JP7480652B2 - Analysis method for glue in electrolyte - Google Patents

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Description

本発明は、電解液中のニカワの濃度を分析測定する方法に関する。 The present invention relates to a method for analyzing and measuring the concentration of glue in an electrolyte solution.

銅製錬プロセスにおいては、電気銅(銅純度≧99.99%)を得るため、乾式製錬で得られた粗銅(銅純度≧99%)をアノードとし、種板(銅純度≧99.99%)をカソードとして、硫酸銅を主成分とする電解液中で電解精製が行われている。 In the copper smelting process, to obtain electrolytic copper (copper purity ≧ 99.99%), electrolytic refining is carried out in an electrolyte whose main component is copper sulfate, using crude copper (copper purity ≧ 99%) obtained by dry smelting as the anode and a seed plate (copper purity ≧ 99.99%) as the cathode.

電解液は、主成分が硫酸銅であって、pH<0程度の強い酸性を示す。電解液中の硫酸銅濃度は、50℃~60℃程度の操業温度から冷却されると硫酸銅が晶出してしまうほどの高濃度であり、例えば250g/L程度である。 The electrolyte is mainly composed of copper sulfate and is strongly acidic with a pH of less than 0. The concentration of copper sulfate in the electrolyte is so high that it crystallizes out when cooled from the operating temperature of about 50°C to 60°C, for example, about 250 g/L.

また、電解液には、その他の成分として、微量のニカワ(「ゼラチン」ともいう)が添加されていることが知られている。ニカワは、電気銅の外観や機械的強度等の性状を良好に保つために添加される重要な添加剤である。そのため、操業中に電解液中のニカワの濃度を所定に範囲に維持することが重要となる。 It is also known that the electrolyte contains a small amount of glue (also called "gelatin") as another component. Glue is an important additive that is added to maintain the appearance, mechanical strength, and other properties of electrolytic copper in good condition. Therefore, it is important to maintain the concentration of glue in the electrolyte within a specified range during operation.

ところが、ニカワは分解しやすい性質を持っており、また、電解液中のニカワは極めて低濃度(ppm(≒mg/L)オーダー)であるため、電解液中の硫酸銅をはじめとする、ニカワよりも濃度の高い成分の影響もあり、ニカワの濃度を高い精度で分析することは困難であった。 However, glue is easily decomposed, and the concentration of glue in the electrolyte is extremely low (on the order of ppm (≒mg/L)). As a result, it is difficult to analyze the concentration of glue with high accuracy due to the influence of components in the electrolyte that are more concentrated than glue, such as copper sulfate.

例えば、特許文献1又は2には、サイズ排除クロマトグラフィー(「SEC」(Size Exclusion Chromatography)又は「SEC分析」とも呼ばれる)を利用する分析において、SEC分析に先立ち、両親媒性ポリマーに電解液を接触させることによりニカワをポリマーに吸着させ、次いでポリマーからニカワを溶離させるステップを有する技術が開示されている。この方法によれば、溶離液中においてはニカワ以外の成分の濃度が小さくなりバックグラウンドが低減されるため、ニカワの分析精度を向上させることができる。 For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a technique for analysis using size exclusion chromatography (also called "SEC" or "SEC analysis"), which includes a step of adsorbing glue to an amphiphilic polymer by contacting the polymer with an electrolyte prior to SEC analysis, and then eluting the glue from the polymer. According to this method, the concentration of components other than the glue in the eluent is reduced, reducing the background, thereby improving the accuracy of the analysis of the glue.

特許文献1又は2に開示の方法は、それまでの技術に比べて分析精度を向上させることができる点で優れた技術である。しかしながら、電解液中での濃度が非常に低いニカワを濃縮する手段として、樹脂による吸着及び溶離のステップが必要となり、またその樹脂は高価であるため繰り返し利用することが一般的となり、繰り返し使用に伴う樹脂の劣化による分析誤差は避けられず、分析精度の向上には一定の限界がある。 The methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 are excellent technologies in that they can improve analytical accuracy compared to previous technologies. However, as a means of concentrating glue, which has a very low concentration in the electrolyte, the steps of adsorption and elution using a resin are required, and because the resin is expensive, it is common to use it repeatedly. This means that analytical errors due to deterioration of the resin caused by repeated use are unavoidable, and there are certain limitations to improving analytical accuracy.

特開2009-192491号公報JP 2009-192491 A 特開2009-69001号公報JP 2009-69001 A

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、銅電解液等の電解液中のニカワの濃度を効果的にかつ効率的に測定する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in light of these circumstances, and aims to provide a method for effectively and efficiently measuring the concentration of glue in an electrolyte, such as a copper electrolyte.

本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、電解液中のニカワの濃度をサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)や全有機炭素(TOC:Total Organic Carbon)により分析測定するにあたって、その前処理として、分析対象の電解液に対して限外濾過膜を用いた処理を行うことにより、ニカワを有効に濃縮させた溶液を得ることができ、SECやTOCによる分析の精度を高められることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors of the present invention have conducted extensive research to solve the above-mentioned problems. As a result, they discovered that when analyzing and measuring the concentration of glue in an electrolyte solution using size exclusion chromatography (SEC) or total organic carbon (TOC), a solution in which the glue is effectively concentrated can be obtained by treating the electrolyte solution to be analyzed using an ultrafiltration membrane as a pretreatment, thereby improving the accuracy of analysis using SEC or TOC, and thus completed the present invention.

(1)本発明の第1の発明は、電解液に含まれるニカワの濃度をサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により分析する方法であって、前記SECによる分析に先立ち、前記電解液に対して限外濾過膜を用いた処理を行うことによって、該電解液中のニカワを濃縮する、電解液中のニカワの分析方法である。 (1) The first aspect of the present invention is a method for analyzing the concentration of glue in an electrolyte solution by size exclusion chromatography (SEC), which involves concentrating the glue in the electrolyte solution by treating the electrolyte solution with an ultrafiltration membrane prior to the SEC analysis.

(2)本発明の第2の発明は、電解液に含まれるニカワの濃度を全有機炭素(TOC)により分析する方法であって、前記TOCによる分析に先立ち、前記電解液に対して限外濾過膜を用いた処理を行うことによって、該電解液中のニカワを濃縮する、電解液中のニカワの分析方法である。 (2) The second aspect of the present invention is a method for analyzing the concentration of glue in an electrolyte solution by total organic carbon (TOC), which involves concentrating the glue in the electrolyte solution by treating the electrolyte solution with an ultrafiltration membrane prior to the TOC analysis.

(3)本発明の第3の発明は、第1又は2の発明において、前記電解液のpHは0.5以下である、電解液中のニカワの分析方法である。 (3) The third invention of the present invention is a method for analyzing glue in an electrolyte according to the first or second invention, wherein the pH of the electrolyte is 0.5 or less.

(4)本発明の第4の発明は、第1乃至第3のいずれかの発明において、前記限外濾過膜を備えた定容容器を使用して、前記電解液を遠心分離処理する、電解液中のニカワの分析方法である。 (4) The fourth invention of the present invention is a method for analyzing glue in an electrolyte solution according to any one of the first to third inventions, in which the electrolyte solution is centrifuged using a volumetric container equipped with the ultrafiltration membrane.

(5)本発明の第5の発明は、第1乃至第4のいずれかの発明において、前記限外濾過膜を用いた処理により得られたニカワの濃縮液に対して、さらに洗浄処理を行う、電解液中のニカワの分析方法である。 (5) The fifth aspect of the present invention is a method for analyzing glue in an electrolyte solution according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, further comprising subjecting the concentrated glue solution obtained by the treatment using the ultrafiltration membrane to a washing treatment.

(6)本発明の第6の発明は、第1の発明において、ニカワ濃度が既知の水溶液を用いたSECによる分析を行うことで検量線を作製し、前記限外濾過膜を用いた処理により得られたニカワの濃縮液に対する前記SECによる分析値から、前記検量線に基づいて、前記電解液に含まれるニカワの濃度を測定する、電解液中のニカワの分析方法である。 (6) The sixth aspect of the present invention is a method for analyzing glue in an electrolyte solution according to the first aspect of the present invention, which involves preparing a calibration curve by performing an SEC analysis using an aqueous solution with a known glue concentration, and measuring the concentration of glue in the electrolyte solution based on the calibration curve from the SEC analysis value for a concentrated solution of glue obtained by processing using the ultrafiltration membrane.

(7)本発明の第7の発明は、第6の発明において、前記ニカワ濃度が既知の水溶液は、ニカワ濃度が既知の検量線作製用の電解液であり、前記検量線を作製するに際しては、前記検量線作製用の電解液に対して限外濾過膜を用いた処理を行うことによって該電解液中のニカワを濃縮し、得られたニカワの濃縮液に対して洗浄処理を行い、前記洗浄処理後の濃縮液を用いたSECによる分析を行うことで検量線を作製する、電解液中のニカワの分析方法である。 (7) The seventh aspect of the present invention is a method for analyzing glue in an electrolyte according to the sixth aspect of the present invention, in which the aqueous solution having a known glue concentration is an electrolyte for preparing a calibration curve having a known glue concentration, and in preparing the calibration curve, the electrolyte for preparing the calibration curve is treated using an ultrafiltration membrane to concentrate the glue in the electrolyte, the resulting concentrated glue solution is washed, and the concentrated solution after the washing treatment is analyzed by SEC to prepare the calibration curve.

(8)本発明の第8の発明は、第2の発明において、濃度既知のフタル酸水素カリウム水溶液を用いたTOCによる分析を行うことで検量線を作製し、前記限外濾過膜を用いた処理により得られたニカワの濃縮液に対する前記TOCによる分析値から、前記検量線に基づいて、前記電解液に含まれるニカワの濃度を測定する、電解液中のニカワの分析方法である。 (8) The eighth aspect of the present invention is a method for analyzing glue in an electrolyte, which comprises the steps of: preparing a calibration curve by TOC analysis using an aqueous solution of potassium hydrogen phthalate of known concentration in the second aspect of the invention; and measuring the concentration of glue in the electrolyte based on the calibration curve from the TOC analysis value for the concentrated glue solution obtained by processing using the ultrafiltration membrane.

(9)本発明の第9の発明は、第2の発明において、ニカワ濃度が既知の水溶液を用いたTOCによる分析を行うことで検量線を作製し、前記限外濾過膜を用いた処理により得られたニカワの濃縮液に対する前記TOCによる分析値から、前記検量線に基づいて、前記電解液に含まれるニカワの濃度を測定する、電解液中のニカワの分析方法である。 (9) The ninth aspect of the present invention is a method for analyzing glue in an electrolyte solution according to the second aspect of the present invention, which involves preparing a calibration curve by performing a TOC analysis using an aqueous solution with a known glue concentration, and measuring the concentration of glue in the electrolyte solution based on the calibration curve from the TOC analysis value for the concentrated glue solution obtained by processing using the ultrafiltration membrane.

