JPH04110339A - イオン溶出の少ない熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、特に高純度の水（超純水）を対象とする用途
に好適に使用されるイオン溶出の極めて少ない熱可塑性
樹脂組成物に関する。

（従来の技術） 熱可塑性樹脂は熔融成形が可能で、パイプや容器などの
形状に成形され、通常の用途のほか超純水を特徴とする
特殊な用途にも使用されている。

例えば、半導体素子の製造において、半導体素子表面の
洗浄に使用される超純水の輸送配管材料として、ポリ塩
化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリエーテルエーテルケトン等の
熱可塑性樹脂が使用或いは提案されている（例えば、配
管技術’８７．１２．　Ｐ　５２〜５８参照）。

ところが、このような熱可塑性樹脂からなる超純水の輸
送配管材料を使用する場合は、樹脂の種類により程度の
差はあるが、イオン性物質や有機物質が超純水中に溶出
し２、超純水の純度が低下するという問題がある。

ごのように純度が低下した超純水で半導体素子表面を洗
浄すると、表面１に付着した極くわずかのイオン性物質
が素子の機能を明害し２、製品の歩留りが低下したり、
その性能が低下したりする。また、溶出した有機物質に
より超純水に微生物が繁殖してさらに水の純度が低下す
る。

（発明が解決しよ・うとする課題） 超純水に繁殖する微生物については、一般に過酸化水素
水を配管に通して洗浄殺菌する方法や、８０＝１．００
℃近くまで加熱された超純水を配管に通して）Ｊ［１熱
殺菌する方法が行われている。

ところが、溶出したイオン性物質による汚染ば防Ｉ−ヒ
できず、半導体素子の集積度が高度化するに伴って、イ
オン性物質の溶出が極めて少ない超純水輸送配管材料が
要求されている。

木発明は、このよ・うな要求に応えるものであり、本発
明の目的とするところは、イオン性物質の溶出が極めて
少ない熱可塑性樹脂組成物を提供することにある。また
、本発明の他のＬ１的は、耐熱性及び耐熱水性に優れ、
しがちイオン性物質の溶出が極めて少ない熱可塑性樹脂
組成物を１足供することにある。

（課題を解決するだめの手段） 本発明のイオン溶出が少ない熱可塑性樹脂組成物は１、
熱可塑性樹脂に無機のＯＨ型陰イオン交換体又は／及び
無機の１−（１２陽イオン交換体が含有されていること
を特徴とし、それにより」−記の目的が達成される。

本発明においては、例えば射出成形性、押出成形法、ブ
ロー成形法、圧縮成形法等の方法による溶融成形が可能
な熱可塑性樹脂を用いる。

ごのよ・うな熱可塑性樹脂とし７ては、ポリ塩化ビニル
、塩素化ポリ塩化ビニル、ボ）７）プロピ１／ン、ポリ
エーテルケＩ・ン、ポリエーテルエーラールケトン、ポ
リフェニレンサルファイ１、フッ素樹脂、例えばテトラ
フルオＣｌエチレンーパーフルオロアルギルビニルエー
テル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサノルオ
ロプロピレン共重合体、ポリクロじＪトリフルオロエチ
レン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ク
ロロＩ・リフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリ
フッ化ビニリデン等が挙げられる。

本発明の熱可塑性樹脂組成物は、パイプや容器なとに成
形されて超純水を対象とする用途に使用され、−・般に
過酸化水素水乙こよる洗浄殺菌や８０〜１００℃近くの
超純水による加熱殺菌が行われる場合が多い。特に、殺
菌効果が高く短時間で完全殺菌が可能な後者の加熱殺菌
が好適に採用される。それゆえ、本発明においては、フ
ッ素樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテル
ケＩ・ン等の耐熱性及び耐熱水性の良い結晶性熱可塑性
樹脂が好ましく、特にガラス転移温度（示差走査熱量計
で測定）か１００℃以上の結晶性熱可塑樹脂が好ましい
。

なお、木発明の熱可塑性樹脂組成物は、」二記のように
超純水を対象とする用途に使用されるので、耐水性を有
する樹脂でなければならない３゜この場合、一般にＪＩ
Ｓ　’ｘ　７２０９　　による吸水率が０．５重量％以
下の樹脂が使用される。

本発明においては、このような熱可塑樹脂に無機の０１
−Ｉ型陰イオン交換体又己よ／及び無機のＨ型陽イオン
交換体が含有される。

無機のＯＨ型陰イオン交換体としては、水酸化ジルコニ
ウム（主に水和酸化ジルコニウム）、水和酸化１−１）
つＪ・、水和酸化り１コム、水和酸化スズ、水利酸化チ
タン、水和酸化ニオブ、水和酸化タングステン、水和酸
化タンクル、水和酸化バナジウム等がある。これ等の中
でも水酸化ジルコニウムが安定性とイオン交換能力の点
て好ｊ童に用いられる。

