JPH0290986A - Removing process for endotoxin in preparation of pure water - Google Patents

Removing process for endotoxin in preparation of pure water

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JPH0290986A
JPH0290986A JP24234888A JP24234888A JPH0290986A JP H0290986 A JPH0290986 A JP H0290986A JP 24234888 A JP24234888 A JP 24234888A JP 24234888 A JP24234888 A JP 24234888A JP H0290986 A JPH0290986 A JP H0290986A
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ion exchange
endotoxin
water
adsorbent
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安居院 渡
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圭三 荻野
Shuji Tamura
田村 修治
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Abstract

PURPOSE:To stably prepare pure water without endotoxin or super-pure water by treating deionized water with a mixture of a carbonic adsorbent prepared by carbonizing a porous globular crosslinked polymer and ion exchange resin. CONSTITUTION:A porous globular crosslinked copolymer prepared by copolymerizing styrene, divinylbenzene and the like is carbonized or carbonized and activated to prepare a carbonic adsorbent of superior resistance to wear and physical strength. Said carbonic adsorbent is mixed in a mix bed ion exchange resin column of strong basic cation exchange resin and/or strong acid anion ion exchange resin or combined on the upper section of the mix bed. Removal of endotoxin can be carried out stably and securely for a long period of time by treating deionized water prepared by the ion exchange treatment process by means of said column.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、純水製造システム内で生育又は増殖する細菌
に由来するエンドトキシンを、多孔性球状架橋合成重合
体が炭化され、又は炭化され賦活された炭素質吸着剤と
、強塩基性陰イオン交換樹脂及び/又は強酸性陽イオン
交換樹脂との混合系を以て、処理する純水製造における
エンドトキシンの除去法に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention is directed to a method in which a porous spherical crosslinked synthetic polymer is carbonized or carbonized to activate endotoxin derived from bacteria growing or multiplying within a pure water production system. The present invention relates to a method for removing endotoxin in pure water production using a mixed system of a carbonaceous adsorbent and a strongly basic anion exchange resin and/or a strongly acidic cation exchange resin.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

エンドトキシン(細菌性内毒素)はダラム陰性細菌の細
胞膜成分として存在する複合リン脂質多糖体(リポポリ
サッカライド)であり、代表的な発熱性物質(パイロジ
エン)である。
Endotoxin (bacterial endotoxin) is a complex phospholipid polysaccharide (lipopolysaccharide) that exists as a cell membrane component of Durham-negative bacteria, and is a typical pyrogenic substance (pyrogiene).

各国局方とも、注射用水は、細菌は勿論、パイロジエン
を含んではならないと定めている。
Each national pharmacopoeia stipulates that water for injection must not contain pyrogenes as well as bacteria.

また、半導体素子の高集積度化に伴い、これに用いる純
水の純度を極限にまで向上させた、所謂超純水において
は、パイロジエンの発生源である生菌数は0.02個/
mρ以下という厳しい水準が要求されている。
In addition, with the increasing degree of integration of semiconductor devices, the purity of the pure water used for this has been improved to the maximum, so-called ultrapure water, and the number of viable bacteria, which is the source of pyrogen, is 0.02/
A strict standard of mρ or less is required.

パイロジエンを含まない純水を得るには、通常局方精製
水を蒸留操作により精製することによるが、1回程度の
蒸留により得られる純水ではリムルス・テスト[カブト
ガニの血球抽出物、リムルス・アメーボサイト・ライセ
イト(Limulus Amerbocyte Lys
ate)とエンドトキシンとのゲル化反応による試験1
において陽性を呈することが多い。
In order to obtain pure water that does not contain pyrogenes, pharmacopoeically purified water is usually purified by distillation, but pure water obtained by one round of distillation is tested using the Limulus test [horseshoe crab hemocyte extract, Limulus amoebosite].・Lysate (Limulus Amerbocyte Lys)
Test 1 by gelation reaction between ate) and endotoxin
The test results are often positive.

そのため、最近、日本特許第989058号、および第
738632号にみられるように、膜分離法が使用され
るようになってきた。 膜分離法は、通常、単独で利用
されるよりは、むしろ極めて高価な超純水製造システム
の一要素として組み込まれているのであり、具体的に云
えば、パイロジエンは勿論、各種イオン、有機物等を多
量に含む市水を活性炭、イオン交換樹脂に通水した後、
貯水し、更に、滅菌のための紫外線殺菌器、再生型混床
式イオン交換樹脂塔、次いで、限外濾過膜、または逆浸
透膜等の透過膜で処理する方法である。
Therefore, recently, membrane separation methods have come into use as seen in Japanese Patent Nos. 989058 and 738632. Membrane separation methods are usually incorporated as an element in extremely expensive ultrapure water production systems, rather than being used alone.Specifically, membrane separation methods are used to remove not only pyrogenes but also various ions, organic substances, etc. After passing city water containing a large amount of water through activated carbon and ion exchange resin,
In this method, water is stored and further treated with an ultraviolet sterilizer for sterilization, a regenerating mixed bed type ion exchange resin tower, and then a permeable membrane such as an ultrafiltration membrane or a reverse osmosis membrane.