(10)本発明の第10の発明は、第9の発明において、前記ニカワ濃度が既知の水溶液は、ニカワ濃度が既知の検量線作製用の電解液であり、前記検量線を作製するに際しては、前記検量線作製用の電解液に対して限外濾過膜を用いた処理を行うことによって該電解液中のニカワを濃縮し、得られたニカワの濃縮液に対して洗浄処理を行い、前記洗浄処理後の濃縮液を用いたTOCによる分析を行うことで検量線を作製する、電解液中のニカワの分析方法である。 (10) The tenth invention of the present invention is a method for analyzing glue in an electrolyte according to the ninth invention, in which the aqueous solution having a known glue concentration is an electrolyte for preparing a calibration curve having a known glue concentration, and in preparing the calibration curve, the electrolyte for preparing the calibration curve is treated using an ultrafiltration membrane to concentrate the glue in the electrolyte, the resulting concentrated glue solution is washed, and the concentrated solution after the washing treatment is analyzed by TOC to prepare the calibration curve.

本発明によれば、電解液中のニカワの濃度を効果的にかつ効率的に測定できる。 The present invention makes it possible to effectively and efficiently measure the concentration of glue in an electrolyte solution.

限外濾過膜を備えた遠心分離用の定容容器の一例を示すとともに、回転数4000rpmで遠心分離処理したときの様子を示す写真図である。FIG. 1 is a photograph showing an example of a constant volume container for centrifugation equipped with an ultrafiltration membrane, and showing the appearance when centrifugal separation is performed at a rotation speed of 4000 rpm. 実施例1における、ニカワ濃度既知の水溶液を用いて検量線を作製するに際して行ったSEC分析の結果を示すチャートグラフである。1 is a chart graph showing the results of SEC analysis performed in preparing a calibration curve using aqueous solutions of known glue concentrations in Example 1. ニカワ濃度既知の水溶液をSEC分析して得られた検量線を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a calibration curve obtained by SEC analysis of aqueous solutions of known glue concentrations. 比較例1におけるSEC分析で得られた溶出曲線のチャートグラフである。1 is a chart graph of an elution curve obtained by SEC analysis in Comparative Example 1. ニカワ濃度既知の電解液を用いて検量線を作製するに際して行ったSEC分析の結果を示すチャートグラフである。1 is a chart graph showing the results of SEC analysis performed when preparing a calibration curve using an electrolyte solution having a known glue concentration. ニカワ濃度既知の電解液を用いてSEC分析して得られた検量線を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a calibration curve obtained by SEC analysis using an electrolyte solution with a known glue concentration. フタル酸水素カリウム濃度が既知の水溶液をTOC分析して得られた検量線を示すグラフ図である。FIG. 2 is a graph showing a calibration curve obtained by TOC analysis of an aqueous solution having a known concentration of potassium hydrogen phthalate. 実施例2における電解液のTOC分析の結果を示すグラフ図である。FIG. 11 is a graph showing the results of a TOC analysis of the electrolyte in Example 2. 比較例2における電解液のTOC分析の結果を示すグラフ図である。FIG. 11 is a graph showing the results of a TOC analysis of the electrolyte in Comparative Example 2.

以下、本発明の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という)について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、本明細書にて、「X~Y」(X、Yは任意の数値)との表記は、「X以上Y以下」の意味である。 A specific embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "the present embodiment") will be described in detail below, but the present invention is not limited to the following embodiment, and can be implemented with appropriate modifications within the scope that does not change the gist of the present invention. In this specification, the expression "X to Y" (X and Y are arbitrary numbers) means "X or more and Y or less."

本発明に係るニカワの分析方法(以下、単に「分析方法」という)は、電解液に含まれる成分であるニカワの濃度を分析測定する方法である。具体的に、そのニカワ濃度の分析方法は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC:Size Exclusion Chromatography)による分析、又は、全有機炭素(TOC:Total Organic Carbon)による分析が挙げられる。 The glue analysis method according to the present invention (hereinafter simply referred to as the "analysis method") is a method for analyzing and measuring the concentration of glue, which is a component contained in an electrolyte solution. Specifically, the method for analyzing the glue concentration includes analysis by size exclusion chromatography (SEC) or analysis by total organic carbon (TOC).

分析対象である電解液には、ニカワがppmオーダーの割合で含まれている。具体的には、電解液中のニカワ濃度としては、例えば0.01~10ppm程度である。また、電解液には、銅、ニッケル、金、マンガン、鉛等の金属イオン、無機酸、有機酸等の、ニカワよりも高濃度である種々の成分が含まれている。なお、例えば銅電解液の場合、一般的には、Cu:40~70g/L程度、HSO:150~210g/L程度であり、さらにニカワ、チオ尿素、アビトン等の添加剤が含有されている。 The electrolyte to be analyzed contains glue at a ratio on the order of ppm. Specifically, the concentration of glue in the electrolyte is, for example, about 0.01 to 10 ppm. The electrolyte also contains various components with higher concentrations than glue, such as metal ions of copper, nickel, gold, manganese, lead, etc., inorganic acids, organic acids, etc. For example, in the case of a copper electrolyte, the general concentrations are Cu: about 40 to 70 g/L, H 2 SO 4 : about 150 to 210 g/L, and further additives such as glue, thiourea, and abiton are contained.

本発明に係る分析方法は、このような電解液に含まれる、低含有量のニカワの濃度を分析測定する方法である。 The analytical method of the present invention is a method for analyzing and measuring the concentration of low amounts of glue contained in such electrolyte solutions.

具体的に、この分析方法では、SEC又はTOCによる分析に先立ち、電解液に対する限外濾過膜を用いた前処理を行うことによって、その電解液中のニカワを濃縮することを特徴としている。 Specifically, this analytical method is characterized by concentrating the glue in the electrolyte by pretreating the electrolyte using an ultrafiltration membrane prior to analysis by SEC or TOC.

このような方法によれば、電解液中のニカワを有効に濃縮でき、濃縮して得られる溶液を用いてSEC又はTOCによる分析を行うようにしているため、その分析結果のチャートにおいてニカワを検出している部分を明確に認識でき、高い精度でニカワの濃度を測定することができる。さらに、このような前処理では、ポリマーの吸着や溶離といった操作が不要となり、極めて簡易にニカワを濃縮した濃縮液、つまりSEC又はTOCによる分析対象の溶液を得ることができる。 This method effectively concentrates the glue in the electrolyte, and the concentrated solution is used for analysis by SEC or TOC, so that the area where the glue is detected can be clearly identified in the chart of the analysis results, and the concentration of the glue can be measured with high accuracy. Furthermore, this pretreatment does not require operations such as polymer adsorption or elution, and it is extremely easy to obtain a concentrated solution of concentrated glue, that is, a solution to be analyzed by SEC or TOC.

また、このような分析方法を適用することで、例えば銅電解操業に用いる銅電解液中のニカワ成分の濃度を有効に管理することができ、従来よりも精度の高い濃度管理のもと、より品質の優れた電気銅を得ることができる。 In addition, by applying this analysis method, it is possible to effectively control the concentration of glue components in the copper electrolyte used in copper electrolysis operations, for example, and to obtain higher quality electrolytic copper under more precise concentration control than before.

[サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)による分析]
サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)分析とは、多孔質充填剤を詰めたカラム中において、充填剤表面の細孔と高分子量体とのサイズ排除機構によって物質を分離する手法である。SECでは、分子サイズの大きい高分子量体は多孔質充填剤の深部へは到達できないため結果的に短い流路を通って早く溶出され、一方、分子サイズの小さい低分子量体は深部へ到達できるため流路が長くなり遅く溶出される。このように、SECでは、分子サイズ(分子量)の違いによって分子を分離することができる。なお、本発明に係る分析方法では、上述した高分子量体がニカワであり、低分子量体がニカワ以外の成分である。
[Analysis by Size Exclusion Chromatography (SEC)]
Size exclusion chromatography (SEC) analysis is a method of separating substances in a column packed with a porous packing material by the size exclusion mechanism between the pores on the packing material surface and high molecular weight molecules. In SEC, high molecular weight molecules with large molecular sizes cannot reach the depths of the porous packing material, so they end up eluting early through a short flow path, while low molecular weight molecules with small molecular sizes can reach the depths, so the flow path becomes longer and they are eluted late. In this way, SEC can separate molecules based on the difference in molecular size (molecular weight). In the analysis method according to the present invention, the high molecular weight molecules are the glue, and the low molecular weight molecules are components other than the glue.

SECに用いられる充填剤(カラム)としては、種々のものが市販されており、本発明に係る分析方法においても、ニカワの濃度を適切に分析測定できるカラムであれば特に限定されない。 There are various types of packing materials (columns) available commercially for use in SEC, and the analytical method of the present invention is not particularly limited as long as the column can properly analyze and measure the glue concentration.

SECを用いたニカワの濃度分析においては、検量線法を用いることができる。具体的には、保持時間(単位:min)と、UV透過計により測定した溶出量(単位:mV)とから溶出曲線を求め、基準(0mV)よりもプラス側のピーク面積値を算出する。一方で、濃度既知のニカワ溶液に対して同様のSEC測定を行って得られる検量線を作製する。そして、作製した検量線に基づいて、算出したピーク面積値とから、分析対象のニカワ含有溶液(電解液)におけるニカワ濃度を測定する。なお、検量線の作製に関しては、後で詳述する。 In glue concentration analysis using SEC, a calibration curve method can be used. Specifically, an elution curve is obtained from the retention time (unit: min) and the elution amount (unit: mV) measured by a UV transmittance meter, and the peak area value on the positive side of the reference (0 mV) is calculated. Meanwhile, a calibration curve is prepared by performing a similar SEC measurement on a glue solution of known concentration. Then, based on the calibration curve prepared, the glue concentration in the glue-containing solution (electrolyte) to be analyzed is measured from the calculated peak area value. The preparation of the calibration curve will be described in detail later.

[全有機炭素(TOC)による分析]
全有機炭素(TOC)分析とは、有機物含有試料を酸化分解した際に発生する二酸化炭素の量が酸化分解された試料中に含まれる有機物の炭素量に比例することを利用して、発生した二酸化炭素の量を測定することで、試料中の有機物の総量を定量する分析方法である。なお、本発明に係る分析方法では、後述する限外濾過による濃縮後の溶液中における高分子量体の有機物がニカワであり、低分子量体がニカワ以外の成分である。
[Total organic carbon (TOC) analysis]
Total organic carbon (TOC) analysis is an analytical method for quantifying the total amount of organic matter in a sample by measuring the amount of carbon dioxide generated during oxidative decomposition of an organic-containing sample, utilizing the fact that the amount of carbon dioxide generated is proportional to the amount of carbon in the organic matter contained in the oxidatively decomposed sample. Note that in the analytical method according to the present invention, the high molecular weight organic matter in the solution after concentration by ultrafiltration, which will be described later, is the glue, and the low molecular weight organic matter is the components other than the glue.

TOCを用いたニカワの濃度分析においては、検量線法を用いることができる。具体的には、非分散形赤外線ガス検出器等による、測定時間(単位:min)と、二酸化炭素検出量(単位:mV)とを求め、そこから求められる曲線から算出される二酸化炭素検出量の基準(0mV)よりもプラス側のピーク面積値を算出する。一方で、濃度既知のフタル酸水素カリウム水溶液に対して同様のTOC測定を行って得られる検量線を作製する。そして、作製した検量線に基づいて、算出したピーク面積値とから、分析対象のニカワ含有溶液(電解液)におけるニカワ由来のTOCを測定する。なお、検量線の作製に関しては、後で詳述する。 In glue concentration analysis using TOC, a calibration curve method can be used. Specifically, the measurement time (unit: min) and carbon dioxide detection amount (unit: mV) are obtained using a non-dispersive infrared gas detector or the like, and the peak area value on the positive side of the reference (0 mV) for the carbon dioxide detection amount calculated from the curve obtained from this is calculated. Meanwhile, a calibration curve is prepared by performing a similar TOC measurement on an aqueous potassium hydrogen phthalate solution of known concentration. Then, based on the calibration curve prepared and the calculated peak area value, the glue-derived TOC in the glue-containing solution (electrolyte) to be analyzed is measured. The preparation of the calibration curve will be described in detail later.