また、無機のＴ−１型陽イオン交換体としては、リン酸
ジルコニウム、タングステン酸ジル〕Ｉニウム、モリブ
デン酸ジルコニウム等がある。これ等の中でもリン酸ジ
ルコニウノ２、が安定性とイオン交換能力の点で好適に
用いられる。

これ等のＯＨ型陰イオン交換体又は／及びｌ−ｉ型陽イ
オン交換体は、熱可塑樹脂１００重量部に対して一般に
０．００１〜４０重量部の範囲で含有される。含有量が
０．００１重量部以下では、樹脂に残留されているイオ
ン性物質の交換反応が充分でない。逆に、含有量が４０
重量部以上では、通常の押出成形機や射出成形機による
成形加工が困難となる。

本発明の熱可塑樹脂組成物は、例えば熱可塑樹脂を粉末
状に粉砕し、これに適量のＯ）（型陰イオン交換体又は
／及びＨ型陰イオン交換体を混合しこれをパイプや容器
などの各種製品に成形することにより得ることができる
。また、ペレット状の熱可塑樹脂に適量のＯＨ型陰イオ
ン交換体又は／及びＨ型陰イオン交換体を混練しこれを
パイプや容器など各種製品に成形することにより得るこ
とができる。

なお、本発明の熱可塑樹脂組成物には、その目的を損な
わない範囲で、安定剤、滑剤、可塑剤、加工助剤、着色
剤、補強剤、充填剤等の添加剤が少量添加されていても
よい。

（作用） 本発明の組成物のように、熱可塑性樹脂に無機のＨ型陰
イオン交換体が適量含有されていると、樹脂に残留して
いる不純物の陽イオンとイオン交換体のＨ”−（オンと
がイオン交換し、不純物の陽イオンはイオン交換体に捕
捉され樹脂から溶出することが防止され、その代わりに
Ｈ”イオンが樹脂から溶出する。しかし、Ｈ１イオンは
水の成分そのものであるがら、この組成物が超純水を対
象とする用途に使用される場合は全く問題は生じない。

また、熱可塑性樹脂に無機のＯＨ型陰イオン交換体が適
量含有されていると、樹脂に残留している不純物の陰イ
オンとイオン交換体のＯＨ−イオンがイオン交換し、不
純物の陰イオンはイオン交換体に捕捉され樹脂から溶出
することが防止され、その代わりにＯＨ−イオンが樹脂
から溶出する。しかし、０）Ｔ−イオンも水の成分その
ものであるから、この組成物が超純水を対象とする用途
に使用される場合は全く問題は生＝７＝ しない。

（実施例） 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

夫施遺↓ テトラフルオロエチレン−バーフルロエチレン共重合体
（ネオフロンＰＦＡ　／ＩＰ−２１０：ダイキン社製）
１００重量部と、水和酸化ジルコニウム（第−稀元素化
学社製）２重量部とを混合し、これを３５０℃で溶融混
練して厚さ１　ｍｎ＋の樹脂組成物の板を成形した。

この板をトリクレン、メタノール、超純水でこの順に洗
浄して試験板（縦４ｃｍＸ横２ｃｍ×２０枚及び縦４ｃ
ｍＸ横１ｃｍＸ１２枚）とし、この試験板について、次
の方法によりイオン性物質の溶出性及び有機物質の溶出
性を評価した。その結果を第１表に示す。

（１）イオン性物質の溶出性 テフロン製容器に超純水（１５０ｍ）を入れこの超純水
に上記の試験板（ｌａ４ｃｍｘ横２ｃｍ×２０枚）を浸
漬して密閉し、これを８０℃のギヤーオ一ブンに入れて
７日間放置する。その後、テフロン製容器内の超純水の
電気伝導度を測定することにより、イオン性物質の溶出
性を評価する。

なお、この測定に用いた超純水の電気伝導度は、０．５
　μｓ／ｃｍであった。また、テフロン製容器からのイ
オン性物質の溶出量を知るために、上記の板を浸漬しな
い場合について、超純水の電気伝導度を測定した（ブラ
ンク測定値）。この電気伝導度は１５．５μｓ／ｃｍで
あった。

（２）有機物質の溶出性 パイレックス製容器に超純水（７０ｍｎ）を入れこの超
純水に上記の試験板（１４ｃｍｘ横１ｃｍＸ１２枚）を
浸漬して密閉し、これを８０℃のギヤーオーブンに入れ
て７日間放置する。その後、パイレックス製容器内の超
純水の全有機物炭素量（ＴＯＣ）を測定することにより
、有機物質の溶出性を評価する。