細菌は、元来、増殖性を有しているのであって殺菌され
ても、システム内、特に透過膜の表面上において捕捉さ
れ、捕捉されて死滅した死菌数の増加に伴い、エンドト
キシン濃度は上昇をたどり透過膜の急速な目詰り等、透
過膜の予期せぬ性能低下の一因となっていることが推定
されている。
Bacteria are inherently proliferative, so even if they are sterilized, they will be trapped within the system, especially on the surface of the permeable membrane, and as the number of dead bacteria trapped and killed increases, the endotoxin concentration will decrease. It is presumed that this is a cause of unexpected performance deterioration of the permeable membrane, such as rapid clogging of the permeable membrane.

こうして得られるパイロジエンを含まない水も無菌的管
理下から−たび外部に出された場合は、細菌汚染を容易
に受けてエンドトキシンが短時間内に生成してくること
が知られている。
It is known that when the pyrogen-free water obtained in this way is frequently discharged from the water under aseptic control, it is easily contaminated with bacteria and endotoxins are produced within a short period of time.

これに応じて、簡便に効果的にエンドトキシンを含まな
い水を得る薬剤、特殊吸着剤等が強く要望されている。
Accordingly, there is a strong demand for chemicals, special adsorbents, etc. that can easily and effectively obtain endotoxin-free water.

吸着法によるパイロジエン処理について、各種の試みが
なされている。
Various attempts have been made to treat pyrodiene by adsorption methods.

イオン交換樹脂、合成吸着剤、各種活性炭を例にとれば
、イオン交換樹脂では、例えば多孔性イオン交換樹脂ア
ンバーライト200か、また同IRA−938(アンバ
ーライトはロームアンドハース社の登録商標)等に若干
の効果がみられること、また、合成吸着剤、例えば、ア
ンバーライトXAD樹脂等、あるいは活性炭ともに、そ
の効果は疑問であることが、日本化学会誌(1973年
) No、81547〜1553頁に報告されている。
For example, ion exchange resins, synthetic adsorbents, and various activated carbons include porous ion exchange resins such as Amberlite 200 and IRA-938 (Amberlite is a registered trademark of Rohm and Haas). According to the Journal of the Chemical Society of Japan (1973) No. 81547-1553, there are some effects on synthetic adsorbents, such as Amberlite XAD resin, and activated carbon. It has been reported.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明の目的は、純水製造において、エンドトキシンを
極超微量濃度になるように除去するための方法を提供す
ることにある。
[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to provide a method for removing endotoxin to an ultra-trace concentration in pure water production.

本発明のいま一つの目的は、各種用途の超純水乃至、超
々純水製造を可能とするエンドトキシンの改良された除
去法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an improved method for removing endotoxins that enables the production of ultrapure water or ultra-superpure water for various uses.

[問題点を解決するための手段] 本発明の上記目的は次のエンドトキシン除去法により達
成される。
[Means for Solving the Problems] The above objects of the present invention are achieved by the following endotoxin removal method.

イオン交換樹脂処理工程からの脱イオン水を、多孔性球
状架橋重合体を炭化し、又は炭化し賦活した炭素質吸着
剤と、イオン交換樹脂、特に強塩基性陰イオン交換樹脂
及び/又は強酸性陽イオン交換樹脂との混合系を以て処
理することを特徴とする純水製造においてエンドトキシ
ンを除去する方法である。 ここで上記の多孔性球状架
橋重合体を熱分解により炭化して得られる炭素質吸着剤
としては、特開昭51−126390号、特開昭49−
53594号、特開昭53−50088号、特開昭52
−30799号、特開昭51−63619号等に挙げら
れている方法により製造される炭素質吸着剤が所望のも
のである。
Deionized water from the ion exchange resin treatment process is combined with a carbonaceous adsorbent obtained by carbonizing or carbonizing a porous spherical crosslinked polymer and an ion exchange resin, particularly a strongly basic anion exchange resin and/or a strongly acidic anion exchange resin. This is a method for removing endotoxins in pure water production, which is characterized by treatment using a mixed system with a cation exchange resin. Here, as the carbonaceous adsorbent obtained by carbonizing the porous spherical crosslinked polymer by thermal decomposition, JP-A-51-126390, JP-A-49-
No. 53594, JP-A-53-50088, JP-A-52
Carbonaceous adsorbents produced by the methods listed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-63619, etc. are desirable.

この多孔性球状架橋重合体としては、一般に、モノビニ
ルモノマーと、ポリビニルモノマーからなる共重合体が
最も好ましい。
As this porous spherical crosslinked polymer, a copolymer consisting of a monovinyl monomer and a polyvinyl monomer is generally most preferable.

上記のモノマーが公知のjv濁重重合法によって共重合
させられて球状の共重合体が得られる。
The above monomers are copolymerized by a known JV turbidity polymerization method to obtain a spherical copolymer.

