous membrane material having a removing ability, all of metal ions, metal colloid fine particles, and fine particle impurities existing as impurities in ultrapure water and chemical liquids can be extremely efficiently They found that they can be removed, and completed the present invention. In the filter cartridge according to the present invention, the ability to remove impurities is dramatically improved over the range predicted by those skilled in the art, as compared with the case where the graft-polymerized fiber material or the porous membrane material is used alone. Was found.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を詳細に説明
する。本発明にかかるフィルターカートリッジの構成要
素の一つである繊維材料を形成するための基材として用
いることのできる繊維基材としては、高分子素材の繊維
や、その集合体である織布又は不織布などを好適に用い
ることができる。高分子素材繊維材料としては、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等のようなポリオレフィン、P
TFE、ポリビニリデンフルオライド、塩化ビニル等の
ようなハロゲン化ポリオレフィン、ポリカーボネート等
のようなポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルス
ルホン、ポリスルホン、セルロース、及びこれらの共重
合体、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、エチレン
−ビニルアルコール共重合体(EVAL)等に代表され
るオレフィン共重合体を挙げることができる。これらの
材質で作られた繊維材料は、表面積が大きく、微量イオ
ンの除去容量を大きくすることができ、更に軽量で成形
加工するのが容易である。繊維の具体的な形状として
は、長繊維及び加工品、短繊維及び加工品、並びにこれ
らの切断単体などが挙げられる。長繊維としては例えば
連続フィラメントが挙げられ、短繊維としては例えばス
テープルファイバーが挙げられる。長繊維及び短繊維の
加工品としては、これらの繊維から製造される種々の織
布及び不織布が挙げられる。また、織布/不織布材料
は、後述する放射線グラフト重合用の基材として好適に
用いることができると共に、軽量でフィルター状に加工
することが容易であるので、本発明に係るフィルターカ
ートリッジを形成するのに用いる繊維基材として好適で
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The constitution of the present invention will be described in detail below. The fiber base material that can be used as the base material for forming the fiber material, which is one of the constituent elements of the filter cartridge according to the present invention, is a polymer material fiber, or a woven or non-woven fabric which is an aggregate thereof. And the like can be preferably used. Polymer material Fiber materials include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, P
TFE, polyvinylidene fluoride, halogenated polyolefin such as vinyl chloride, polyester such as polycarbonate, polyether, polyether sulfone, polysulfone, cellulose, and their copolymers, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer Examples thereof include olefin copolymers typified by polymer and ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVAL). The fiber material made of these materials has a large surface area, can increase the removal capacity of a trace amount of ions, is lighter in weight, and can be easily molded. Specific shapes of the fibers include long fibers and processed products, short fibers and processed products, and cut pieces thereof. Examples of the long fibers include continuous filaments, and examples of the short fibers include staple fibers. Processed products of long fibers and short fibers include various woven and non-woven fabrics produced from these fibers. Further, the woven / nonwoven material can be suitably used as a base material for radiation graft polymerization described later, and is lightweight and easily processed into a filter shape, so that the filter cartridge according to the present invention is formed. It is suitable as a fiber base material used for.

【0011】本発明において、繊維基材にイオン交換基
及び/又はキレート基を導入する手段としては、グラフ
ト重合法を用いることができ、中でも放射線グラフト重
合法を好適に用いることができる。放射線グラフト重合
法とは、有機高分子基材に放射線を照射してラジカルを
生成させ、それにグラフトモノマーを反応させることに
よって、所望のグラフト重合体側鎖を基材の高分子主鎖
上に導入することのできる方法であり、グラフト鎖の数
や長さを自由にコントロールすることができ、また各種
形状の既存の高分子材料に重合体側鎖を導入することが
できるので、本発明の目的のために用いるのに最適であ
る。放射線グラフト重合法を用いた場合には、イオン交
換基及び/又はキレート基は、これらの基を有する重合
体側鎖の形態で高分子基材に導入される。
In the present invention, as a means for introducing an ion exchange group and / or a chelate group into the fiber base material, a graft polymerization method can be used, and a radiation graft polymerization method can be preferably used. In the radiation graft polymerization method, a desired graft polymer side chain is introduced onto the polymer main chain of the base material by irradiating the organic polymer base material with radiation to generate radicals and reacting with the graft monomer. Since it is a method capable of controlling the number and length of graft chains, and can introduce a polymer side chain into an existing polymer material of various shapes, for the purpose of the present invention. Ideal for use in. When the radiation graft polymerization method is used, the ion exchange groups and / or chelate groups are introduced into the polymer base material in the form of polymer side chains having these groups.

【0012】本発明の目的のために好適に用いることの
できる放射線グラフト重合法において、用いることので
きる放射線としては、α線、β線、γ線、電子線、紫外
線などを挙げることができるが、本発明において用いる
のにはγ線や電子線が適している。放射線グラフト重合
法には、グラフト用基材に予め放射線を照射した後、重
合性単量体(グラフトモノマー)と接触させて反応させ
る前照射グラフト重合法と、基材とモノマーの共存下に
放射線を照射する同時照射グラフト重合法とがあるが、
いずれの方法も本発明において用いることができる。ま
た、モノマーと基材との接触方法により、モノマー溶液
に基材を浸漬させたまま重合を行う液相グラフト重合
法、モノマーの蒸気に基材を接触させて重合を行う気相
グラフト重合法、基材をモノマー溶液に浸漬した後、モ
ノマー溶液から取り出して気相中で反応を行わせる含浸
気相グラフト重合法などが挙げられるが、いずれの方法
も本発明において用いることができる。
In the radiation graft polymerization method which can be preferably used for the purpose of the present invention, examples of radiation that can be used include α-ray, β-ray, γ-ray, electron beam and ultraviolet ray. Γ-rays and electron beams are suitable for use in the present invention. The radiation graft polymerization method includes a pre-irradiation graft polymerization method in which a graft base material is pre-irradiated with radiation and then brought into contact with a polymerizable monomer (graft monomer) to cause a reaction, and radiation in the coexistence of the base material and the monomer. There is a simultaneous irradiation graft polymerization method of irradiating
Either method can be used in the present invention. Further, by the method of contacting the monomer and the base material, a liquid phase graft polymerization method in which the base material is immersed in the monomer solution for polymerization, a gas phase graft polymerization method in which the base material is brought into contact with vapor of the monomer for polymerization, Examples of the method include an impregnated gas phase graft polymerization method in which a substrate is immersed in a monomer solution and then taken out from the monomer solution to carry out a reaction in a gas phase. Any method can be used in the present invention.