[SEC又はTOCによる分析の前処理(限外濾過膜を用いた前処理)]
さて、上述したように、例えば銅電解液等の電解液中には、硫酸銅等の金属化合物のほか、チオ尿素やアビトン等の添加剤の化合物が含まれており、それらの化合物は、電解液中に微量の割合(ppmオーダー)で含まれるニカワに比べて高濃度に含まれている。そのため、従来のSEC分析では、ニカワより高濃度に含まれる他の化合物成分の影響もあり、高い精度でニカワの定量分析を行うことは困難であった。
[Pretreatment for SEC or TOC analysis (pretreatment using ultrafiltration membrane)]
As described above, for example, in an electrolyte such as a copper electrolyte, in addition to metal compounds such as copper sulfate, additive compounds such as thiourea and avitone are contained, and these compounds are contained in higher concentrations than glue, which is contained in trace amounts (on the order of ppm) in the electrolyte. Therefore, in conventional SEC analysis, it is difficult to quantitatively analyze glue with high accuracy due to the influence of other compound components contained in higher concentrations than glue.

そこで、本発明に係る分析方法では、SEC又はTOCによる分析に先立つ前処理として、分析対象の電解液に対して限外濾過膜を用いた処理を行い、これによりその電解液中のニカワを濃縮することを特徴としている。 The analytical method according to the present invention is characterized in that the electrolyte to be analyzed is treated with an ultrafiltration membrane as a pretreatment prior to analysis by SEC or TOC, thereby concentrating the glue in the electrolyte.

このように、分析対象の電解液に対して限外濾過膜を用いた前処理を行うことで、電解液中のニカワ(分子量≧3000)を有効に濃縮できるため、相対的に他の成分の影響を小さくすることが可能となり、その結果として高い精度でSEC分析やTOC分析を行うことができる。また、このような前処理では、ポリマーの吸着や溶離といった操作が不要となり、極めて簡易にかつ効果的にニカワを濃縮することができる。 In this way, by performing pretreatment using an ultrafiltration membrane on the electrolyte to be analyzed, the glue (molecular weight ≧3000) in the electrolyte can be effectively concentrated, making it possible to relatively reduce the influence of other components, and as a result, SEC analysis and TOC analysis can be performed with high accuracy. Furthermore, this type of pretreatment does not require operations such as polymer adsorption and elution, making it possible to concentrate the glue extremely simply and effectively.

(限外濾過膜について)
限外濾過膜は、一般に分子の大きさに基づいて分離を行う圧力式の濾過に用いる膜であり、その性能指標は分画分子量により表現される。限外濾過膜は、一次側(流入側)から溶液(電解液)を流入させ、二次側(流出側)として濾過した溶液を流出させるものである。この操作により、限外濾過膜より上に残留した膜上液と、限外濾過膜を通って膜下に移行した膜下液とが得られる。
(About ultrafiltration membranes)
Ultrafiltration membranes are generally used in pressure filtration, which separates molecules based on their size, and their performance index is expressed by the molecular weight cutoff. Ultrafiltration membranes allow a solution (electrolyte) to flow in from the primary side (inlet side) and allow the filtered solution to flow out from the secondary side (outlet side). This operation provides an on-membrane liquid remaining above the ultrafiltration membrane and an under-membrane liquid that passes through the ultrafiltration membrane and migrates under the membrane.

本発明に係る分析方法において用いる限外濾過膜は、その分画分子量が1000以上である。また、限外濾過膜の分画分子量は、好ましくは2000以上であり、より好ましくは3000以上である。なお、分画分子量の上限値は、特に限定されないが、好ましくは10000以下であり、より好ましくは5000以下である。ここで、分画分子量とは、既知の分子量を持つ標準物質を透過させたときの膜の阻止率が90%に相当する分子量の目安である。 The ultrafiltration membrane used in the analysis method of the present invention has a molecular weight cutoff of 1000 or more. The molecular weight cutoff of the ultrafiltration membrane is preferably 2000 or more, more preferably 3000 or more. The upper limit of the molecular weight cutoff is not particularly limited, but is preferably 10000 or less, more preferably 5000 or less. Here, the molecular weight cutoff is an indication of the molecular weight at which the membrane rejection rate is 90% when a standard substance with a known molecular weight is passed through it.

本発明に係る分析方法において、その分析対象は電解液であり、電解液中に含まれる成分のうち、ニカワの分子量は数万~数十万程度、ニカワ以外の成分の分子量は高くても1000未満程度であり、例えば分画分子量(適用分子量)3000の限外濾過膜を用いて処理することで、分画分子量3000より大きい分子量として分画されるものは、明確に電解液中のニカワであると見做すことができ、ニカワを選択的に濃縮することできる。なお、電解液中に意図的に添加する添加剤として、例えばチオ尿素やアビトンが挙げられるが、これらの化合物の分子量は、チオ尿素:80程度、アビトン:300程度である。 In the analytical method according to the present invention, the subject of analysis is an electrolyte solution, and among the components contained in the electrolyte solution, the molecular weight of glue is on the order of tens of thousands to hundreds of thousands, while the molecular weight of components other than glue is at most less than 1000. For example, by processing using an ultrafiltration membrane with a molecular weight cutoff (applicable molecular weight) of 3000, those fractionated as having a molecular weight cutoff greater than 3000 can be clearly regarded as glue in the electrolyte solution, and the glue can be selectively concentrated. In addition, additives that are intentionally added to the electrolyte solution include, for example, thiourea and abitone, and the molecular weights of these compounds are thiourea: approximately 80, and abitone: approximately 300.

具体的には、電解液に対して限外濾過膜を用いた前処理を施すことによって、膜上液と膜下液とに分離することができ、その膜上液中に分画分子量よりも大きな分子量のニカワを残留させ、膜下液中に分画分子量よりも小さな分子量である、ニカワ以外の他の成分を分離して移行させる。このように、本発明に係る分析方法は、電解液に含まれるニカワの濃度をSEC分析により測定するための方法であって、その前処理として、電解液に含まれるニカワと電解液に含まれるその他の成分との分子量の相違を利用し、効果的にかつ効率的に、ニカワを濃縮させた溶液(「膜上液」又は「ニカワ濃縮溶液」ともいう)を得ることを特徴としている。 Specifically, by subjecting the electrolyte to a pretreatment using an ultrafiltration membrane, it is possible to separate the electrolyte into an above-membrane liquid and an below-membrane liquid, with the glue having a molecular weight larger than the molecular weight cutoff remaining in the above-membrane liquid, and other components other than the glue having a molecular weight smaller than the molecular weight cutoff being separated and transferred to the below-membrane liquid. In this way, the analytical method according to the present invention is a method for measuring the concentration of glue contained in an electrolyte by SEC analysis, and is characterized by using the difference in molecular weight between the glue contained in the electrolyte and the other components contained in the electrolyte as a pretreatment to effectively and efficiently obtain a solution in which the glue is concentrated (also called the "above-membrane liquid" or "glue-concentrated solution").

そして、限外濾過膜を用いた前処理を行ってニカワ濃縮溶液を得た後、そのニカワ濃縮溶液に対してSEC又はTOCによる分析を行う。これにより、SEC分析又はTOC分析の結果のグラフからニカワ濃度を求めることができる。特に、限外濾過膜を用いた前処理を行った得られたニカワ濃縮溶液をSEC分析又はTOC分析に供することで、その分析結果のチャートにおいて、ニカワを検出している部分が明確となる。そして、当該部分のピーク面積と、SEC分析の場合には既知濃度のニカワ溶液に対してSEC分析して得られる検量線とから、またTOC分析の場合には例えば濃度既知のフタル酸水素カリウム水溶液に対してTOC分析して得られる検量線とから、高い精度でニカワの濃度を測定することができる。 After pretreating using an ultrafiltration membrane to obtain a concentrated glue solution, the concentrated glue solution is analyzed by SEC or TOC. This allows the glue concentration to be determined from a graph of the results of the SEC or TOC analysis. In particular, by subjecting the concentrated glue solution obtained by pretreating using an ultrafiltration membrane to SEC or TOC analysis, the portion in the chart of the analysis results where glue is detected becomes clear. The concentration of glue can then be measured with high accuracy from the peak area of that portion and a calibration curve obtained by SEC analysis of a glue solution of known concentration in the case of SEC analysis, or from a calibration curve obtained by TOC analysis of an aqueous solution of potassium hydrogen phthalate with a known concentration, for example.

ここで、限外濾過膜としては、耐酸性を有するものであることが好ましい。上述したように、この分析方法の対象は電解液であり、強い酸性の溶液である。例えば、銅電解液ではpH≦0.5である。したがって、耐酸性を有する限外濾過膜であることにより、電解液を接触させることによる劣化を抑制して、より精度高く、ニカワを選択的に分画して濃縮液を得ることができる。 Here, it is preferable that the ultrafiltration membrane is acid-resistant. As mentioned above, the subject of this analysis method is an electrolyte, which is a strongly acidic solution. For example, the pH of a copper electrolyte is ≦0.5. Therefore, by using an acid-resistant ultrafiltration membrane, deterioration caused by contact with an electrolyte can be suppressed, and the glue can be selectively fractionated with higher accuracy to obtain a concentrated solution.

なお、耐酸性の高い限外濾過膜として、例えばSartorius社製「Vivaspin Turbo 15」等が市販されており、好適に用いることができる。ただし、限外濾過膜は、1回の分析において1回に限定して使用することが好ましく、これにより限外濾過膜の僅かな劣化に基づく分析精度の低下を確実に防ぐことができる。 As an example of an ultrafiltration membrane with high acid resistance, "Vivaspin Turbo 15" manufactured by Sartorius is commercially available and can be suitably used. However, it is preferable to use the ultrafiltration membrane only once per analysis, so that a decrease in analytical accuracy due to slight deterioration of the ultrafiltration membrane can be reliably prevented.

(限外濾過膜を用いた処理の一例:遠心分離処理)
上述したように、本発明に係る分析方法では、SEC分析又はTOC分析の前処理として限外濾過膜を用いた処理を行ってニカワを濃縮した溶液を得る。限外濾過膜を用いる処理であれば、その具体的な濃縮の手段は特に限定されないが、例えば、限外濾過膜を備えた遠心分離用の定容容器を使用して、分析対象である電解液を遠心分離処理する方法が挙げられる。
(An example of a process using an ultrafiltration membrane: centrifugation process)
As described above, in the analysis method according to the present invention, a solution in which glue is concentrated is obtained by performing a treatment using an ultrafiltration membrane as a pretreatment for SEC analysis or TOC analysis. If an ultrafiltration membrane is used, the specific concentration means is not particularly limited, but an example of the method is a method in which an electrolyte solution to be analyzed is centrifuged using a fixed volume container for centrifugation equipped with an ultrafiltration membrane.