具体的に云えば、スチレンとジビニルベンゼンからなる
ものが最もよく知られている。
Specifically, one made of styrene and divinylbenzene is the most well-known.

これら以外の他のモノビニルモノマーと、他のポリとニ
ルモノマーからなる共重合体であっても当然、本発明を
完成することができる。
Of course, the present invention can also be completed with copolymers consisting of monovinyl monomers other than these and other poly(nyl) monomers.

そうして、多孔性を得るためには、懸濁重合等の際、多
孔性を付与するに充分量の公知の添加剤を加えて重合を
行うことが肝要である。
In order to obtain porosity, it is important to add a sufficient amount of known additives to impart porosity during suspension polymerization.

このための典型的な添加剤としては、沈殿剤と称され、
モノマーに溶解し、生成共重合体を膨潤させない溶剤、
また、膨潤剤と称され、モノマーに溶解し、生成共重合
体を膨潤させる溶剤か、あるいは上述の膨潤剤と沈殿剤
が共存する混合溶剤、更に、これら膨潤剤及びこの膨潤
剤と均一液相を形成し得るモノビニル線状重合体からな
る有機液体、そして、モノマー混合物に可溶性であり、
生成共重合体に対し不活性である、例えばポリアルキレ
ングリコールの如き不溶性の高分子物質が挙げられるが
、これらに限定されることなく、その他の公知の多孔質
形成用剤の使用も当然に可能である。
Typical additives for this purpose are called precipitants,
A solvent that dissolves in the monomer and does not swell the resulting copolymer,
Also, it is called a swelling agent, and it is a solvent that dissolves in the monomer and swells the produced copolymer, or a mixed solvent in which the above-mentioned swelling agent and precipitant coexist, and furthermore, these swelling agents and this swelling agent and a homogeneous liquid phase. an organic liquid consisting of a monovinyl linear polymer capable of forming and soluble in the monomer mixture;
Examples include insoluble polymeric substances such as polyalkylene glycol that are inert to the produced copolymer, but are not limited to these, and it is of course possible to use other known pore-forming agents. It is.

このような方法によって製造された多孔性架橋共重合体
が、場合によっては、公知方法によりスルホン化、また
はクロルメチル化等を受け、次いで、アミノ化されて得
られるイオン交換樹脂であっても、前記多孔性共重合体
同様に好ましいものである。
Even if the porous crosslinked copolymer produced by such a method is an ion exchange resin obtained by subjecting it to sulfonation, chloromethylation, etc. by a known method as the case may be, and then amination, the above-mentioned Like porous copolymers, these are preferred.

これらの多孔性球状架橋共重合体は、市販品であっても
よい。 例えば、市販のアンバーライトのイオン交換樹
脂シリーズ、あるいは、合成吸着剤シリーズでもよく、
更に、ダイヤイオン(三菱化成工業 登録商標)、ダウ
エックス(ダウケミカル社 登録商標)等多くの市販品
が当然、使用可能である。
These porous spherical crosslinked copolymers may be commercially available. For example, commercially available Amberlite ion exchange resin series or synthetic adsorbent series may be used.
Furthermore, many commercially available products such as Diaion (registered trademark of Mitsubishi Chemical Corporation) and DOWEX (registered trademark of Dow Chemical Company) can of course be used.

このようにして得られる多孔性球状架橋共重合体を、公
知方法を以て炭化処理することによって所望の吸着剤が
生成させられる。
The desired adsorbent can be produced by carbonizing the porous spherical crosslinked copolymer thus obtained using a known method.

この多孔性球状架橋重合体を、硫酸、二酸化窒素、塩素
などを以て不融化処理した後に、300〜900°Cに
おいて、熱分解すれば、所望の炭素質吸着剤が得られる
If this porous spherical crosslinked polymer is rendered infusible using sulfuric acid, nitrogen dioxide, chlorine, etc., and then thermally decomposed at 300 to 900°C, the desired carbonaceous adsorbent can be obtained.

このようにして得られた吸着剤はそのままでも使用可能
であるが、所望により水蒸気、塩化亜鉛水溶液などによ
り、更に充分に賦活して使用することも適当である。
The adsorbent thus obtained can be used as it is, but it is also appropriate to use it after further activation with steam, aqueous zinc chloride solution, etc., if desired.

このような市販の吸着剤の具体的例としては、ローム・
アンド・ハース社製アンバーソーブ(Ambersor
blシリーズが知られている。
Specific examples of such commercially available adsorbents include Rohm
Ambersorb manufactured by & Haas
The bl series is known.

この吸着剤は球形であり灰分が少なく、耐摩耗性と物理
的強度が大である特徴を有している。
This adsorbent has a spherical shape, low ash content, and is characterized by high wear resistance and physical strength.

これらの二層的特徴は純水中のエンドトキシンの処理に
格別な意味を有する。
These two-layer characteristics have special significance for the treatment of endotoxins in pure water.

この吸着剤によるエンドトキシンの効果的な吸着性に加
えて、これらの特徴に起因し、水質を悪化させることな
く、純水中のエンドトキシンの処理を可能にしている。
Due to these characteristics, in addition to the effective adsorption of endotoxin by this adsorbent, it is possible to treat endotoxin in pure water without degrading the water quality.