【0013】繊維や繊維の集合体である織布/不織布は
本発明に係るフィルター材料を製造するための有機高分
子基材として用いるのに最も適した素材であるが、これ
はモノマー溶液を保持し易いので、含浸気相グラフト重
合法において用いるのに適している。なお、多孔膜基材
に放射線グラフト重合法によってイオン交換基及び/又
はキレート基などの官能基を導入した場合には、基材の
機械的強度の低下を招くため、ある程度以上の官能基を
導入することはできないが、織布/不織布などの繊維基
材は、それに放射線グラフト重合法によってイオン交換
基及び/又はキレート基などの官能基を導入しても機械
的強度の低下を招くことがないので、多孔膜基材を用い
る場合と比べて遙かに大量の官能基を導入することが可
能である。
Woven / nonwoven fabrics, which are fibers and aggregates of fibers, are the most suitable materials for use as organic polymeric substrates for producing the filter material of the present invention, which retain the monomer solution. It is suitable for use in the impregnation gas phase graft polymerization method because it is easy to do. In addition, when a functional group such as an ion exchange group and / or a chelate group is introduced into the porous membrane substrate by the radiation graft polymerization method, the mechanical strength of the substrate is deteriorated. However, the fiber base material such as woven fabric / nonwoven fabric does not cause a decrease in mechanical strength even if a functional group such as an ion exchange group and / or a chelate group is introduced into the fiber base material by a radiation graft polymerization method. Therefore, it is possible to introduce a much larger amount of functional groups than in the case of using a porous membrane substrate.

【0014】本発明において、有機高分子繊維基材に導
入することのできるイオン交換基としては、例えば、ス
ルホン酸基、リン酸基、カルボキシル基、4級アンモニ
ウム基、3級以下の低級アミノ基などを挙げることがで
きる。また、キレート基としては、イミノジ酢酸及びそ
のナトリウム塩から誘導される官能基、各種アミノ酸
基、例えばグルタミン酸、アスパラギン酸、リジン及び
プロリンなどから誘導される官能基、イミノジエタノー
ルから誘導される官能基、ジチオカルバミン酸基、チオ
尿素基などを挙げることができる。
In the present invention, examples of ion-exchange groups that can be introduced into the organic polymer fiber base material include sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, carboxyl groups, quaternary ammonium groups, and tertiary or lower lower amino groups. And so on. Further, as the chelate group, a functional group derived from iminodiacetic acid and its sodium salt, various amino acid groups, for example, glutamic acid, aspartic acid, a functional group derived from lysine and proline, a functional group derived from iminodiethanol, Examples thereof include a dithiocarbamic acid group and a thiourea group.

【0015】本発明にかかるフィルターカートリッジを
構成する繊維材料を製造するには、上記のイオン交換基
及び/又はキレート基を有する重合性単量体(モノマ
ー)を、繊維基材の主鎖上にグラフト重合する方法と、
それ自体はイオン交換基及び/又はキレート基を有して
いないが、これらの基に変換可能な官能基を有する重合
性単量体を繊維基材の主鎖上にグラフト重合した後に、
グラフトされた重合体側鎖上の官能基をイオン交換基及
び/又はキレート基に変換する方法のいずれをも採用す
ることができる。この目的で用いることのできるイオン
交換基を有する重合性単量体としては、例えば、スルホ
ン酸基を有する重合性単量体として、スチレンスルホン
酸、ビニルスルホン酸及びこれらのナトリウム塩、アン
モニウム塩等;カルボキシル基を有する重合性単量体と
して、アクリル酸、メタクリル酸等;アミン系イオン交
換基を有する重合性単量体として、ビニルベンジルトリ
メチルアンモニウムクロライド(VBTAC)、ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)、ジエ
チルアミノエチルメタクリレート(DEAEMA)、ジ
メチルアミノプロピルアクリルアミド(DMAPAA)
等;を挙げることができる。また、それ自体はイオン交
換基及び/又はキレート基を有していないが、イオン交
換基及び/又はキレート基に変換可能な官能基を有する
重合性単量体としては、メタクリル酸グリシジル、スチ
レン、アクリロニトリル、アクロレイン、クロロメチル
スチレンなどを挙げることができる。例えば、繊維基材
にスチレンをグラフト重合した後に、硫酸やクロロスル
ホン酸を反応させてスルホン化することによって、強酸
性カチオン交換基であるスルホン酸基をグラフト重合体
側鎖上に導入することができる。また、例えば、クロロ
メチルスチレンを繊維基材にグラフト重合した後に、基
材をイミノジエタノール水溶液に浸漬することによっ
て、キレート基であるイミノジエタノール基をグラフト
重合体側鎖上に導入することができる。更に、例えば繊
維基材にp−ハロアルキルスチレンをグラフト重合し、
形成されたグラフト重合体側鎖上のハロゲン基をヨウ素
で置換した後、イミノジ酢酸ジエチルを反応させてヨウ
素をイミノジ酢酸ジエチル基で置換し、更に水酸化ナト
リウム水溶液でエステル基を加水分解することによっ
て、グラフト重合体側鎖上にキレート基であるイミノジ
酢酸基を導入することができる。
In order to produce the fiber material constituting the filter cartridge according to the present invention, the above-mentioned polymerizable monomer having an ion exchange group and / or a chelate group is placed on the main chain of the fiber base material. A method of graft polymerization,
Although it does not have an ion exchange group and / or a chelate group per se, after graft-polymerizing a polymerizable monomer having a functional group convertible to these groups onto the main chain of the fiber substrate,
Any method of converting a functional group on the grafted polymer side chain into an ion exchange group and / or a chelate group can be adopted. As the polymerizable monomer having an ion exchange group that can be used for this purpose, for example, as the polymerizable monomer having a sulfonic acid group, styrenesulfonic acid, vinylsulfonic acid and their sodium salts, ammonium salts, etc. Acrylic acid, methacrylic acid, etc. as the polymerizable monomer having a carboxyl group; vinylbenzyltrimethylammonium chloride (VBTAC), dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA), as the polymerizable monomer having an amine ion-exchange group Diethylaminoethylmethacrylate (DEAEMA), Dimethylaminopropylacrylamide (DMAPAA)
Etc. can be mentioned. Further, as the polymerizable monomer having no ion exchange group and / or chelate group per se, but having a functional group convertible to an ion exchange group and / or chelate group, glycidyl methacrylate, styrene, Acrylonitrile, acrolein, chloromethylstyrene, etc. can be mentioned. For example, a sulfonic acid group, which is a strongly acidic cation exchange group, can be introduced onto a side chain of a graft polymer by graft-polymerizing styrene onto a fiber base material and then reacting with sulfuric acid or chlorosulfonic acid to sulfonate the fiber. . Further, for example, after graft polymerization of chloromethylstyrene on a fiber base material, the base material is immersed in an aqueous iminodiethanol solution to introduce an iminodiethanol group, which is a chelate group, onto the side chain of the graft polymer. Further, for example, by graft-polymerizing p-haloalkylstyrene on a fiber substrate,
After replacing the halogen group on the side chain of the formed graft polymer with iodine, by reacting diethyl iminodiacetate to replace iodine with a diethyl iminodiacetate group, and further by hydrolyzing the ester group with an aqueous sodium hydroxide solution, An iminodiacetic acid group, which is a chelating group, can be introduced on the side chain of the graft polymer.