図1は、限外濾過膜を備えた遠心分離用の定容容器の一例を示すとともに、回転数4000rpmで遠心分離処理したときの様子を示す写真図である。なお、図1の写真図では、15mlの電解液を限外濾過膜に流入させて遠心分離処理したときの様子を示し、遠心分離処理の実施前、10分後、20分後、30分後、の4つ時点での状態を示す。 Figure 1 shows an example of a fixed volume container for centrifugation equipped with an ultrafiltration membrane, and is a photograph showing the state when centrifuged at a rotation speed of 4000 rpm. The photograph in Figure 1 shows the state when 15 ml of electrolyte is poured into the ultrafiltration membrane and centrifuged, and shows the state at four points in time: before, 10 minutes, 20 minutes, and 30 minutes after the centrifugation process.

このように、限外濾過膜を用いて遠心分離処理を行うことで、例えば以下のような理由により、電解液中のニカワをより効果的にかつ効率的に濃縮することでき、好ましい。 In this way, centrifugal separation using an ultrafiltration membrane is preferable because it allows the glue in the electrolyte to be concentrated more effectively and efficiently, for the following reasons:

すなわち、遠心分離処理に用いる遠心分離装置としては様々な型式のものがあるが、例えば電解操業現場の試験室等に設置可能な型式のものも多数存在し、すなわち、電解操業現場の直近で簡易に使用することが可能となる。これにより、電解液のサンプリングから濃縮操作を開始までに要する時間を短縮することができ、不慣れな作業員であっても例えば10分以内の操作時間で前処理を完了させることができる。 That is, there are various types of centrifuge devices used for centrifugation processing, and many types exist that can be installed in test rooms at electrolysis operation sites, for example, meaning that they can be easily used in close proximity to the electrolysis operation site. This shortens the time required from sampling the electrolyte to starting the concentration operation, and even inexperienced workers can complete the pretreatment in, for example, less than 10 minutes.

また、限外濾過膜を用いた前処理により、例えば電解液中のニカワ濃度を10倍に濃縮するような場合、その濃縮操作が終了するまでの所要時間としては、回転数4000rpmでおよそ30分程度となる。電解液のサンプリングの時間を含めても、濃縮操作が完了するまで40分程度の短時間で済み、例えば上述した特許文献1、2に開示されているポリマーを使用した吸着及び溶離の操作よりも、極めて短時間で完了させることができる。 In addition, when pretreatment using an ultrafiltration membrane is used to concentrate, for example, the glue concentration in the electrolyte solution by 10 times, the time required for the concentration operation to be completed is approximately 30 minutes at a rotation speed of 4000 rpm. Even including the time required for sampling the electrolyte solution, the concentration operation can be completed in a short time of approximately 40 minutes, which is much shorter than the adsorption and elution operations using polymers disclosed in, for example, Patent Documents 1 and 2 mentioned above.

さらに、限外濾過膜を用いた遠心分離による前処理では、効率的にニカワ濃縮液を得ることができ、その溶液においては分子量の低い成分が有効に除去されているため、液温の低下に基づく硫酸銅の晶出によるSECやTOCの分析精度の低下を防ぐことができる。 Furthermore, pretreatment by centrifugation using an ultrafiltration membrane can efficiently obtain a glue concentrate, and since low molecular weight components are effectively removed from the solution, it is possible to prevent a decrease in the analytical accuracy of SEC and TOC due to the crystallization of copper sulfate caused by a decrease in liquid temperature.

ここで、限外濾過膜を用いた遠心分離処理によって電解液中のニカワを濃縮する手順において、遠心分離処理により例えばニカワを10倍に濃縮した濃縮液を得た後、そこに洗浄液を添加して、繰り返し遠心分離による操作を追加することが好ましい。より具体的には、得られた濃縮液に洗浄液を添加し、再度限外濾過膜を用いた遠心分離による操作を行い、得られた膜上液を10倍に洗浄希釈した後、さらにもう一度遠心分離による操作を追加して100倍にまで洗浄希釈する。 Here, in the procedure for concentrating the glue in the electrolyte by centrifugation using an ultrafiltration membrane, it is preferable to obtain a concentrated solution in which the glue is concentrated, for example, 10 times by centrifugation, and then add a cleaning solution to the concentrated solution and perform repeated centrifugation operations. More specifically, a cleaning solution is added to the concentrated solution obtained, and centrifugation is performed again using an ultrafiltration membrane, and the resulting solution on the membrane is washed and diluted 10 times, and then another centrifugation operation is performed to wash and dilute the solution to 100 times.

このように、得られた濃縮液に対する洗浄希釈と繰り返しの遠心分離を行うことで、ニカワ濃縮液中のニカワ濃度は10倍に濃縮されたままの状態で、残留している低分子量成分を洗浄希釈によってさらに低減できる。すなわち、その後のSEC分析やTOC分析における分析精度の低下の原因であるバックグラウンド(他の成分)をさらに低減することができる。 In this way, by washing and diluting the obtained concentrated solution and repeatedly centrifuging it, the glue concentration in the glue concentrate remains 10 times concentrated, and the remaining low molecular weight components can be further reduced by washing and dilution. In other words, the background (other components) that cause a decrease in analytical accuracy in subsequent SEC analysis and TOC analysis can be further reduced.

繰り返し回数は、多ければ多いほど効果を向上させることができるが、所要時間とのバランスを考慮すれば、例えば2回の繰り返しを行うことで、100倍までの洗浄希釈を行うことができ、十分に低分子量成分を低減することができる。 The more times the process is repeated, the greater the effect will be, but if the balance with the time required is taken into consideration, repeating the process twice, for example, will allow for up to 100 times cleaning and dilution, and will adequately reduce low molecular weight components.

なお、洗浄液としては、電解液中の成分を含有しないものであれば特に限定されず、例えば超純水を用いることができるが、例えば、リン酸水素2ナトリウム(0.1mol/L)と、リン酸2水素カリウム(0.1mol/L)とを含む溶液を洗浄液として用いることが特に好ましい。このような洗浄液を用いて洗浄希釈することにより、その後のSEC分析やTOC分析により得られる結果チャートから、水によるノイズを低減することできる。 The cleaning solution is not particularly limited as long as it does not contain any of the components in the electrolyte. For example, ultrapure water can be used, but it is particularly preferable to use a solution containing disodium hydrogen phosphate (0.1 mol/L) and potassium dihydrogen phosphate (0.1 mol/L) as the cleaning solution. By using such a cleaning solution for cleaning and dilution, it is possible to reduce noise due to water in the result charts obtained by the subsequent SEC analysis and TOC analysis.

また、限外濾過膜を用いた遠心分離処理によって電解液中のニカワを濃縮する手順において、使用する遠心分離用の定容容器については、使用前に洗浄することが好ましい。例えば納入された状態のままの定容容器には、容器の製造過程で付着した付着物が存在することがあり、より精度の高いSEC分析を可能にする観点から、使用前にその定容容器を洗浄して付着物を除去しておくことが好ましい。 In addition, in the procedure for concentrating glue in an electrolyte solution by centrifugation using an ultrafiltration membrane, it is preferable to wash the fixed-volume container used for centrifugation before use. For example, a fixed-volume container in the delivered state may have deposits that adhered to it during the manufacturing process, and from the viewpoint of enabling more accurate SEC analysis, it is preferable to wash the fixed-volume container before use to remove the deposits.

(限外濾過膜を用いた前処理を行うにあたっての電解液の希釈操作)
本発明に係る分析方法において、その分析対象は電解液であり、一般的にpH≦0.5である強い酸性を示す溶液である。そのため、電解液に対する前処理に用いる限外濾過膜の劣化を抑制する観点から、その前処理を行うにあたって、電解液を少なくとも2倍程度以上に希釈することが好ましい。
(Dilution of electrolyte when performing pretreatment using ultrafiltration membrane)
In the analysis method according to the present invention, the subject of analysis is an electrolyte solution, which is generally a strongly acidic solution with a pH of ≦ 0.5. Therefore, in order to suppress deterioration of the ultrafiltration membrane used in the pretreatment of the electrolyte solution, it is preferable to dilute the electrolyte solution by at least about 2 times or more when performing the pretreatment.

なお、希釈によって電解液のpHを1上昇させるためには、単純には10倍の希釈をすることが必要となり、希釈率を上げれば上げるほどpHを上昇させることができるが、その希釈操作は、限外濾過膜を用いた前処理によるニカワの濃縮操作とは、ほとんど反対の操作となる。そのことから、操作の手間や所要時間が長くなりすぎることを防ぐために、電解液の希釈は5倍程度までとすることが好ましい。 To increase the pH of the electrolyte by 1 through dilution, it is necessary to dilute it 10 times, and the higher the dilution rate, the higher the pH can be raised. However, this dilution process is almost the opposite of the process of concentrating glue by pretreatment using an ultrafiltration membrane. For this reason, in order to prevent the labor and time required for the process from becoming too long, it is preferable to dilute the electrolyte by up to about 5 times.

(限外濾過膜を用いた前処理によるニカワの濃縮率)
限外濾過膜を用いた前処理により、膜上液としてニカワを濃縮させたニカワ濃縮液を得ることができるが、そのニカワの濃縮率としては10倍程度とすることが好ましい。
(Glue concentration rate by pretreatment using ultrafiltration membrane)
By the pretreatment using an ultrafiltration membrane, a glue concentrate can be obtained as the liquid on the membrane, and the concentration of the glue is preferably about 10 times.

電解液に含まれるニカワ以外の成分の影響は、ニカワの濃縮率が上昇するにつれて徐々に低減され、濃縮率が10倍を超えるとほぼ頭打ちとなり、それ以上の濃縮率ではニカワ以外の成分による影響はほとんど変わらなくなる。このことから、手間を最小限にして効率的に、かつ精度の高いSEC分析又はTOC分析を可能にするために、ニカワの濃縮率が10倍程度となるように前処理を行うことが好ましい。 The effect of components other than glue contained in the electrolyte is gradually reduced as the concentration of glue increases, reaching a plateau when the concentration exceeds 10 times, and at higher concentration rates the effect of components other than glue remains almost the same. For this reason, in order to minimize the effort and enable efficient and highly accurate SEC or TOC analysis, it is preferable to perform pretreatment so that the concentration of glue is about 10 times.

ただし、電解操業によっては、電解液中のニカワ含有量が調整されており、適切なニカワの濃縮率も変動することがある。すなわち、ニカワ含有量が多い場合は10倍濃縮までする必要がなく、また反対に、ニカワ含有量が少ない場合は10倍濃縮でも不十分となる可能性がある。したがって、ニカワの濃縮率は、電解操業で使用される電解液中のニカワ含有量に基づいて適宜調整して設定することが好ましい。 However, depending on the electrolysis operation, the glue content in the electrolyte may be adjusted, and the appropriate concentration rate of the glue may vary. In other words, if the glue content is high, it is not necessary to concentrate it up to 10 times, and conversely, if the glue content is low, even 10 times concentration may not be sufficient. Therefore, it is preferable to adjust and set the concentration rate of the glue appropriately based on the glue content in the electrolyte used in the electrolysis operation.

[検量線の作製について]
上述したように、SECやTOCを用いた電解液中のニカワの濃度分析においては、検量線法を用いることができる。
[About creating a calibration curve]
As described above, in the analysis of the concentration of glue in an electrolyte using SEC or TOC, a calibration curve method can be used.

