JP7459865B2 - Method for dehydrating organic solvent and method for purifying organic solvent - Google Patents
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Description
本発明は、有機溶剤の脱水方法および有機溶剤の精製方法に関し、特には、気液接触を用いた有機溶剤の脱水方法および当該脱水方法を用いた有機溶剤の精製方法に関するものである。 The present invention relates to a method for dehydrating an organic solvent and a method for purifying an organic solvent, and in particular to a method for dehydrating an organic solvent using gas-liquid contact and a method for purifying an organic solvent using said dehydration method.
従来、有機溶剤などの液体中に含まれている水分を除去する方法として、モレキュラーシーブなどの水分吸着剤に接触させることにより乾燥させた不活性ガスを液体中に吹き込み、液体中の水分を不活性ガスに帯同させて除去する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a method for removing moisture contained in liquids such as organic solvents, an inert gas that has been dried by contacting with a moisture adsorbent such as a molecular sieve is blown into the liquid to remove moisture from the liquid. A method is known in which the active gas is entrained and removed (for example, see Patent Document 1).
ここで、例えば半導体デバイスの製造や洗浄に用いられる有機溶剤などでは、水分や微粒子等の不純物を低減することが求められている。 Here, for example, organic solvents used for manufacturing and cleaning semiconductor devices are required to reduce impurities such as moisture and fine particles.
しかし、乾燥させたガスをそのまま吹き込んで液体中の水分を除去する上記従来の脱水方法には、脱水後の液体中に含まれている微粒子の量が増加してしまうという問題があった。However, the conventional dehydration method described above, in which dried gas is simply blown into the liquid to remove moisture from the liquid, had the problem that the amount of fine particles contained in the liquid increased after dehydration.
そこで、本発明は、微粒子数の増加を抑制しつつ有機溶剤を脱水する方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、水分量および微粒子数の双方を良好に低減可能な有機溶剤の精製方法を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for dehydrating an organic solvent while suppressing an increase in the number of fine particles.
Another object of the present invention is to provide a method for purifying an organic solvent, which can effectively reduce both the water content and the number of fine particles.
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の有機溶剤の脱水方法は、脱水用ガスを準備する工程(A)と、前記脱水用ガスと、有機溶剤とを接触させる工程(B)とを含み、前記工程(A)が、露点が-30℃以下のガスをガスフィルターに通過させて脱水用ガスを得る工程(a1)、または、ガスフィルターを通過させたガスの露点を-30℃以下に調整して脱水用ガスを得る工程(a2)を含むことを特徴とする。このように、露点が-30℃以下のガスをガスフィルターに通過させて得た脱水用ガス、または、ガスフィルターを通過させたガスの露点を-30℃以下に調整して得た脱水用ガスを使用すれば、微粒子数の増加を抑制しつつ有機溶剤を脱水することができる。
なお、本発明において、「露点」とは、フーリエ変換赤外分光法(FT-IR)を用いて測定した水分量から求めた大気圧下露点を指す。
The present invention has an object to advantageously solve the above problems, and the method for dehydrating an organic solvent of the present invention comprises a step (A) of preparing a dehydration gas and a step (B) of contacting the dehydration gas with an organic solvent, characterized in that the step (A) comprises a step (a1) of passing a gas having a dew point of -30° C. or less through a gas filter to obtain a dehydration gas, or a step (a2) of adjusting the dew point of the gas passed through the gas filter to -30° C. or less to obtain a dehydration gas. In this way, by using a dehydration gas obtained by passing a gas having a dew point of -30° C. or less through a gas filter, or a dehydration gas obtained by adjusting the dew point of the gas passed through the gas filter to -30° C. or less, it is possible to dehydrate an organic solvent while suppressing an increase in the number of fine particles.
In the present invention, the "dew point" refers to the dew point under atmospheric pressure determined from the moisture content measured using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR).
ここで、前記有機溶剤は、炭化水素類、アルコール類、エーテル類、ケトン類、アミド類、エステル類、ニトリル類、ハイドロフルオロカーボン類、ハイドロフルオロエーテル類、パーフルオロカーボン類およびハイドロフルオロオレフィン類からなる群より選択される少なくとも1種の溶剤を含み得る。 Here, the organic solvent is a group consisting of hydrocarbons, alcohols, ethers, ketones, amides, esters, nitriles, hydrofluorocarbons, hydrofluoroethers, perfluorocarbons, and hydrofluoroolefins. The solvent may contain at least one solvent selected from the following.
中でも、前記有機溶剤は、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタンを含むことが好ましい。1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタンを含む有機溶剤は、半導体デバイスの製造や洗浄に有利に使用し得る。Among them, it is preferable that the organic solvent contains 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane. Organic solvents containing 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane can be advantageously used in the manufacture and cleaning of semiconductor devices.
また、前記有機溶剤は、共沸組成物であってもよい。The organic solvent may also be an azeotropic composition.
そして、前記有機溶剤は、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタンと、tert-アミルアルコールとの混合物であることが好ましい。1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタンと、tert-アミルアルコールとの混合物は、半導体デバイスの製造や洗浄に有利に使用し得る。 The organic solvent is preferably a mixture of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane and tert-amyl alcohol. A mixture of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane and tert-amyl alcohol can be advantageously used in the manufacture and cleaning of semiconductor devices.
更に、前記ガスは、水素、空気、酸素、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、一酸化炭素および二酸化炭素からなる群より選択される少なくとも1種よりなることが好ましい。これらのガスを使用すれば、副反応の発生を抑制しつつ有機溶剤を良好に脱水することができる。 Further, the gas is preferably at least one selected from the group consisting of hydrogen, air, oxygen, nitrogen, helium, neon, argon, krypton, xenon, carbon monoxide, and carbon dioxide. By using these gases, it is possible to effectively dehydrate the organic solvent while suppressing the occurrence of side reactions.
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の有機溶剤の精製方法は、有機溶剤をフィルターでろ過する工程(α)と、上述した有機溶剤の脱水方法の何れかを用いて有機溶剤を脱水する工程(β)とを含むことを特徴とする。工程(α)および工程(β)を実施すれば、有機溶剤から水分および微粒子の双方を良好に除去して水分量および微粒子数が低減された有機溶剤よりなる精製物を得ることができる。 The present invention also aims to advantageously solve the above problems, and the method for purifying an organic solvent of the present invention is characterized by including a step (α) of filtering the organic solvent with a filter, and a step (β) of dehydrating the organic solvent using any of the above-mentioned methods for dehydrating an organic solvent. By carrying out steps (α) and (β), it is possible to obtain a purified product consisting of an organic solvent with a reduced amount of moisture and number of particles by effectively removing both water and fine particles from the organic solvent.
ここで、本発明の有機溶剤の精製方法において、前記工程(β)では、前記工程(α)でろ過された有機溶剤を脱水することが好ましい。工程(α)の後に工程(β)を実施すれば、ろ過中に水分が混入するのを抑制することができる。なお、本発明の有機溶剤の精製方法では、工程(β)において上述した本発明の有機溶剤の脱水方法を用いて有機溶剤を脱水しているので、工程(α)の後に工程(β)を実施した場合であっても、微粒子数が十分に低減された精製物を得ることができる。Here, in the method for purifying an organic solvent of the present invention, it is preferable to dehydrate the organic solvent filtered in the step (α) in the step (β). By carrying out the step (β) after the step (α), it is possible to prevent water from being mixed in during filtration. In the method for purifying an organic solvent of the present invention, since the organic solvent is dehydrated in the step (β) using the above-mentioned method for dehydrating an organic solvent of the present invention, it is possible to obtain a purified product with a sufficiently reduced number of fine particles even when the step (β) is carried out after the step (α).