【0016】本発明において用いられる繊維基材は、
0.1μm〜50μmの平均繊維径及び0.1μm〜10
0μmの平均孔径を有することが好ましい。更に本発明
の好ましい態様においては、繊維基材は、0.1μm〜
20μmの平均繊維径及び1μm〜20μmの平均孔径を
有することが好ましい。更に好ましい態様においては、
繊維基材の平均繊維径は、0.2μm〜15μmがより好
ましく、0.5μm〜10μmが更に好ましい。また、本
発明に係る繊維基材の平均孔径は、1.0μm〜10μm
がより好ましく、1.0μm〜5μmが更に好ましい。な
お、本発明において繊維基材の平均孔径とは、バブルポ
イント法によって測定された値を指す。上記のように、
より小さな平均繊維径及び平均孔径を有する繊維基材を
用いてフィルターカートリッジを構成すると、各種金属
不純物に対する除去能が飛躍的に増大することが分かっ
た。
The fiber base material used in the present invention is
0.1 μm to 50 μm average fiber diameter and 0.1 μm to 10 μm
It is preferred to have an average pore size of 0 μm. Further, in a preferred embodiment of the present invention, the fiber substrate has a thickness of 0.1 μm to
It is preferable to have an average fiber diameter of 20 μm and an average pore diameter of 1 μm to 20 μm. In a further preferred embodiment,
The average fiber diameter of the fiber base material is more preferably 0.2 μm to 15 μm, further preferably 0.5 μm to 10 μm. The average pore size of the fiber base material according to the present invention is 1.0 μm to 10 μm.
Is more preferable, and 1.0 μm to 5 μm is still more preferable. In addition, in this invention, the average pore diameter of a fiber base material points out the value measured by the bubble point method. as mentioned above,
It has been found that when a filter cartridge is formed by using a fiber base material having a smaller average fiber diameter and smaller average pore diameter, the ability to remove various metal impurities is dramatically increased.

【0017】本発明に係るフィルターカートリッジは、
上述の官能基導入繊維材料と、多孔質膜材料とを組み合
わせて用いることを特徴とする。本発明において用いる
ことのできる多孔質膜材料としては、多孔質高分子膜又
は無機物を含む既存の多孔性分子膜を挙げることができ
る。膜の材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン
等のようなポリオレフィン、PTFE、ポリビニリデン
フルオライド、塩化ビニル等のようなハロゲン化ポリオ
レフィン、ポリカーボネート等のようなポリエステル、
ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、
セルロース、及びこれらの共重合体、エチレン−四フッ
化エチレン共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重
合体(EVAL)等に代表されるオレフィン共重合体を
挙げることができる。
The filter cartridge according to the present invention is
The above-mentioned functional group-introduced fiber material and a porous membrane material are used in combination. Examples of the porous membrane material that can be used in the present invention include a porous polymer membrane or an existing porous molecular membrane containing an inorganic substance. Membrane materials include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, halogenated polyolefins such as PTFE, polyvinylidene fluoride and vinyl chloride, polyesters such as polycarbonate,
Polyether, polyether sulfone, polysulfone,
Examples thereof include cellulose and olefin copolymers represented by copolymers thereof, ethylene-tetrafluoroethylene copolymers, ethylene-vinyl alcohol copolymers (EVAL), and the like.

【0018】本発明において用いられる多孔質膜材料
は、0.02μm〜数μm、より好ましくは0.02μm
〜0.5μmの平均孔径を有していることが好ましい。
なお、本発明においては、多孔質膜の平均孔径とは、上
記に説明した繊維基材の平均孔径の測定方法と同様の方
法によって測定された値を指す。
The porous membrane material used in the present invention is 0.02 μm to several μm, more preferably 0.02 μm.
It is preferable to have an average pore size of ˜0.5 μm.
In addition, in the present invention, the average pore diameter of the porous membrane refers to a value measured by the same method as the method of measuring the average pore diameter of the fiber base material described above.

【0019】本発明に係るフィルターカートリッジは、
上述の官能基を導入した繊維材料と多孔質膜材料とを組
み合わせて構成したことを特徴とする。これらの機械的
強度に優れた材料を重ね合わせてプリーツとしてフィル
ターカートリッジ内に収容することによって、フィルタ
ーカートリッジ内に大きな膜面積を収容することが可能
になる。従って、得られるフィルターカートリッジの使
用可能な液流速範囲は、ディスク型フィルターに比べて
高流量での使用が可能になり、且つ高流速でも金属イオ
ン、金属コロイド微粒子などの除去性能は殆ど低下しな
かった。
The filter cartridge according to the present invention is
It is characterized in that it is configured by combining the above-mentioned fiber material having a functional group introduced therein and a porous membrane material. By stacking these materials having excellent mechanical strength and accommodating them in the filter cartridge as pleats, a large membrane area can be accommodated in the filter cartridge. Therefore, the usable liquid flow rate range of the obtained filter cartridge can be used at a higher flow rate as compared with the disk type filter, and the removal performance of metal ions, metal colloid fine particles, etc. is hardly deteriorated even at a high flow rate. It was

【0020】特に、本発明によって官能基を導入した繊
維材料と多孔質膜材料とを組み合わせてフィルターカー
トリッジとすることにより、特に有機溶剤中で鉄イオン
やアルミニウムイオンが凝集して、大質量・小電荷密度
のコロイド微粒子を形成しているような液に対しても、
効率的にコロイド微粒子や他の形態の微粒子状金属不純
物並びに金属イオン不純物の全てをこのフィルターカー
トリッジによって除去することができる。これは、正確
なメカニズムは不明であるが、多孔質膜とグラフト繊維
材料とを組み合わせて用い、前者に機械的濾過、即ちそ
の孔径よりも粒径が大きなコロイド微粒子を除去する役
割を与え、後者に静電吸着、即ち粒径及び質量が小さ
く、電荷密度の高いコロイド微粒子を除去する役割を与
えるようにすることによって、多孔質膜とグラフト繊維
材料とにうまく役割分担がなされて、それぞれ単独で用
いた場合と比べて、粒径の小さなものから粒径の大きな
ものまで広い範囲をカバーして、驚異的に微粒子除去性
能が向上したものと考えられる。
In particular, by combining a fiber material having a functional group introduced therein with a porous membrane material according to the present invention to form a filter cartridge, iron ions and aluminum ions are aggregated in an organic solvent, resulting in a large mass and a small mass. Even for liquids that form colloidal particles of charge density,
All of the colloidal particles and other forms of particulate metal impurities as well as metal ion impurities can be efficiently removed by this filter cartridge. Although the exact mechanism is unknown, it is used in combination with a porous membrane and a graft fiber material to give the former mechanical filtration, that is, the role of removing colloidal fine particles having a particle size larger than its pore size, and the latter. The electrostatic adsorption, that is, the role of removing the colloidal fine particles having a small particle size and mass and a high charge density, allows the porous membrane and the graft fiber material to have a good role sharing, and each of them is independent. It is considered that the particle removal performance was surprisingly improved by covering a wide range from those having a small particle diameter to those having a large particle diameter as compared with the case of using.