(SEC分析を行う場合)
具体的には、分析対象の電解液に対してSEC分析によりニカワ濃度を測定するにあたっては、予め、ニカワ濃度が既知の水溶液を用いたSEC分析を行うことで検量線を作製しておく。そして、限外濾過膜を用いた処理により得られたニカワの濃縮液に対するSECによる分析値(SEC分析による、保持時間とUV透過計での溶出量とから求められる溶出曲線から算出されるプラス側のピーク面積値)と、作製した検量線とを比較して、その検量線に基づいて電解液に含まれるニカワの濃度を測定する。
(When SEC analysis is performed)
Specifically, when measuring the glue concentration of the electrolyte to be analyzed by SEC analysis, a calibration curve is prepared in advance by performing SEC analysis using an aqueous solution with a known glue concentration. Then, the SEC analysis value (the positive peak area value calculated from the elution curve obtained from the retention time and the elution amount in the UV transmittance meter by SEC analysis) of the concentrated glue solution obtained by processing using an ultrafiltration membrane is compared with the prepared calibration curve, and the concentration of glue contained in the electrolyte is measured based on the calibration curve.

検量線を作製するに際して用いるニカワ濃度が既知の水溶液としては、ニカワ濃度が既知の電解液を用いることができる。なお、この電解液については、分析対象の電解液とは区別するために、ニカワ濃度が既知の「検量線作製用の電解液」とも称する。このように、検量線作製用の電解液を用いて検量線を作製することで、分析対象の電解液中のニカワ濃度の分析において実測の条件に近似させることができ、検量線法による分析精度を高めることができる。 An electrolyte solution with a known glue concentration can be used as the aqueous solution with a known glue concentration used to prepare the calibration curve. This electrolyte solution is also referred to as the "electrolyte solution for preparing the calibration curve" with a known glue concentration to distinguish it from the electrolyte solution to be analyzed. In this way, by preparing the calibration curve using the electrolyte solution for preparing the calibration curve, the glue concentration in the electrolyte solution to be analyzed can be approximated to the actual measurement conditions, and the analytical accuracy using the calibration curve method can be improved.

ここで、検量線作製用の電解液を用いて検量線を作製するに際しては、分析対象の電解液に対する処理と同様に、SEC分析を行うに先立って、その検量線作製用の電解液に対して限外濾過膜を用いた前処理を行って電解液中のニカワを濃縮する。検量線の作製にあたっても、電解液を用いる場合には、その電解液中に高濃度に含まれる低分子物質を影響が現れてしまい、ニカワ濃度が既知であっても適切な検量線を作製することが困難となる。そこで、SEC分析に先立ち、検量線作製用の電解液に対して限外濾過膜を用いた前処理を行ってニカワを濃縮させた濃縮液を得るようにする。これにより、検量線作製用の電解液に含まれる低分子物質の影響を排除してSEC分析の精度を高めることができ、その分析結果に基づいて作製する検量線をより適切なものとすることができる。 Here, when preparing a calibration curve using the electrolyte for preparing the calibration curve, the electrolyte for preparing the calibration curve is pretreated using an ultrafiltration membrane prior to SEC analysis, in the same manner as the treatment of the electrolyte to be analyzed, to concentrate the glue in the electrolyte. When an electrolyte is used to prepare a calibration curve, the low molecular weight substances contained in the electrolyte at high concentrations will have an effect, and it will be difficult to prepare an appropriate calibration curve even if the glue concentration is known. Therefore, prior to SEC analysis, the electrolyte for preparing the calibration curve is pretreated using an ultrafiltration membrane to obtain a concentrated solution in which the glue is concentrated. This makes it possible to eliminate the effect of low molecular weight substances contained in the electrolyte for preparing the calibration curve, thereby improving the accuracy of the SEC analysis, and to make the calibration curve prepared based on the analysis results more appropriate.

なお、検量線作製用の電解液に対する限外濾過膜を用いた前処理については、上述した分析対象の電解液に対する前処理と同様にして行うことができるため、ここでの詳細な説明は省略する。 The pretreatment of the electrolyte solution used to prepare the calibration curve using an ultrafiltration membrane can be performed in the same manner as the pretreatment of the electrolyte solution to be analyzed described above, so a detailed explanation will be omitted here.

また、検量線作製用の電解液に対して限外濾過膜を用いた処理を行うことでニカワの濃縮液を得た後、そのニカワ濃縮液に対して洗浄処理を行うことが好ましい。得られたニカワ濃縮液は、検量線作製用の「電解液」に由来するものであることから、電解液が付着している。そのため、ニカワ濃縮液に対して、水等の洗浄液を用いて洗浄処理を行って電解液を洗浄液で置換するようにすることで、付着した電解液を有効に除去できる。このように、得られたニカワ濃縮液を洗浄することで、洗浄処理後のニカワ濃縮液に対するSEC分析の精度を高めることができ、そのSEC分析結果からより適切な検量線を作製することができる。そしてこれにより、分析対象の電解液中のニカワ濃度の分析において、より一層に実測の条件に近似させることができ、検量線法による分析精度を向上させることができる。 In addition, it is preferable to obtain a glue concentrate by treating the electrolyte for preparing the calibration curve using an ultrafiltration membrane, and then to perform a washing process on the glue concentrate. The obtained glue concentrate is derived from the "electrolyte" for preparing the calibration curve, and therefore has the electrolyte attached to it. Therefore, by washing the glue concentrate with a washing solution such as water to replace the electrolyte with the washing solution, the attached electrolyte can be effectively removed. In this way, by washing the obtained glue concentrate, the accuracy of the SEC analysis of the glue concentrate after the washing process can be improved, and a more appropriate calibration curve can be prepared from the SEC analysis results. This allows the analysis of the glue concentration in the electrolyte to be analyzed to be more closely similar to the actual measurement conditions, and the analysis accuracy by the calibration curve method can be improved.

(TOC分析を行う場合)
分析対象の電解液に対してTOC分析によりニカワ濃度を測定するにあたっては、予め、濃度既知のフタル酸水素カリウムを含有する水溶液に対して同様のTOC測定を行って得られる検量線を作製する。そして、限外濾過膜を用いた処理により得られたニカワの濃縮液に対するTOCによる分析値(TOC分析による、非分散形赤外線ガス検出器での測定時間と二酸化炭素検出量とから求められる曲線から算出されるプラス側のピーク面積値)と、作製した検量線とを比較して、その検量線に基づいて電解液に含まれるニカワに由来するTOCを測定して濃度を算出する。
(When performing TOC analysis)
When measuring the glue concentration in the electrolyte to be analyzed by TOC analysis, a calibration curve is prepared in advance by performing a similar TOC measurement on an aqueous solution containing potassium hydrogen phthalate of known concentration.Then, the TOC analysis value (the positive peak area value calculated from the curve obtained from the measurement time and the amount of carbon dioxide detected by the non-dispersive infrared gas detector in the TOC analysis) of the glue concentrated solution obtained by the treatment using the ultrafiltration membrane is compared with the prepared calibration curve, and the TOC derived from the glue contained in the electrolyte is measured based on the calibration curve to calculate the concentration.

また、フタル酸水素カリウム含有溶液を用いた検量線作製に限らず、TOC分析によりニカワ濃度を測定するにあたっても、濃度既知のニカワ含有溶液を用いてTOC分析を行うことで検量線を作製することができる。そして、上述したのと同様に、限外濾過膜を用いた処理により得られたニカワの濃縮液に対するTOCによる分析値と、作製した検量線とを比較して、その検量線に基づいて電解液に含まれるニカワに由来するTOCを測定して濃度を算出する。 In addition to creating a calibration curve using a potassium hydrogen phthalate-containing solution, when measuring glue concentration by TOC analysis, a calibration curve can also be created by performing a TOC analysis using a glue-containing solution of known concentration. As described above, the TOC analysis value for the glue concentrate obtained by processing using an ultrafiltration membrane is compared with the created calibration curve, and the TOC derived from the glue contained in the electrolyte is measured based on the calibration curve to calculate the concentration.

なお、濃度既知のニカワ含有溶液を用いた検量線の作製に際し、そのニカワ含有溶液としては、ニカワ濃度が既知の電解液(検量線作製用の電解液)を用いることができる。検量線作製用の電解液を用いて検量線を作製することで、分析対象の電解液中のニカワ濃度の分析において実測の条件に近似させることができ、検量線法による分析精度を高めることができる。また、検量線作製用の電解液を用いて検量線を作製するに際しては、分析対象の電解液に対する処理と同様に、TOC分析を行うに先立って、その検量線作製用の電解液に対して限外濾過膜を用いた前処理を行って電解液中のニカワを濃縮する。これにより、検量線作製用の電解液に含まれる低分子物質の影響を排除してTOC分析の精度を高めることができ、その分析結果に基づいて作製する検量線をより適切なものとすることができる。さらに、検量線作製用の電解液に対して限外濾過膜を用いた処理を行うことでニカワの濃縮液を得た後、そのニカワ濃縮液に対して洗浄処理を行うことが好ましい。 When preparing a calibration curve using a solution containing glue with a known concentration, an electrolyte with a known glue concentration (electrolyte for preparing a calibration curve) can be used as the glue-containing solution. By preparing a calibration curve using an electrolyte for preparing a calibration curve, the glue concentration in the electrolyte to be analyzed can be approximated to the conditions of actual measurement, and the analysis accuracy by the calibration curve method can be improved. In addition, when preparing a calibration curve using an electrolyte for preparing a calibration curve, similar to the treatment of the electrolyte to be analyzed, the electrolyte for preparing the calibration curve is pretreated using an ultrafiltration membrane to concentrate the glue in the electrolyte prior to TOC analysis. This eliminates the influence of low molecular weight substances contained in the electrolyte for preparing the calibration curve, improving the accuracy of the TOC analysis, and the calibration curve prepared based on the analysis results can be made more appropriate. Furthermore, it is preferable to perform a washing process on the electrolyte for preparing the calibration curve after obtaining a concentrated solution of glue by treating the electrolyte for preparing the calibration curve using an ultrafiltration membrane.

以下、本発明の実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
本発明に係るニカワの分析方法を適用して、銅電解液に含まれるニカワの濃度をサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)分析により測定した。
[Example 1]
The glue analysis method according to the present invention was applied to measure the concentration of glue contained in the copper electrolyte by size exclusion chromatography (SEC).

(電解液の希釈)
具体的には、先ず、分析対象である電解液(pH≦0.5)15mlに対して超純水15mlを添加し、電解液を2倍に希釈した。
(Dilution of electrolyte)
Specifically, first, 15 ml of ultrapure water was added to 15 ml of the electrolyte solution (pH ≦ 0.5) to be analyzed, thereby diluting the electrolyte solution by two times.

(限外濾過膜を用いた前処理)
次に、希釈後電解液を15mlの2つ([a]、[b]とする)に分け、限外濾過膜を備えた定容容器(膜上の容量17ml)に希釈後電解液[a]15mlを装入して、回転数4000rpmの条件で遠心分離処理を施した。ここで、限外濾過膜としては、分画分子量3000のPES(ポリエーテルサルフォン)からなるもの(「Vivaspin Turbo 15」,Sartorius社製)を用いた。また、遠心分離処理は、膜上の電解液(膜上液)が1.5ml(膜下液が13.5ml)となるまで行った(なお、処理時間は約30分であった。)。
(Pretreatment using ultrafiltration membrane)
Next, the diluted electrolyte was divided into two portions ([a] and [b]) of 15 ml each, and 15 ml of the diluted electrolyte [a] was placed in a fixed volume vessel (capacity above the membrane: 17 ml) equipped with an ultrafiltration membrane, and centrifugal separation was performed at a rotation speed of 4000 rpm. Here, the ultrafiltration membrane used was one made of PES (polyethersulfone) with a molecular weight cutoff of 3000 ("Vivaspin Turbo 15", manufactured by Sartorius). The centrifugal separation was performed until the electrolyte above the membrane (above the membrane) was 1.5 ml (below the membrane: 13.5 ml) (the processing time was about 30 minutes).