なお、この測定に用いた超純水の全有機物炭素量は、１
２０　＋）ｐｂであった。また、パイレックス製容器か
らの有機物質の溶出量を知るために、上記の板を浸漬し
ない場合について、超純水の全有機物炭素量を測定した
（ブランク測定値）。この全有機物炭素量（ＴＯＣ）は
、５４０　ｐｐｂであった。

実差旦ｌ テトラフルオロエチレン−へキサフルオロプロピレン共
重合（ネオフロンＦＥＰ　ＮＰ−２０：ダイキン社製）
１００重量部と、水和酸化ジルコニウム（第−稀元素化
学社製）２重量部とを混合し、これを３２０℃で溶融混
練して厚さ１　ｍｍの樹脂組成物の板を成形した。

この板について、実施例１と同様にしてイオン性物質の
溶出性及び有機物質の溶出性を評価した。その結果を第
１表に示す。

ｌ１罰外Ｊ ポリクロロトリフルオロエチレン（ネオフロンＣＴＦＥ
　Ｍ−３００：ダイキン社製）１００重量部と、水和酸
化ジルコニウム（第−稀元素化学社製）２重量部とを混
合し、これを２６０℃で溶融混練して厚さ１　ｍｍの樹
脂組成物の板を成形した。

この板について、実施例１と同様にしてイオン性物質の
溶出性及び有機物質の溶出性を評価した。その結果を第
１表に示す。

実り上目ユ テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ネオフロ
ンＥＴＦＥ　ＥＰ−５２０＝ダイキン社製）　１００重
量部と、水和酸化ジルコニウム（第−稀元素化学社製）
２重量部とを混合し、これを３１０℃で溶融混練して厚
さ１　ｍｍの樹脂組成物の板を成形した。

この板について、実施例１と同様にしてイオン性物質の
溶出性及び有機物質の溶出性を評価した。その結果を第
１表に示す。

１茄」ｊ ポリフッ化ビニリデン（ネオフロンＶＤＦ　ＶＰ−８１
０：ダイキン社製）１００重量部と、水和酸化ジルコニ
ウム（第−稀元素化学社製）２重量部とを混合し、これ
を２２０℃で溶融混練して厚さ１ｍｍの樹脂組成物の板
を成形した。

この板について、実施例１と同様にしてイオン性物質の
溶出性及び有機物質の溶出性を評価した。その結果を第
１表に示す。

遺ｊ引殊旦 ポリフッ化ビニリデン（ネオフロンＶＤＦ　ＶＰ−８１
０＝ダイキン社製）１００重量部と、水和酸化トリウム
（第−稀元素化学社製）２重量部とを混合し、これを２
２０″Ｃで溶融混練して厚さｌ　ｍｍの樹脂組成物の板
を成形した。

この板について、実施例１と同様にしてイオン性物質の
溶出性及び有機物質の溶出性を評価した。その結果を第
１表に示す。

災施佐ニ ガラス転移温度１６２℃のポリエーテルケトン（ピクト
レックスＰＥＫ　２２０Ｇ　　：アイ・シー・アイ・ジ
ャパン社製）１００重量部と、リン酸ジルコニウム（新
日本金属化学社製）１重量部と、水和酸化ジルコニウム
（第−稀元素化学社製）１重量部とを混合し、これを４
００℃で溶融混練し□て厚さ１　ｍｍの樹脂組成物の板
を成形した。

この板について、実施例１と同様にしてイオ＝　１２− ン性物質の溶出性及び有機物質の溶出性を評価した。そ
の結果を第１表に示す。

演効肌 ガラス転移温度１４３℃のポリエーテルエーテルケトン
（ピクトレックスＰＥＥＫ　４５０Ｇ　：アイ・シー・
アイ・ジャパン社製）１００重量部と、リン酸ジルコニ
ウム（新日本金属化学社製）１重量部と、水和酸化ジル
コニウム（第−稀元素化学社製）１重量部とを混合し、
これを３８０℃で溶融混練して厚さ１　ｍｍの樹脂組成
物の板を成形した。

この板について、実施例１と同様にしてイオン性物質の
溶出性及び有機物質の溶出性を評価した。その結果を第
１表に示す。

一実１貫■ ポリエーテルエーテルケトン（ピクトレックスＰＥＥＫ
４５０Ｇ　：アイ・シー・アイ・ジャパン社製）１００
重量部と、リン酸ジルコニウム（新日本金属化学社製）
１重量部とを混合し、これを３８０℃で溶融混練して厚
さ１　ｍｍの樹脂組成物の板を成形した。