本発明の有機溶剤の脱水方法によれば、微粒子数の増加を抑制しつつ有機溶剤を脱水することができる。
また、本発明の有機溶剤の精製方法によれば、水分量および微粒子数の双方を良好に低減した精製物を得ることができる。
According to the method for dehydrating an organic solvent of the present invention, an organic solvent can be dehydrated while suppressing an increase in the number of fine particles.
Furthermore, according to the method for purifying an organic solvent of the present invention, a purified product can be obtained in which both the water content and the number of fine particles are reduced satisfactorily.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明の有機溶剤の脱水方法は、有機溶剤を脱水する際に用いることができる。また、本発明の有機溶剤の精製方法は、本発明の有機溶剤の脱水方法を用いて有機溶剤を脱水する工程を含むものであり、有機溶剤から水分および微粒子の双方を除去して水分量および微粒子数が低減された有機溶剤よりなる精製物を得る際に用いることができる。
Embodiments of the present invention will be described in detail below.
Here, the method for dehydrating an organic solvent of the present invention can be used when dehydrating an organic solvent. Furthermore, the organic solvent purification method of the present invention includes a step of dehydrating the organic solvent using the organic solvent dehydration method of the present invention, and removes both water and fine particles from the organic solvent to reduce the water content and It can be used to obtain a purified product made of an organic solvent with a reduced number of fine particles.
(有機溶剤の精製方法)
本発明の有機溶剤の精製方法は、有機溶剤をフィルターでろ過する工程(α)と、本発明の有機溶剤の脱水方法を用いて有機溶剤を脱水する工程(β)とを含み、任意に、工程(α)の前に前処理工程(γ)を更に含み得る。
(Method for purifying organic solvent)
The method for purifying an organic solvent of the present invention includes a step (α) of filtering the organic solvent through a filter, and a step (β) of dehydrating the organic solvent by using the method for dehydrating an organic solvent of the present invention, and may optionally further include a pretreatment step (γ) prior to the step (α).
そして、本発明の有機溶剤の精製方法では、工程(α)において有機溶剤をフィルターでろ過しているので、有機溶剤から微粒子を除去することができる。また、本発明の有機溶剤の精製方法では、工程(β)において本発明の有機溶剤の脱水方法を用いて有機溶剤を脱水しているので、後に詳細に説明するように脱水操作に起因して微粒子数が増加するのを抑制しつつ有機溶剤を脱水することができる。従って、本発明の有機溶剤の精製方法によれば、水分量および微粒子数が良好に低減された有機溶剤よりなる精製物を得ることができる。In the method for purifying an organic solvent of the present invention, the organic solvent is filtered through a filter in step (α), so that fine particles can be removed from the organic solvent. In the method for purifying an organic solvent of the present invention, the organic solvent is dehydrated in step (β) using the method for dehydrating an organic solvent of the present invention, so that the organic solvent can be dehydrated while suppressing an increase in the number of fine particles caused by the dehydration operation, as will be described in detail later. Therefore, according to the method for purifying an organic solvent of the present invention, a purified product can be obtained that is made of an organic solvent in which the water content and the number of fine particles have been satisfactorily reduced.
なお、工程(α)と工程(β)とは、何れを先に実施してもよいが、工程(α)を先に実施することが好ましい。図1(b)に示すように工程(β)を先に実施した場合、脱水後の有機溶剤をフィルターでろ過する際に周囲雰囲気等から有機溶剤中に水分が混入する可能性がある。しかし、図1(a)に示すように工程(α)を先に実施し、工程(α)でろ過された有機溶剤を脱水すれば、得られる精製物中の水分量を十分に低減することができる。また、工程(β)では、微粒子数が増加するのを抑制しつつ有機溶剤を脱水することができるので、工程(α)を先に実施した場合であっても、水分量および微粒子数が十分に低減された有機溶剤よりなる精製物を得ることができる。 While either step (α) or step (β) may be performed first, it is preferable to perform step (α) first. If step (β) is performed first as shown in FIG. 1(b), moisture may be mixed into the organic solvent from the surrounding atmosphere when the dehydrated organic solvent is filtered through a filter. However, if step (α) is performed first as shown in FIG. 1(a) and the organic solvent filtered in step (α) is dehydrated, the moisture content in the resulting purified product can be sufficiently reduced. In addition, in step (β), the organic solvent can be dehydrated while suppressing an increase in the number of fine particles, so that even if step (α) is performed first, a purified product consisting of an organic solvent with a sufficiently reduced moisture content and number of fine particles can be obtained.
<有機溶剤>
ここで、本発明の有機溶剤の精製方法で精製される有機溶剤としては、特に限定されることなく、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン、デカン等の炭化水素類;ブタノール、イソプロパノール、2-ブタノール、メチルブタノール、プロパノール、ヘプタノール、ヘキサノール、デカノール、ノナノール等の脂肪族アルコール類やベンジルアルコール、メチルベンジルアルコール、エチルベンジルアルコール、メトキシベンジルアルコール、エトキシベンジルアルコール、ヒドロキシベンジルアルコール、3-フェニルプロパノール、クミルアルコール、フルフリルアルコール、フェネチルアルコール、メトキシフェネチルアルコール、エトキシフェネチルアルコール等の芳香族アルコール類等のアルコール類;ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル類;メチルエチルケトン、アセチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等のケトン類;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド類;酢酸ブチル、酢酸イソプロピル、プロピオン酸ブチル、カプロン酸メチル、カプロン酸ブチル等のエステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アセトニトリル等のニトリル類;式:CnHmF2n+2-m〔式中、nは4以上6以下の整数であり、mは1以上の整数である〕で表される化合物(例えば、1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタン)、式:CnHmF2n-m〔式中、nは4以上6以下の整数であり、mは1以上の整数である〕で表される化合物(例えば、1,1,2,2,3-ペンタフルオロシクロブタン、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン、1,1,2,2,3,3,4,4,5-ノナフルオロシクロシクロヘキサン)等のハイドロフルオロカーボン類;メチルパーフルオロブチルエーテル、メチルパーフルオロイソブチルエーテル、メチルパーフルオロペンチルエーテル、エチルパーフルオロブチルエーテル、エチルパーフルオロイソブチルエーテル等のハイドロフルオロエーテル類;パーフルオロシクロヘキサン、パーフルオロメチルシクロヘキサン等のパーフルオロカーボン類;1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン等のハイドロフルオロオレフィン類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、3-メトキシ-3-メチルブタノール等のグリコールエーテル類;3-メトキシ-3-メチルブチルアセテート等のグリコールエーテルアセテート類;炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸プロピル等の炭酸エステル類;並びに、γ-ブチルラクトン等のラクトン類が挙げられる。
なお、上述した有機溶剤は、1種単独で、または、2種以上を混合して用いることができる。
<Organic solvent>
Here, the organic solvents purified by the organic solvent purification method of the present invention are not particularly limited, and include, for example, hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, octane, and decane; butanol, isopropanol, 2-butanol, Aliphatic alcohols such as methylbutanol, propanol, heptanol, hexanol, decanol, nonanol, benzyl alcohol, methylbenzyl alcohol, ethylbenzyl alcohol, methoxybenzyl alcohol, ethoxybenzyl alcohol, hydroxybenzyl alcohol, 3-phenylpropanol, cumyl alcohol , alcohols such as aromatic alcohols such as furfuryl alcohol, phenethyl alcohol, methoxyphenethyl alcohol, and ethoxyphenethyl alcohol; ethers such as dibutyl ether and cyclopentyl methyl ether; methyl ethyl ketone, acetyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, and cyclopenta Ketones such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and other amides;butyl acetate, isopropyl acetate, butyl propionate, methyl caproate, butyl caproate, etc. Esters; Nitriles such as acrylonitrile, methacrylonitrile, acetonitrile; Formula: C n H m F 2n+2-m [wherein, n is an integer of 4 or more and 6 or less, m is an integer of 1 or more A compound (for example, 1,1,1,3,3-pentafluorobutane) represented by the formula: C n H m F 2n-m [where n is an integer of 4 to 6, m is an integer of 1 or more] (for example, 1,1,2,2,3-pentafluorocyclobutane, 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane, Hydrofluorocarbons such as 1,1,2,2,3,3,4,4,5-nonafluorocyclocyclohexane); methyl perfluorobutyl ether, methyl perfluoroisobutyl ether, methyl perfluoropentyl ether, ethyl perfluorobutyl ether , hydrofluoroethers such as ethyl perfluoroisobutyl ether; perfluorocarbons such as perfluorocyclohexane and perfluoromethylcyclohexane; hydrofluoroolefins such as 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene; propylene glycol monomethyl Glycol ethers such as ether, dipropylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, 3-methoxy-3-methylbutanol; 3-methoxy-3-methylbutyl acetate carbonate esters such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, propyl carbonate; and lactones such as γ-butyllactone.