次に、得られた膜上液1.5mlに希釈後電解液[b]15mlを加え、再度、限外濾過膜を備えた定容容器に装入して回転数4000rpmの条件で遠心分離処理を施した。遠心分離処理は、膜上の電解液(膜上液)が1.5ml(膜下液が13.5ml)となるまで行い、これにより、膜上液として10倍に濃縮させた濃縮液(1.5ml)を得た。 Next, 15 ml of diluted electrolyte [b] was added to the 1.5 ml of the resulting membrane-above liquid, and the mixture was again placed in a volumetric container equipped with an ultrafiltration membrane and centrifuged at a rotation speed of 4000 rpm. The centrifugation was continued until the electrolyte on the membrane (above membrane liquid) reached 1.5 ml (below membrane liquid was 13.5 ml), resulting in a concentrated liquid (1.5 ml) that was 10 times concentrated as the membrane-above liquid.

(濃縮液に対する洗浄処理)
次に、得られた濃縮液1.5mlに対して超純水13.5mlを添加し、限外濾過膜を備えた定容容器に装入して、回転数4000rpmの条件での遠心分離による洗浄処理を施した。さらに、遠心分離による洗浄処理で得られた膜上液1.5mlに対して超純水13.5mlを添加し、再度、限外濾過膜を備えた定容容器に装入して、回転数4000rpmの条件での遠心分離による洗浄処理を施した。これにより、膜上液として洗浄処理後の濃縮液(1.5ml)を得た。
(Washing treatment for concentrated solution)
Next, 13.5 ml of ultrapure water was added to 1.5 ml of the obtained concentrated solution, and the solution was placed in a fixed volume container equipped with an ultrafiltration membrane, and a cleaning process was performed by centrifugation at a rotation speed of 4000 rpm. Furthermore, 13.5 ml of ultrapure water was added to 1.5 ml of the membrane liquid obtained by the cleaning process by centrifugation, and the solution was again placed in a fixed volume container equipped with an ultrafiltration membrane, and a cleaning process was performed by centrifugation at a rotation speed of 4000 rpm. As a result, a concentrated solution (1.5 ml) after the cleaning process was obtained as the membrane liquid.

(SEC分析)
次に、得られた濃縮液を用いてSEC分析を行った。
(SEC Analysis)
Next, the resulting concentrate was subjected to SEC analysis.

・検量線の作製
先ず、ニカワ濃度が0mg/L、1mg/L、5mg/L、及び10mg/Lの水溶液をそれぞれ調整し、サイズ排除カラムを用いた高速液体クロマクトグラフ(東ソー社製,HLC-8020)によりSEC分析を行った。この分析に基づき、保持時間(単位:min)と、UV透過計により測定した溶出量(単位:mV)とから溶出曲線(図2参照)を求め、基準(0mV)よりもプラス側のピーク面積(図2中の斜線部の面積)を算出し、ニカワ濃度に対する面積の関係を示すグラフにプロットし、近似線から検量線を作製した。なお、図2は、ニカワ濃度が10mg/Lの電解液に対するSEC分析の結果を示す溶出曲線のグラフ図である。
- Preparation of calibration curve First, aqueous solutions with glue concentrations of 0 mg/L, 1 mg/L, 5 mg/L, and 10 mg/L were prepared, and SEC analysis was performed using a high-performance liquid chromatograph (Tosoh Corporation, HLC-8020) using a size exclusion column. Based on this analysis, an elution curve (see FIG. 2) was obtained from the retention time (unit: min) and the elution amount (unit: mV) measured by a UV transmittance meter, and the peak area (area of the shaded area in FIG. 2) on the positive side of the reference (0 mV) was calculated, plotted on a graph showing the relationship of the area to the glue concentration, and a calibration curve was prepared from the approximation line. Note that FIG. 2 is a graph of an elution curve showing the results of SEC analysis for an electrolyte solution with a glue concentration of 10 mg/L.

図3は、上述のようにしてニカワ濃度既知の水溶液をSEC分析して得られた検量線を示すグラフ図である。この検量線に基づいて、例えば、分析対象の電解液においてSEC分析により得られる溶出曲線にて検出されるニカワのピーク面積(基準(0mV)よりもプラス側の面積)が2500程度あれば(図3中の白抜き菱形ポイント)、その分析対象の電解液のニカワ濃度が7mg/Lであると測定できる。 Figure 3 is a graph showing a calibration curve obtained by SEC analysis of an aqueous solution with a known glue concentration as described above. Based on this calibration curve, for example, if the peak area of glue detected in the elution curve obtained by SEC analysis of the electrolyte to be analyzed (the area on the positive side of the reference (0 mV)) is about 2500 (white diamond point in Figure 3), the glue concentration of the electrolyte to be analyzed can be determined to be 7 mg/L.

・濃縮液に対するSEC分析(ニカワ濃度の測定)
次に、上述した前処理を経て得られた濃縮液に対するSEC分析を行って、ニカワ濃度を測定した。具体的に、サイズ排除クラムを用いた高速液体クロマクトグラフ(東ソー社製,HLC-8020)によりSEC分析を行った。この分析に基づき、保持時間(単位:min)と、UV透過計により測定した溶出量(単位:mV)とから溶出曲線を求め、基準(0mV)よりもプラス側のピーク面積を算出した。
・SEC analysis of concentrated solution (measurement of glue concentration)
Next, the concentrate obtained through the above-mentioned pretreatment was subjected to SEC analysis to measure the glue concentration. Specifically, the SEC analysis was performed using a high-performance liquid chromatograph (HLC-8020, manufactured by Tosoh Corporation) using a size exclusion crumb. Based on this analysis, an elution curve was obtained from the retention time (unit: min) and the elution amount (unit: mV) measured by a UV transmittance meter, and the peak area on the positive side of the reference (0 mV) was calculated.

具体的には、SEC分析で得られた溶出曲線のチャートグラフにおいて、ニカワの分子量に相当する部分である保持時間23分~27分の範囲で明確に基準(0mV)よりもプラス(+)の部分を確認された(図2と同様に斜線で示すプラス側の部分)。このことから、その基準よりもプラス側の部分のピーク面積を算出して、そのピーク面積から、作製した検量線に基づいてニカワ濃度を測定することができた。 Specifically, in the chart graph of the elution curve obtained by SEC analysis, a portion that was clearly more positive (+) than the reference (0 mV) was confirmed in the retention time range of 23 to 27 minutes, which corresponds to the molecular weight of glue (the positive side portion indicated by diagonal lines, as in Figure 2). From this, the peak area of the portion on the positive side of the reference was calculated, and the glue concentration could be measured from this peak area based on the prepared calibration curve.

このように、ピーク面積を算出するための、基準よりもプラス側の部分を明確に確認できたのは、SEC分析に先立ち、限外濾過膜を用いた前処理(遠心分離処理)を行ったことによって、電解液に含まれるニカワ以外の成分を分離除去してニカワを濃縮でき、SEC分析におけるバックグラウンドを効果的に低減できたためであると考えられる。 The reason why the positive side of the reference for calculating the peak area was clearly identified in this way is thought to be because pretreatment (centrifugation) using an ultrafiltration membrane was performed prior to SEC analysis, which allowed components other than glue contained in the electrolyte to be separated and removed, concentrating the glue and effectively reducing the background in the SEC analysis.

なお、チャートにおいて、保持時間がおよそ27分~28分の範囲の部分では急激にマイナス(-)側に振れ、28分以上の部分で再度プラスの方向に振れる動きが確認された。これは、後述する比較例でも見受けられる、分子量≦3000の成分の影響であると推測されるが、限外濾過膜を用いた前処理により分子量≦3000の成分が大幅に低減されたため、ニカワの濃度測定に大きな影響となって現れなかったと考えられる。 In addition, in the chart, a sudden negative (-) swing was observed in the retention time range of approximately 27 to 28 minutes, and then a positive swing was observed again in the retention time range of 28 minutes or more. This is presumably due to the influence of components with a molecular weight of ≦3000, which is also seen in the comparative example described below. However, because pretreatment using an ultrafiltration membrane significantly reduced components with a molecular weight of ≦3000, this is thought not to have had a significant effect on the glue concentration measurement.

[比較例1]
実施例1と同様の銅電解液を分析対象として、その銅電解液に含まれるニカワの濃度をSEC分析により測定した。ただし、比較例1では、限外濾過膜を用いた前処理を行わず、すなわち電解液を濃縮させることなく、そのままSEC分析を行った。
[Comparative Example 1]
The concentration of glue contained in the copper electrolyte solution was measured by SEC analysis using the same copper electrolyte solution as in Example 1. However, in Comparative Example 1, the SEC analysis was performed without pretreatment using an ultrafiltration membrane, i.e., without concentrating the electrolyte solution.

図4は、比較例1におけるSEC分析で得られた溶出曲線のチャートグラフである。 Figure 4 is a chart graph of the elution curve obtained by SEC analysis in Comparative Example 1.

ここで、図4中における破線で示すチャートは、純水中にニカワを溶解(分析対象の銅電解液と同様の濃度で溶解)させ、限外濾過膜を用いた前処理で行わず濃縮もしていない溶液をSEC分析したときのチャートである。前処理を行っていないため、測定結果のピークは保持時間27分(分子量≒3000)付近に形成されている。したがって、このチャートからは、分子量がもともと数万~数十万の範囲で分布しているニカワの分解が進んで、分子量3000をピークとする分布になっていることを読み取ることができる。これは、ニカワ以外の成分が無く、すなわちその他の成分の影響がないため、ニカワが正しく検出されたものと考えられる。 The chart indicated by the dashed line in Figure 4 is a chart obtained when glue was dissolved in pure water (dissolved at the same concentration as the copper electrolyte to be analyzed) and the solution was analyzed by SEC without pretreatment using an ultrafiltration membrane or concentration. Since no pretreatment was performed, the peak of the measurement results is formed near the retention time of 27 minutes (molecular weight ≒ 3000). Therefore, it can be seen from this chart that the glue, which originally had a molecular weight distribution in the range of tens of thousands to hundreds of thousands, has decomposed and now has a distribution with a peak at a molecular weight of 3000. This is thought to be because there are no other components other than glue, i.e., there is no influence from other components, so the glue was correctly detected.