即ち、通常の水処理用活性炭は、その不定形のために細
菌の生育の温床となるばかりか、物理的強度、あるいは
耐摩耗性が小さいために、破砕されて、微粒子となり処
理系内に残存し、水質を悪化させる等の障害を生じさせ
る。
In other words, ordinary activated carbon for water treatment not only becomes a breeding ground for bacterial growth due to its amorphous shape, but also has low physical strength or abrasion resistance, so it can be crushed into fine particles that remain in the treatment system. This causes problems such as deterioration of water quality.

この吸着剤と市販の粉末状、または粒状活性炭との最大
の相違は、その物理的構造が活性炭とは根本的に異なっ
ており、多孔性球状重合体の骨格構造が、炭化、賦活後
も、なおそのまま保持されていることである。
The biggest difference between this adsorbent and commercially available powdered or granular activated carbon is that its physical structure is fundamentally different from activated carbon.The skeletal structure of the porous spherical polymer remains unchanged even after carbonization and activation. It should be noted that it is retained as is.

この相違がエンドトキシンに対する多大の吸着量差に貢
献しているものと推定される。
It is presumed that this difference contributes to the large difference in the adsorption amount of endotoxin.

イオン交換樹脂単独のエンドトキシン吸着除去に関して
は、その試みは数少ないのであるが、前述の日本化学会
誌の「イオン交換、吸着および膜透過による発熱性物質
の除去」の記述によれば試験した樹脂のうちではカチオ
ン交換樹脂としては、MR梨型強酸カチオン交換樹脂が
良好でありアニオン交換樹脂としては、ゲル(gell
型強塩型性塩基性梨型ジメチルエタノールアンモニウム
形の7ニオン交換樹脂か、超MR型の強塩基性(I型ト
リメチルアンモニウム型)アニオン交換樹脂が良好な処
理結果、即ち、細菌性発熱物質としてのリボボッサッカ
ライト0.33ppm (330ng/m℃)又は3、
3ppm (3,300ng/mff )の原水のイオ
ン交換樹脂使用のカラム処理による処理水についてウサ
ギによる発熱性試験に合格したとのことである。
Regarding the adsorption and removal of endotoxins using ion exchange resins alone, there have been only a few attempts, but according to the above-mentioned Journal of the Chemical Society of Japan, ``Removal of pyrogenic substances by ion exchange, adsorption, and membrane permeation,'' among the tested resins, So, as a cation exchange resin, MR pear type strong acid cation exchange resin is good, and as an anion exchange resin, gel
Strong salt type basic pear type dimethylethanol ammonium type 7 anion exchange resin or ultra MR type strongly basic (type I trimethyl ammonium type) anion exchange resin has good treatment results, i.e., as a bacterial pyrogen. of ribobosaccharite 0.33 ppm (330 ng/m℃) or 3,
It is said that water treated by column treatment using an ion-exchange resin containing 3 ppm (3,300 ng/mff) of raw water passed a pyrogenicity test using rabbits.

しかし、これらのイオン交換樹脂な混床にしてサイクル
を重ねた場合には、安定した処理効果が期待できなかっ
たと記載されている。
However, it is stated that a stable treatment effect could not be expected when cycles were repeated using a mixed bed of these ion exchange resins.

発明者らは水中のパイロジエンの除去に関して鋭意検討
を重ねて、パイロジエン除去用の炭素質吸着剤それ自体
、及びこれを使用する純水製造におけるエンドトキシン
の除去法に関する特許出願(特願昭62−76094号
)を既に行っている。
The inventors have conducted extensive studies regarding the removal of pyrodiene in water, and have filed a patent application (Japanese Patent Application No. 76094/1989) regarding a carbonaceous adsorbent itself for removing pyrodiene, and a method for removing endotoxin in pure water production using the same. No.) has already been carried out.

発明者らの研究の結果では、純水中に極微量(50ng
/mρ以下)溶解させたエンドトキシンの強塩基性アニ
オン交換樹脂による回分式吸着除去において、強塩基性
アニオン交換樹脂は純水中のエンドトキシン除去に極め
て効果的であること、更に、ゲル型よりも細孔を豊富に
有して表面積が大きいポーラス型か、MR型等が、又I
I型よりもI型の樹脂の方が有効であることを見出した
According to the results of the inventors' research, a trace amount (50 ng) of
/ mρ or less) In the batch adsorption removal of dissolved endotoxin using a strongly basic anion exchange resin, the strongly basic anion exchange resin is extremely effective in removing endotoxin in pure water, and is more fine than the gel type. Porous type with abundant pores and large surface area, MR type, etc.
It has been found that Type I resins are more effective than Type I resins.

現在、医薬、製薬用のパイロジエンフリー水の製造にお
いては、膜による処理がその主要な役割を担っている。
Currently, membrane treatment plays a major role in the production of pyrogen-free water for medicine and pharmaceutical use.