Note that the above-mentioned organic solvents can be used alone or in a mixture of two or more.
中でも、有機溶剤は、炭化水素類、アルコール類、エーテル類、ケトン類、アミド類、エステル類、ニトリル類、ハイドロフルオロカーボン類、ハイドロフルオロエーテル類、パーフルオロカーボン類およびハイドロフルオロオレフィン類からなる群より選択される少なくとも1種の溶剤を含むことが好ましく、フッ素原子を含有する溶剤(フッ素系溶剤)を含むことがより好ましく、ハイドロフルオロカーボン類を含むことが更に好ましく、環状のハイドロフルオロカーボン類を含むことが一層好ましく、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタンを含むことが特に好ましい。ハイドロフルオロカーボン類は、不燃性であり、水存在下での安定性に優れ、低毒性であり、オゾン破壊係数がゼロだからである。また、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタンは、溶剤として取り扱うのに適度な沸点を有していると共に、半導体デバイスの製造や洗浄に有利に使用し得るからである。 Among them, the organic solvent is selected from the group consisting of hydrocarbons, alcohols, ethers, ketones, amides, esters, nitriles, hydrofluorocarbons, hydrofluoroethers, perfluorocarbons, and hydrofluoroolefins. It is preferable to contain at least one solvent containing fluorine atoms, more preferably to contain a fluorine atom-containing solvent (fluorine-based solvent), even more preferably to contain hydrofluorocarbons, and preferably to contain cyclic hydrofluorocarbons. More preferably, it contains 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane. This is because hydrofluorocarbons are nonflammable, have excellent stability in the presence of water, have low toxicity, and have zero ozone depletion potential. In addition, 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane has an appropriate boiling point to be handled as a solvent and can be advantageously used in the manufacture and cleaning of semiconductor devices. It is.
また、有機溶剤は、共沸組成物であってもよい。
そして、半導体デバイスの製造や洗浄に有利に使用することができ、且つ、共沸組成物を形成し易い観点からは、有機溶剤は、フッ素系溶剤と、炭素数5以下のアルコールとの混合物であることが好ましく、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタンと、tert-アミルアルコール、ベンジルアルコールおよびフェネチルアルコールからなる群より選択される少なくとも1種との混合物であることがより好ましく、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタンと、tert-アミルアルコールとの混合物であることが更に好ましい。
The organic solvent may be an azeotropic composition.
From the viewpoints of being advantageously usable in the manufacture and cleaning of semiconductor devices and easily forming an azeotropic composition, the organic solvent is preferably a mixture of a fluorine-based solvent and an alcohol having 5 or less carbon atoms, more preferably a mixture of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane and at least one selected from the group consisting of tert-amyl alcohol, benzyl alcohol and phenethyl alcohol, and even more preferably a mixture of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane and tert-amyl alcohol.
なお、有機溶剤は、フェノール系酸化防止剤や界面活性剤などの添加剤を含有していてもよい。 Note that the organic solvent may contain additives such as a phenolic antioxidant and a surfactant.
〔フェノール系酸化防止剤〕
ここで、有機溶剤に任意に含まれ得るフェノール系酸化防止剤としては、特に限定されることなく、例えば、フェノール、2,6-ジ-t-ブチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール、ブチルヒドロキシルアニソール等を挙げることができる。これらの中でも、本発明の有機溶剤の精製方法によって得られる精製物に高い酸化防止効果を付与できる観点から、フェノール系酸化防止剤としては、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾールが好ましい。
なお、上述したフェノール系酸化防止剤は、1種単独で、または、2種以上を混合して用いることができる。
そして、有機溶剤中のフェノール系酸化防止剤の濃度は、例えば1質量%以上5質量%以下とすることができる。
[Phenolic antioxidant]
Here, the phenolic antioxidant that may be optionally contained in the organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include phenol, 2,6-di-t-butylphenol, 2,6-di-t-butyl- Examples include p-cresol and butylhydroxylanisole. Among these, 2,6-di-t-butyl-p-cresol is preferred as the phenolic antioxidant from the viewpoint of imparting a high antioxidant effect to the purified product obtained by the organic solvent purification method of the present invention. preferable.
The above-mentioned phenolic antioxidants can be used alone or in combination of two or more.
The concentration of the phenolic antioxidant in the organic solvent can be, for example, 1% by mass or more and 5% by mass or less.
〔界面活性剤〕
また、有機溶剤に任意に含まれ得る界面活性剤としては、特に限定されないが、本発明の有機溶剤の精製方法によって得られる精製物に優れた洗浄性を容易に付与できるという観点から、非イオン性界面活性剤が好ましい。
なお、有機溶剤中の界面活性剤の濃度は、例えば1質量%以上5質量%以下とすることができる。
[Surfactant]
The surfactant that may be optionally contained in the organic solvent is not particularly limited, but a nonionic surfactant is preferred from the viewpoint of easily imparting excellent cleaning properties to the purified product obtained by the method for purifying an organic solvent of the present invention.
The concentration of the surfactant in the organic solvent may be, for example, 1% by mass or more and 5% by mass or less.
そして、有機溶剤、並びに、任意成分であるフェノール系酸化防止剤および界面活性剤の割合は、本発明の有機溶剤の精製方法によって得られる精製物の使用目的等に応じて適宜設定し得る。 The proportions of the organic solvent and the optional phenolic antioxidant and surfactant can be appropriately set depending on the purpose of use of the purified product obtained by the organic solvent purification method of the present invention.
<前処理工程(γ)>
ここで、工程(α)の前に任意に実施し得る前処理工程(γ)では、例えば、工程(α)においてろ過される有機溶剤中に含まれる粗大粒子を除去する。工程(α)の前に前処理工程(γ)を行うことで、工程(α)で使用するフィルターが粗大粒子によって目詰まりしたり、フィルターの寿命が低下したりするのを防ぐことができる。
<Pretreatment process (γ)>
Here, in the pretreatment step (γ) which may be optionally carried out before the step (α), for example, coarse particles contained in the organic solvent filtered in the step (α) are removed. By carrying out the pretreatment step (γ) before the step (α), it is possible to prevent the filter used in the step (α) from being clogged by the coarse particles and to prevent the life of the filter from being shortened.
ここで、前処理工程(γ)において有機溶剤中の粗大粒子を除去する方法は、特に限定されず、例えば、任意の目開きを有する前処理用フィルター等のろ過材を用いて有機溶剤をろ過する方法等が挙げられる。その際、任意の圧力下において加圧ろ過、または減圧ろ過を行ってもよい。Here, the method for removing coarse particles in the organic solvent in the pretreatment step (γ) is not particularly limited, and examples thereof include a method of filtering the organic solvent using a filter material such as a pretreatment filter having any mesh size. In this case, pressure filtration or vacuum filtration may be performed under any pressure.
