JPH04110352A - 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） 熱可塑性樹脂は溶融成形が可能で、バイブや容器などの
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、超純水の純度が低下するという問題がある。

こ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、表面に付着した極くわずかのイオン性物質が
素子の機能を阻害し、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Ｂ） 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、８０〜１００℃
近くまで加熱された超純水を配管に通して加熱殺菌する
方法が行われている。

特に、殺菌効果が高く短時間で完全殺菌が可能な後者の
加熱殺菌法が主流になりつつある。

ところが、溶出したイオン性物質による汚染は防止でき
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。

本発明は、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、耐熱性及び耐熱水性に優れ、し
かも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。

（課題を解決するための手段） 本発明のイオン溶出が少ない熱可塑性樹脂組成物は、ガ
ラス転移温度が１００℃以」二の無定形熱可ワ樹脂に無
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し、それにより
上記の目的が達成される。

本発明においては、例えば射出成形法、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
で、且つ耐熱性及び耐熱水性に優れた樹脂として、ガラ
ス転移温度（示差走査熱量計で測定）が１００℃以上の
無定形熱可塑性樹脂を用いる。なお、本発明の熱可塑性
樹脂組成物は、特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げればならない。この
場合、一般にＪＩＳ　Ｋ　７２０９　　による吸水率が
０．５重量％以下の樹脂が使用される。

＝３ スルボン樹脂や、ポリエーテルイミドが好適に使用され
る。その他、ポリフェニレンオキサイド、変成ポリフェ
ニレンオキサイドも好ましい樹脂である。

本発明においては、このような無定形熱可塑性樹脂に無
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）、水和酸化トリウム
、水和酸化クロム、水和酸化スズ、水和酸化チタン、水
和酸化ニオブ、水和酸化タングステン、水和酸化タンタ
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で好適に
用いられる。

また、無機のＨ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コニウム、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
ウム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１１型陽イオ
ン交換体は、熱可塑性樹脂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。

本発明の熱可塑性樹脂組成物は、例えば前記の無定形熱
可塑性樹脂を粉末状に粉砕し、これに適量のＯＨ型陰イ
オン交換体又は／及びＨ型陽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、ペレット状の前記無定形熱可塑
性樹脂に適量のＯＨ型陰イオン交換体又は／及びＨ型陽
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、本発明の熱可塑性樹脂組成物には、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型陽
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Ｆトイオンとが
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
゛イオン樹脂から溶出する。しかし、Ｈ′″イオンは水
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、ＯＨ−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じない。

しかも、上記の熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が１０
０℃以上であるので、耐熱性及び耐熱水性が優れている
。また、無定形樹脂を使用するので、結晶性樹脂を使用
した場合に較べ、パイプ等に成形する際に球晶の生成す
る恐れがない。それゆえ、製品の内面が平滑となりやす
く、微生物や微粒子が付着しにくくなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

演１韮± ガラス転移温度１９０℃のニーデルポリスルポン樹脂（
Ｕｄｅｌ　Ｐ−１７００：アモコジャパン社製）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３６０　’Ｃで溶融混
練して厚さ１揶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２ｃ＋ｎＸ２０枚及び縦４
ｃｍＸ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（１５０ｍｆ）を入れこの超純
水に上記の試験板（縦４ｃ＋＋＋Ｘ横２ｃｍ×２０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、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、上記の試験板を浸漬
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／ｃ
ｍ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（７０ｍｌ）を入れこの超
純水に上記の試験板（縦４ｃｍＸ横１ｃ１１Ｉ×１２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、バ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　ｐｐｂ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、上記の試験板を浸漬
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。

ルスルホン樹脂（Ｒａｄｅｌ　Ａ−１００：アモコジャ
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３５０
℃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。

夾施拠ニ ガラス転移温度２２５℃のポリエーテルスルホン樹脂（
４８００Ｇ　：アイ・シー・アイ・ジャパン社製）１０
０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３５０℃で溶融混練し
て厚さＩＩＩＩｍ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。

スＪ１址ｔ ガラス転移温度２１５℃のポリエーテルイミド樹脂（ウ
ルテム１０００　：　Ｇ　Ｅプラスチック社製）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。

実音１ ガラス転移温度１９０℃のニーデルポリスルホン樹脂（
Ｕｄｅｌ　Ｐ−１７０旧アモコジャバン社製）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３６０℃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。

夾施併ｊ ガラス転移温度１９０℃のニーデルポリスルホン樹脂（
Ｕｄｅｌ　Ｐ−１７００：アモコジャパン社製）１００
重量部と、水和酸化ジルコニウム（第−稀元素化学社製
）１重量部とを混合し、これを３６０℃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。

此較剃ニ 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−稀元素社製）１重量部とを
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。

此玉七し− 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−稀元素社製）１重量部とを
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。

ル較性よ 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−稀元素社製）１重量部とを
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。

且較土左 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−稀元素社製）１重量部とを
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。

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型陽イオン交換体又は／及びＯＨ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体に捕捉されて樹脂から溶出するこ
とが防止され、その代わりに水の成分であるＨ′″イオ
ン又は／及びＯＨ−イオンが樹脂から溶出する。

しかも、上記の熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が１０
０℃以上であるので、耐熱性及び耐熱水性に優れる。さ
らに、上記の熱可塑性樹脂は無定形であるので、製品の
内面が平滑となりやすく、微生物や微粒子の汚染が少な
くなる。

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、ガラス転移温度が１００℃以上の無定形熱可塑樹脂
   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、ガラス転移温度が１００℃以上の無定形熱可塑樹脂
   として、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミドから選
   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。