また、半導体工業用の超純水製造における主要問題点で
あるバクテリア除去に関しては、紫外線殺菌器による殺
菌、及び膜による物理的除去が主流となっているが、超
純水製造装置系内のバクテリアはエンドトキシン生産菌
であるダラム陰性細菌がイz先菌種であり、これが死滅
すればエンドトキシンが放出されるために、これを規制
しようとする動きがある。
In addition, regarding the removal of bacteria, which is a major problem in the production of ultrapure water for the semiconductor industry, sterilization using ultraviolet sterilizers and physical removal using membranes are the mainstream methods, but bacteria in the ultrapure water production equipment system Durham-negative bacteria, which are endotoxin-producing bacteria, are the primary bacterial species, and when they die, endotoxin is released, so there is a movement to regulate this.

このエンドトキシン除去に関して、純水又は超純水製造
装置内に組み込まれているイオン交換樹脂も、その役割
を担ってきたことは疑いのない事実であったが、前述し
た様にサイクルを重ねるに従い、処理の効果が不安定に
なる欠点を有していた。
There is no doubt that the ion exchange resins built into pure water or ultrapure water production equipment have also played a role in removing endotoxins, but as mentioned above, as the cycles are repeated, This had the disadvantage that the treatment effect was unstable.

しかし、本発明の除去法により、極めて安定的に、確実
に、効果的に、エンドトキシンの除去が長期間に互って
遂行され得る。
However, with the removal method of the present invention, endotoxin removal can be carried out extremely stably, reliably, and effectively over a long period of time.

簡便な実際的方法としては、医薬、製薬用のパイロジエ
ンフリー水製造装置内、又は半導体製造用の超純水製造
装置内のイオン交換樹脂塔の内部の強酸性陽イオン交換
樹脂及び/又は強塩基性陰イオン交換樹脂の混床に、本
発明の合成球状炭素質吸着剤を混合して使用するか、ま
たは予めこれらが混合装入されたカラムを該装置内か、
使用点(used point)直前に組み込むことの
みにより所望の目的を達成することができる。
A simple and practical method is to use strongly acidic cation exchange resins and/or strong Either the synthetic spherical carbonaceous adsorbent of the present invention is mixed into a mixed bed of basic anion exchange resin, or a column preliminarily charged with a mixture of these is used in the apparatus.
The desired purpose can be achieved only by integration just before the point of use.

混合することに代えて、イオン交換樹脂の温床の上部に
、合成炭素質吸着剤を設置した一種の複床としてもよい
Instead of mixing, a kind of double bed may be used in which a synthetic carbonaceous adsorbent is placed on top of a hot bed of ion exchange resin.

本発明において使用されるイオン交換樹脂は、現在、パ
イロジエンフリー水、あるいは超純水の製造用に使用可
能の市販品のゲル型、MR型か、またはポーラス型等の
強酸性及び/又は強塩基性イオン交換樹脂である。 し
かし、シャチロン値(押し潰し強度試験機による押し潰
し強度値)が実質的にOkg/cm”であるものは不都
合である。
The ion exchange resin used in the present invention is currently a commercially available gel type, MR type, or porous type strongly acidic and/or strong type that can be used for producing pyrogen-free water or ultrapure water. It is a basic ion exchange resin. However, it is inconvenient that the Chatilon value (the crushing strength value measured by a crushing strength tester) is substantially 0 kg/cm''.

合成炭素質吸着剤は物理的強度が極めて大きいため、こ
れと混合して使用する際に物理的強度が極めて小さいイ
オン交換樹脂は、使用中に破砕され、微粒子状物質とし
てパイロジエンフリー水と、超純水製造装置系内を汚染
するからである。
Synthetic carbonaceous adsorbents have extremely high physical strength, so when used in combination with ion exchange resins, which have extremely low physical strength, they are crushed during use, resulting in pyrogen-free water and fine particulate matter. This is because it contaminates the ultrapure water production equipment system.

また、この球状合成炭素質吸着剤に代え、通常の活性炭
を使用することも考えられるが、これはその形状が不定
形であるために、却って微生物の温床となってしまうの
であり使用に耐え得ない。
It is also possible to use ordinary activated carbon instead of this spherical synthetic carbonaceous adsorbent, but since its shape is amorphous, it becomes a breeding ground for microorganisms and cannot withstand use. do not have.

[発明の効果] 本発明によれば、既存の混床式イオン交換樹脂カラム内
に炭素質吸着剤を混合するのみであって別途、新たなカ
ラムを特に装備する必要はなく、経済的に、しかもイオ
ン交換樹脂のみの単独使用に反して、相乗的効果が生じ
、エンドトキシンを含まない純水、あるいは超純水を安
定的に提供することができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, the carbonaceous adsorbent is simply mixed into the existing mixed bed type ion exchange resin column, and there is no need to separately equip a new column. Furthermore, contrary to the use of an ion exchange resin alone, a synergistic effect occurs, and endotoxin-free pure water or ultrapure water can be stably provided.