なお、本発明の有機溶剤の精製方法において工程(β)を工程(α)の前に実施する場合、前処理工程(γ)は、工程(β)の前に実施してもよいし、工程(β)と工程(α)との間に実施してもよい。In addition, when step (β) is carried out before step (α) in the method for purifying an organic solvent of the present invention, the pretreatment step (γ) may be carried out before step (β) or between step (β) and step (α).
<工程(α)>
そして、工程(α)では、フィルターを用いて有機溶剤をろ過する。なお、有機溶剤は、空気中でろ過してもよく、例えば、アルゴン雰囲気下、窒素雰囲気下などの不活性ガス雰囲気下でろ過してもよい。また、ろ過は、一般的な液体のろ過装置を用いて行ってもよいし、薬液供給装置などの工業ライン上で薬液としての有機溶剤が通過する箇所にフィルターを設置することにより行ってもよいし、フィルターを容器に詰めてなるユニットを直列接続して多段で行ってもよい。
<Process (α)>
In step (α), the organic solvent is filtered using a filter. Note that the organic solvent may be filtered in air, for example, under an inert gas atmosphere such as an argon atmosphere or a nitrogen atmosphere. Furthermore, filtration may be performed using a general liquid filtration device, or may be performed by installing a filter at a location on an industrial line such as a chemical supply device where the organic solvent as a chemical solution passes. However, it is also possible to conduct the process in multiple stages by connecting units in which filters are packed in containers in series.
〔フィルター〕
ここで、フィルターでろ過する有機溶剤は、通常、微粒子を含むものである。
そして、工程(α)で使用するフィルターは、少なくとも微粒子を有機溶剤から分離可能なものであれば、特に限定されることなく、有機材料からなるフィルターであっても無機材料からなるフィルターであってもよいが、有機材料からなるフィルターであることが好ましい。
〔filter〕
The organic solvent filtered through the filter usually contains fine particles.
The filter used in step (α) is not particularly limited as long as it is capable of separating at least the fine particles from the organic solvent, and may be a filter made of an organic material or a filter made of an inorganic material, but a filter made of an organic material is preferable.
中でも、有機溶剤がフッ素系溶剤を含む場合には、微粒子を良好に分離する観点から、フィルターとしては、フッ素原子を含む材料からなるフィルターを用いることが好ましい。In particular, when the organic solvent contains a fluorine-based solvent, it is preferable to use a filter made of a material containing fluorine atoms in order to effectively separate fine particles.
そして、フッ素原子を含む材料としては、特に限定されることなく、例えば、テトラフルオロエチレン単位、クロロトリフルオロエチレン単位、フッ化ビニリデン単位、パーフルオロアルキルビニルエーテル単位およびヘキサフルオロプロピレン単位からなる群から選択される少なくとも1種のフッ素含有単量体単位を含む重合体が好ましい。
なお、上記重合体は、任意に、フッ素非含有単量体単位を含み得る。そして、フッ素非含有単量体単位としては、特に限定されることなく、例えば、エチレン単位、プロピレン単位等が挙げられる。
ここで、本明細書において「単量体単位を含む」とは、「その単量体を用いて得た重合体中に単量体由来の繰り返し単位が含まれている」ことを意味する。
The material containing fluorine atoms is not particularly limited, and is preferably, for example, a polymer containing at least one fluorine-containing monomer unit selected from the group consisting of a tetrafluoroethylene unit, a chlorotrifluoroethylene unit, a vinylidene fluoride unit, a perfluoroalkyl vinyl ether unit, and a hexafluoropropylene unit.
The polymer may contain, optionally, a non-fluorine-containing monomer unit. The non-fluorine-containing monomer unit is not particularly limited, and examples thereof include an ethylene unit and a propylene unit.
In this specification, "containing a monomer unit" means that "a polymer obtained by using the monomer contains a repeating unit derived from the monomer".
なお、上記重合体中、フッ素含有単量体単位の割合は、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、100質量%、即ち、フッ素原子を含む材料は、フッ素含有単量体の単独重合体であることが更に好ましい。ここで、重合体に含まれる各単量体単位の含有割合は、例えば1H-NMR、19F-NMRを測定することによって求めることができる。 The proportion of fluorine-containing monomer units in the above polymer is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and 100% by mass, that is, the material containing fluorine atoms , a homopolymer of a fluorine-containing monomer is more preferable. Here, the content ratio of each monomer unit contained in the polymer can be determined, for example, by measuring 1 H-NMR and 19 F-NMR.
そして、上述した重合体としては、特に限定されることなく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体等が挙げられる。中でも、重合体は、ポリテトラフルオロエチレンであることが最も好ましい。The above-mentioned polymer is not particularly limited, and examples thereof include polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer, etc. Among these, the polymer is most preferably polytetrafluoroethylene.
また、フィルターの孔径は、30nm以下であることが好ましく、20nm以下であることがより好ましく、15nm以下であることが更に好ましく、また、0.1nm以上であることが好ましく、0.2nm以上であることがより好ましく、0.5nm以上であることが更に好ましい。フィルターの孔径が30nm以下であれば、有機溶剤中に含まれる粒径30nm以上の微粒子がフィルターによって除去されるため、微粒子が低減された精製物を更に効果的に得ることができる。 The pore size of the filter is preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, even more preferably 15 nm or less, and preferably 0.1 nm or more, and 0.2 nm or more. It is more preferable that the particle size is at least 0.5 nm, and even more preferably 0.5 nm or more. When the pore size of the filter is 30 nm or less, fine particles with a particle size of 30 nm or more contained in the organic solvent are removed by the filter, so that a purified product with reduced fine particles can be obtained more effectively.
〔ろ過条件〕
そして、工程(α)において、有機溶剤をろ過する際のフィルターの有効ろ過面積あたりの通液速度は、好ましくは0.2mL/分・cm2未満、より好ましくは0.15mL/分・cm2以下、更に好ましくは0.1mL/分・cm2以下とし、また、好ましくは0.001mL/分・cm2以上、より好ましくは0.002mL/分・cm2以上とする。フィルターの有効ろ過面積あたりの有機溶剤の通液速度を0.2mL/分・cm2未満とすることで、精製物中の微粒子を十分に低減することができる。なお、フィルターを容器に詰めてなるユニットを直列接続して多段でろ過する場合には、フィルターの有効ろ過面積は、使用する全フィルターの有効ろ過面積とする。
[Filtration conditions]
In step (α), the flow rate per effective filtration area of the filter when filtering the organic solvent is preferably less than 0.2 mL/min· cm2 , more preferably 0.15 mL/min· cm2 or less, even more preferably 0.1 mL/min· cm2 or less, and preferably 0.001 mL/min·cm2 or more , more preferably 0.002 mL/min· cm2 or more. By setting the flow rate of the organic solvent per effective filtration area of the filter to less than 0.2 mL/min· cm2 , it is possible to sufficiently reduce fine particles in the purified product. In addition, when filtering in multiple stages by connecting units each composed of a filter packed in a container in series, the effective filtration area of the filter is the effective filtration area of all the filters used.
また、工程(α)における圧力は、用いるフィルターの孔径やろ過速度などを考慮して適宜設定すればよいが、ろ過効率を向上させる観点から、加圧下にて行うことが好ましい。その際、加える圧力は、通常0.001MPa以上であり、好ましくは0.01MPa以上であり、また、通常は0.5MPa以下であり、好ましくは0.3MPa以下である。The pressure in step (α) may be appropriately set in consideration of the pore size of the filter used, the filtration rate, etc., but from the viewpoint of improving the filtration efficiency, it is preferable to carry out the process under pressure. In this case, the pressure applied is usually 0.001 MPa or more, preferably 0.01 MPa or more, and usually 0.5 MPa or less, preferably 0.3 MPa or less.