【0021】本発明によれば、イオン交換基又はキレー
ト基を導入した繊維材料を多孔質膜材料と組み合わせて
フィルターカートリッジ内に収容することにより、フィ
ルターカートリッジ内に高容量のイオン交換基やキレー
ト基が導入されるので、持続性に優れた金属イオン除去
性能が得られる。従って、これまで用いていたものと全
く同一寸法・形状のフィルターカートリッジを用いて、
半導体製造プロセスなどで使用される洗浄用水やフォト
レジストなどの薬液から、微粒子のみならず遊離の金属
イオン、更にはコロイド微粒子の除去をも可能にした。
また、液体用フィルターカートリッジにおいてこれまで
多孔質膜のサポート材として用いられていた不織布など
の繊維材料にイオン交換基やキレート基を導入すること
で、半導体素子製造装置本体に構造的負担をかけること
なく、一般的に行われていたPOUでの濾過工程と同一
の操作によって微粒子を金属不純物の同時除去を行うこ
とが可能になった。更に、本発明によれば、従来の濾過
工程に何ら変更を加える必要がなく、半導体製造プロセ
スで現在使用されている実装置への適用が非常に容易で
あり、その点からも本発明が半導体産業に及ぼす効果は
多大であると考えられる。本発明に係るフィルターカー
トリッジは、半導体素子製造プロセスの薬液供給ライン
において、薬液タンクを循環する経路の途中に設置する
ことにより、薬液中の金属不純物を低減することができ
る。また、本発明によるフィルターカートリッジを薬液
供給ライン中のPOUに配置することにより、金属不純
物を効率的に除去することができる。また、この場合に
は、薬液中に元々含まれる金属不純物を除去するのに加
えて、配管や継ぎ手などの移送経路からの汚染に対処す
ることも可能である。
According to the present invention, a fiber material having an ion exchange group or a chelate group introduced therein is housed in a filter cartridge in combination with a porous membrane material, so that a high capacity ion exchange group or chelate group is contained in the filter cartridge. Is introduced, it is possible to obtain a metal ion removing performance excellent in durability. Therefore, using a filter cartridge with exactly the same size and shape as the one used so far,
Not only fine particles but also free metal ions and colloidal fine particles can be removed from chemicals such as cleaning water and photoresists used in semiconductor manufacturing processes.
Further, by introducing an ion exchange group or a chelate group into a fibrous material such as a non-woven fabric which has been used as a support material for a porous membrane in a liquid filter cartridge, a structural burden is imposed on the main body of the semiconductor device manufacturing apparatus. Instead, it becomes possible to simultaneously remove the metal impurities from the fine particles by the same operation as the commonly used POU filtration step. Further, according to the present invention, it is not necessary to make any changes to the conventional filtration process, and it is very easy to apply to an actual device currently used in the semiconductor manufacturing process. The effect on industry is considered to be great. The filter cartridge according to the present invention can reduce metal impurities in the chemical liquid by being installed in the chemical liquid supply line of the semiconductor element manufacturing process in the middle of the route for circulating the chemical liquid tank. Further, by disposing the filter cartridge according to the present invention at POU in the chemical liquid supply line, metal impurities can be efficiently removed. Further, in this case, in addition to removing metallic impurities originally contained in the chemical liquid, it is possible to deal with contamination from a transfer route such as a pipe or a joint.

【0022】更に本発明の他の態様においては、フィル
ターカートリッジ内に収容する多孔質膜材料にもイオン
性親水基や非イオン性親水基などの官能基を導入するこ
とができる。この場合、多孔質膜材料に対して過度に大
量の官能基をグラフト重合などによって導入すると、上
述したように多孔質膜の物理的・機械的強度が劣化した
り、単量体の膜基材中への浸透によって細孔の形態の変
化が生じたり、或いは重合により導入されたイオン交換
基が多孔質膜の細孔を閉塞し、これに伴って流量の変化
が生じるなどといった問題が起こるので、好ましくな
い。しかしながら、これらの問題が顕在化しない程度の
適度の量の親水基などの官能基をグラフト重合法などに
よって多孔質膜に導入することにより、多孔質膜の液に
対する濡れ性が向上し、フィルターでの気泡の発生が抑
制されると共に、親水基としてイオン性親水基を導入し
た場合には多孔質膜自体にも多少のイオン除去性能が付
与されるので好ましい。また、液中の金属酸化物や金属
水酸化物などの微粒子は通常負に帯電しているので、多
孔質膜材料に正電荷を有するイオン性親水基を導入すれ
ば、液中のこれら微粒子が静電的に多孔質膜上のイオン
性親水基に吸着・除去されることが期待される。
Furthermore, in another embodiment of the present invention, a functional group such as an ionic hydrophilic group or a nonionic hydrophilic group can be introduced into the porous membrane material contained in the filter cartridge. In this case, when an excessively large amount of functional groups are introduced into the porous membrane material by graft polymerization or the like, the physical / mechanical strength of the porous membrane is deteriorated as described above, or a monomer membrane base material is used. There is a problem that the morphology of the pores changes due to permeation into the interior, or the ion exchange groups introduced by polymerization block the pores of the porous membrane, which causes a change in the flow rate. , Not preferable. However, by introducing an appropriate amount of a functional group such as a hydrophilic group into the porous membrane by a graft polymerization method or the like such that these problems do not become apparent, the wettability of the porous membrane with the liquid is improved and the filter is used. The generation of bubbles is suppressed, and when an ionic hydrophilic group is introduced as the hydrophilic group, the porous membrane itself is provided with some ion removal performance, which is preferable. In addition, since fine particles such as metal oxides and metal hydroxides in the liquid are usually negatively charged, if an ionic hydrophilic group having a positive charge is introduced into the porous membrane material, these fine particles in the liquid will be It is expected to be electrostatically adsorbed and removed by the ionic hydrophilic groups on the porous membrane.