この板について、実施例１と同様にしてイオン性物質の
溶出性及び有−機物質の溶出性を評価した。その結果を
第１表に示す。

亥１孕Ｍ ポリエーテルエーテルケトン（ピクトレックスＰＩＥＥ
Ｋ　４５０Ｇ：アイ・シー・アイ・ジャパン社製）１０
０重量部と、水和酸化ジルコニウム（第−稀元素化学社
製）１重量部を混合し、これを３８０℃で溶融混練して
厚さ１　ｍｍの樹脂組成物の板を成形した。

この板について、実施例１と同様にしてイオン性物質の
溶出性及び有機物質の溶出性を評価した。その結果を第
１表に示す。

此勲貨を 水和酸化ジルコニウム（第−稀元素化学社製）２重量部
を混合しないこと以外は、実施例１と同様に行った。そ
の結果を第１表に示す。

此較■１ 水和酸化ジルコニウム（第−稀元素化学社製）２重量部
を混合しないこと以外は、実施例２と同様に行った。そ
の結果を第１表に示す。

此較膚ｌ 水和酸化ジルコニウム（第−稀元素化学社製）２重量部
を混合しないこと以外は、実施例３と同様に行った。そ
の結果を第１表に示す。

比較例４ 水和酸化ジルコニウム（第−稀元素化学社製）２重量部
を混合しないこと以外は、実施例４と同様に行った。そ
の結果を第１表に示す。

此ｆｆ！１１ｉ 水和酸化ジルコニウム（第−稀元素化学社製）２重量部
を混合しないこと以外は、実施例５と同様に行った。そ
の結果を第１表に示す。

此藍±直 リン酸ジルコニウム（新日本金属化学社製）１重量部と
、水和酸化シルコニうム（第−稀元素化学社製）１重量
部とを混合しないこと以外は、実施例７と同様に行った
。その結果を第１表に示す。

上惠ｄ津１ リン酸ジルコニウム（新日本金属化学社製）１重量部と
、水和酸化ジルコニウム（第−稀元素化学社製）１重量
部とを混合しないこと以外は、実施例８と同様に行った
。その結果を第１表に示す。

以上の実施例及び比較例において、測定された超純水の
電気伝導度の値から試験板を浸漬しない場合の超純水の
電気伝導度１５．５μｓ／ｃｍ（ブランク測定値）を差
引き、その値から試験板からのイオン性物質の溶出性が
判断される。それによると、イオン交換体を含有する本
発明の実施例が、これと対応するイオン交換体を含有し
ない従来の比較例に較べ、イオン性物質の溶出が極めて
少ないことがわかる。

（以下余白） （発明の効果） 上述の通り、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性
樹脂に無機のＨ型陰イオン交換体又は／及び○Ｉ」型陰
イオン交換体が含有されているので、樹脂に残留してい
る不純物の陽イオン又は／及び陰イオンはイオン交換反
応によってイオン交換反応 が防止され、その代わりに水の成分であるＨ゛イオンは
／及びＯＨ−イオンが樹脂から溶出する。

また、ガラス転移温度が１００℃以上の結晶性熱可塑性
樹脂を用いることにより、耐熱性及び耐熱水性の優れた
組成物が得られる。

したがって、本発明の熱可塑性樹脂組成物組成物は、パ
イプ、継ぎ手、バルブ、タンク、容器などの各種製品に
成形され、半導体表面の洗浄に使用される超純水の輸送
配管材料やシリコンウェハ処理用の耐熱性容器、加熱殺
菌や蒸気殺菌が行われる培養器、高純度水処理用ビーカ
ーなど、特に超純水を対象とする用途に好適に使用され
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性樹脂に無機のＯＨ型陰イオン交換体又は／
   及び無機のＨ型陽イオン交換体が含有されていることを
   特徴とするイオン溶出の少ない熱可塑性樹脂組成物。 ２、無機のＯＨ型陰イオン交換体として水酸化ジルコニ
   ウムを用い、無機のＨ型陽イオン交換体としてリン酸ジ
   ルコニウムを用いることを特徴とする請求項１記載のイ
   オン溶出の少ない熱可塑性樹脂組成物。 ３、熱可塑性樹脂としてガラス転移温度が１００℃以上
   の結晶性熱可塑樹脂を用いることを特徴とする請求項１
   又は２記載のイオン溶出の少ない熱可塑性樹脂組成物。 ４、熱可塑性樹脂として、フッ素樹脂、ポリエーテルケ
   トン、ポリエーテルエーテルケトンから選ばれる樹脂を
   用いることを特徴とする請求項１又は２記載のイオン溶
   出の少ない熱可塑性樹脂組成物。