また、工程(α)における温度は、ろ過する有機溶剤の沸点を考慮して適宜設定すればよいが、温度の上限は、通常は、有機溶剤の沸点よりも10℃以上低い温度であり、好ましくは15℃以上低い温度であり、より好ましくは20℃以上低い温度である。また、温度の下限は、特に限定されないが、通常は、有機溶剤の凝固点よりも1℃以上高い温度であり、好ましくは2℃以上高い温度であり、より好ましくは5℃以上高い温度である。 Further, the temperature in step (α) may be appropriately set in consideration of the boiling point of the organic solvent to be filtered, but the upper limit of the temperature is usually at least 10°C lower than the boiling point of the organic solvent, and is preferably is a temperature lower by 15°C or more, more preferably a temperature lower by 20°C or more. Further, the lower limit of the temperature is not particularly limited, but is usually a temperature higher than the freezing point of the organic solvent by 1°C or more, preferably 2°C or more, and more preferably 5°C or more.
〔ろ液の性状〕
工程(α)において有機溶剤をフィルターでろ過して得られるろ液(ろ過後の有機溶剤)は、粒径30nm以上の微粒子数が、通常、100個/mL以下である。具体的には、当該ろ液中に含まれる粒径30nm以上100nm未満の微粒子の数は、通常、95個/mL以下である。また、ろ液中に含まれる粒径100nm以上の微粒子の数は、通常5個/mL以下である。
なお、「微粒子数」は実施例に記載の方法を用いて測定することができる。
[Properties of filtrate]
The filtrate obtained by filtering the organic solvent through a filter in step (α) (organic solvent after filtration) usually has a number of fine particles with a particle size of 30 nm or more of 100 particles/mL or less. Specifically, the number of fine particles with a particle size of 30 nm or more and less than 100 nm contained in the filtrate is usually 95 particles/mL or less. Further, the number of fine particles having a particle size of 100 nm or more contained in the filtrate is usually 5 particles/mL or less.
Note that the "number of fine particles" can be measured using the method described in Examples.
<工程(β)>
工程(β)では、本発明の有機溶剤の脱水方法を用いて有機溶剤を脱水する。具体的には、工程(β)では、脱水用ガスを準備する工程(A)と、工程(A)で準備した脱水用ガスと、有機溶剤とを接触させる工程(B)とを含む有機溶剤の脱水方法を用いて有機溶剤を脱水する。そして、工程(A)は、露点が-30℃以下のガスをガスフィルターに通過させて脱水用ガスを得る工程(a1)、または、ガスフィルターを通過させたガスの露点を-30℃以下に調整して脱水用ガスを得る工程(a2)を含むことを必要とする。なお、工程(β)は、工程(A)および工程(B)以外の工程を含んでいてもよい。また、工程(A)は、工程(a1)および工程(a2)以外の工程を含んでいてもよい。
そして、工程(β)では、露点が-30℃以下のガスをガスフィルターに通過させて得た脱水用ガス、または、ガスフィルターを通過させたガスの露点を-30℃以下に調整して得た脱水用ガスを使用しているので、微粒子数の増加を抑制しつつ有機溶剤を脱水することができる。なお、微粒子数の増加を更に抑制する観点からは、工程(β)では、露点が-30℃以下のガスをガスフィルターに通過させて得た脱水用ガスを用いることが好ましい。予め露点を-30℃以下に調整したガスをガスフィルターに通過させて脱水用ガスとすれば、露点の調整時に混入した微粒子が脱水用ガス中に持ち込まれるのを抑制することができる。
<Process (β)>
In step (β), the organic solvent is dehydrated using the organic solvent dehydration method of the present invention. Specifically, step (β) includes a step (A) of preparing a dehydration gas, and a step (B) of bringing the dehydration gas prepared in step (A) into contact with an organic solvent. Dehydrate the organic solvent using a dehydration method. Then, step (A) is a step (a1) of passing gas whose dew point is -30°C or lower through a gas filter to obtain dehydration gas, or reducing the dew point of the gas that has passed through the gas filter to -30°C or lower. It is necessary to include a step (a2) of adjusting and obtaining a dehydration gas. Note that step (β) may include steps other than step (A) and step (B). Further, step (A) may include steps other than step (a1) and step (a2).
In step (β), the dehydration gas obtained by passing gas with a dew point of -30°C or lower through a gas filter, or the dehydration gas obtained by adjusting the dew point of the gas passed through a gas filter to -30°C or lower. Since a dehydrating gas is used, the organic solvent can be dehydrated while suppressing an increase in the number of fine particles. Note that from the viewpoint of further suppressing the increase in the number of fine particles, it is preferable to use a dehydrating gas obtained by passing a gas having a dew point of −30° C. or lower through a gas filter in step (β). If gas whose dew point has been adjusted in advance to -30°C or less is passed through a gas filter to be used as a dehydration gas, it is possible to suppress fine particles mixed in during dew point adjustment from being brought into the dehydration gas.
〔ガス〕
ここで、工程(a1)においてガスフィルターに通過させる露点が-30℃以下のガス、および、工程(a2)においてガスフィルターに通過させるガスとしては、特に限定されることなく、例えば、水素、空気、酸素、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、一酸化炭素および二酸化炭素からなる群より選択される少なくとも1種を用いることができる。これらのガスを使用すれば、副反応の発生を抑制しつつ有機溶剤を良好に脱水することができる。
中でも、入手容易性の観点から、工程(a1)においてガスフィルターに通過させる露点が-30℃以下のガス、および、工程(a2)においてガスフィルターに通過させるガスは、空気、酸素、窒素、ヘリウムまたはアルゴンであることが好ましい。
〔gas〕
Here, the gas having a dew point of -30°C or lower that is passed through the gas filter in step (a1) and the gas that is passed through the gas filter in step (a2) are not particularly limited, and examples include hydrogen, air, etc. , oxygen, nitrogen, helium, neon, argon, krypton, xenon, carbon monoxide, and carbon dioxide. By using these gases, it is possible to effectively dehydrate the organic solvent while suppressing the occurrence of side reactions.
Among them, from the viewpoint of easy availability, the gases with a dew point of -30°C or lower that are passed through the gas filter in step (a1) and the gases that are passed through the gas filter in step (a2) are air, oxygen, nitrogen, and helium. Or argon is preferable.
なお、工程(a1)および工程(a2)において、露点が-30℃以下のガスは、例えば、冷却除湿や圧縮除湿等の既知の方法を用いて調製することができる。
そして、有機溶剤を良好に脱水する観点からは、工程(a1)においてガスフィルターに通過させるガスの露点は、-60℃以下であることが好ましい。また、工程(a2)では、ガスフィルターを通過させたガスの露点を-60℃以下に調整することが好ましい。
In the steps (a1) and (a2), the gas having a dew point of −30° C. or lower can be prepared by using a known method such as cooling dehumidification or compression dehumidification.
From the viewpoint of effectively dehydrating the organic solvent, the dew point of the gas passed through the gas filter in step (a1) is preferably −60° C. or lower. In step (a2), the dew point of the gas passed through the gas filter is preferably adjusted to −60° C. or lower.
〔ガスフィルター〕
ガスフィルターとしては、特に限定されることなく、ポリプロピレン(PP)製ガスフィルターやポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製ガスフィルター等の樹脂製フィルターを用いてもよいし、SUS製フィルターやニッケル製フィルター等の金属製フィルターを用いてもよい。
[Gas filter]
The gas filter is not particularly limited, and may be a resin filter such as a polypropylene (PP) gas filter or a polytetrafluoroethylene (PTFE) gas filter, or a metal filter such as a SUS filter or a nickel filter.