【0023】なお、このような目的で多孔質膜材料に導
入することのできる官能基としては、スルホン酸基、リ
ン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム基、3級以
下の低級アミノ基などのイオン性親水基や、アミド基、
水酸基などの非イオン性水酸基を挙げることができる。
これらの親水基を含む重合体側鎖を多孔質膜材料の主鎖
上に導入する手法としては、親水基を有する重合性単量
体(モノマー)を主鎖上にグラフト重合する方法と、そ
れ自体は親水基を有しないが、親水基を導入することが
可能な重合性単量体を主鎖上にグラフト重合した後に、
グラフトされた重合体側鎖上に親水基を導入する方法と
を採用することができる。イオン性親水基を有する重合
性単量体としては、例えばスルホン酸基を有する重合性
単量体として、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸
及びこれらのナトリウム塩、アンモニウム塩等;カルボ
キシル基を有する重合性単量体として、アクリル酸、メ
タクリル酸等;アミン系イオン性親水基を有する重合性
単量体として、ビニルベンジルトリメチルアンモニウム
クロライド(VBTAC)、ジメチルアミノエチルメタ
クリレート(DMAEMA)、ジエチルアミノエチルメ
タクリレート(DEAEMA)、ジメチルアミノプロピ
ルアクリルアミド(DMAPAA)等;を挙げることが
できる。また、例えば、非イオン性親水基であるアミド
基を有する重合性単量体としては、アクリルアミド、ジ
メチルアクリルアミド、メタクリルアミド及びイソプロ
ピルアクリルアミド等が挙げられる。非イオン性親水基
である水酸基を有する重合性単量体としては、2−ヒド
ロキシエチルメタクリレート等が挙げられる。また、そ
れ自体これらの親水基を有しないが、これらの親水基を
導入することが可能な重合性単量体としては、メタクリ
ル酸グリシジル、クロロメチルスチレン、酢酸ビニル等
が挙げられる。これらの重合性単量体をグラフト重合し
た後に、親水基を導入する方法としては、公知の方法を
採用することができ、例えば、酢酸ビニルをグラフト重
合した後、苛性ソーダ/メタノール混合溶液で基材を加
温処理して加水分解することによって、水酸基を重合体
側鎖上に導入することができる。これら官能基を多孔質
膜材料に導入する手段としては、上述したようなグラフ
ト重合法、特に放射線グラフト重合法を好ましく用いる
ことができる。
The functional groups that can be introduced into the porous membrane material for such purposes include sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, carboxyl groups, quaternary ammonium groups, and lower tertiary amino groups. Ionic hydrophilic groups, amide groups,
A nonionic hydroxyl group such as a hydroxyl group can be mentioned.
As a method of introducing the polymer side chain containing these hydrophilic groups onto the main chain of the porous membrane material, a method of graft-polymerizing a polymerizable monomer having a hydrophilic group (monomer) onto the main chain, and itself Does not have a hydrophilic group, but after graft-polymerizing a polymerizable monomer capable of introducing a hydrophilic group onto the main chain,
The method of introducing a hydrophilic group onto the grafted polymer side chain can be employed. As the polymerizable monomer having an ionic hydrophilic group, for example, as a polymerizable monomer having a sulfonic acid group, styrenesulfonic acid, vinylsulfonic acid and their sodium salts, ammonium salts, etc .; Acrylic acid, methacrylic acid, etc. as monomers; vinylbenzyltrimethylammonium chloride (VBTAC), dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA), diethylaminoethyl methacrylate (DEAEMA) as polymerizable monomers having an amine-based ionic hydrophilic group , Dimethylaminopropyl acrylamide (DMAPAA) and the like; Further, for example, as the polymerizable monomer having an amide group which is a nonionic hydrophilic group, acrylamide, dimethylacrylamide, methacrylamide, isopropylacrylamide and the like can be mentioned. 2-hydroxyethyl methacrylate etc. are mentioned as a polymerizable monomer which has a hydroxyl group which is a nonionic hydrophilic group. Further, as the polymerizable monomer which does not have these hydrophilic groups per se but can introduce these hydrophilic groups, glycidyl methacrylate, chloromethylstyrene, vinyl acetate and the like can be mentioned. As a method of introducing a hydrophilic group after graft-polymerizing these polymerizable monomers, a known method can be adopted. For example, after graft-polymerizing vinyl acetate, a base material is mixed with a caustic soda / methanol mixed solution. A hydroxyl group can be introduced onto the side chain of the polymer by heating and hydrolyzing. As a means for introducing these functional groups into the porous membrane material, the graft polymerization method as described above, particularly the radiation graft polymerization method can be preferably used.

【0024】また、本発明において多孔質膜材料へグラ
フト重合によって官能基を導入する際には、上述の各種
の問題を顕在化させないことが望ましいことを鑑みる
と、5%〜50%程度のグラフト率とすることが望まし
い。
Further, in the present invention, when introducing a functional group into the porous membrane material by graft polymerization, it is desirable that the above-mentioned various problems should not be manifested, so that the grafting amount is about 5% to 50%. It is desirable to set the rate.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明に係るフィルターカートリッジ
は、イオン交換基などの官能基を導入した繊維材料と、
多孔質膜材料とを組み合わせて配置することにより、多
量の官能基を繊維材料に導入することで、これまでと全
く同一の寸法・形状のカートリッジで、且つ従来の多孔
質膜フィルターの持つ微粒子除去性能を維持したまま
で、多孔質膜フィルターのみでは達成できなかった微細
荷電粒子、金属イオン、金属コロイド微粒子などの除去
を飛躍的に向上させるものである。
The filter cartridge according to the present invention comprises a fiber material into which a functional group such as an ion exchange group is introduced,
By arranging in combination with the porous membrane material, a large amount of functional groups are introduced into the fiber material, and thus the cartridge of the exact same size and shape as before, and the fine particle removal that the conventional porous membrane filter has While maintaining the performance, it dramatically improves the removal of fine charged particles, metal ions, metal colloid fine particles and the like which could not be achieved by only the porous membrane filter.

【0026】[0026]

【実施例】以下の実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、これらは本発明の一具体例を示すものであり、
本発明はこれらの記載によって限定されるものではな
い。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which show one specific example of the present invention.
The present invention is not limited by these descriptions.

【0027】実施例1 スルホン酸型不織布/非グラフト多孔質膜のフィルター
カートリッジの作製 ポリエチレン繊維からなる不織布(DuPont社製、商品名
タイベック:平均繊維径0.5〜10μm、平均孔径5
μm(バブルポイント法によって測定した値)、目付6
5g/m2、厚さ0.17mm)83gに、窒素雰囲気下で電
子線を150kGy照射した。この照射済不織布にスチレ
ンを含浸させてガラス容器内に入れ、真空ポンプで減圧
にした後、50℃で3時間グラフト重合を行った。グラ
フト済不織布を取り出し、トルエン中60℃で3時間処
理してホモポリマーの除去を行った。更に不織布をアセ
トンで洗浄した後、50℃で12時間乾燥することによ
って、スチレングラフト不織布136gを得た。グラフ
ト率は64%であった。
Example 1 Preparation of Filter Cartridge of Sulfonic Acid Type Nonwoven Fabric / Non-Grafted Porous Membrane Nonwoven Fabric Made of Polyethylene Fiber (DuPont, trade name Tyvek: average fiber diameter 0.5 to 10 μm, average pore diameter 5)
μm (value measured by bubble point method), basis weight 6
83 g (5 g / m 2 , thickness 0.17 mm) was irradiated with an electron beam of 150 kGy in a nitrogen atmosphere. The irradiated non-woven fabric was impregnated with styrene, placed in a glass container, decompressed by a vacuum pump, and then graft-polymerized at 50 ° C. for 3 hours. The grafted non-woven fabric was taken out and treated in toluene at 60 ° C. for 3 hours to remove the homopolymer. Further, the non-woven fabric was washed with acetone and then dried at 50 ° C. for 12 hours to obtain 136 g of a styrene-grafted non-woven fabric. The graft ratio was 64%.

【0028】得られたスチレングラフト不織布を、クロ
ロスルホン酸/ジクロロメタン混合液(重量比2:9
8)に浸漬し、0℃で1時間スルホン化反応を行った。
不織布を取り出し、メタノール/ジクロロメタン混合液
(重量比1:9)、メタノール、純水で順次洗浄し、乾
燥することにより、厚さ0.27mm、イオン交換容量3
28meq/m2のスルホン酸型不織布を得た。
The styrene-grafted non-woven fabric obtained was mixed with a chlorosulfonic acid / dichloromethane mixture (weight ratio 2: 9).
8), and the sulfonation reaction was carried out at 0 ° C. for 1 hour.
The non-woven fabric is taken out, washed successively with methanol / dichloromethane mixture (weight ratio 1: 9), methanol and pure water and dried to give a thickness of 0.27 mm and an ion exchange capacity of 3
A sulfonic acid type nonwoven fabric of 28 meq / m 2 was obtained.