これに対して、図4中の実線で示すチャートは、限外濾過膜を用いた前処理を行っていない銅電解液に対してSEC分析したときのチャートである。保持時間23分~27分の範囲では、銅電解液に含まれるニカワ以外の成分の影響により、マイナスの数値を示す部分があり、また、プラス側の部分も明確ではないことがわかる。このことは、ニカワ以外の成分の影響が大きすぎて、すなわちSEC分析に供した銅電解液中のニカワ以外の成分の濃度が高すぎたため、それらがバックグラウンドとなってニカワのピークを明確に観察できなくなっていると考えられる。 In contrast, the chart shown by the solid line in Figure 4 is the result of SEC analysis of copper electrolyte that was not pretreated using an ultrafiltration membrane. In the range of retention times from 23 to 27 minutes, there are some areas that show negative values due to the influence of components other than glue contained in the copper electrolyte, and the positive areas are also unclear. This is thought to be because the influence of components other than glue was too great, i.e., the concentration of components other than glue in the copper electrolyte used in the SEC analysis was too high, and these components acted as a background, making it impossible to clearly observe the glue peak.

また、保持時間27分以上の範囲では、実施例にも見受けられる、分子量≧3000の分子の影響又は硫酸銅成分の晶出等により、チャートはマイナスが側に大きく振れ、保持時間28分以上でプラス側に大きく振り切れてしまい、濃度測定が困難になった。 In addition, in the range of retention times of 27 minutes or more, as seen in the examples, the chart swung significantly to the negative side due to the influence of molecules with a molecular weight of 3000 or the crystallization of copper sulfate components, and at retention times of 28 minutes or more, it swung significantly to the positive side, making it difficult to measure the concentration.

[検量線作製用の電解液を用いて検量線を作製したときの例]
実施例1で示した検量線の作製例とは異なり、ニカワ濃度が既知の電解液(検量線作製用の電解液)を用いて検量線を作製した例を示す。
[Example of preparation of a calibration curve using an electrolyte for preparing a calibration curve]
Unlike the example of preparing a calibration curve shown in Example 1, an example of preparing a calibration curve using an electrolyte solution (electrolyte solution for preparing a calibration curve) with a known glue concentration will be shown.

すなわち、先ず、ニカワ濃度が0mg/L、1mg/L、5mg/L、及び10mg/Lの電解液をそれぞれ準備し、限外濾過膜を備えた定容容器に電解液15mLを装入して、回転数4000rpmの条件で遠心分離処理を施した。限外濾過膜としては、分画分子量3000のPESからなるもの(「Vivaspin Turbo 15」,Sartorius社製)を用いた。また、遠心分離処理は、膜上の電解液(膜上液)が1.5ml(膜下液が13.5ml)となるまで行った。 That is, first, electrolyte solutions with glue concentrations of 0 mg/L, 1 mg/L, 5 mg/L, and 10 mg/L were prepared, and 15 mL of the electrolyte solution was placed in a volumetric vessel equipped with an ultrafiltration membrane and centrifuged at a rotation speed of 4000 rpm. The ultrafiltration membrane used was made of PES with a molecular weight cutoff of 3000 ("Vivaspin Turbo 15", manufactured by Sartorius). The centrifugation process was continued until the electrolyte solution on the membrane (above-membrane solution) reached 1.5 mL (below-membrane solution was 13.5 mL).

次に、限外濾過膜によって捕捉された膜上液には電解液が付着しているため、膜上液(ニカワ濃縮液)に対して水を洗浄液とする洗浄処理を行って電解液を置換することにより除去した。 Next, since the electrolyte was attached to the liquid above the membrane captured by the ultrafiltration membrane, the electrolyte was removed by performing a cleaning process using water as a cleaning solution on the liquid above the membrane (concentrated glue solution).

そして、このようにして得られた洗浄処理後のニカワ濃縮液に対して、サイズ排除カラムを用いた高速液体クロマクトグラフ(東ソー社製,HLC-8020)によりSEC分析を行った。 The glue concentrate obtained after the washing process was then subjected to SEC analysis using a high-performance liquid chromatograph (Tosoh Corporation, HLC-8020) with a size exclusion column.

SEC分析に基づき、保持時間(単位:min)と、UV透過計により測定した溶出量(単位:mV)とから溶出曲線(図5参照)を求め、その溶出曲線のチャートにおいて保持時間27分~28分付近にある下向きのピーク(図5中に「Z」で指し示すピーク)よりも左側であって基準(0mV)よりもプラス側のピーク面積(図5中の斜線部の面積)を算出し、ニカワ濃度に対する面積の関係を示すグラフにプロットし、近似線から検量線を作製した。なお、図5は、ニカワ濃度が10mg/Lの電解液に対するSEC分析の結果を示す溶出曲線のチャートである。 Based on the SEC analysis, an elution curve (see Figure 5) was obtained from the retention time (unit: min) and the elution amount (unit: mV) measured by a UV transmittance meter. In the elution curve chart, the peak area (area of the shaded area in Figure 5) to the left of the downward peak (peak indicated by "Z" in Figure 5) occurring around retention times of 27 to 28 minutes and on the positive side of the reference (0 mV) was calculated and plotted on a graph showing the relationship of the area to the glue concentration, and a calibration curve was created from the approximation line. Note that Figure 5 is a chart of an elution curve showing the results of SEC analysis of an electrolyte solution with a glue concentration of 10 mg/L.

ここで、図5のチャートと、実施例1での検量線作製のために測定したSEC分析の結果を示す図2のチャートとを比較すると、図2で出現している保持時間27分以上の範囲でのチャートがマイナス領域に急激に振れる現象が、図5では確認されなかった。つまり、図5に結果を示す方法によれば、チャート振れの影響が解消し、影響を小さくできることがわかる。このことから、本試験例に示すように検量線を作製することで、より適切な検量線を作製でき、電解液中にニカワ濃度の分析精度を向上できることがわかる。 Comparing the chart in Figure 5 with the chart in Figure 2, which shows the results of the SEC analysis measured to create the calibration curve in Example 1, the phenomenon in which the chart in Figure 2 suddenly swings into the negative region in the range of retention times of 27 minutes or more was not observed in Figure 5. In other words, it can be seen that the method shown in Figure 5 can eliminate and reduce the effects of chart swing. From this, it can be seen that by creating a calibration curve as shown in this test example, a more appropriate calibration curve can be created, and the analytical accuracy of the glue concentration in the electrolyte can be improved.

図6は、上述のようにしてニカワ濃度既知の電解液をSEC分析して得られた検量線を示すグラフ図である。この検量線に基づいて、例えば、分析対象の電解液においてSEC分析により得られる溶出曲線にて検出されるニカワのピーク面積(図5と同様に、チャートにおいて保持時間27分~28分付近にある下向きのピークよりも左側であってプラス側のピークの面積)が2500程度あれば(図6中の白抜き菱形ポイント)、その分析対象の電解液のニカワ濃度が7mg/Lであると測定できる。 Figure 6 is a graph showing a calibration curve obtained by SEC analysis of an electrolyte solution with a known glue concentration as described above. Based on this calibration curve, for example, if the peak area of glue detected in the elution curve obtained by SEC analysis of the electrolyte solution being analyzed (similar to Figure 5, the area of the positive peak to the left of the downward peak at retention times around 27 to 28 minutes in the chart) is about 2500 (white diamond point in Figure 6), the glue concentration of the electrolyte solution being analyzed can be determined to be 7 mg/L.

[実施例2]
本発明に係るニカワの分析方法を適用して、銅電解液に含まれるニカワの濃度を全有機炭素(TOC)分析により測定した。
[Example 2]
The glue analysis method according to the present invention was applied to measure the concentration of glue contained in the copper electrolyte by total organic carbon (TOC) analysis.

(電解液の希釈)
具体的には、先ず、分析対象である電解液(pH≦0.5)15mlに対して超純水15mlを添加し、電解液を2倍に希釈した。
(Dilution of electrolyte)
Specifically, first, 15 ml of ultrapure water was added to 15 ml of the electrolyte solution (pH ≦ 0.5) to be analyzed, thereby diluting the electrolyte solution by two times.

(限外濾過膜を用いた前処理)
次に、希釈後電解液を15mlの2つ([c]、[d]とする)に分け、限外濾過膜を備えた定容容器(膜上の容量17ml)に希釈後電解液[c]15mlを装入して、回転数4000rpmの条件で遠心分離処理を施した。ここで、限外濾過膜としては、分画分子量3000のPES(ポリエーテルサルフォン)からなるもの(「Vivaspin Turbo 15」,Sartorius社製)を用いた。また、遠心分離処理は、膜上の電解液(膜上液)が1.5ml(膜下液が13.5ml)となるまで行った(なお、処理時間は約30分であった。)。
(Pretreatment using ultrafiltration membrane)
Next, the diluted electrolyte was divided into two portions ([c] and [d]) of 15 ml each, and 15 ml of the diluted electrolyte [c] was placed in a fixed volume vessel (capacity above the membrane: 17 ml) equipped with an ultrafiltration membrane, and centrifugal separation was performed at a rotation speed of 4000 rpm. Here, the ultrafiltration membrane used was one made of PES (polyethersulfone) with a molecular weight cutoff of 3000 ("Vivaspin Turbo 15", manufactured by Sartorius). The centrifugal separation was performed until the electrolyte above the membrane (above the membrane) was 1.5 ml (below the membrane: 13.5 ml) (the processing time was about 30 minutes).

次に、得られた膜上液1.5mlに希釈後電解液[d]15mlを加え、再度、限外濾過膜を備えた定容容器に装入して回転数4000rpmの条件で遠心分離処理を施した。遠心分離処理は、膜上の電解液(膜上液)が1.5ml(膜下液が13.5ml)となるまで行い、これにより、膜上液として10倍に濃縮させた濃縮液(1.5ml)を得た。 Next, 15 ml of diluted electrolyte [d] was added to the 1.5 ml of the obtained liquid on the membrane, and the mixture was again placed in a volumetric container equipped with an ultrafiltration membrane and centrifuged at a rotation speed of 4000 rpm. The centrifugation was continued until the electrolyte on the membrane (liquid on the membrane) reached 1.5 ml (liquid below the membrane was 13.5 ml), thereby obtaining a concentrated liquid (1.5 ml) that was 10 times concentrated as the liquid on the membrane.

(濃縮液に対する洗浄処理)
次に、得られた濃縮液1.5mlに対して超純水13.5mlを添加し、限外濾過膜を備えた定容容器に装入して、回転数4000rpmの条件での遠心分離による洗浄処理を施した。さらに、遠心分離による洗浄処理で得られた膜上液1.5mlに対して超純水13.5mlを添加し、再度、限外濾過膜を備えた定容容器に装入して、回転数4000rpmの条件での遠心分離による洗浄処理を施した。これにより、膜上液として洗浄処理後の濃縮液(1.5ml)を得た。
(Washing treatment for concentrated solution)
Next, 13.5 ml of ultrapure water was added to 1.5 ml of the obtained concentrated solution, and the solution was placed in a fixed volume container equipped with an ultrafiltration membrane, and a cleaning process was performed by centrifugation at a rotation speed of 4000 rpm. Furthermore, 13.5 ml of ultrapure water was added to 1.5 ml of the membrane liquid obtained by the cleaning process by centrifugation, and the solution was again placed in a fixed volume container equipped with an ultrafiltration membrane, and a cleaning process was performed by centrifugation at a rotation speed of 4000 rpm. As a result, a concentrated solution (1.5 ml) after the cleaning process was obtained as the membrane liquid.

(TOC分析)
次に、得られた濃縮液を用いてTOC分析を行った。
(TOC analysis)
Next, the resulting concentrated liquid was subjected to TOC analysis.