そして、ガスフィルターは、粒子を通過させた時の粒子捕捉率が99.9%以上となる粒子径の最小値(捕捉粒子径)が、0.03μm以下であることが好ましく、0.01μm以下であることがより好ましく、0.003μm以下であることが更に好ましい。捕捉粒子径が上記上限値以下であれば、微粒子数の少ない脱水用ガスを得ることができるので、微粒子数の増加を良好に抑制しつつ有機溶剤を脱水することができる。 In the gas filter, the minimum particle diameter (captured particle diameter) at which the particle capture rate is 99.9% or more when particles are passed through is preferably 0.03 μm or less, and preferably 0.01 μm or less. It is more preferable that it is, and it is even more preferable that it is 0.003 μm or less. If the captured particle diameter is below the upper limit value, it is possible to obtain a dehydrating gas with a small number of fine particles, so that the organic solvent can be dehydrated while satisfactorily suppressing an increase in the number of fine particles.
〔通気条件〕
なお、工程(a1)および工程(a2)においてガスをガスフィルターに通過させる際の温度、圧力および流量は、適宜に設定し得る。
[Ventilation conditions]
The temperature, pressure and flow rate at which the gas is passed through the gas filter in the steps (a1) and (a2) can be appropriately set.
〔接触〕
工程(B)における、脱水用ガスと、有機溶剤との接触は、特に限定されることなく、例えば、有機溶剤中に脱水用ガスを吹き込む(バブリングする)方法、または、脱水用ガス中に有機溶剤を散布する方法を用いて行うことができる。
〔contact〕
The contact of the dehydration gas with the organic solvent in step (B) is not particularly limited, and can be carried out, for example, by blowing (bubbling) the dehydration gas into the organic solvent or by spraying the organic solvent into the dehydration gas.
中でも、作業の容易性の観点から、脱水用ガスと有機溶剤との接触は、有機溶剤中に脱水用ガスを吹き込むことにより行うことが好ましい。
より具体的には、工程(β)では、例えば図2に示すような脱水装置10を使用し、容器1内に貯留された有機溶剤に対し、ガスフィルター2を通過させた露点が-30℃以下のガスをそのまま散気管3から散気することにより有機溶剤を脱水することが好ましい。
Among these, from the viewpoint of ease of operation, it is preferable to contact the dehydration gas with the organic solvent by blowing the dehydration gas into the organic solvent.
More specifically, in the step (β), for example, a dehydrating
〔接触条件〕
ここで、脱水用ガスと有機溶剤とを接触させる際の温度は、有機溶剤の凝固点以上であれば特に限定されないが、有機溶剤の気化熱で有機溶剤が凝固してバブリングが不可能となるのを防止する観点からは、凝固点+5℃以上であることが好ましく、有機溶剤の過度な気化を防止する観点からは、有機溶剤の沸点-20℃以下であることが好ましい。
また、有機溶剤中に脱水用ガスを吹き込む場合、有機溶剤に接触させるガスの体積は、脱水ができれば特に限定されないが、十分な脱水効果を得る観点からは有機溶剤の体積に対して1倍以上であることが好ましく、有機溶剤の過度な気化を防止する観点からは有機溶剤の体積に対して200倍以下であることが好ましい。
[Contact conditions]
Here, the temperature at which the dehydration gas and the organic solvent are brought into contact is not particularly limited as long as it is above the freezing point of the organic solvent, but the organic solvent will solidify due to the heat of vaporization of the organic solvent, making bubbling impossible. From the viewpoint of preventing the freezing point, the temperature is preferably +5°C or higher, and from the viewpoint of preventing excessive vaporization of the organic solvent, the boiling point of the organic solvent is preferably -20°C or lower.
In addition, when blowing a dehydrating gas into an organic solvent, the volume of the gas that is brought into contact with the organic solvent is not particularly limited as long as it can be dehydrated, but from the perspective of obtaining a sufficient dehydrating effect, it should be at least 1 times the volume of the organic solvent. From the viewpoint of preventing excessive vaporization of the organic solvent, the volume is preferably 200 times or less relative to the volume of the organic solvent.
そして、脱水された有機溶剤中の水分量は、10質量ppm以下であることが好ましく、5質量ppm以下であることがより好ましい。
なお、「水分量」は実施例に記載の方法を用いて測定することができる。
The water content in the dehydrated organic solvent is preferably 10 mass ppm or less, more preferably 5 mass ppm or less.
Note that the "moisture content" can be measured using the method described in Examples.
<精製物>
そして、本発明の有機溶剤の精製方法を用いて得られる精製物は、少なくとも有機溶剤を含み、任意に、フェノール系酸化防止剤および界面活性剤等の他の成分を更に含み得る。
<Refined product>
The purified product obtained using the method for purifying an organic solvent of the present invention contains at least the organic solvent, and may optionally further contain other components such as a phenolic antioxidant and a surfactant.
そして、精製物は、粒径30nm以上の微粒子数が好ましくは100個/mL以下であり、より好ましくは95個/mL以下であり、更に好ましくは60個/mL以下であり、特に好ましくは30個/mL以下である。具体的には、精製物中の粒径30nm以上100nm未満の微粒子数は、好ましくは95個/mL以下であり、より好ましくは60個/mL以下であり、更に好ましくは30個/mL以下である。また、精製物中の粒径100nm以上の微粒子数は、好ましくは5個以下であり、より好ましくは4個以下であり、更に好ましくは3個以下である。 The number of particles having a particle diameter of 30 nm or more in the purified product is preferably 100 particles/mL or less, more preferably 95 particles/mL or less, even more preferably 60 particles/mL or less, and particularly preferably 30 particles/mL or less. Specifically, the number of particles having a particle diameter of 30 nm or more and less than 100 nm in the purified product is preferably 95 particles/mL or less, more preferably 60 particles/mL or less, and even more preferably 30 particles/mL or less. The number of particles having a particle diameter of 100 nm or more in the purified product is preferably 5 particles or less, more preferably 4 particles or less, and even more preferably 3 particles or less.
また、精製物中の水分量は、10質量ppm以下であることが好ましく、5質量ppm以下であることがより好ましい。 In addition, the moisture content in the purified product is preferably 10 ppm by mass or less, and more preferably 5 ppm by mass or less.
そして、精製物は、精製物中に含まれる微粒子数および水分量が低減されているため、微細な半導体の製造や洗浄に用いられる溶剤として好適に用いることができる。 The refined product has a reduced number of fine particles and a reduced amount of water, making it suitable for use as a solvent in the manufacture and cleaning of fine semiconductors.
以下、実施例および比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
なお、本実施例における評価は、以下の方法によって行った。
(1)水分量
カールフィッシャー水分計(三菱アナリティック社製、CA-200)を用いて3回測定を行い、3回の測定値の平均値を有機溶剤中の水分量とした。
(2)微粒子数
有機溶剤中に含まれる粒径30nm以上の微粒子数について、液中微粒子計測器(RION社製、KS-19F)を用いて、温度23℃にて3回測定を行い、3回の測定値の平均値を有機溶剤中の微粒子数とした。
Note that the evaluation in this example was performed by the following method.
(1) Moisture content Measurement was performed three times using a Karl Fischer moisture meter (manufactured by Mitsubishi Analytic, CA-200), and the average value of the three measurements was taken as the water content in the organic solvent.
(2) Number of fine particles The number of fine particles with a particle size of 30 nm or more contained in the organic solvent was measured three times at a temperature of 23°C using a liquid particle counter (KS-19F, manufactured by RION). The average value of the measured values was taken as the number of fine particles in the organic solvent.