【0029】上記で調製されたスルホン酸型不織布(有
効幅220mm)と、超高分子量ポリエチレン(分子量1
00万)からなる厚さ100μm、孔径0.2μm、空隙
率60.0%の平膜状の多孔質膜(有効幅220mm)と
を2枚重ねた状態で、山高さ14mm、山数145のプリ
ーツを作製した。このプリーツ状積層シートの有効面積
は0.89m2であった。このプリーツ状積層シートを、
不織布が外側に、多孔質膜が内側になるように、高密度
ポリエチレン製のフィルターインナーコア(直径46m
m、長さ220mm)の周りに巻き付け、フィルターケー
ジ(内径76mm、高さ220mm)の中に挿入し、ボトム
及びトップキャップを用いて熱溶着法により封止するこ
とにより、高機能フィルターカートリッジ1を形成し
た。
The sulfonic acid type nonwoven fabric (effective width 220 mm) prepared above and ultra high molecular weight polyethylene (molecular weight 1
With a thickness of 100 mm, a pore size of 0.2 μm, and a flat film-like porous film (effective width 220 mm) having a porosity of 60.0% and having a height of 14 mm and a number of peaks of 145. Pleats were made. The effective area of this pleated laminate sheet was 0.89 m 2 . This pleated laminated sheet,
Filter inner core made of high-density polyethylene (diameter 46m) with the non-woven fabric on the outside and the porous membrane on the inside.
m, length 220 mm), inserted into a filter cage (inner diameter 76 mm, height 220 mm), and sealed by a heat-welding method using bottom and top caps to obtain the high-performance filter cartridge 1. Formed.

【0030】実施例2 スルホン酸型不織布/カルボン酸型多孔質膜のフィルタ
ーカートリッジの作製 実施例1で用いているものと同じ超高分子量ポリエチレ
ン製多孔質膜39gに対して、実施例1と同様の条件で
電子線を照射した。アクリル酸/水/メタノール混合液
(重量比10:45:45)をガラス容器内に入れ、こ
の中に上記の照射済み多孔質膜を入れて真空ポンプで減
圧にした後、50℃で2時間グラフト重合を行った。グ
ラフト済み多孔質膜を取り出し、純水中で3回洗浄する
ことにより、ホモポリマーの除去を行い、更に50度で
12時間乾燥することによって、アクリル酸グラフト多
孔質膜44gを得た。グラフト率は12%、厚さは0.
11mmであった。
Example 2 Preparation of Filter Cartridge of Sulfonic Acid Type Nonwoven Fabric / Carboxylic Acid Type Porous Membrane The same as Example 1 for 39 g of the same ultra high molecular weight polyethylene porous membrane used in Example 1. The electron beam was irradiated under the conditions of. Acrylic acid / water / methanol mixture (weight ratio 10:45:45) was placed in a glass container, and the above-mentioned irradiated porous membrane was placed therein, and the pressure was reduced by a vacuum pump, then at 50 ° C. for 2 hours. Graft polymerization was performed. The grafted porous membrane was taken out, washed with pure water three times to remove the homopolymer, and further dried at 50 ° C. for 12 hours to obtain 44 g of an acrylic acid-grafted porous membrane. Graft ratio is 12%, thickness is 0.
It was 11 mm.

【0031】実施例1で調製されたスルホン酸型不織布
(有効幅220mm)と、上記で得られたアクリル酸グラ
フト多孔質膜(有効幅220mm)とを用いて、実施例1
と同様に山高さ14mm、山数145のプリーツ状積層シ
ートを形成し(有効面積0.89m2)、実施例1と同様
のフィルターインナーコア及びフィルターケージによっ
て高機能フィルターカートリッジ2を形成した。
Using the sulfonic acid type nonwoven fabric (effective width 220 mm) prepared in Example 1 and the acrylic acid-grafted porous membrane (effective width 220 mm) obtained above, Example 1
Similarly to the above, a pleat-shaped laminated sheet having a height of 14 mm and a number of peaks of 145 was formed (effective area: 0.89 m 2 ), and a high-performance filter cartridge 2 was formed by the same filter inner core and filter cage as in Example 1.

【0032】実施例3 スルホン酸型不織布/カルボン酸型多孔質膜のフィルタ
ーカートリッジの作製 ポリエチレン繊維からなる不織布(日本バイリーン社
製、商品名OX8901:平均繊維径20〜30μm、平均孔
径120μm(バブルポイント法によって測定した
値)、目付66g/m2、厚さ0.32mm)100gに、実
施例1と同様の条件で電子線を照射した。この照射済不
織布にスチレンを含浸させてガラス容器内に入れ、真空
ポンプで減圧にした後、50℃で3時間グラフト重合を
行った。グラフト済不織布を、実施例1と同様に洗浄、
乾燥を行うことにより、スチレングラフト不織布202
gを得た。グラフト率は102%であった。得られたス
チレングラフト不織布を、実施例1と同様にスルホン
化、洗浄、乾燥することにより、厚さ0.9mm、イオン
交換容量635meq/m2のスルホン酸型不織布を得た。
Example 3 Preparation of Filter Cartridge of Sulfonic Acid Type Nonwoven Fabric / Carboxylic Acid Type Porous Membrane Nonwoven fabric made of polyethylene fiber (trade name: OX8901, manufactured by Japan Vilene Co .: average fiber diameter 20 to 30 μm, average pore diameter 120 μm (bubble point Value (measured by the method), a basis weight of 66 g / m 2 , and a thickness of 0.32 mm) of 100 g were irradiated with an electron beam under the same conditions as in Example 1. The irradiated non-woven fabric was impregnated with styrene, placed in a glass container, decompressed by a vacuum pump, and then graft-polymerized at 50 ° C. for 3 hours. The grafted non-woven fabric is washed in the same manner as in Example 1,
By drying, the styrene graft nonwoven fabric 202
got g. The graft ratio was 102%. The obtained styrene-grafted nonwoven fabric was sulfonated, washed and dried in the same manner as in Example 1 to obtain a sulfonic acid type nonwoven fabric having a thickness of 0.9 mm and an ion exchange capacity of 635 meq / m 2 .

【0033】上記で得られたスルホン酸型不織布を、実
施例2で作製したアクリル酸グラフト多孔質膜と重ね合
わせて、山高さ14mm、山数90のプリーツ状積層シー
トを作成した(有効面積0.55m2)。このプリーツ状
積層シートを用いて実施例1と同様にして高機能フィル
ターカートリッジ3を形成した。
The sulfonic acid type nonwoven fabric obtained above was laminated with the acrylic acid-grafted porous membrane prepared in Example 2 to prepare a pleat-like laminated sheet having a height of 14 mm and a number of peaks of 90 (effective area 0). .55m 2 ). Using this pleated laminated sheet, a high-performance filter cartridge 3 was formed in the same manner as in Example 1.