また、本発明が既存のパイロジエンフリー水、又は超純
水製造装置に組み込まれた場合には、膜の負荷を軽減さ
せ、寿命を延長する効果が期待できる。
Furthermore, when the present invention is incorporated into existing pyrogen-free water or ultrapure water production equipment, it can be expected to reduce the load on the membrane and extend its life.

[実施例] 以下に実施例を示して、本発明を具体的に説明する。[Example] EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples.

炭素質吸着剤の合成例1 ポリビニルアルコール5.0g、カルボキシメチルセル
ロース2 g、 NaC156gを蒸留水1.5℃に溶
解させ、スチレン200g、ジビニルベンゼン(純度5
9%1132g、ブタノール240g、過酸化ベンゾイ
ル1.5gを混合したものを加え、攪拌下85℃にて6
時間反応させた。 得られた多孔性の球状架橋重合体4
0 gを、15%発煙硫酸500g中110℃にて、6
時間スルホン化反応を行わせ、その後に、)1.SO4
を以て洗浄し、続いて水洗し、乾燥させた。
Synthesis example 1 of carbonaceous adsorbent 5.0 g of polyvinyl alcohol, 2 g of carboxymethyl cellulose, and 156 g of NaC were dissolved in distilled water at 1.5°C, and 200 g of styrene and divinylbenzene (purity 5
A mixture of 1,132 g of 9%, 240 g of butanol, and 1.5 g of benzoyl peroxide was added, and the mixture was heated at 85°C with stirring for 6 hours.
Allowed time to react. Obtained porous spherical crosslinked polymer 4
0 g in 500 g of 15% oleum at 110°C.
The sulfonation reaction is carried out for a period of time, and then)1. SO4
It was then washed with water and dried.

次いで、 N2中にて300°C/H「の速度を以て9
50℃まで昇温させて焼成した。
9 at a rate of 300°C/H in N2.
The temperature was raised to 50° C. for firing.

焼成物の見掛は比重が05であり、孔容積は0、6cc
/gであった。
The apparent specific gravity of the fired product is 0.5 and the pore volume is 0.6 cc.
/g.

この焼成物の多孔性球状炭素を水蒸気雰囲気中にて80
0℃において2時間の賦活処理を行って、表面積110
0rrI2/gの炭素質吸着剤が得られた。
The porous spherical carbon of this fired product was heated to 80°C in a steam atmosphere.
After 2 hours of activation treatment at 0°C, the surface area was 110
A carbonaceous adsorbent with 0rrI2/g was obtained.

炭素質吸着剤の合成例2 ポリビニルアルコール5g、カルボキシメチルセルロー
ス2.5 g、  NaC1S6 gを、蒸留水1.5
℃に溶解させ、スチレン200g、ジビニルベンゼン(
市販品59%) 132 g、トルエン240g、過酸
化ベンゾイル1.5gの混合物を加えて、攪拌下85°
Cにて6時間反応させた。
Synthesis example 2 of carbonaceous adsorbent 5 g of polyvinyl alcohol, 2.5 g of carboxymethyl cellulose, 1.5 g of NaC1S6 and 1.5 g of distilled water
℃, 200 g of styrene, divinylbenzene (
Add a mixture of 132 g of commercially available product (59%), 240 g of toluene, and 1.5 g of benzoyl peroxide, and stir at 85°.
The reaction was carried out at C for 6 hours.

得られた多孔性球状重合体40 gを、15%発煙硫酸
500g中110°Cにて、6時間スルホン化反応を行
わせ、その後、硫酸を以て洗浄した後水洗し乾燥させた
40 g of the obtained porous spherical polymer was subjected to a sulfonation reaction in 500 g of 15% oleum at 110°C for 6 hours, and then washed with sulfuric acid, water, and dried.

次いで、N2中300°C/Hrの速度を以て950°
Cに昇温させて焼成した。
Then 950° at a rate of 300°C/Hr in N2
The temperature was raised to C and fired.

この焼成物の多孔性球状炭素の見掛は比重は0.55で
あり、孔容積は0.5cc/gであった。
The porous spherical carbon of this fired product had an apparent specific gravity of 0.55 and a pore volume of 0.5 cc/g.

これを水蒸気雰囲気中800°Cにて、2時間賦活し、
表面積1020rn’/gの炭素質吸着剤が得られた。
This was activated at 800°C in a steam atmosphere for 2 hours,
A carbonaceous adsorbent with a surface area of 1020 rn'/g was obtained.

実施例1 水道水を原水とし、粒状活性炭塔、ゲル型カチオン交換
樹脂塔、ゲル型アニオン交換樹脂塔、続いて、混床式の
多孔性球状架橋重合体からなるイオン交換樹脂塔群を以
て構成される脱イオン水製造装置を、室温約20℃にて
1回当り約4時間、取水量的100℃を以て間欠的に稼
動させたところ約2週間後から脱イオン水中にエンドト
キシンが平均1.5ng/mI2のレベルにて流出して
きた。
Example 1 Tap water was used as raw water, and it was constructed with a granular activated carbon column, a gel type cation exchange resin column, a gel type anion exchange resin column, and then a group of ion exchange resin columns made of a mixed bed type porous spherical crosslinked polymer. When a deionized water production device was operated intermittently at a room temperature of about 20°C for about 4 hours each time and a water intake of 100°C, an average of 1.5 ng of endotoxin/endotoxin was found in the deionized water after about 2 weeks. It leaked out at a level of mI2.