(実施例1)
<ろ過装置の作製>
ろ過装置として、1つのフィルターを1つの容器に詰めてなるユニットを3個準備し、それらのユニットが3段に直列接続されてなる多段ろ過装置を作製した。
なお、各ユニットに詰められたフィルターとしては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなるフィルターA(インテグリス社製、PFFW15C3S、孔径:15nm、濾過面積:1300cm2)を使用した。
<工程(α)>
1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン(粒径30nm以上の微粒子数:40000個/mL、水分量:50質量ppm、沸点:82.5℃)からなる有機溶剤を加圧容器に入れて30℃に加温した後、高純度アルゴン雰囲気下、30℃に加温された1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタンを、上述したろ過装置を用いて、0.02MPaの加圧下、ろ過速度130mL/分でろ過し、ろ液(ろ過後の有機溶剤)を得た。
なお、フィルターの有効ろ過面積あたりの通液速度(=[濾過速度(mL/分)]/[フィルターの濾過面積(cm2)])は、0.1mL/分・cm2であった。
そして、ろ液の水分量および微粒子数を測定した。結果を表1に示す。
<工程(β)>
クラス100のクリーンルーム内で、上流側から減圧弁、フロート式流量計、ガスフィルター(Entegris製、WGMS02PRU、捕捉粒子径:0.003μm)をステンレス製配管で接続し、さらに配管の末端に1/8インチのPFAチューブを接続してガスラインを作製した。このガスラインの上流側から、コールドエバポレーターで発生させた露点-60℃の窒素ガスを、減圧弁により圧力0.08MPaとし、フロート式流量計の測定値が2L/分となるように調整して30分間流通させた。
次に、脱アルカリ処理および超純水洗浄を行った後に乾燥させた褐色瓶に、工程(α)で得たろ液1.5kgを入れ、30℃に加温した。その後、1/8インチのPFAチューブを褐色瓶に挿入し、温度30℃において底部からガス流量2L/分で露点-60℃の窒素ガスを30分間バブリングした。バブリング後、褐色瓶内から精製物としての1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタンをサンプリングし、水分量および微粒子数を測定した。結果を表1に示す。
(Example 1)
<Production of filtration device>
As a filtration device, three units in which one filter was packed in one container were prepared, and a multistage filtration device was produced in which these units were connected in series in three stages.
As the filter packed in each unit, Filter A (manufactured by Entegris, PFFW15C3S, pore diameter: 15 nm, filtration area: 1300 cm 2 ) made of polytetrafluoroethylene (PTFE) was used.
<Process (α)>
Organic solvent consisting of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane (number of particles with a particle size of 30 nm or more: 40,000 pieces/mL, water content: 50 mass ppm, boiling point: 82.5 ° C.) was placed in a pressurized container and heated to 30°C, and then the 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane heated to 30°C in a high-purity argon atmosphere was heated to 30°C. Using a filtration device, the mixture was filtered at a filtration rate of 130 mL/min under a pressure of 0.02 MPa to obtain a filtrate (organic solvent after filtration).
The liquid passing rate per effective filtration area of the filter (=[filtration rate (mL/min)]/[filtration area (cm 2 )]) was 0.1 mL/min·cm 2 .
Then, the water content and the number of fine particles in the filtrate were measured. The results are shown in Table 1.
<Process (β)>
In a class 100 clean room, a pressure reducing valve, a float type flow meter, and a gas filter (manufactured by Entegris, WGMS02PRU, captured particle size: 0.003 μm) are connected from the upstream side with stainless steel piping, and 1/8 is connected to the end of the piping. A gas line was created by connecting inch PFA tubing. From the upstream side of this gas line, nitrogen gas with a dew point of -60°C generated by a cold evaporator was brought to a pressure of 0.08 MPa using a pressure reducing valve, and adjusted so that the measured value of the float type flow meter was 2 L/min. It was allowed to circulate for 30 minutes.
Next, 1.5 kg of the filtrate obtained in step (α) was placed in a brown bottle that had been dried after performing alkalization treatment and ultrapure water washing, and was heated to 30°C. Thereafter, a 1/8-inch PFA tube was inserted into the brown bottle, and nitrogen gas with a dew point of -60°C was bubbled from the bottom at a gas flow rate of 2 L/min for 30 minutes at a temperature of 30°C. After bubbling, 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane as a purified product was sampled from the brown bottle, and the water content and the number of fine particles were measured. The results are shown in Table 1.
(実施例2)
工程(β)において、露点-60℃の窒素ガスに替えてアルゴンボンベに充填されたアルゴンガス(露点:-80℃)を用いた以外は実施例1と同様にして、ろ過装置の作製、工程(α)および工程(β)を行い、精製物を得た。そして、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 2)
Fabrication and process of a filtration device were carried out in the same manner as in Example 1, except that in step (β), argon gas (dew point: -80°C) filled in an argon cylinder was used instead of nitrogen gas with a dew point of -60°C. (α) and step (β) were performed to obtain a purified product. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(実施例3)
工程(β)において、露点-60℃の窒素ガスに替えて露点-30℃に管理された圧縮空気を用いた以外は実施例1と同様にして、ろ過装置の作製、工程(α)および工程(β)を行い、精製物を得た。そして、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
Example 3
A filtration apparatus was prepared and steps (α) and (β) were carried out in the same manner as in Example 1, except that in step (β), compressed air controlled at a dew point of −30° C. was used instead of nitrogen gas with a dew point of −60° C., to obtain a purified product. Evaluation was then carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(実施例4)
工程(β)において、露点-60℃の窒素ガスに替えてヘリウムボンベに充填されたヘリウムガス(露点:-80℃)を用いた以外は実施例1と同様にして、ろ過装置の作製、工程(α)および工程(β)を行い、精製物を得た。そして、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 4)
Fabrication and process of a filtration device were carried out in the same manner as in Example 1, except that in step (β), helium gas (dew point: -80°C) filled in a helium cylinder was used instead of nitrogen gas with a dew point of -60°C. (α) and step (β) were performed to obtain a purified product. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(実施例5)
工程(β)において、露点-60℃の窒素ガスに替えて酸素ボンベに充填された酸素ガス(露点:-80℃)を用いた以外は実施例1と同様にして、ろ過装置の作製、工程(α)および工程(β)を行い、精製物を得た。そして、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 5)
Fabrication and process of a filtration device were carried out in the same manner as in Example 1, except that in step (β), oxygen gas (dew point: -80°C) filled in an oxygen cylinder was used instead of nitrogen gas with a dew point of -60°C. (α) and step (β) were performed to obtain a purified product. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(比較例1)
工程(β)においてガスラインを作製する際にガスフィルター(Entegris製、WGMS02PRU、捕捉粒子径:0.003μm)を使用しなかった以外は実施例1と同様にして、ろ過装置の作製、工程(α)および工程(β)を行い、精製物を得た。そして、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative example 1)
Fabrication of a filtration device, process ( α) and step (β) were performed to obtain a purified product. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(比較例2)
工程(β)においてガスラインを作製する際にガスフィルター(Entegris製、WGMS02PRU、捕捉粒子径:0.003μm)を使用しなかった以外は実施例2と同様にして、ろ過装置の作製、工程(α)および工程(β)を行い、精製物を得た。そして、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative example 2)
Fabrication of a filtration device, process ( α) and step (β) were performed to obtain a purified product. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(比較例3)
工程(β)において、露点-60℃の窒素ガスに替えて露点0℃に管理された圧縮空気を用いた以外は比較例1と同様にして、ろ過装置の作製、工程(α)および工程(β)を行い、精製物を得た。そして、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
A filtration device was prepared and steps (α) and (β) were carried out in the same manner as in Comparative Example 1, except that in step (β), compressed air controlled at a dew point of 0° C. was used instead of nitrogen gas with a dew point of −60° C., to obtain a purified product. Evaluation was then carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(比較例4)
工程(β)において、露点-60℃の窒素ガスに替えて露点0℃の窒素ガスを用いた以外は実施例1と同様にして、ろ過装置の作製、工程(α)および工程(β)を行い、精製物を得た。そして、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative example 4)
Fabrication of a filtration device, and steps (α) and (β) were carried out in the same manner as in Example 1, except that in step (β), nitrogen gas with a dew point of 0°C was used instead of nitrogen gas with a dew point of -60°C. A purified product was obtained. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(参考例1)
<ろ過装置の作製>
実施例1と同様にして多段ろ過装置を作製した。
<工程(α)>
実施例1と同様にして1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン(粒径30nm以上の微粒子数:40000個/mL、水分量:50質量ppm、沸点:82.5℃)からなる有機溶剤をろ過し、ろ液(ろ過後の有機溶剤)を得た。
そして、ろ液の水分量および微粒子数を測定したところ、水分量は100質量ppmであり、微粒子数は16個/mLであった。
<工程(β’)>
脱アルカリ処理および超純水洗浄を行った後に乾燥させた褐色瓶に対し、クラス100のクリーンルーム内において、工程(α)で得たろ液と、脱水剤としてのモレキュラーシーブ5Aとをモレキュラーシーブ5Aの濃度が10質量%となるように入れ、温度25℃で24時間振盪した。その後、褐色瓶内から精製物としての1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタンをサンプリングし、水分量および微粒子数を測定した。精製物の水分量は1質量ppmであった。また、精製物は、濁っており、微粒子数は測定不能(測定上限超え)であった。
(Reference example 1)
<Production of filtration device>
A multistage filtration device was produced in the same manner as in Example 1.