【0034】実施例4:通液試験 上記実施例1〜3で作製された高性能フィルターカート
リッジ1、2及び3をそれぞれ用いて、通液試験を行っ
た。試験液として、鉄を200ppb含む純水を5.0L/m
in〜20L/minの流速で通液し、流出液中の鉄の濃度を
測定したところ、この液流速の範囲では、流出液中の鉄
濃度は、フィルターカートリッジ1が0.6〜1.9pp
b、フィルターカートリッジ2が0.02ppb〜0.04
ppb、フィルターカートリッジ3が0.9ppb〜2.2pp
bの範囲に低下しており、いずれも良好な鉄不純物の除
去性能を示した。
Example 4 Liquid Permeation Test A liquid permeation test was conducted using each of the high-performance filter cartridges 1, 2 and 3 produced in Examples 1 to 3 above. As a test liquid, 5.0 L / m of pure water containing 200 ppb of iron
When the concentration of iron in the effluent was measured by passing through at a flow rate of in to 20 L / min, the iron concentration in the effluent in the range of this flow rate was 0.6 to 1.9 pp for the filter cartridge 1.
b, the filter cartridge 2 is 0.02ppb-0.04
ppb, filter cartridge 3 is 0.9 ppb to 2.2 pp
The values fell to the range of b, and all showed good iron impurity removal performance.

【0035】実施例5:イソプロピルアルコールの通液
試験 試験液として、鉄を200ppb含むイソプロピルアルコ
ールを用いた以外は、実施例4と同様に、フィルターカ
ートリッジ1について通液試験を行った。流出液中の鉄
濃度は0.2ppb〜0.6ppbの範囲に低下しており、純
水と同様にイソプロピルアルコールに関しても良好な鉄
不純物の除去性能を示した。
Example 5: Liquid Permeation Test of Isopropyl Alcohol A liquid permeation test was conducted on the filter cartridge 1 in the same manner as in Example 4 except that isopropyl alcohol containing 200 ppb of iron was used as the test liquid. The iron concentration in the effluent decreased to the range of 0.2 ppb to 0.6 ppb, and showed good iron impurity removal performance for isopropyl alcohol as well as pure water.

【0036】実施例6:泡切れ性の比較 上記実施例1で作製された高性能フィルターカートリッ
ジ1及び実施例2で作製された高性能フィルターカート
リッジ2をそれぞれ用いて泡切れ試験を行った。バッフ
ァードフッ酸42Lを満たした循環槽に、ポンプ、フィ
ルターカートリッジ1又は2、及び動的光散乱型パーテ
ィクルカウンターをこの順番で直列に接続し、液を流量
16L/minで循環させた。循環開始後、フィルターカー
トリッジからの流出液中のマイクロバブル数をパーティ
クルカウンターによって測定した。結果を図1に示す。
スルホン酸型不織布/非グラフト多孔質膜のフィルター
カートリッジ1を用いた実験では、流出液中にマイクロ
バブルが観察された。一方、スルホン酸型不織布/カル
ボン酸型多孔質膜のフィルターカートリッジ2を用いた
実験では、短時間の循環によってマイクロバブル数は大
きく減少した。これは、フィルターカートリッジを構成
する多孔質膜としてカルボン酸基をグラフトしたものを
用いることにより、多孔質膜表面の水に対する良好な濡
れ性が得られ、短時間の液循環によって良好な泡切れ性
を示したためであると考えられる。
Example 6: Comparison of defoaming properties A defoaming test was carried out using the high performance filter cartridge 1 prepared in the above Example 1 and the high performance filter cartridge 2 prepared in Example 2, respectively. A pump, filter cartridge 1 or 2, and a dynamic light scattering type particle counter were connected in series in this order to a circulation tank filled with 42 L of buffered hydrofluoric acid, and the liquid was circulated at a flow rate of 16 L / min. After the circulation was started, the number of microbubbles in the effluent from the filter cartridge was measured with a particle counter. The results are shown in Fig. 1.
In the experiment using the filter cartridge 1 of the sulfonic acid type non-woven fabric / non-grafted porous membrane, micro bubbles were observed in the effluent. On the other hand, in the experiment using the filter cartridge 2 of the sulfonic acid type nonwoven fabric / carboxylic acid type porous membrane, the number of microbubbles was greatly reduced by the short-time circulation. This is because by using a carboxylic acid group grafted as the porous membrane constituting the filter cartridge, good wettability of water on the surface of the porous membrane can be obtained, and good defoaming property by short-time liquid circulation. It is believed that this is because

【0037】実施例7:通液試験 上記実施例3で作製された高性能フィルターカートリッ
ジ3を用いて通液試験を行った。試験液として、鉄を
2.2ppb含むpH4の純水を5.0L/min〜20L/min
の流速で通液し、流出液中の鉄の濃度を測定したとこ
ろ、この液流速の範囲では、流出液中の鉄濃度は0.0
4ppb〜0.06ppbの範囲に低下しており、良好な鉄不
純物の除去性能を示した。同様に試験液として、アルミ
ニウムイオン4.6ppbを含むpH7の純水を5.0L/m
in〜20L/minの流速で通液し、流出液中のアルミニウ
ムの濃度を測定したところ、この液流速の範囲では、流
出液中のアルミニウム濃度は0.03ppb〜0.05ppb
の範囲に低下しており、良好なアルミニウム不純物の除
去性能を示した。
Example 7 Liquid Permeation Test A liquid permeation test was conducted using the high performance filter cartridge 3 produced in Example 3 above. As test liquid, pure water of pH 4 containing 2.2 ppb of iron is 5.0 L / min to 20 L / min
When the concentration of iron in the effluent was measured by passing the solution at a flow rate of, the iron concentration in the effluent was 0.0
It fell to the range of 4 ppb to 0.06 ppb, and showed good performance for removing iron impurities. Similarly, 5.0 L / m of pure water of pH 7 containing 4.6 ppb of aluminum ions was used as a test solution.
When the concentration of aluminum in the effluent was measured by passing through at a flow rate of in to 20 L / min, the concentration of aluminum in the effluent was 0.03 ppb to 0.05 ppb in this range of flow rate.
, Which indicates a good aluminum impurity removal performance.

【0038】比較例1 多孔質膜フィルターカートリッジを用いたイソプロピル
アルコールからの鉄の除去 実施例1で用いた超高分子量ポリエチレン多孔質膜と、
支持材として、実施例1で用いたグラフト処理前のポリ
エチレン繊維不織布(DuPont社製、商品名タイベック)
とを用いて、実施例1と同様にプリーツ状積層シートを
形成し、実施例1と同様にしてフィルターカートリッジ
Aを形成した。このフィルターカートリッジAを用い
て、実施例5と同一の条件でイソプロピルアルコール通
液試験を行ったところ、流出液中の鉄濃度は4.0ppb
〜13.1ppbの範囲であった。
Comparative Example 1 Removal of Iron from Isopropyl Alcohol Using a Porous Membrane Filter Cartridge The ultra high molecular weight polyethylene porous membrane used in Example 1
As a supporting material, a polyethylene fiber non-woven fabric before grafting used in Example 1 (manufactured by DuPont, trade name Tyvek)
Was used to form a pleated laminated sheet in the same manner as in Example 1, and a filter cartridge A was formed in the same manner as in Example 1. Using this filter cartridge A, an isopropyl alcohol flow test was conducted under the same conditions as in Example 5, and the iron concentration in the effluent was 4.0 ppb.
The range was ˜13.1 ppb.