間欠的稼動の開始時の約1分間の水の純度はインライン
にて182MΩcm、 TOCtoo ppb以下に達
し、脱イオン水製造装置としての性能としては全く問題
がなかった。 そこで、処理水の配管を6本の配管に分
岐させ、第一の配管系の直径11cm、高さ75cmガ
ラス製カラムに60nlの合成例1の炭素質吸着剤を充
填し、第二の配管系の直径2.0cm高さ75cmガラ
ス製カラムに合成例1の炭素質吸着剤60mj2、強酸
性カチオン交換樹脂アンバーライトIR−124H型4
0m℃、および強塩基性アニオン交換樹脂アンバーライ
トIRA−402BL叶型80 mj2が充分混合され
たものを充填し、第三配管系の直径2.0cm高さ75
cmガラス製カラムに合成例2の炭素質吸着剤60nl
、アンバーライトIR−124)(型40n+j2、お
よびアンバーライトIRA−402BL O)I型80
m℃を充分に混合したものを充填し、第四配管系の直径
2.0cm高さ75cmのガラス製カラムにはアンバー
ライトIRA−402BL OH型120mffとアン
バソーブXE−34060mj2を充分混合したものを
充填し第五配管系の直径]、6cm高さ75cmガラス
製カラムにはアンバーライトjR−124の14型40
mj2とアンバーライトIRA−402BL OH型8
0mj2を充分混合したものを充填し、第六配管系の直
径1.6cm高さ75cmガラス製カラムには弱酸性陽
イオン交換樹脂アンバーライトIRC−50H型40m
℃と弱塩基性陰イオン交換(δ1脂のアンバーライトI
RA−93のフリー塩基型80n+J2を充分混合して
充填し、それぞれのカラム中の充填物層が略々同一高さ
となるようにして、同一流速5V=8 (1時間当り吸
着剤量の8倍皿の処理水の通過)にて、通水を開始した
The purity of water for about 1 minute at the start of intermittent operation reached 182 MΩcm in-line, below TOCtoo ppb, and there was no problem at all in terms of performance as a deionized water production device. Therefore, the piping of the treated water was branched into six pipings, the first piping system was filled with 60 nl of the carbonaceous adsorbent of Synthesis Example 1 into a glass column with a diameter of 11 cm and a height of 75 cm, and the second piping system was divided into six piping systems. In a glass column with a diameter of 2.0 cm and a height of 75 cm, carbonaceous adsorbent of Synthesis Example 1 (60 mj2) and strong acidic cation exchange resin Amberlite IR-124H type 4 were added.
0 m℃, and the strong basic anion exchange resin Amberlite IRA-402BL leaf type 80 mj2 was filled with a sufficiently mixed mixture, and the diameter of the third piping system was 2.0 cm and the height was 75 mm.
60 nl of the carbonaceous adsorbent of Synthesis Example 2 in a cm glass column.
, Amberlite IR-124) (Type 40n+j2, and Amberlite IRA-402BL O) Type I 80
The fourth piping system, a glass column with a diameter of 2.0 cm and a height of 75 cm, was filled with a mixture of Amberlite IRA-402BL OH type 120 mff and Ambersorb XE-34060 mj2 sufficiently mixed. The diameter of the fifth piping system], the 6 cm height 75 cm glass column was 14 type 40 of Amberlite jR-124.
mj2 and amber light IRA-402BL OH type 8
The sixth piping system, a glass column with a diameter of 1.6 cm and a height of 75 cm, was filled with a sufficiently mixed mixture of 0 mj2 and a weakly acidic cation exchange resin Amberlite IRC-50H type 40 m.
°C and weak basic anion exchange (δ1 fat Amberlite I
RA-93 free base type 80n+J2 was thoroughly mixed and packed so that the packed layers in each column were approximately the same height, and the flow rate was 5V = 8 (8 times the amount of adsorbent per hour). Water flow was started when the treated water passed through the dish.

エン[・トキシンの検出限界0. O1ng/mffに
おける処理■は次頁の通りてあった。
Detection limit for en[-toxin: 0. Treatment (2) at O1 ng/mff was as shown on the next page.

第1のカラム   第2のカラム (fl) 第3のカラム   第4のカラム 実施例2 パイロジエン40ng/mffを含む水道水を原水とし
、粒状活性炭塔、ゲル型カチオン交換樹脂塔、ゲル型ア
ニオン交換樹脂塔、混床式多孔性イオン交換樹脂塔によ
り処理した脱イオン水を、容工200℃の貯水槽に入れ
た。 この貯水)Iハは常時貯水量200氾を維持して
いるように自動的に原水供給側の脱イオン水製造装置が
作動する。
1st column 2nd column (fl) 3rd column 4th column Example 2 Tap water containing 40 ng/mff of pyrodiene was used as raw water, granular activated carbon column, gel type cation exchange resin column, gel type anion exchange resin Deionized water treated with a mixed-bed porous ion exchange resin tower was placed in a water storage tank at 200°C. The deionized water production device on the raw water supply side automatically operates to maintain this stored water (I) at a constant storage level of 200 ml.