<Process (α)>
In the same manner as in Example 1, 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane (number of fine particles with a particle size of 30 nm or more: 40,000 pieces/mL, water content: 50 mass ppm, boiling point: 82. 5° C.) was filtered to obtain a filtrate (organic solvent after filtration).
Then, when the water content and the number of fine particles of the filtrate were measured, the water content was 100 mass ppm, and the number of fine particles was 16 pieces/mL.
<Process (β')>
The filtrate obtained in step (α) and Molecular Sieve 5A as a dehydrating agent were added to the brown bottle, which had been dried after being dealkalized and washed with ultrapure water, in a class 100 clean room. The mixture was added so that the concentration was 10% by mass, and the mixture was shaken at a temperature of 25° C. for 24 hours. Thereafter, 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane as a purified product was sampled from the brown bottle, and the water content and the number of fine particles were measured. The water content of the purified product was 1 mass ppm. In addition, the purified product was cloudy and the number of fine particles could not be measured (exceeded the upper limit of measurement).
(参考例2)
<ろ過装置の作製>
実施例1と同様にして多段ろ過装置を作製した。
<工程(α)>
実施例1と同様にして1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン(粒径30nm以上の微粒子数:40000個/mL、水分量:50質量ppm、沸点:82.5℃)からなる有機溶剤をろ過し、ろ液(ろ過後の有機溶剤)を得た。
そして、ろ液の水分量および微粒子数を測定したところ、水分量は60質量ppmであり、微粒子数は16個/mLであった。
<工程(β’)>
脱水剤としてのモレキュラーシーブ5Aを充填した充填塔に対し、クラス100のクリーンルーム内において、工程(α)で得たろ液を、温度25℃、液空間速度(LHSV)5h-1の条件で通液して精製物としての1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタンを得た。そして、精製物の水分量および微粒子数を測定した。精製物の水分量は1質量ppmであり、微粒子数は測定不能(測定上限超え)であった。
(Reference example 2)
<Production of filtration device>
A multistage filtration device was produced in the same manner as in Example 1.
<Process (α)>
In the same manner as in Example 1, 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane (number of fine particles with a particle size of 30 nm or more: 40,000 pieces/mL, water content: 50 mass ppm, boiling point: 82. 5° C.) was filtered to obtain a filtrate (organic solvent after filtration).
Then, when the water content and the number of fine particles of the filtrate were measured, the water content was 60 mass ppm, and the number of fine particles was 16 pieces/mL.
<Process (β')>
The filtrate obtained in step (α) is passed through a packed tower filled with molecular sieve 5A as a dehydrating agent in a class 100 clean room at a temperature of 25°C and a liquid hourly space velocity (LHSV) of 5 h -1 . 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane was obtained as a purified product. Then, the water content and the number of fine particles of the purified product were measured. The water content of the purified product was 1 mass ppm, and the number of fine particles was unmeasurable (exceeded the upper limit of measurement).
表1より、実施例1~5では、水分量および微粒子数の双方を良好に低減した精製物が得られることが分かる。
一方、表1より、ガスフィルターを使用しなかった比較例1~3では脱水の際に微粒子数の増加を抑制することができず、精製物中の微粒子数が増加してしまうことが分かる。また、露点が0℃のガスを用いた比較例3~4では、有機溶剤を十分に脱水することができないことが分かる。
また、参考例1,2より、モレキュラーシーブ等の固体の脱水剤を有機溶剤に直接接触させて脱水を行った場合にも、脱水の際に微粒子数の増加を抑制することができず、精製物中の微粒子数が増加してしまうことが分かる。
From Table 1, it can be seen that in Examples 1 to 5, purified products were obtained in which both the water content and the number of fine particles were favorably reduced.
On the other hand, Table 1 shows that in Comparative Examples 1 to 3 in which no gas filter was used, it was not possible to suppress the increase in the number of fine particles during dehydration, and the number of fine particles in the purified product increased. Furthermore, it can be seen that in Comparative Examples 3 and 4 in which a gas with a dew point of 0° C. was used, the organic solvent could not be sufficiently dehydrated.
In addition, from Reference Examples 1 and 2, even when dehydration is performed by bringing a solid dehydrating agent such as molecular sieve into direct contact with an organic solvent, it is not possible to suppress the increase in the number of fine particles during dehydration, and the purification It can be seen that the number of fine particles in the object increases.
本発明の有機溶剤の脱水方法によれば、微粒子数の増加を抑制しつつ有機溶剤を脱水することができる。
また、本発明の有機溶剤の精製方法によれば、水分量および微粒子数の双方を良好に低減した精製物を得ることができる。
According to the method for dehydrating an organic solvent of the present invention, an organic solvent can be dehydrated while suppressing an increase in the number of fine particles.
Furthermore, according to the method for purifying an organic solvent of the present invention, a purified product can be obtained in which both the water content and the number of fine particles are reduced satisfactorily.
1 容器
2 ガスフィルター
3 散気管
10 脱水装置
1
Claims (8)
前記脱水用ガスと、有機溶剤とを接触させる工程(B)と、
を含み、
前記工程(A)が、露点が-30℃以下のガスをガスフィルターに通過させて脱水用ガスを得る工程(a1)、または、ガスフィルターを通過させたガスの露点を-30℃以下に調整して脱水用ガスを得る工程(a2)を含み、
前記ガスフィルターは、粒子を通過させた時の粒子捕捉率が99.9%以上となる粒子径の最小値が0.03μm以下である、有機溶剤の脱水方法。 A step (A) of preparing a dehydration gas;
(B) contacting the dehydration gas with an organic solvent;
Including,
The step (A) includes a step (a1) of passing a gas having a dew point of −30° C. or less through a gas filter to obtain a gas for dehydration, or a step (a2) of adjusting the dew point of the gas passed through the gas filter to −30° C. or less to obtain a gas for dehydration,
The gas filter has a particle size of 0.03 μm or less, which results in a particle capture rate of 99.9% or more when particles pass through the gas filter.
請求項1~6の何れかに記載の有機溶剤の脱水方法を用いて有機溶剤を脱水する工程(β)と、
を含む、有機溶剤の精製方法。 a step (α) of filtering the organic solvent;
a step (β) of dehydrating the organic solvent using the method for dehydrating an organic solvent according to any one of claims 1 to 6;
A method for purifying an organic solvent, including:
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