・検量線の作製
先ず、フタル酸水素カリウム濃度が0mg/L、2.125mg/L、10.625mg/L、21.25mg/L、42.5mg/L、及び106.25mg/L(TOCに換算すると0mg/L、1mg/L、5mg/L、10mg/L、20mg/L、及び50mg/L)の水溶液をそれぞれ調整し、全有機体炭素計(島津製作所製,TOC-V CPH)によりTOC分析を行った。この分析に基づき、非分散形赤外線ガス検出器により測定した測定時間(単位:分)と二酸化炭素検出量(単位:mV)とを、TOCに対する面積の関係を示すグラフにプロットし、近似線から検量線を作製した。
Preparation of calibration curve First, aqueous solutions of potassium hydrogen phthalate with concentrations of 0 mg/L, 2.125 mg/L, 10.625 mg/L, 21.25 mg/L, 42.5 mg/L, and 106.25 mg/L (equivalent to 0 mg/L, 1 mg/L, 5 mg/L, 10 mg/L, 20 mg/L, and 50 mg/L in TOC) were prepared, and TOC analysis was performed using a total organic carbon meter (TOC-V CPH, manufactured by Shimadzu Corporation). Based on this analysis, the measurement time (unit: min) and the amount of carbon dioxide detected (unit: mV) measured using a non-dispersive infrared gas detector were plotted on a graph showing the relationship between the area and TOC, and a calibration curve was prepared from the approximation line.

図7は、上述のようにしてフタル酸水素カリウム濃度が既知の水溶液をTOC分析して得られた検量線を示すグラフ図である。この検量線に基づいて、例えば、分析対象の電解液においてTOC分析により検出されるニカワの二酸化炭素検出量が50程度あれば(図7中の白抜き菱形ポイント)、その分析対象の電解液のニカワ由来のTOCが3.6mg/Lであると測定できる。 Figure 7 is a graph showing a calibration curve obtained by TOC analysis of an aqueous solution with a known potassium hydrogen phthalate concentration as described above. Based on this calibration curve, for example, if the amount of carbon dioxide detected from glue by TOC analysis in the electrolyte being analyzed is about 50 (the open diamond point in Figure 7), the TOC derived from glue in the electrolyte being analyzed can be determined to be 3.6 mg/L.

・濃縮液に対するTOC分析(ニカワ濃度の測定)
次に、上述した前処理を経て得られた濃縮液に対するTOC分析を行って、ニカワ濃度を測定した。具体的に、全有機体炭素計(島津製作所製,TOC-V CPH)によりTOC分析を行った。この分析に基づき、非分散形赤外線ガス検出器により測定した測定時間(単位:分)と二酸化炭素検出量(単位:mV)とから、二酸化炭素検出量の基準(0mV)よりもプラス側のピーク面積値を算出した。なお、図8は、実施例2における電解液のTOC分析の結果を示すグラフ図である。
- TOC analysis of concentrated liquid (measurement of glue concentration)
Next, the TOC analysis was performed on the concentrated solution obtained through the above-mentioned pretreatment to measure the glue concentration. Specifically, the TOC analysis was performed using a total organic carbon meter (TOC-V CPH, manufactured by Shimadzu Corporation). Based on this analysis, the peak area value on the positive side of the standard (0 mV) for the carbon dioxide detection amount was calculated from the measurement time (unit: min) and the carbon dioxide detection amount (unit: mV) measured by a non-dispersive infrared gas detector. Note that FIG. 8 is a graph showing the results of the TOC analysis of the electrolyte in Example 2.

その結果、電解液中のTOC分析値は、3.5mg/Lであった。この分析結果は、銅電解液に含まれるチオ尿素、アビトン等の他の添加剤由来の有機炭素を含むものではなく、つまり、それら他の添加剤由来の有機炭素が検出されることなく、ニカワ由来の有機炭素のみを検出して得られた結果であった。 As a result, the TOC analysis value in the electrolyte was 3.5 mg/L. This analysis result does not include organic carbon derived from other additives such as thiourea and abiton contained in the copper electrolyte; in other words, the organic carbon derived from the glue alone was detected, without any organic carbon derived from other additives.

[比較例2]
実施例2と同様の銅電解液を分析対象として、その銅電解液に含まれるニカワの濃度をTOC分析により測定した。ただし、比較例2では、限外濾過膜を用いた前処理を行わず、すなわち電解液を濃縮させることなく、純水で10倍希釈してTOC分析を行った。なお、図9は、比較例2における電解液のTOC分析の結果を示すグラフ図である。
[Comparative Example 2]
The copper electrolyte solution in Example 2 was used as the analysis target, and the concentration of glue contained in the copper electrolyte solution was measured by TOC analysis. However, in Comparative Example 2, pretreatment using an ultrafiltration membrane was not performed, that is, the electrolyte solution was not concentrated, and the solution was diluted 10 times with pure water and subjected to TOC analysis. FIG. 9 is a graph showing the results of the TOC analysis of the electrolyte solution in Comparative Example 2.

その結果、電解液中のTOC分析値は、270mg/Lであった。比較例2の分析では、銅電解液に含まれるチオ尿素、アビトン等の他の添加剤由来の有機炭素も検出されてしまうため、ニカワ由来の有機炭素のみを検出することは困難であった。 As a result, the TOC analysis value in the electrolyte was 270 mg/L. In the analysis of Comparative Example 2, organic carbon derived from other additives, such as thiourea and abiton, contained in the copper electrolyte was also detected, making it difficult to detect only organic carbon derived from the glue.

Claims (9)

電解液に含まれるニカワの濃度をサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により分析する方法であって、
前記SECによる分析に先立ち、前記電解液に対して限外濾過膜を用いた処理を行うことによって、該電解液中のニカワを濃縮し、
前記限外濾過膜を用いた処理により得られたニカワの濃縮液に対して、さらに洗浄処理を行う、
電解液中のニカワの分析方法。
1. A method for analyzing the concentration of glue in an electrolyte solution by size exclusion chromatography (SEC), comprising:
Prior to the SEC analysis, the electrolyte is treated with an ultrafiltration membrane to concentrate the glue in the electrolyte;
The glue concentrate obtained by the treatment using the ultrafiltration membrane is further subjected to a washing treatment.
Method for analyzing glue in electrolyte.
電解液に含まれるニカワの濃度を全有機炭素(TOC)により分析する方法であって、
前記TOCによる分析に先立ち、前記電解液に対して限外濾過膜を用いた処理を行うことによって、該電解液中のニカワを濃縮し、
前記限外濾過膜を用いた処理により得られたニカワの濃縮液に対して、さらに洗浄処理を行う、
電解液中のニカワの分析方法。
A method for analyzing the concentration of glue contained in an electrolyte solution based on total organic carbon (TOC), comprising the steps of:
Prior to the TOC analysis, the electrolyte is treated with an ultrafiltration membrane to concentrate the glue in the electrolyte;
The glue concentrate obtained by the treatment using the ultrafiltration membrane is further subjected to a washing treatment.
Method for analyzing glue in electrolyte.
前記電解液のpHは0.5以下である、
請求項1又は2に記載の電解液中のニカワの分析方法。
The pH of the electrolyte is 0.5 or less.
A method for analyzing glue in an electrolyte solution according to claim 1 or 2.
前記限外濾過膜を備えた定容容器を使用して、前記電解液を遠心分離処理する、
請求項1乃至3のいずれかに記載の電解液中のニカワの分析方法。
The electrolyte is centrifuged using a volumetric container equipped with the ultrafiltration membrane.
A method for analyzing glue in an electrolyte solution according to any one of claims 1 to 3.
ニカワ濃度が既知の水溶液を用いたSECによる分析を行うことで検量線を作製し、
前記限外濾過膜を用いた処理により得られたニカワの濃縮液に対する前記SECによる分析値から、前記検量線に基づいて、前記電解液に含まれるニカワの濃度を測定する、
請求項1に記載の電解液中のニカワの分析方法。
A calibration curve was created by performing SEC analysis using an aqueous solution with a known glue concentration.
The concentration of glue contained in the electrolyte is measured based on the analytical value by the SEC for the concentrated glue solution obtained by the treatment using the ultrafiltration membrane, based on the calibration curve.
A method for analyzing glue in an electrolyte according to claim 1.
前記ニカワ濃度が既知の水溶液は、ニカワ濃度が既知の検量線作製用の電解液であり、
前記検量線を作製するに際しては、
前記検量線作製用の電解液に対して限外濾過膜を用いた処理を行うことによって該電解液中のニカワを濃縮し、得られたニカワの濃縮液に対して洗浄処理を行い、
前記洗浄処理後の濃縮液を用いたSECによる分析を行うことで検量線を作製する、
請求項に記載の電解液中のニカワの分析方法。
The aqueous solution having a known glue concentration is an electrolyte solution for preparing a calibration curve having a known glue concentration,
When preparing the calibration curve,
The electrolyte solution for preparing the calibration curve is subjected to a process using an ultrafiltration membrane to concentrate the glue in the electrolyte solution, and the resulting concentrated solution of glue is subjected to a washing process;
A calibration curve is prepared by performing an SEC analysis using the concentrated solution after the washing treatment.
The method for analyzing glue in an electrolyte according to claim 5 .
濃度既知のフタル酸水素カリウム水溶液を用いたTOCによる分析を行うことで検量線を作製し、
前記限外濾過膜を用いた処理により得られたニカワの濃縮液に対する前記TOCによる分析値から、前記検量線に基づいて、前記電解液に含まれるニカワの濃度を測定する、
請求項2に記載の電解液中のニカワの分析方法。
A calibration curve was created by performing TOC analysis using an aqueous solution of potassium hydrogen phthalate with a known concentration.
The concentration of glue contained in the electrolyte is measured based on the TOC analysis value of the glue concentrate obtained by the treatment using the ultrafiltration membrane and the calibration curve.
The method for analyzing glue in an electrolyte according to claim 2.
ニカワ濃度が既知の水溶液を用いたTOCによる分析を行うことで検量線を作製し、
前記限外濾過膜を用いた処理により得られたニカワの濃縮液に対する前記TOCによる分析値から、前記検量線に基づいて、前記電解液に含まれるニカワの濃度を測定する、
請求項2に記載の電解液中のニカワの分析方法。
A calibration curve was created by performing TOC analysis using an aqueous solution with a known glue concentration.
The concentration of glue contained in the electrolyte is measured based on the TOC analysis value of the glue concentrate obtained by the treatment using the ultrafiltration membrane and the calibration curve.
The method for analyzing glue in an electrolyte according to claim 2.
前記ニカワ濃度が既知の水溶液は、ニカワ濃度が既知の検量線作製用の電解液であり、
前記検量線を作製するに際しては、
前記検量線作製用の電解液に対して限外濾過膜を用いた処理を行うことによって該電解液中のニカワを濃縮し、得られたニカワの濃縮液に対して洗浄処理を行い、
前記洗浄処理後の濃縮液を用いたTOCによる分析を行うことで検量線を作製する、
請求項に記載の電解液中のニカワの分析方法。

The aqueous solution having a known glue concentration is an electrolyte solution for preparing a calibration curve having a known glue concentration,
When preparing the calibration curve,
The electrolyte solution for preparing the calibration curve is subjected to a process using an ultrafiltration membrane to concentrate the glue in the electrolyte solution, and the resulting concentrated solution of glue is subjected to a washing process;
A calibration curve is prepared by performing TOC analysis using the concentrated liquid after the washing treatment.
The method for analyzing glue in an electrolyte according to claim 8 .

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