紫外線殺菌器、2℃の再生型混床式イオン交換樹脂塔、
限外濾過膜、次いで、使用点の蛇口に至り、未使用水は
貯水槽に返還するようになっている実験室用の小型超純
水製造システムにおいて1回当り約100℃、純度18
.2M Q cmの採水開始1週間後、再生型混床式イ
オン交換樹脂塔と限外濾過膜との間の試料採取点より採
水して分析したところ、エンドトキシンが0.15ng
/mj2存在した。
Ultraviolet sterilizer, 2℃ regenerative mixed bed ion exchange resin tower,
In a small ultrapure water production system for laboratory use, which passes through an ultrafiltration membrane, then to a faucet at the point of use, and unused water is returned to a water storage tank, each run is approximately 100°C and has a purity of 18
.. One week after the start of water sampling at 2M Q cm, water was sampled from the sampling point between the regenerated mixed bed ion exchange resin tower and the ultrafiltration membrane and analyzed, and endotoxin was found to be 0.15 ng.
/mj2 existed.

そこで、この再生型混床式イオン交換樹脂塔を取り除き
、新たにMR型イオン交換樹脂アンバーライト200C
)l型と、IRA−900011型の1:l混合物1.
54と、アンバーソーブXE−347500mJ2との
混合物を充填した直径8 am高さ50cmカラムを紫
外線殺菌器の後に入れたところ、3ケ月間通水しても系
内のエンドトキシンレベルは検出限界0.01ng/m
j2以下であった。
Therefore, this regenerated mixed bed type ion exchange resin tower was removed and a new MR type ion exchange resin Amberlite 200C was installed.
) 1:l mixture of type I and type IRA-9000111.
When a column with a diameter of 8 am and a height of 50 cm filled with a mixture of Ambersorb XE-347500mJ2 and Ambersorb /m
It was less than j2.

上記’?A R型イオン交換樹脂混合物2℃単独使用の
比較例では、1ケ月経過にてエンドトキシンの流出が検
出限界を超えた。
the above'? In a comparative example in which the AR type ion exchange resin mixture was used alone at 2°C, the outflow of endotoxin exceeded the detection limit after one month.

なお、エンドトキシン濃度は和光純薬製カブトガニ血球
抽出を使用し、同社製トキシノメーターにより測定した
The endotoxin concentration was measured using a horseshoe crab blood cell extraction product manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. and a toxinometer manufactured by the same company.

また、使用したイオン交換樹脂の再生方法は、カチオン
交換樹脂は4%HCIを以て樹脂1℃当りlOO125
V=4、室温にて再生し、アニオン交換樹脂は4%Na
OHを以て樹脂1β当り20当量、5V=4.50℃で
再生して、その後に、それぞれ11cI とNaOHの
痕跡が認められなくなるまで洗浄を行った。
In addition, the method for regenerating the ion exchange resin used was that the cation exchange resin was treated with 4% HCI at a rate of 1OO125 per 1°C of resin.
V=4, regenerated at room temperature, anion exchange resin was 4% Na
Regeneration with OH at 20 equivalents per β resin at 5V = 4.50°C was followed by washing until no traces of 11cI and NaOH were observed, respectively.

イオン交換樹脂を再生型にするに際して、用水にはエン
ドトキシンフリーの純水を使用した。
When converting the ion-exchange resin into a regenerated type, endotoxin-free pure water was used as water.

出願人 東京有機化学工業株式会社 代理人 若   林      忠Applicant: Tokyo Organic Chemical Industry Co., Ltd. Agent Waka Hayashi Tadashi

Claims (1)

【特許請求の範囲】 イオン交換樹脂処理工程から得られる脱イオン水を、多
孔性球状架橋重合体を炭化し、または炭化し賦活した炭
素質吸着剤と強塩基性陰イオン交換樹脂及び/又は強酸
性陽イオン交換樹脂の混合系により処理することを特徴
とする 純水製造におけるエンドトキシンの除去法。
[Claims] Deionized water obtained from the ion exchange resin treatment step is carbonized or carbonized and activated by a porous spherical crosslinked polymer, a carbonaceous adsorbent, a strong basic anion exchange resin, and/or a strong acid. A method for removing endotoxin in pure water production, which is characterized by treatment using a mixed system of cation exchange resins.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010533764A (en) * 2007-07-18 2010-10-28 アイディー バイオケム インコーポレイテッド Method for producing high-purity methoxypolyethyleneglycolethylmaleimide
CN113607903A (en) * 2021-07-30 2021-11-05 振德医疗用品股份有限公司 Method for detecting bacterial endotoxin containing positive charge polymer

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