【0039】比較例2 スルホン酸型不織布を用いたイソプロピルアルコールか
らの鉄の除去 実施例1で作製したスルホン酸型不織布と、実施例1で
用いたグラフト処理前のポリエチレン繊維不織布とを2
枚重ね合わせて、実施例1と同じ寸法のプリーツ状積層
シートを形成し、実施例1と同様にしてフィルターカー
トリッジBを形成した。このフィルターカートリッジB
を用いて、実施例5と同一の条件でイソプロピルアルコ
ール通液試験を行ったところ、流出液中の鉄濃度は36
ppb〜65ppbの範囲であった。
Comparative Example 2 Removal of Iron from Isopropyl Alcohol Using Sulfonic Acid Nonwoven Fabric The sulfonic acid nonwoven fabric prepared in Example 1 and the polyethylene fiber nonwoven fabric before grafting used in Example 1
The sheets were overlapped to form a pleated laminated sheet having the same size as in Example 1, and a filter cartridge B was formed in the same manner as in Example 1. This filter cartridge B
When an isopropyl alcohol liquid permeation test was conducted under the same conditions as in Example 5, the iron concentration in the effluent was 36.
It was in the range of ppb to 65 ppb.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例6の実験結果を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the experimental results of Example 6.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01J 47/12 B01J 47/12 G C02F 1/28 C02F 1/28 F 1/42 1/42 A C08J 5/20 101 C08J 5/20 101 CER CER CEZ CEZ // C08L 101:00 C08L 101:00 (72)発明者 藤原 邦夫 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 武田 収功 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 橋本 幸雄 東京都港区三田1丁目4番28号三田国際ビ ル 日本マイクロリス株式会社内 (72)発明者 臼井 恵理子 東京都港区三田1丁目4番28号三田国際ビ ル 日本マイクロリス株式会社内 (72)発明者 甘利 睦浩 東京都港区三田1丁目4番28号三田国際ビ ル 日本マイクロリス株式会社内 Fターム(参考) 4D017 AA01 AA06 BA12 CA13 CA17 CB05 DA01 EA05 4D019 AA03 BA13 BB03 BB08 BB10 BC04 BC13 BD01 CA02 CA03 CB03 CB06 DA03 4D024 AA03 AB15 AB16 BA17 BA18 BB02 BC01 CA04 DB04 4D025 AA04 AB01 AB20 AB22 BA08 BA27 BB01 4F071 AA02 FA04 FA05 FA06 FA07 FA08 FA09 FA10 FC11 FD04─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B01J 47/12 B01J 47/12 G C02F 1/28 C02F 1/28 F 1/42 1/42 A C08J 5 / 20 101 C08J 5/20 101 CER CER CEZ CEZ // C08L 101: 00 C08L 101: 00 (72) Inventor Kunio Fujiwara 4-2-1 Motofujisawa, Fujisawa-shi, Kanagawa Stock company Ebara Research Institute (72 ) Inventor Satoru Takeda 4-2-1 Honfujisawa, Fujisawa-shi, Kanagawa Inside the EBARA Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Yukio Hashimoto 1-34 Mita International Building, Minato-ku, Tokyo Mita International Bill Japan Microlith In-house (72) Inventor Eriko Usui 1-4-2 Mita, Minato-ku, Tokyo Mita International Building Japan Microlith Co., Ltd. (72) Inventor Mitsuhiro Toshi Mita Kokusai Building, 1-4-2, Mita, Minato-ku, Tokyo F-term (reference) within Japan Microlith Corporation 4D017 AA01 AA06 BA12 CA13 CA17 CB05 DA01 EA05 4D019 AA03 BA13 BB03 BB08 BB10 BC04 BC13 BD01 CA02 CA03 CB03 CB06 DA03 4D024 AA03 AB15 AB16 BA17 BA18 BB02 BC01 CA04 DB04 4D025 AA04 AB01 AB20 AB22 BA08 BA27 BB01 4F071 AA02 FA04 FA05 FA06 FA07 FA08 FA09 FA10 FC11 FD04

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機高分子繊維基材にイオン交換基及び
/又はキレート基が導入されている繊維材料と、多孔質
膜材料とから構成されていることを特徴とするフィルタ
ーカートリッジ。
1. A filter cartridge comprising a fiber material having an ion exchange group and / or a chelate group introduced into an organic polymer fiber base material and a porous membrane material.
【請求項2】 有機高分子繊維基材にイオン交換基及び
/又はキレート基が導入されている繊維材料と、有機多
孔質膜基材に親水基が導入されている多孔質膜材料とか
ら構成されていることを特徴とするフィルターカートリ
ッジ。
2. A constitution comprising a fiber material in which an ion exchange group and / or a chelate group is introduced into an organic polymer fiber substrate and a porous membrane material in which a hydrophilic group is introduced into an organic porous membrane substrate. The filter cartridge is characterized by being.
【請求項3】 放射線グラフト重合法によって、イオン
交換基及び/又はキレート基を有する重合体側鎖が有機
高分子繊維基材の主鎖上に導入され、親水基が有機多孔
質膜基材の主鎖上に導入されている請求項1又は2に記
載のフィルターカートリッジ。
3. The radiation graft polymerization method introduces a polymer side chain having an ion exchange group and / or a chelate group onto the main chain of the organic polymer fiber base material, and the hydrophilic group of the organic porous film base material main chain. The filter cartridge according to claim 1 or 2, which is introduced on a chain.
【請求項4】 繊維基材が織布又は不織布である請求項
1〜3のいずれかに記載のフィルターカートリッジ。
4. The filter cartridge according to claim 1, wherein the fiber base material is a woven fabric or a non-woven fabric.
【請求項5】 イオン交換基が、スルホン酸基、リン酸
基、カルボキシル基から選択されるカチオン交換基、又
は4級アンモニウム基、1級、2級又は3級の低級アミ
ノ基から選択されるアニオン交換基から選択され、キレ
ート基が、イミノジエタノール基、イミノジ酢酸基、ジ
チオカルバミン酸基、チオ尿素基から選択され、親水基
が、スルホン酸基、リン酸基、カルボキシル基、4級ア
ンモニウム基、3級アミノ基、2級アミノ基、1級アミ
ノ基から選択されるイオン性親水基、又はアミド基、水
酸基から選択される非イオン性親水基から選択される請
求項1〜4のいずれかに記載のフィルターカートリッ
ジ。
5. The ion exchange group is selected from a cation exchange group selected from a sulfonic acid group, a phosphoric acid group and a carboxyl group, or a quaternary ammonium group, a primary, secondary or tertiary lower amino group. Selected from anion exchange groups, the chelate group is selected from iminodiethanol group, iminodiacetic acid group, dithiocarbamic acid group, thiourea group, hydrophilic group is a sulfonic acid group, phosphoric acid group, carboxyl group, quaternary ammonium group, 5. An ionic hydrophilic group selected from a tertiary amino group, a secondary amino group and a primary amino group, or a nonionic hydrophilic group selected from an amide group and a hydroxyl group. The described filter cartridge.
【請求項6】 多孔質膜の平均孔径が0.02μm〜
1.0μmである請求項1〜5のいずれかに記載のフィ
ルターカートリッジ。
6. A porous membrane having an average pore diameter of 0.02 μm to
The filter cartridge according to claim 1, which has a thickness of 1.0 μm.
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